CN101474679A - 球形凸凹面加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种球形凸凹面加工装置，包括底座、主轴机构、导向机构、调节机构、连杆机构、连杆驱动机构。底座横跨车床床身，其两端通过紧固件分别固定在车床床身和大拖板上。－主轴机构垂直设置在底座中部，该机构包括轴承座、轴承，轴承座固定设置在底座下方，轴承设置在轴承座中，主轴的一端穿出轴承座的下端，与轴承座活动连接，主轴另一端位于底座上方，其端面上设有导向机构。导向机构的外侧设有调节机构，主轴另一端径向外侧还设有连杆机构。连杆机构的一端与连杆驱动机构活动连接，另一端与主轴上端固定连接。本发明通过改变刀具的位置来调节加工曲率的半径，实现对不同曲率半径工件的球形凸凹面加工，结构简单、紧凑，使用方便。

Description

球形凸凹面加工装置

技术领域

本发明涉及一种曲面加工装置，尤其是一种球形凸凹面加工装置，属于 机械加工技术领域。 背景技术

在机械制造产品零件中，由于设计、制造和使用方面的需要，有些零件 往往带有各种复杂的特殊型面，如自动机上的靠模和凸轮，各种各样的铸模、 锻模和冲模、螺旋桨推进器的桨叶、水轮机的叶片等。球形凸凹面是一种特 殊型面，不但形状复杂，而且对其尺寸公差和表面光洁度以及其他的技术要 求很严。球形凸凹面零件通常有三种加工方法： 一种是利用专用机床（如专 用靠模车床）加工，第二种是利用数控机床加工，第三种是利用普通车床加 工。专用机床加工的优点是加工精度高、生产率高，其缺点是调整复杂、维 修不便、生产品种变化范围小，仅适用于某些特殊型面的大批量生产，因而 应用上有很大的局限性。数控机床加工的优点是加工精度高、生产效率高， 缺点是加工成本高，调整复杂，同样也有很大的局限性。

专利号为200510076979.1的中国发明专利，公开了一种刀具摆动非球面 加工方法及装置，根据被加工回转面母线方程，控制刀具的升降和伸縮，使 刀具始终在加工点的法线上准确进给，同时工件自转。该发明的优点是加工 精度高，误差小，但是，而且加工凹凸曲面时需将装置翻转180° ，费时费力。 发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种可以调节刀具加工 曲率半径的球形凹凸面加工装置，该装置结构简单，通用性好，加工效率高，加工凸凹面时，只需调整刀具的位置即可。 本发明通过以下技术方案予以实现：

一种球形凸凹面加工装置，包括底座、主轴机构、导向机构、调节机构、 连杆机构、连杆驱动机构，所述底座横跨车床床身，其两端通过紧固件分别 固定在车床床身和大拖板上；所述主轴机构垂直设置在底座中部，该机构包括 轴承座、轴承，所述轴承座固定设置在底座下方，所述轴承设置在轴承座中， 所述主轴的一端穿出轴承座的下端，通过紧固件与轴承座活动连接，所述主 轴另一端位于底座上方，其端面上设有导向机构；所述导向机构的外侧设有 调节机构，所述主轴另一端径向外侧还设有连杆机构；所述连杆机构的一端 与所述连杆驱动机构通过紧固件活动连接，另一端通过紧固件与所述主轴另 一端固定连接。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。

前述的球形凸凹面加工装置，其中所述导向机构包括设置在主轴另一端 端面的燕尾槽导轨、导向刀座，所述导向刀座设置在所述燕尾槽导轨内，与 燕尾槽导轨间隙配合；锁紧螺钉通过设置在导向刀座上的调节槽将导向刀座 固定在主轴另一端上。

前述的球形凸凹面加工装置，其中所述调节机构包括调节螺杆、挡块， 所述调节螺杆与导向刀座活动连接，所述挡块与导向刀座的外端固定连接。

前述的球形凸凹面加工装置，其中所述连杆机构包括拔杆和连杆，所述 拔杆的一端通过紧固件和所述主轴上端固定连接，另一端和连杆一端通过紧 固件铰接，所述连杆的另 一端通过紧固件和所述连杆驱动机构固定连接。

前述的球形凸凹面加工装置，其中所述连杆驱动机构包括固定块和车床 小拖板，所述固定块固定连接在所述车床小拖板上部刀架上。本发明结构简单、紧凑，通过改变刀具的位置来调节加工曲率的半径， 实现对不同曲率半径工件的加工，小拖板的直线运动通过连杆机构转换为主 轴的旋转运动，从而实现刀具的曲线运动。本发明不需要经过复杂的调整， 以双手控制即可完成对工件的切削，加工精度高，而且简单经济， 一般的工 厂均可采用，对于中小批量生产更具实用价值。

本发明的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示 和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。 附图说明

图l是本发明的主视图； 图2是图1的A向视图； 图3是图1的I处局部放大图。 具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1至图3所示，本发明包括底座l、主轴机构2、导向机构3、调节 机构4、连杆机构5、连杆驱动机构6。底座1横跨车床床身， 一端通过挡板 11和螺栓12固定在车床床身侧面，另一端固定在大拖板上。主轴机构2垂直 设置在底座l的中部，该机构包括主轴21、轴承座22、轴承23、上端盖24、 下端盖25、调整隔圈26、螺母27，轴承座22固定设置在底座1的下方，两 个轴承23设置在轴承座22中，用调整隔圈26隔开，通过上端盖24、下端盖 25、固定在底座l内。主轴21为台阶轴结构，主轴21的一端穿出轴承座22 的下端，通过螺母27与轴承座22活动连接；主轴21另一端圆台211位于底 座1的上方，圆台211的端面上设有导向机构3，导向机构3的外侧设有调节 机构4，主轴另一端径向外侧还设有连杆机构5，所述连杆机构5的一端与连杆驱动机构6通过销71、螺母72活动连接，另一端通过螺钉73与主轴21另 一端固定连接。

导向机构3包括设置在圆台211端面上的燕尾槽导轨31、导向刀座32， 导向刀座32设置在燕尾槽导轨31内，与燕尾槽导轨31间隙配合，导向刀座 32可在燕尾槽口导轨31内滑动，锁紧螺钉33通过设置在导向刀座32上的调 节槽321将导向刀座32固定在圆台211上。

调节机构4包括调节螺杆41、挡块42，调节螺杆41与导向刀座32的下 侧活动连接，挡块42与导向刀座32的外端固定连接，可以用来调节加工球 形凸凹面的曲率半径。

连杆机构5包括拔杆51和连杆52，拔杆51的一端通过螺钉73紧固在圆 台211的侧面，该圆台211的侧面上有两对螺纹孔，其中一对的连接位置用 于加工凸面，另外一对连接位置用于加工凹面，拔杆51的另一端和连杆一端 通过销71、螺母72铰接。

连杆驱动机构6包括固定块61和车床小拖板，固定块61固定连接在所 述车床小拖板上。连杆52的另一端通过紧固件53和连杆驱动机构6固定连 接。

刀架324设置在导向刀座32的上端，该刀架324与导向刀座32通过螺 纹连接，连接处设有调整螺母322和垫刀圈323，用来控制车刀在竖直方向上 的位置，车刀通过螺钉325固定在刀架324中。

如图3所示，本发明通过车床小托板的直线运动，带动连杆驱动机构6 推动连杆机构5来实现主轴21的旋转运动，由于导向刀座32的中心与主轴 21的中心不同心，主轴21上端固定的车刀8绕主轴21的中心转动，车刀8 的刀尖从a点绕主轴21中心，对车床卡盘夹持的工件9的顶端加工凸圆弧面。本发明除了能加工凸圆弧面外，通过调节机构4来调节加工球形凸凹面

的曲率半径，当拔杆51的一端固定在圆台211侧面的另一位置时，车刀8的 刀尖从b点绕主轴21中心，对车床卡盘夹持的工件的顶端加工凹圆弧面。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等 效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims (5)

1. 一种球形凸凹面加工装置，其特征在于：包括底座、主轴机构、导向机构、调节机构、连杆机构、连杆驱动机构，所述底座横跨车床床身，其两端通过紧固件分别固定在车床床身和大拖板上；所述主轴机构垂直设置在底座中部，该机构包括主轴、轴承座、轴承，所述轴承座固定设置在底座下方，所述轴承设置在轴承座中，所述主轴的一端穿出轴承座的下端，通过紧固件与轴承座活动连接，所述主轴另一端位于底座上方，其端面上设有导向机构；所述导向机构的外侧设有调节机构，所述主轴另一端径向外侧还设有连杆机构，；所述连杆机构的一端与所述连杆驱动机构通过紧固件活动连接，另一端通过紧固件与所述主轴另一端固定连接。

2. 如权利要求l所述的球形凸凹面加工装置，其特征在于：所述导向机构 包括设置在主轴另一端端面的燕尾槽导轨、导向刀座，所述导向刀座设置在所 述燕尾槽导轨内，与燕尾槽导轨间隙配合；锁紧螺钉通过设置在导向刀座上的 调节槽将导向刀座固定在主轴另一端上。

3. 如权利要求l所述的球形凸凹面加工装置，其特征在于：所述调节机构 包括调节螺杆、挡块，所述调节螺杆与导向刀座活动连接，所述挡块与导向刀 座的外端固定连接。

4. 如权利要求l所述的球形凸凹面加工装置，其特征在于：所述连杆机构 包括拔杆和连杆，所述拔杆的一端通过紧固件和所述主轴上端固定连接，另一 端和连杆一端通过紧固件铰接，所述连杆的另一端通过紧固件和所述连杆驱动 机构固定连接。

5. 如权利要求l所述的球形凸凹面加工装置，其特征在于：所述连杆驱动 机构包括固定块和车床小拖板，所述固定块固定连接在所述车床小拖板上。