CN102489723B - 数控轴回转定位定径机架孔型数控车床 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种数控轴回转定位定径机架孔型数控车床，它包括安装于车床底座上的回转数控刀盘部分（1）、张减机架驱动定位部分（2）、刀盘回转驱动机架体（3）和丝杠机架体（4），所述回转数控刀盘部分（1）通过端面齿盘副5安装于刀盘回转驱动机架体（3）上，刀盘回转驱动机架体（3）与丝杠机架体（4）之间通过直线导轨副相连。本发明利用两轴数控系统就可分别对三个位置的轧辊孔型实行多段连接曲线的加工，实现了任何曲线孔型的加工，一方面提高加工效率，降低企业成本，另一方面因其结构简单易操作，减少后期维护费用。
Description
技术领域
本发明涉及一种专用的机械数字控制装置，该装置是属于机械金属切削加工类机床，主要用来对钢管生产过程中所使用的三辊张力减（定）径机机架内的轧辊孔型进行加工。
背景技术
到目前为止，在钢管生产的历史进程中，用来对张减(定径)机架轧辊孔型进行加工的设备，主要有以下三种类型的机床形式：
第一种是在上个世纪７０年代就开始使用的三辊张减机架轧辊椭圆孔型加工专用车床。采用这种方式车削出来的孔型都是椭圆曲线（刀具平面与辊轴线平面重合时除外），也就是说它只能车削出椭圆孔型，所以这种车床的加工效率相对较低。
第二种机床是上文所述的第一种机床国产化后的产品，是国内钢管行业近十年里普遍使用的机床类型。在设计原理上，与第一种机床没有本质的变化，只是在刀具类型上稍有改变，取消了垫刀圈，改用对刀仪对刀具进行装刀，这种车床同样存在加工效率较低，加工范围受限制的缺点。
第三种机床又称为第三代数控孔型加工中心机床，是以理想的车削状态为主，是以三轴及三轴以上联动方式控制的数控机床。其最大的特点是很好地利用了张减(定径)机架三辊的均匀平面分布以及加工过程中轧辊的旋转特性。此类机床是全进口设备，结构较为复杂，对于很多企业来说购买费用，后期维护的费用相当昂贵。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种数控轴回转定位定径机架孔型数控车床，用于提高加工效率，降低企业成本，并且能加工任何类型的孔型。
本发明的目的是这样实现的：一种数控轴回转定位定径机架孔型数控车床，它包括安装于车床底座上的回转数控刀盘部分、张减机架驱动定位部分、刀盘回转驱动机架体和丝杠机架体，所述回转数控刀盘部分通过端面齿盘副与刀盘回转驱动机架体相连，刀盘回转驱动机架体与丝杠机架体之间通过直线导轨副相连。
所述回转数控刀盘部分包括刀杆、刀盘机架体以及安装于刀盘机架体上的伺服电机I和直线导轨，在所述直线导轨上安装有平行于刀盘机架体的滚子丝杠，所述滚子丝杠的一端与伺服电机I的输出端相连，所述刀杆通过刀座拖板安装于直线导轨，且刀座拖板与滚子丝杠相连。
在所述丝杠机架体上设置有平行于刀盘机架体轴心线的丝杠，所述丝杠通过滚子丝母与刀盘回转驱动机架体相连。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明利用两轴数控系统就可分别对三个位置的轧辊孔型实行多段连接曲线的加工，实现任何类型孔型的加工，一方面提高加工效率，降低企业成本，另一方面因其结构简单易操作，减少后期维护费用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的三位轧辊分布及过轴线的结构示意图。
图3为本发明的回转数控刀盘部分的结构示意图。
其中：
回转数控刀盘部分1
张减机架驱动定位部分2
刀盘回转驱动机架体3
丝杠机架体4
端面齿盘副5
刀杆1.1
伺服电机I 1.2
刀盘机架体1.3
直线导轨1.4
滚子丝杠1.5
刀座拖板1.6
张减机架2.1
三位轧辊2.2
电机2.3
刀盘回转蜗轮蜗杆副3.1
刀盘回转驱动电机3.2
液压缸3.3
刀具运作机架体3.4
丝杠机座4.1
伺服电机II 4.2
丝杠4.3
减速电机4.4
滚子丝母4.5。
具体实施方式
参见图1，本发明涉及一种数控轴回转定位定径机架孔型数控车床，它主要由安装于车床底座上的回转数控刀盘部分1、张减机架驱动定位部分2、刀盘回转驱动机架体3和丝杠机架体4组成。所述回转数控刀盘部分1通过齿盘5安装于刀盘回转驱动机架体3上，刀盘回转驱动机架体3与丝杠机架体4之间通过直线导轨副相连。
所述张减机架驱动定位部分2主要由张减机架2.1、三位轧辊2.2和电机2.3组成。三位轧辊2.2的中心轴线形成一个等边三角形平面，如图2所示，三个轧辊呈120度分布。
所述刀盘回转驱动机架体3主要由刀盘回转蜗轮蜗杆副3.1、刀盘回转驱动电机3.2、液压缸3.3和刀具运作机架体3.4组成。其中刀具运作机架体3.4通过端面齿盘副5与回转数控刀盘部分1相连，刀盘部分1上与刀盘回转驱动机架体3上各自拥有的相啮合的端面齿盘，是通过液压缸3.3使其伸缩脱开和缩紧啮合，在刀具运作机架体3.4通过直线导轨副与丝杠机架体4相连，液压缸3.3配合蜗轮蜗杆副3.1和端面齿盘副5控制整个回转数控刀盘部分1的转动位置，刀盘回转后缩紧，使滚子丝杠1.5能准确地定位于120度分布的轧辊加工平面，当液压缸3.3缩紧后使回转数控刀盘部分1和刀盘回转驱动机架体3就形成了一个刚性整体，以确保车削时稳定性。
参见图3，回转数控刀盘部分1主要由刀杆1.1、伺服电机I 1.2、刀盘机架体1.3和直线导轨1.4组成。所述刀盘机架体1.3为圆柱盘体，伺服电机I 1.2和直线导轨1.4固定于刀盘机架体1.3的端平面上，在直线导轨1.4上设置有平行与端平面的滚子丝杠1.5，滚子丝杠1.5与伺服电机I 1.2的输出端相连，在直线导轨1.4上还设置有刀座拖板1.6，刀杆1.1安装于刀座拖板1.6上。由伺服电机I 1.2通过滚子丝杠1.5来驱动刀座拖板1.6在直线导轨1.4上的位移，此位移作为刀杆1.1在Z轴的运动。
丝杠机架体4主要由丝杠机座4.1以及安装于丝杠机座4.1上的伺服电机II 4.2和丝杠4.3组成。丝杠4.3与回转数控刀盘部分1的刀盘机架体1.3的轴心线相互平行，丝杠4.3的一端固定于丝杠机座4.1上，另一端通过减速电机4.4与伺服电机II 4.2的输出端相连，丝杠4.3的中间通过滚子丝母4.5与刀具运作机架体3.4相连。由伺服电机II 4.2通过丝杠4.3来驱动回转数控刀盘部分1和刀盘回转驱动机架体3做直线往复运动，此位移为刀杆1.1在X轴的运动。
上述X轴和Z轴构成了刀杆1.1的运动直角坐标系统，相同于典型的车床加工形式一样对轧辊孔型进行车削加工运动。而这个可机械运动的坐标系是建立在回转数控刀盘上的，所以当回转数控刀盘部分回转时分别对位张减机架驱动定位部分2中三个120度分布的三位轧辊2.2的过轴线截平面（车削的理想位置），也就形成了利用两轴数控系统就可分别对三个空间（三维位置）位置的轧辊孔型实行多段连接曲线的加工了。
Claims (1)
1.一种数控轴回转定位定径机架孔型数控车床，它包括安装于车床底座上的回转数控刀盘部分（1）、张减机架驱动定位部分（2）、刀盘回转驱动机架体（3）和丝杠机架体（4），所述回转数控刀盘部分（1）通过端面齿盘副（5）安装于刀盘回转驱动机架体（3）上，刀盘回转驱动机架体（3）与丝杠机架体（4）之间通过直线导轨副相连，其特征在于所述回转数控刀盘部分（1）包括刀杆（1.1）、刀盘机架体（1.3）以及安装于刀盘机架体（1.3）上的伺服电机I（1.2）和直线导轨（1.4），在所述直线导轨（1.4）上安装有平行于刀盘机架体（1.3）的滚子丝杠（1.5），所述滚子丝杠（1.5）的一端与伺服电机I（1.2）的输出端相连，所述刀杆（1.1）通过刀座拖板（1.6）安装于直线导轨（1.4），且刀座拖板（1.6）与滚子丝杠（1.5）相连，在所述丝杠机架体（4）上设置有平行于刀盘机架体（1.3）轴心线的丝杠（4.3），所述丝杠（4.3）通过滚子丝母（4.5）与刀盘回转驱动机架体（3）相连。
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