一種數控微納鏡面光亮車床的制作方法
【專利摘要】一種數控微納鏡面光亮車床，所述的車床包含用于進行加工操作的床身、用于夾持工件的夾持裝置和用于進行鏡面切削的伺服刀塔；應用所述的車床能夠降低加工誤差，有效保障在工件表面加工出的微納鏡面的精度，以及減少廢、次品的數量。
【專利說明】一種數控微納鏡面光亮車床
[0001]【【技術領域】】
[0002]本實用新型涉及金屬表面鏡面加工設備領域，尤其是涉及一種能夠在金屬表面加工出具有微納鏡面精度的光亮鏡面的數控鏡面車床。
[0003]【【背景技術】】
[0004]公知的，數控鏡面車床是指安裝有程序控制系統的自動化鏡面加工車床，其是一種典型的機電一體化產品；同時，鏡面切削，也稱光亮車削是一種特殊、昂貴和極其精致的加工工藝；一般認為，鏡面切削的表面特征就是工件表面粗糙度Ra≤ 0.05 μ m，相對于其它的幾何輪廓的型線偏差< 0.125 μ m/025mm，該型線偏差包含表面粗糙度、波度及形狀誤差，其中，由于大部分的有色金屬，如銅、鋁及鐵合金等是無法用通常的磨削方法來達到高品質且可視的光亮效果的，因此，其只能采用鏡面切削來完成；然而，由于傳統的鏡面加工工藝缺乏可重復性和精確性，尤其是在加工那些要求達到裝飾效果的黃銅、銅或鋁等有色金屬的表面時，應用傳統車床加工時往往還需要進行后續磨削和拋光的二次加工，因此，應用傳統車床及加工工藝時，極易在加工出的鏡面上留下視覺可見的車削痕跡和凌亂的輪廓線；此外，現有鏡面車床的床身在加工過程中易產生強烈振動，從而引起裝夾不穩的現象發生，這不但使工件的裝夾部位極易受到不同程度的夾傷或磨損，而且還會影響到加工的力度，輕則造成加工出的鏡面出現精度誤差，重則還有可能造成刀具的損壞，這些因素都導致了現有的鏡面車床在加工工件表面時存在有微納鏡面精度穩定性較差，產質量較低，廢品率較高的缺陷。
[0005]【
【發明內容】
】
[0006]為了克服【背景技術】中的不足，本實用新型公開了一種數控微納鏡面光亮車床，所述的車床不但能夠降低加工誤差，有效保障在工件表面加工出的微納鏡面的精度，以及減少廢、次品的數量，而且還能夠在滿足可重復性和精準性要求的前提下不需再進行后續的
二次加工。
[0007]為實現上述發明目的，本實用新型采用如下技術方案:
[0008]一種數控微納鏡面光亮車床，所述的車床包含床身、夾持裝置和伺服刀塔；所述的床身為由高級米漢納鑄鐵材料整體鑄造的箱型結構，該箱型床身的上部面鋪設有大理石板，且在大理石板與箱型床身之間設有一層橡膠減震墊；
[0009]所述的夾持裝置包含前頂尖和后尾座；所述的前頂尖包含頂尖箱、頂尖動壓液壓軸承、頂尖主軸和伺服電機；所述的頂尖箱固定安裝在車床上部面的一側；所述的頂尖主軸通過頂尖動壓液壓軸承安裝在頂尖箱內部，且頂尖王軸的尖頭纟而關出頂尖箱對應車床中部一側的箱壁，頂尖主軸的另一端與伺服電機的電機主軸連動；所述的后尾座包含尾座箱、尾座頂尖軸、尾座動壓液壓軸承和離合器；所述的尾座箱通過連接在該箱底部的尾座安裝板與固定在車床上部面的滾珠絲杠導軌滑動連接，該尾座安裝板對應車床中部的一端底部設有與滾珠絲杠導軌連接的絲杠滑塊，尾座安裝板的另一端底部對應滾珠絲杠導軌設有尾座鎖緊器；所述的尾座頂尖軸通過尾座動壓液壓軸承安裝在尾座箱內部，尾座頂尖軸的尖頭端突出尾座箱對應車床中部一側的箱壁，且與頂尖主軸的尖頭端對應，尾座頂尖軸的另一端與通過離合器軸承固定在尾座箱內的離合器連接；
[0010]所述的伺服刀塔包含拖板、滾珠絲杠、液壓導軌、液壓滑塊、刀架和刀具；所述的拖板底部與安裝在車床上部面的車床絲杠滑動連接，拖板上部固定有與車床絲杠呈十字交叉狀的滾珠絲杠，且對應滾珠絲杠的兩側分別固定設有一液壓導軌；所述的兩液壓導軌共同滑動夾持一液壓滑塊，該液壓滑塊的中部與滾珠絲杠滑動連接，在液壓滑塊的上部面固定設有安裝有天然金剛石刀具的刀架。
[0011]所述的數控微納鏡面光亮車床，所述的尾座箱底部設有高度調節器。
[0012]所述的數控微納鏡面光亮車床，所述的尾座頂尖軸軸身與尾座箱箱壁之間設有油封。
[0013]所述的數控微納鏡面光亮車床，所述的滾珠絲杠導軌為動壓導軌。
[0014]由于采用如上所述的技術方案，本實用新型具有如下有益效果:
[0015]本實用新型所述的數控微納鏡面光亮車床采用天然金剛石刀具進行工件表面壓力光整加工，及利用金屬在常溫狀態的冷塑性的特點，通過刀具擠壓對工件表面施加一定的壓力，使工件表層金屬產生塑性流動，填入到原始殘留的低凹波谷中，從而將工件表面粗糙值降低；由于被擠壓的表層金屬塑性變形，使表層組織冷硬化和晶粒變細，形成致密的纖維狀，并形成殘余應力層，從而提高了硬度、強度和改善了工件表面的耐磨性、耐蝕性和配合性，同時達到了光整加工及強化的兩種目的；所述的車床不但能夠降低加工誤差，減少廢、次品的數量，而且還能夠在滿足可重復性和精準性要求的前提下不需再進行后續的二次加工，從而不會產生拋光或研磨材料對環境的污染以及因降低表面品質而造成的廢品浪費，還可以省略因材料缺陷或加工表面缺陷需要的費時、費力、費成本補償性加工措施。
[0016]【【專利附圖】
【附圖說明】】
[0017]圖1是本實用新型的示意圖；
[0018]圖2是本實用新型中前頂尖的剖面示意圖；
[0019]圖3是本實用新型中尾座頂尖的剖面示意圖；
[0020]圖4是本實用新型中伺服刀塔的剖面示意圖。
[0021]圖中:1、床身；2、伺服刀塔；3、如頂尖；4、后尾座；5、頂尖箱；6、頂尖動壓液壓軸承；7、頂尖主軸；8、伺服電機；9、電機主軸；10、尾座箱；11、尾座頂尖軸；12、尾座動壓液壓軸承；13、離合器；14、尾座安裝板；15、滾珠絲杠導軌；16、絲杠滑塊；17、尾座鎖緊器；18、離合器軸承；19、高度調節器；20、拖板；21、車床絲杠；22、滾珠絲杠；23、液壓導軌；24、液壓滑塊；25、刀架；26、刀具；27、工件。
[0022]【【具體實施方式】】
[0023]通過下面的實施例可以更詳細的解釋本發明，公開本實用新型的目的旨在保護本實用新型范圍內的一切變化和改進，本實用新型并不局限于下面的實施例:
[0024]結合附圖1，所述的數控微納鏡面光亮車床包含床身1、夾持裝置和伺服刀塔2 ;所述的車床床身I采用由高級米漢納鑄鐵材料鑄造的一次成型的箱型結構，在這個箱型床身I的上部面鋪設有面 積大小吻合對應的大理石板,且在大理石板與箱型床身I之間鋪設有一層能夠有效避免大理石板與箱型床身I發生硬性磨擦的橡膠減震墊，即所述的車床充分利用了大理石板自身的吸震和熱穩定的特性，從而有效解決了困擾數控鏡面車床多年的床身振動及熱穩定性的難題，即有效的解決了數控鏡面車床所需要的機床運動系統的穩定要求，為所述的車床運行奠定了堅實的基礎；
[0025]結合附圖1和2，所述的夾持裝置由安裝在車床上部面兩側的前頂尖3和后尾座4構成，即通過車床上部面兩側的前頂尖3和后尾座4來夾持待加工工件27的兩端，從而確保工件27在加工的過程的穩定性；所述的前頂尖3包含頂尖箱5、頂尖動壓液壓軸承6、頂尖主軸7和伺服電機8 ;所述的頂尖箱5固定安裝在車床上部面的一側；所述的頂尖主軸7通過頂尖動壓液壓軸承6安裝在頂尖箱5內部，頂尖王軸7的尖頭纟而關出頂尖箱5對應車床中部一側的箱壁，從而達到有效頂夾工件27相應端的目的；頂尖主軸7的另一端與伺服電機8的電機主軸9連動，從而達到通過伺服電機8來帶動頂尖主軸7回轉的目的；
[0026]結合附圖1和3，所述的后尾座4包含尾座箱10、尾座頂尖軸11、尾座動壓液壓軸承12和離合器13 ;所述的尾座箱10通過連接在該箱底部的尾座安裝板14與固定在車床上部面的滾珠絲杠導軌15滑動連接，從而達到通過滑動調節后尾座4與前頂尖3之間的距離來有效夾持工件27的目的；為便于輕松滑動后尾座4，所述的尾座安裝板14對應車床中部的一端底部設有與滾珠絲杠導軌15連接的絲杠滑塊16，為便于鎖定后尾座4及防止加工過程中的工件27跳動，在尾座安裝板14的另一端底部對應滾珠絲杠導軌15設有尾座鎖緊器17，即當后尾座4與前頂尖3穩定夾持工件27后，能夠通過鎖止尾座鎖緊器17來保障后尾座4及工件27的穩定；
[0027]所述的尾座頂尖軸11通過尾座動壓液壓軸承12安裝在尾座箱10內部，尾座頂尖軸11的尖頭端突出尾座箱10對應車床中部一側的箱壁，且與頂尖主軸7的尖頭端對應，從而達到了能夠有效的利用前頂尖3和后尾座4來夾持工件27的目的；所述的尾座頂尖軸11軸身與尾座箱10箱壁之間設有油封；尾座頂尖軸11的另一端與通過離合器軸承18固定在尾座箱10內的離合器13連接，即能夠通過離合器13來準確控制后尾座4與前頂尖3配合進行夾緊和松開工件的操作，從而達到了有效減少因位置精度誤差而造成的報廢損失；所述的尾座箱10底部設有高度調節器19，從而達到了利用高度調節器19來準確調節后尾座4的高度，使頂尖主軸7的中心與尾座頂尖軸11的中心等高，進而有效保障了后尾座4能夠準確牢固的夾持工件27的目的；此外，所述的夾持裝置中采用頂尖動壓液壓軸承6和尾座動壓液壓軸承12來支撐頂尖主軸7和尾座頂尖軸11是為了解決軸的溫升變形補償問題，且這些動壓液壓軸承除了適合5000rpm高速精密車削外，其還能夠承擔低速切削的重任；此外，所述的滾珠絲杠導軌15采用能夠利用液壓力自動補償功能來有效防止絲杠滑塊16和滾珠絲杠導軌15之間接觸碰撞的動壓導軌，從而有效的降低了意外撞機的損傷；
[0028]所述的夾持裝置采用前頂尖3和后尾座4的夾持結構，并通過離合器13對后尾座4進行松緊控制，從而達到了一次裝夾就能夠完成全部加工操作的目的，這不但有效的避免了工件27在加工過程中出現跳動，大大減少了因位置精度誤差造成的報廢損失，而且還達到了通過調整加工參數來滿足工件表面的鏡面尺寸精度與表面粗糙度的目的；
[0029]結合附圖1和4，所述的伺服刀塔2包含拖板20、滾珠絲杠22、動壓液壓導軌23、液壓滑塊24、刀架25和刀具26 ;所述的拖板20底部與安裝在車床上部面的車床絲杠21滑動連接，從而便于在加工時由車床絲杠21帶動伺服刀塔2沿工件27的軸向移動；拖板20上部固定有與車床絲杠21對應呈十字交叉狀的滾珠絲杠22，同時在拖板20上部面對應滾珠絲杠22的兩側分別固定設有一動壓液壓導軌23，這兩個動壓液壓導軌23共同滑動夾持一液壓滑塊24，該液壓滑塊24的中部與滾珠絲杠22滑動連接，且在液壓滑塊24的上部面固定設有安裝有天然金剛石刀具26的刀架25，即所述的刀架25能夠通過液壓滑塊24的移動而帶動刀具26在動壓液壓導軌23上沿工件27的徑向移動，從而達到在加工過程中能夠使刀具26隨時與工件27的外表面適當接觸的目的，進而使加工出的工件27鏡面精度的誤差明顯降低，即有效的減少了廢次品的數量，相應的為使用方增加了經濟收益。
[0030]實施本實用新型所述的數控微納鏡面光亮車床時，先通過后尾座3和前頂尖5將待加工的工件27夾緊，再啟動伺服電機8帶動電機主軸9，同時啟動離合器13確保待加工的工件27在加工過程中能夠準確定位，并利用尾座鎖緊器17將后尾座4鎖定，確保工件27不跳動；然后移動伺服刀塔2，通過液壓滑塊24在動壓液壓導軌23和滾珠絲杠22之間的滑動使刀具26的刀尖與工件27表面對應接觸，從而實現對工件27的鏡面加工。
[0031]本實用新型未詳述部分為現有技術，故本實用新型未對其進行詳述。
【權利要求】
1.一種數控微納鏡面光亮車床，所述的車床包含床身(I)、夾持裝置和伺服刀塔(2)，其特征是:所述的床身(I)為由米漢納鑄鐵材料整體鑄造的箱型結構，該箱型床身(I)的上部面鋪設有大理石板，且在大理石板與箱型床身(I)之間設有一層橡膠減震墊； 所述的夾持裝置包含前頂尖(3)和后尾座(4);所述的前頂尖(3)包含頂尖箱(5)、頂尖動壓液壓軸承(6)、頂尖主軸(7)和伺服電機(8);所述的頂尖箱(5)固定安裝在車床上部面的一側；所述的頂尖主軸(7)通過頂尖動壓液壓軸承(6)安裝在頂尖箱(5)內部，且頂尖主軸(7)的尖頭端突出頂尖箱(5)對應車床中部一側的箱壁，頂尖主軸(7)的另一端與伺服電機(8)的電機主軸(9)連動；所述的后尾座(4)包含尾座箱(10)、尾座頂尖軸(11)、尾座動壓液壓軸承(12)和離合器(13);所述的尾座箱(10)通過連接在該箱底部的尾座安裝板(14)與固定在車床上部面的滾珠絲杠導軌(15)滑動連接，該尾座安裝板(14)對應車床中部的一端底部設有與滾珠絲杠導軌(15)連接的絲杠滑塊(16)，尾座安裝板(14)的另一端底部對應滾珠絲杠導軌(15)設有尾座鎖緊器(17);所述的尾座頂尖軸(11)通過尾座動壓液壓軸承(12)安裝在尾座箱(10)內部，尾座頂尖軸(11)的尖頭端突出尾座箱(10)對應車床中部一側的箱壁，且與頂尖主軸(7)的尖頭端對應，尾座頂尖軸(11)的另一端與通過離合器軸承(18)固定在尾座箱(10)內的離合器(13)連接； 所述的伺服刀塔(2)包含拖板(20)、滾珠絲杠(22)、液壓導軌(23)、液壓滑塊(24)、刀架(25)和刀具(26);所述的拖板(20)底部與安裝在車床上部面的車床絲杠(21)滑動連接，拖板(20)上部固定有與車床絲杠(21)對應呈十字交叉狀的滾珠絲杠(22)，且對應滾珠絲杠(22)的兩側分別固定設有一液壓導軌(23);所述的兩液壓導軌(23)共同滑動夾持一液壓滑塊(24)，該液壓滑塊(24)的中部與滾珠絲杠(22)滑動連接，在液壓滑塊(24)的上部面固定設有安裝有天然金剛石刀具(26)的刀架(25)。
2.根據權 利要求1所述的數控微納鏡面光亮車床，其特征是:所述的尾座箱(10)底部設有高度調節器(19)。
3.根據權利要求1所述的數控微納鏡面光亮車床，其特征是:所述的尾座頂尖軸(11)軸身與尾座箱(10)箱壁之間設有油封。
4.根據權利要求1所述的數控微納鏡面光亮車床，其特征是:所述的滾珠絲杠導軌(15)為動壓導軌。
【文檔編號】B23B23/00GK203566178SQ201320578667
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年9月18日 優先權日:2013年9月18日
【發明者】寇書軍, 姚琪, 張煒, 王愛群, 李聚兵, 趙崢 申請人:洛陽奇瑞超精模具機械有限公司