專利名稱：圓錐孔鏜床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于孔的加工設(shè)備，特別是關(guān)于加工錐形孔的鏜床。
背景技術(shù)：
機(jī)械產(chǎn)品有很多涉及孔的加工，目前加工圓錐形孔常用的方法是采用錐形孔專用刀具，但是這種方法加工出的孔表面精度和尺寸精度不易保證，而且需專用刀具，其成本高，磨損快，費用大。還有采用車削工藝，此法是工件旋轉(zhuǎn)，刀具按一定角度進(jìn)刀來加工錐形孔，但這種方法只能加工結(jié)構(gòu)簡單、體積重量小的工件，對于大體積大重量和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工件則無能為力。后來有采用變徑鏜削工藝的，即刀具同時作旋轉(zhuǎn)、徑向、軸向三種運動的復(fù)合運動，由于受其變徑方式及機(jī)構(gòu)的限制，有的刀具是非線性變徑，鏜出的錐孔母線不直，可加工喇叭孔，但不能加工圓錐孔，有的只適用于一種錐度，無通用性，有的不能進(jìn)行粗精兩工步加工，有的加工精度低，加工質(zhì)量不穩(wěn)定，工效慢，總之，都不適合用來進(jìn)行大批量圓錐孔的精密加工。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有工藝及設(shè)備的缺點，提供一種可以高精度大批量加工各種錐度的圓錐形孔的圓錐孔鏜床。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種圓錐孔鏜床，由床身、電氣控制驅(qū)動機(jī)構(gòu)、工件定位機(jī)構(gòu)、數(shù)控系統(tǒng)、滑臺、主電機(jī)機(jī)構(gòu)、主軸箱、主軸、刀桿組成，刀桿上有粗鏜刀和精鏜刀兩把鏜刀，兩把鏜刀分別安裝在刀桿相對的兩側(cè)，刀桿上連接有滑塊，滑塊通過燕尾形導(dǎo)軌與刀盤體連接并可沿燕尾形導(dǎo)軌移動，兩把鏜刀刀尖的軸向連線通過主軸軸線與滑塊移動的方向平行，滑塊上有推塊，推塊位于刀盤體中，推塊上有向心球軸承，刀盤體中有平衡彈簧和斜面塊，平衡彈簧壓在推塊上，使推塊上的向心球軸承壓在斜面塊的斜面上，斜面塊連接有推桿，推桿通過滑動軸承套安裝于主軸中，推桿的另一端通過推力球軸承聯(lián)接有絲桿機(jī)構(gòu)，絲桿機(jī)構(gòu)與伺服電機(jī)A聯(lián)接，刀盤體與主軸緊固連接，主軸位于主軸箱中，主軸箱位于滑臺上，主軸與主電機(jī)機(jī)構(gòu)聯(lián)接，滑臺與伺服電機(jī)B聯(lián)接，伺服電機(jī)A、伺服電機(jī)B與數(shù)控系統(tǒng)電連接。
圓錐孔鏜床有鉆削動力頭。
本發(fā)明中，床身、電氣控制驅(qū)動機(jī)構(gòu)、工件定位機(jī)構(gòu)、數(shù)控系統(tǒng)、滑臺、主電機(jī)機(jī)構(gòu)、主軸箱等常規(guī)機(jī)構(gòu)、系統(tǒng)均與普通機(jī)床相同。刀桿、刀盤體及與之直接相關(guān)部分組成變徑鏜削頭，為本發(fā)明的核心部分，它與滑臺、驅(qū)動機(jī)構(gòu)、數(shù)控系統(tǒng)、組成變徑鏜削動力頭。鉆削動力頭為普通鉆孔機(jī)構(gòu)，一般設(shè)置在相對于變徑鏜削動力頭的對側(cè)，即工件定位機(jī)構(gòu)的另一邊。
本發(fā)明工作時，首先由鉆削動力頭將工件鉆底孔，然后再由變徑鏜削動力頭鏜錐孔。粗鏜時，滑臺帶動主軸從工件錐孔的大端向小端走，精鏜時，滑臺帶動主軸從工件錐孔的小端向大端走，而徑向走刀方向一直保持不變。鏜削時，設(shè)置好數(shù)控裝置的參數(shù)，伺服電機(jī)B正轉(zhuǎn)驅(qū)動滑臺帶動鏜削頭沿軸向前移，即向工件移動，伺服電機(jī)A正轉(zhuǎn)通過絲桿機(jī)構(gòu)推動推桿相對主軸沿軸向向前移動，推動斜面塊，通過向心球軸承、推塊使滑塊沿燕尾形導(dǎo)軌作徑向移動，帶動刀桿沿徑向運動，當(dāng)?shù)稐U上的粗鏜刀到達(dá)工件鏜孔位置，即錐孔直母線粗鏜起點，數(shù)控裝置按設(shè)定值控制伺服電機(jī)A、B按一定的數(shù)學(xué)關(guān)系工作，刀桿在軸向和徑向兩方向運動合成，實現(xiàn)變截面線性變徑，使粗鏜刀走出圓錐孔的直母線，同時主軸在主電機(jī)機(jī)構(gòu)帶動下正轉(zhuǎn)，帶動刀桿及粗鏜刀作切削運動，進(jìn)行圓錐孔的粗加工，粗鏜完畢，粗鏜刀走離工件，精鏜刀到達(dá)錐孔直母線精鏜起點，數(shù)控機(jī)構(gòu)控制伺服電機(jī)B反轉(zhuǎn)，滑臺帶動主軸箱、主軸返回，伺服電機(jī)A保持原設(shè)定正轉(zhuǎn)，兩運動合成實現(xiàn)變截面線性變徑，使精鏜刀走出圓錐孔的直母線，接著進(jìn)行圓錐孔的精加工，精鏜完畢，精鏜刀走離工件，數(shù)控裝置控制伺服電機(jī)A、B均反轉(zhuǎn)，主電機(jī)機(jī)構(gòu)停轉(zhuǎn)，使刀桿回到原點，完成一個圓錐孔的加工。
本發(fā)明中，鏜削動力頭的走刀方式及驅(qū)動機(jī)構(gòu)是按照變截面線性變徑的原理設(shè)計制造的，它完全符合圓錐體的幾何特性及形成機(jī)理，是一臺真正意義上的變截面線性變徑鏜削動力頭，因此可以鏜削加工出標(biāo)準(zhǔn)的圓截面圓錐孔。同時，刀桿上對稱安裝粗、精兩把鏜刀，采用往返式走刀，在不延長走刀行程、不增加鏜刀桿長度的前提下，可以實現(xiàn)粗精兩工步加工；在粗鏜和精鏜時，推桿一直是往前推，刀桿的徑向移動方向不變，沒有間隙誤差；加之線性變徑可使鏜刀在加工過程中原設(shè)計的工作角度保持穩(wěn)定不變，這都將大大提高孔的加工精度。
精密加工圓錐孔，要經(jīng)過鉆底孔、粗鏜圓錐孔、精鏜圓錐孔三道加工工序。本發(fā)明中設(shè)有鉆削動力頭，使圓錐孔加工的三道加工工序可在一臺鏜床上全部完成。
經(jīng)驗證，用其鏜出的錐孔，其表面光潔度、錐度、母線不直度、小端孔徑等技術(shù)指標(biāo)，完全控制在零件圖紙的技術(shù)要求之內(nèi)，而且穩(wěn)定可靠。
由于采用了變截面線性變徑技術(shù)及雙刀往返走刀技術(shù)設(shè)計變截面線性變徑鏜削動力頭，并和數(shù)控技術(shù)結(jié)合，使本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)緊湊、加工精度高、自動化程度高等特點，且錐度可自由設(shè)置、適用性強(qiáng)，工作無噪音，使用壽命長。
圖1為本發(fā)明變徑鏜削動力頭側(cè)剖面示意圖。
圖2為本發(fā)明變徑鏜削頭俯視圖。
圖3為本發(fā)明總體圖。
圖4為本發(fā)明鏜削過程鏜刀位置示意圖。
具體實施例方式
如圖1、2、3所示，一種圓錐孔鏜床，由床身1、電氣控制驅(qū)動機(jī)構(gòu)、工件定位機(jī)構(gòu)2、數(shù)控系統(tǒng)、滑臺3、主電機(jī)機(jī)構(gòu)4、主軸箱5、主軸6、刀桿7組成，刀桿7上有粗鏜刀8和精鏜刀9兩把鏜刀，兩把鏜刀分別安裝在刀桿7相對的兩側(cè)，刀桿7上連接有滑塊10，滑塊10通過燕尾形導(dǎo)軌11與刀盤體12連接并可沿燕尾形導(dǎo)軌11移動，兩把鏜刀刀尖的軸向連線通過主軸6軸線與滑塊10移動的方向平行，滑塊10上有推塊13，推塊13位于刀盤體12中，推塊13上有向心球軸承14，刀盤體12中有平衡彈簧15和斜面塊16，平衡彈簧15壓在推塊13上，使推塊13上的向心球軸承14壓在斜面塊16的斜面上，斜面塊16連接有推桿17，推桿17通過滑動軸承套18安裝于主軸6中，推桿18的另一端通過推力球軸承聯(lián)接有絲桿機(jī)構(gòu)19，絲桿機(jī)構(gòu)19與伺服電機(jī)A20聯(lián)接，刀盤體12與主軸6緊固連接，主軸6位于主軸箱5中，主軸箱5位于滑臺3上，主軸6與主電機(jī)機(jī)構(gòu)4聯(lián)接，滑臺3與伺服電機(jī)B21聯(lián)接，伺服電機(jī)A20、伺服電機(jī)B21與數(shù)控系統(tǒng)電連接。
圓錐孔鏜床有鉆削動力頭22。
刀桿7一般通過螺絲與滑塊10緊固連接，螺孔應(yīng)設(shè)為長腰形，可方便調(diào)節(jié)鏜刀的連線的角度，推塊13也用螺絲與滑塊10緊固連接，推塊13上有一軸，用于安裝向心球軸承14，壓在推塊13上的平衡彈簧15的壓力可設(shè)置一個調(diào)節(jié)螺絲調(diào)節(jié)。斜面塊16也用螺絲與推桿17連接。變徑鏜削頭的旋轉(zhuǎn)軸線應(yīng)與滑臺3的運動方向平行，才能保證鏜削出標(biāo)準(zhǔn)的圓錐孔。推桿18的加工及安裝應(yīng)保證與主軸6同心。
如圖4，表明鏜削過程鏜刀位置，圖中刀桿7上的粗鏜刀8位于錐孔直母線粗鏜起點，虛線表示粗鏜完畢，粗鏜刀8走離工件，精鏜刀9位于錐孔直母線精鏜起點。
本發(fā)明變徑鏜削動力頭可作為一個獨立的部件，組合成不同的結(jié)構(gòu)類型的機(jī)床，進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用范圍。
主電機(jī)機(jī)構(gòu)4中的主電機(jī)可采用變頻電機(jī)，并也與數(shù)控機(jī)構(gòu)電連接，由數(shù)控機(jī)構(gòu)控制其轉(zhuǎn)速，在粗鏜時用慢速，精鏜時用快速，既能提高孔的加工精度，又能延長刀具的使用壽命。
權(quán)利要求
1.一種圓錐孔鏜床，由床身(1)、電氣控制驅(qū)動機(jī)構(gòu)、工件定位機(jī)構(gòu)(2)、數(shù)控系統(tǒng)、滑臺(3)、主電機(jī)機(jī)構(gòu)(4)、主軸箱(5)、主軸(6)、刀桿(7)組成，其特征在于刀桿(7)上有粗鏜刀(8)和精鏜刀(9)兩把鏜刀，兩把鏜刀分別安裝在刀桿(7)相對的兩側(cè)，刀桿(7)上連接有滑塊(10)，滑塊(10)通過燕尾形導(dǎo)軌(11)與刀盤體(12)連接并可沿燕尾形導(dǎo)軌(11)移動，兩把鏜刀刀尖的軸向連線通過主軸(6)軸線與滑塊(10)移動的方向平行，滑塊(10)上有推塊(13)，推塊(13)位于刀盤體(12)中，推塊(13)上有向心球軸承(14)，刀盤體(12)中有平衡彈簧(15)和斜面塊(16)，平衡彈簧(15)壓在推塊(13)上，使推塊(13)上的向心球軸承(14)壓在斜面塊(16)的斜面上，斜面塊(16)連接有推桿(17)，推桿(17)通過滑動軸承套(18)安裝于主軸(6)中，推桿(18)的另一端通過推力球軸承聯(lián)接有絲桿機(jī)構(gòu)(19)，絲桿機(jī)構(gòu)(19)與伺服電機(jī)A(20)聯(lián)接，刀盤體(12)與主軸(6)緊固連接，主軸(6)位于主軸箱(5)中，主軸箱(5)位于滑臺(3)上，主軸(6)與主電機(jī)機(jī)構(gòu)(4)聯(lián)接，滑臺(3)與伺服電機(jī)B(21)聯(lián)接，伺服電機(jī)A(20)、伺服電機(jī)B(21)與數(shù)控系統(tǒng)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓錐孔鏜床，其特征在于圓錐孔鏜床有鉆削動力頭(22)。
全文摘要
一種圓錐孔鏜床，關(guān)于孔的加工設(shè)備，特別是關(guān)于加工錐形孔的鏜床，本發(fā)明克服加工圓錐形孔常用方法成本高、磨損快、加工受限制等缺點，提出了變截面線性變徑技術(shù)及雙刀往返走刀技術(shù)，由裝有兩把鏜刀的刀桿、滑塊、刀盤體、推塊、斜面塊組成變徑鏜削頭，為本發(fā)明的核心部分，并和數(shù)控技術(shù)結(jié)合，與滑臺、驅(qū)動機(jī)構(gòu)、數(shù)控系統(tǒng)、組成變徑鏜削動力頭，并設(shè)有鉆削動力頭，使本發(fā)明可以在一臺圓錐孔鏜床上完成圓錐孔所需的鉆底孔、粗鏜圓錐孔、精鏜圓錐孔三道加工工序，具有加工精度高、自動化程度高等特點，且錐度可自由設(shè)置、使用壽命長，適合用來高精度大批量加工圓錐形孔。
文檔編號B23B47/00GK1814384SQ20061001846
公開日2006年8月9日 申請日期2006年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月1日
發(fā)明者胡道財, 徐世榮, 徐順生, 徐長群, 鄒同慶, 李秋生 申請人:湖北三環(huán)鍛造有限公司