一種數控端面凸輪銑床的制作方法

本發明涉及一種數控端面凸輪銑床，屬于凸輪銑數控機床技術領域。

背景技術：

端面凸輪加工專機是內燃機制造行業的專用機床，目前，端面凸輪的加工依賴于傳統的機械靠模粗磨加工；但是，此類端面凸輪加工專機在加工過程中，受靠模的形狀和精度影響較大，換品種也非常不方便，單個產品加工時間大約在20分鐘以上，生產效率低下，且生產出來的成品質量較差，越來越不能滿足現有的高標準需求。

隨著科學技術的發展和工藝技術質量要求的提高，端面凸輪的加工逐漸被結構緊湊、性能良好、不用靠模、加工效率高且適用性強的數控端面凸輪銑床所取代。單個端面凸輪的加工時間從先前的20分鐘縮短到現在的1-2分鐘，加工效率顯著的增加，降低了企業的成本，增加了效益。在該過程中，需要先將凸輪本體固定于夾具上，然后再進行相應的加工。現有的夾具通常為三爪卡盤式夾具，但三爪卡盤式夾具結構復雜、制造成本高，且無法保證裝夾精度及工件加工的穩定性，生產出來的端面凸輪達不到現有的精度要求。

另外，如何將主軸轉速降低到1轉/分鐘，而且轉動平穩無振動，是該加工過程成敗之關鍵，而現有的端面凸輪銑床的動力輸出機構提供的主軸轉速最低為2-3轉/分鐘，且會伴有一定的振動，從而致使端面凸輪銑床的加工效果不理想，達不到較高的曲線加工精度。

因此，亟需一種加工效率高、夾裝工件精度高、主軸轉速低且無振動的數控端面凸輪銑床。

技術實現要素：

為了彌補現有技術的不足，本發明提供了一種加工效率高、夾裝工件精度高、主軸轉速低且無振動的數控端面凸輪銑床，以解決現有技術中存在的問題。

本發明是通過如下技術方案實現的：

一種數控端面凸輪銑床，包括床身、設于床身左側的主軸、驅動主軸旋轉的動力輸出系統和設于主軸一端的夾具，在床身右側還設有一與所述夾具相對設置的液壓尾座，所述液壓尾座通過設于床身上的導軌可作左右方向的滑動，在所述液壓尾座和夾具之間的床身上還設有一動力機頭，動力機頭上設有銑刀，所述動力機頭通過設于床身上的導軌可作前后左右方向的滑動，所述動力輸出系統包括主動輪與從動輪，所述主動輪與從動輪之間連接有同步帶，所述從動輪套設于所述主軸上，所述主動輪與一減速箱的輸出軸相連，所述減速箱的輸入軸與一伺服電機的主軸連接，所述伺服電機與一伺服控制器相連；所述主動輪與從動輪的周長之比為1:(2～3)，所述減速箱的減速比為(0.5～2)：100；所述夾具包括一可固定于主軸上的筒狀殼體，在所述筒狀殼體內設有一隔板，在所述隔板的右側面中心位置固定設有一柱狀頂塊，在所述柱狀頂塊與筒狀殼體的內壁之間形成一環形空腔；在所述環形空腔底部的隔板上均勻設有兩個以上的呈圓周排布的第一通孔，在所述第一通孔內插設有一連接套；在所述隔板的左側設有一可滑動的連接盤，所述連接盤與一桿狀體連接，所述桿狀體穿過所述主軸的內孔，與位于主軸左側的液壓油缸相連，所述連接盤通過螺栓與所述連接套的左端連接固定；在所述環形空腔內插設一可滑動的筒狀卡套，所述筒狀卡套的左端通過螺栓與所述連接套的右端連接固定，所述筒狀卡套的右端口處設有斜坡狀凸緣，所述斜坡狀凸緣的斜坡面向左側，在所述筒狀卡套的右端開設有若干個左右方向的縫隙；所述連接盤與所述筒狀卡套之間的距離大于隔板的厚度。

進一步優化地，在所述筒狀殼體的外側壁上套設一套環，所述套環通過定位板固定于所述床身上。

進一步優化地，所述套環的內側面上設有溝槽，在其外側面上開設有與所述溝槽相通的進氣孔，所述套環的內側面與所述筒狀殼體密封接觸，在所述筒狀殼體、隔板與柱狀頂塊上均設有相連的通氣道，所述殼體上的通氣道的進氣口開設于所述溝槽內，所述柱狀頂塊上的通氣道的出氣口開設于所述柱狀頂塊的側壁上。

進一步優化地，在所述套環的內側面上的溝槽兩側分別設有一密封圈。

進一步優化地，所述主動輪與從動輪的周長之比為1:2，所述減速箱的減速比為1：100。

進一步優化地，在所述從動輪上設有一編碼器，所述編碼器的編碼器輪與所述從動輪同步。

進一步優化地，所述柱狀頂塊的右端上固定設有定位盤，所述定位盤通過螺栓固定于所述柱狀頂塊上。

進一步優化地，在所述定位盤上設有銷孔，在所述柱狀頂塊的右端面上設有相對的銷孔，在所述兩銷孔間插設有銷子。

進一步優化地，所述柱狀頂塊上的銷孔向左延伸至所述隔板左側面，在所述連接盤上設有與所述銷孔相對的第二通孔；所述桿狀體為拉管，所述第二通孔位于所述拉管內。

進一步優化地，在所述筒狀殼體的右端口的內邊沿上設有倒角。

本發明的有益效果是：

本發明中夾具的設計，使本一種數控端面凸輪銑床具有較好的裝夾精度及工件加工的穩定性。其中，在所述筒狀殼體的內部設有一隔板，所述隔板將筒狀殼體分為兩部分，在隔板的第一通孔上插設有連接套，所述連接套可在該第一通孔內左右滑動。所述連接套的左端與連接盤連接固定，其右端與筒狀卡套連接固定，且所述連接盤與所述筒狀卡套之間的距離大于隔板的厚度，所以，所述連接盤及筒狀卡套在一定的范圍內可以左右移動。所述連接盤的左端與液壓油缸連接，在液壓油缸的帶動下，所述筒狀卡套可左右移動。當所述筒狀卡套位于右端時，所述筒狀卡套上的斜坡狀凸緣位于所述筒狀殼體的外部；由于所述筒狀卡套上設有的縫隙，可使所述筒狀卡套的右端口能夠在徑向方向上收縮或擴張；當所述斜坡狀凸緣位于所述筒狀殼體的外部時，筒狀卡套的右端口處于擴張狀態；此時將端面凸輪工件置于所述筒狀卡套內；然后，驅動液壓油缸收縮，使液壓油缸帶動筒狀卡套向左運動；當所述斜坡狀凸緣塞入所述筒狀殼體內時，在筒狀殼體的擠壓下，所述筒狀卡套的右端口收縮，即可將所述端面凸輪工件夾緊，起到固定的作用。

本發明中動力輸出系統的設計，可使主軸的轉速達到1轉/分鐘且具有優良的穩定性且無振動。伺服電機是近代逐漸發展起來的一款新型電動機，具有啟動轉矩大、啟動速度快和靈敏度高等優點，其一般作為進給軸，廣泛應用于航空航天、數控機床及數控設備等領域；由于技術及應用習慣上的障礙，在現有的設備上，還沒有將伺服電機作為旋轉軸的應用。但是本發明將伺服電機作為提供動力的旋轉軸，充分利用了伺服電機的啟動轉矩大、啟動速度快和靈敏度高等優點，使該動力輸出系統具有非常好的可控性和穩定性。

其中，通過所述主動輪與從動輪之間周長差比，可使該動力輸出系統的轉速有一定程度上的降低；所應用減速箱的減速比為(0.5-2)：100，可使本動力輸出系統達到百倍以上的減速；上述兩個技術特征相互配合，可使該動力輸出系統的從動輪的轉速達到1轉/分鐘。

在現有的端面凸輪銑床上，所用電機的調控設備均為變頻器；而本發明采用伺服控制器；伺服控制器相較于變頻器而言，具有更好的控制精度和更廣的調控范圍。

綜上，本發明數控端面凸輪銑床具有加工效率高、夾裝工件精度高、主軸轉速低且無振動的優點，適于廣泛推廣應用。

附圖說明

圖1為本發明的部分結構示意圖。

圖2為本發明中夾具的剖視結構示意圖。

圖3為本發明中筒狀殼體的剖視結構示意圖。

圖4為本發明中套環的結構示意圖。

圖5為本發明中連接盤的結構示意圖。

圖6為圖5中C-C方向的剖視結構示意圖。

圖7為本發明中動力輸出系統的結構示意圖。

圖8為本發明去掉右側護板的正面結構示意圖。

圖中，1、床身，2、主軸，3、主動輪，4、從動輪，5、同步帶，6、減速箱，7、伺服電機，8、伺服控制器，9、筒狀殼體，10、隔板，11、柱狀頂塊，12、環形空腔，13、第一通孔，14、連接套，15、連接盤，16、液壓油缸，17、筒狀卡套，18、凸緣，19、套環，20、定位板，21、溝槽，22、進氣孔，23、通氣道，24、密封圈，25、編碼器，26、編碼器輪，27、定位盤，28、銷孔，29、銷子，30、第二通孔，31、拉管，32、倒角，40、夾具，41、液壓尾座，42、動力機頭。

具體實施方式

為能清楚說明本方案的技術特點，下面通過具體實施方式，并結合其附圖，對本發明進行詳細闡述。

如圖1-圖8所示，本實施例一種數控端面凸輪銑床，包括床身1、設于床身1左側的主軸2、驅動主軸2旋轉的動力輸出系統和設于主軸2一端的夾具40，在床身1右側還設有一與所述夾具40相對設置的液壓尾座41，所述液壓尾座41通過設于床身1上的導軌可作左右方向的滑動，在所述液壓尾座41和夾具40之間的床身1上還設有一動力機頭42，動力機頭42上設有銑刀，所述動力機頭42通過設于床身1上的導軌可作前后左右方向的滑動，所述動力輸出系統包括主動輪3與從動輪4，所述主動輪3與從動輪4之間連接有同步帶5，所述從動輪4套設于所述主軸2上，所述主動輪3與一減速箱6的輸出軸相連，所述減速箱6的輸入軸與一伺服電機7的主軸連接，所述伺服電機7與一伺服控制器8相連；所述主動輪3與從動輪4的周長之比為1:(2～3)，所述減速箱6的減速比為(0.5～2)：100；所述夾具包括一可固定于主軸2上的筒狀殼體9，在所述筒狀殼體9內設有一隔板10，在所述隔板10的右側面中心位置固定設有一柱狀頂塊11，在所述柱狀頂塊11與筒狀殼體9的內壁之間形成一環形空腔12；在所述環形空腔12底部的隔板10上均勻設有兩個以上的呈圓周排布的第一通孔13，在所述第一通孔13內插設有一連接套14；在所述隔板10的左側設有一可滑動的連接盤15，所述連接盤15與一桿狀體連接，所述桿狀體穿過所述主軸2的內孔，與位于主軸2左側的液壓油缸16相連，所述連接盤15通過螺栓與所述連接套14的左端連接固定；在所述環形空腔12內插設一可滑動的筒狀卡套17，所述筒狀卡套17的左端通過螺栓與所述連接套14的右端連接固定，所述筒狀卡套17的右端口處設有斜坡狀凸緣18，所述斜坡狀凸緣18的斜坡面向左側，在所述筒狀卡套17的右端開設有若干個左右方向的縫隙；所述連接盤15與所述筒狀卡套17之間的距離大于隔板10的厚度。

在所述筒狀殼體9的外側壁上套設一套環19，所述套環19通過定位板20固定于所述床身1上。

所述套環19的內側面上設有溝槽21，在其外側面上開設有與所述溝槽21相通的進氣孔22，所述套環19的內側面與所述筒狀殼體9密封接觸，在所述筒狀殼體9、隔板10與柱狀頂塊11上均設有相連的通氣道23，所述筒狀殼體9上的通氣道23的進氣口開設于所述溝槽21內，所述柱狀頂塊11上的通氣道23的出氣口開設于所述柱狀頂塊11的側壁上。

在所述套環19的內側面上的溝槽21兩側分別設有一密封圈24。

所述主動輪3與從動輪4的周長之比為1:2，所述減速箱6的減速比為1：100。

在所述從動輪4上設有一編碼器25，所述編碼器25的編碼器輪26與所述從動輪3同步。

所述柱狀頂塊11的右端上固定設有定位盤27，所述定位盤27通過螺栓固定于所述柱狀頂塊11上。

在所述定位盤27上設有銷孔28，在所述柱狀頂塊11的右端面上設有相對的銷孔28，在所述兩銷孔28間插設有銷子29。

所述柱狀頂塊11上的銷孔28向左延伸至所述隔板10左側面，在所述連接盤15上設有與所述銷孔28相對的第二通孔30；所述桿狀體為拉管31，所述第二通孔30位于所述拉管31內。

在所述筒狀殼體9的右端口的內邊沿上設有倒角32。

在使用時，將進氣管插入進氣孔22內，空氣經過進氣孔22、溝槽21和通氣道23，自所述柱狀頂塊11的側壁處排出，可將筒狀卡套17內的鐵屑、雜物等吹出，且可防止上述鐵屑、雜物進入本實施例夾具內，從而保證了該夾具的清潔與耐用。密封圈24的設計，可使套環19的內側面與筒狀殼體9之間形成密封。銷孔28及銷子29的設計，便于定位盤27在柱狀頂塊11上準確裝配。所述銷孔28、第二通孔30及拉管31的設計，可使銷子29自銷孔28的右端移動到左端的拉管31內；在使用時，無需將銷子29拔出，直接壓入所述銷孔28內即可，方便快捷。

所述主動輪3與從動輪4的周長之比為1:2，所述減速箱6的減速比為1：100，上述兩個技術特征相互配合，可使該動力輸出系統的減速比為1:200，其轉速可達1轉/分鐘。

綜上，本實施例一種數控端面凸輪銑床，相較于現有的斷面凸輪銑床，具有加工效率高、夾裝工件精度高、主軸轉速低且無振動的優點。

本發明未詳述之處，均為本技術領域技術人員的公知技術。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。