CN102773501B - 大电机转子上铜条楔紧加工专用机床 - Google Patents

Abstract

一种大电机转子上铜条楔紧加工专用机床。主要解决现有大电机转子铜条手工镶嵌效率低和质量难以保证，工人劳动强度大的问题。其特征在于：工件床身(1)及刀架床身(2)分别固定在基础上，并相互平行，具有消隙、分度和驱动功能的床头箱固定在工件床身(1)前端上，两液压卡紧中心架滑动连接在工件床身(1)上，具有热补偿、止退和顶紧力测量功能的尾座滑动连接在工件床身(1)尾部上，具有锁紧功能的复合刀架滑动连接在刀架床身(2)上。该大电机转子上铜条楔紧加工专用机床具有该大电机转子上铜条楔紧加工专用机床具有加工效率高，保证质量，工人劳动强度小的特点。

Description

大电机转子上铜条楔紧加工专用机床

技术领域

本发明涉及一种机床，尤其是大电机转子上铜条楔紧加工专用机床。

背景技术

在大电机转子铜条镶嵌加工过程中，普遍采用手工加工，因而造成加工效率低，加工质量难以保证，工人劳动强度大的问题。

发明内容

为了解决现有大电机转子铜条手工镶嵌效率低和质量难以保证，工人劳动强度大的问题。本发明提供一种大电机转子上铜条楔紧加工专用机床。该大电机转子上铜条楔紧加工专用机床具有加工效率高，保证质量，工人劳动强度小的特点。

本发明的技术方案是：该大电机转子上铜条楔紧加工专用机床包括工件床身、刀架床身、床头箱、液压卡紧中心架、尾座以及复合刀架。工件床身及刀架床身分别固定在基础上，并相互平行，具有消隙、分度和驱动功能的床头箱固定在工件床身前端上，两液压卡紧中心架滑动连接在工件床身上，具有热补偿、止退和顶紧力测量功能的尾座滑动连接在工件床身尾部上，具有锁紧功能的复合刀架滑动连接在刀架床身上。

所述的床头箱包括第一轴、第二轴和主轴，第一轴、第二轴和主轴通过轴承连接在床头箱内，主轴末端连接有磁粉消隙锁紧装置，中部连接有外圆有齿的齿圈，前端连接有花盘，第二轴上有被驱动齿轮和消隙斜齿轮，被驱动齿轮与齿圈相啮合，第一轴上有主驱动齿轮和滑动消隙斜齿轮，主驱动齿轮与被驱动齿轮相啮合，滑动消隙斜齿轮能与消隙斜齿轮相啮合，第一轴末端通过花键套与伺服电机相连接，前端连接有推拉液压油缸，推拉液压油缸固定在床头箱内。

所述的液压卡紧中心架包括溜板、顶架以及液压缸,两溜板分别连接在工件两端的工件床身导轨上，两顶架对应固定连接在溜板左右两侧，液压缸横向固定连接在顶架上，两液压缸柱塞的对应头为圆弧形，液压缸与液压站相连通。

所述的尾座包括尾座体以及套筒内的芯轴，芯轴后端盖左侧轴上置有碟簧；尾座体中部内横向连接有横转轴，尾座体中部内轴向连接有立轴，横转轴与立轴对应端通过伞齿轮相连接，立轴下端偏心轴上连接有牙块，刀架床身上对应牙块固定有齿条，牙块对应齿条面有齿；密封壳体通过管道与尾座体内液压腔相连通，密封壳体上固定有压力传感器，密封壳体内管道出口处置有传压块，传压块一端面与压力传感器相接触，压力传感器与控制电路相连接。

所述的复合刀架包括刀架床身、大拖板以及小拖板,大拖板滑动连接在刀架床身导轨上，刀架床身上轴向连接有轴向进给丝杆，轴向进给丝杆通过螺母与大拖板相连接，轴向进给丝杆一端与轴向进给电机相连，小拖板与大拖板滑动连接，大拖板上径向连接有径向进给丝杆，径向进给丝杆通过螺母与小拖板相连接，径向进给丝杆一端与径向进给电机相连，小拖板上的滑枕腔内置有方滑枕，滑枕腔内四面分别置有支承轮，方滑枕右端连接有滚挤刀，小拖板前端连接有锁紧液压缸，锁紧液压缸的柱塞下端帽头置于大拖板的阶台孔内。

本发明具有如下有益效果：该大电机转子上铜条楔紧加工专用机床由于采用工件床身及刀架床身分别固定在基础上，并相互平行，具有消隙、分度和驱动功能的床头箱固定在工件床身前端上，两液压卡紧中心架滑动连接在工件床身上，具有热补偿、止退和顶紧力测量功能的尾座滑动连接在工件床身尾部上，具有锁紧功能的复合刀架滑动连接在刀架床身上的优化结构。利用床头箱消隙、分度和驱动工件，利用两液压卡紧中心架扶正卡紧工件，利用尾座顶紧工件，并且具有热补偿、止退和顶紧力测量功能，利用复合刀架进给楔紧铜条和切削，将楔紧和切削工艺一次完成，因而提高铜条楔紧加工质量和效率，降低工人劳动强度。所以说该大电机转子上铜条楔紧加工专用机床具有加工效率高，保证质量，工人劳动强度小的特点。

附图说明

附图1是本发明结构示意图；

附图2是图1中的A-A向剖视图；

附图3是床头箱视图；

附图4是图3中的B-B向剖面图；

附图5是图4中的C-C向剖面图；

附图6是图5中的D-D向剖面图；

附图7是本发明液压卡紧中心架剖视图；

附图8是本发明尾座热补偿结构示意图；

附图9是本发明尾座止退结构示意图；

附图10是本发明尾座顶紧力测量结构示意图；

附图11是本发明复合刀架结构示意图。

图中1-工件床身，2-刀架床身，3-第一轴，4-第二轴，5-锁紧液压缸，6-主轴，7-磁粉消隙锁紧装置，8-齿圈，9-被驱动齿轮，10-消隙斜齿轮，11-主驱动齿轮，12-滑动消隙斜齿轮，13-推拉液压油缸，14-溜板，15-顶架，16-液压缸，17-尾座体，18-芯轴，19-碟簧，20-立轴，21-牙块，22-密封壳体，23-压力传感器，24-大拖板，25-小拖板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明： 

由附图所示，该大电机转子上铜条楔紧加工专用机床主要包括工件床身1、刀架床身2、床头箱、液压卡紧中心架、尾座以及复合刀架。工件床身1及刀架床身2分别固定在基础上，并相互平行，具有消隙、分度和驱动功能的床头箱固定在工件床身1前端上，两液压卡紧中心架滑动连接在工件床身1上，具有热补偿、止退和顶紧力测量功能的尾座滑动连接在工件床身1尾部上，具有锁紧功能的复合刀架滑动连接在刀架床身2上。

所述的床头箱包括第一轴3、第二轴4和主轴6，第一轴3、第二轴4和主轴6通过轴承连接在床头箱内，主轴6末端连接有磁粉消隙锁紧装置7，中部连接有外圆有齿的齿圈8，在分度完成后，由磁粉消隙锁紧装置7定位停住，保证分度精度。前端连接有花盘，第二轴4上有被驱动齿轮9和消隙斜齿轮10，被驱动齿轮9与齿圈8相啮合，第一轴3上有主驱动齿轮11和滑动消隙斜齿轮12，主驱动齿轮11与被驱动齿轮9相啮合，滑动消隙斜齿轮12能与消隙斜齿轮10相啮合，第一轴3末端通过花键套与伺服电机相连接，前端连接有推拉液压油缸13，推拉液压油缸13固定在床头箱内。由主驱动齿轮11驱动被驱动齿轮9和齿圈8转动，达到分度和驱动工件旋转的目的。当滑动消隙斜齿轮12与消隙斜齿轮10啮合时，两消隙斜齿轮10会产生不同方向转动，因消除被驱动齿轮9与两被驱动齿轮9同轴，所以两被驱动齿轮9也产生不同方向转动，进而消除被驱动齿轮9与齿圈8齿之间间隙，提高分度精度。

所述的液压卡紧中心架包括溜板14、顶架15以及液压缸16,两溜板14分别连接在工件两端的工件床身1导轨上，两顶架15对应固定连接在溜板14左右两侧，液压缸16横向固定连接在顶架15上，两液压缸16柱塞的对应头为圆弧形，液压缸16与液压站相连通。通过调整液压缸16的压力差值，使工件在相对刀架方向上有一个特定的推力，与刀架对工件的楔紧力抵消，使工件保持受力相对平衡，可以消除工件受外力作用产生的自身挠曲变形对加工精度的影响。同时采用双托卡紧的方式，能够大大提高零件的加工精度。

所述的尾座包括尾座体17以及套筒内的芯轴18，芯轴18后端盖左侧轴上置有碟簧19，由碟簧19消除由工件热变形引起的芯轴18变化。尾座体17中部内横向连接有横转轴，横转轴外端连接有手柄，尾座体中部内轴向连接有立轴20，横转轴与立轴20对应端通过伞齿轮相连接，立轴20下端偏心轴上连接有牙块21，刀架床身2上对应牙块21固定有齿条，牙块21对应齿条面有齿，由偏心轴驱动牙块21与齿条啮合，进而限止住尾座的移动。密封壳体22通过管道与尾座体17内液压腔相连通，密封壳体22上固定有压力传感器23，密封壳体22内管道出口处置有传压块，传压块一端面与压力传感器23相接触，压力传感器23与控制电路相连接，由压力传感器23实现顶紧力测量，能够有效控制尾座的顶紧力。

所述的复合刀架包括刀架床身2、大拖板24以及小拖板25,大拖板24滑动连接在刀架床身2导轨上，刀架床身2上轴向连接有轴向进给丝杆，轴向进给丝杆通过螺母与大拖板24相连接，轴向进给丝杆一端与轴向进给电机相连，小拖板25与大拖板24滑动连接，大拖板24上径向连接有径向进给丝杆，径向进给丝杆通过螺母与小拖板25相连接，径向进给丝杆一端与径向进给电机相连，小拖板25上的滑枕腔内置有方滑枕，滑枕腔内四面分别置有支承轮，方滑枕右端连接有滚挤刀，小拖板25前端连接有两锁紧液压缸5，锁紧液压缸5的柱塞下端帽头置于大拖板24的阶台孔内，由锁紧液压缸5将小拖板25锁紧在大拖板24，进而增加小拖板25的稳定性，保护径向进给丝杆，减少对径向进给丝杆磨损。

该大电机转子上铜条楔紧加工专用机床采用多功能四轴联动，可一次装卡，同时完成车和楔紧等不同工序。

该大电机转子上铜条楔紧加工专用机床主要功能为楔紧功能，用于加工重型电机转子导电槽。通过主轴箱的第一轴3和主轴6进给分度功能，复合刀架在装有直线导轨的刀架床身2上前后移动，利用楔形尖刀与铜排之间一定的相对位置产生的楔紧力，将铜排与电机转子圆周上分布均匀的通长细槽楔紧为一体，变为导电槽，最后利用车削功能，车削转子圆周及端面至要求，去除多余的铜排。

该大电机转子上铜条楔紧加工专用机床同时用于盘类、筒类、重型电机转子等零件的粗、精加工，适用于高速钢、硬质合金及陶瓷刀具对黑色金属、有色金属及部分非金属零件的粗、精加工，可车削圆柱面、圆锥面、端面、切槽、螺纹及回转曲面加工。

该大电机转子上铜条楔紧加工专用机床工件床身上最大回转直径为φ1800mm，最大加工长度5000mm，最大承载20吨，最大切削力45KN,花盘可360°任意分度，回转定位精度±5″，精车外圆的圆度0.005mm，加工直径的一致性在500mm长度上0.01mm,精车端面平面度在φ300mm直径上0.015mm（只许内凹）。

该大电机转子上铜条楔紧加工专用机床配置的系统为西门子840D数控系统。

该大电机转子上铜条楔紧加工专用机床床身采用分离四导轨，分为工件床身1和刀架床身2，分别安装在地基上，工件床身连接主轴箱底座，主轴箱放置在主轴箱底座上，液压卡紧中心架和尾座体放置在工件床身1上，刀架床身2用于车刀架行走。

该大电机转子上铜条楔紧加工专用机床还包括有走台、冷却装置、铁屑收集装置、附件、液压装置、电控柜和数控系统组成。

该大电机转子上铜条楔紧加工专用机床花盘用螺钉和过盈的锥面配合紧固在主轴6上，其上有四个内置机械增力卡爪，卡爪的驱动采用四个机械增力丝杠，可实现正、反向调位和正、反向省力卡紧。

该大电机转子上铜条楔紧加工专用机床复合刀架的X、Y、Z轴均为全闭环控制，采用海德汉光栅尺，横向移动为进口滚珠丝杠，纵向移动采用滚珠丝杠，导轨采用INA进口直线导轨，既提高了刀架运行精度又提高了机床的精度保持性和使用寿命。上刀架采用方滑枕结构，可以装卡车刀或更换电主轴，用于车、铣、镗、钻、楔紧等不同工序。方滑枕下方安装有锁紧液压缸5，机床工作时将方滑枕与上刀架卡紧，可以时切削力传递到上刀架上，从而保护滚珠丝杠不受切削力作用产生磨损。该大电机转子上铜条楔紧加工专用机床寿命为15年不大修，如保养及时可达20年不大修。

Claims (1)

1.一种大电机转子上铜条楔紧加工专用机床，包括工件床身(1)、刀架床身(2)、床头箱、液压卡紧中心架、尾座以及复合刀架,其特征在于：工件床身(1)及刀架床身(2)分别固定在基础上，并相互平行，具有消隙、分度和驱动功能的床头箱固定在工件床身(1)前端上，两液压卡紧中心架滑动连接在工件床身(1)上，具有热补偿、止退和顶紧力测量功能的尾座滑动连接在工件床身(1)尾部上，具有锁紧功能的复合刀架滑动连接在刀架床身(2)上；

所述的床头箱包括第一轴(3)、第二轴(4)和主轴(6)，第一轴(3)、第二轴(4)、主轴(6)通过轴承连接在床头箱内，主轴(6)末端连接有磁粉消隙锁紧装置(7)，中部连接有外圆有齿的齿圈(8)，前端连接有花盘，第二轴(4)上有被驱动齿轮(9)和消隙斜齿轮(10)，被驱动齿轮(9)与齿圈(8)相啮合，第一轴(3)上有主驱动齿轮(11)和滑动消隙斜齿轮(12)，主驱动齿轮(11)与被驱动齿轮(9)相啮合，滑动消隙斜齿轮(12)能与消隙斜齿轮(10)相啮合，第一轴(3)末端通过花键套与伺服电机相连接，前端连接有推拉液压油缸(13)，推拉液压油缸(13)固定在床头箱内；

所述的液压卡紧中心架包括溜板(14)、顶架(15)以及液压缸(16),两溜板(14)分别连接在工件两端的工件床身(1)导轨上，两顶架(15)对应固定连接在溜板(14)左右两侧，液压缸(16)横向固定连接在顶架(15)上，两液压缸(16)柱塞的对应头为圆弧形，液压缸(16)与液压站相连通；

所述的尾座包括尾座体(17)以及套筒内的芯轴(18)，芯轴(18)后端盖左侧轴上置有碟簧(19)；尾座体(17)中部内横向连接有横转轴，尾座体中部内轴向连接有立轴(20)，横转轴与立轴(20)对应端通过伞齿轮相连接，立轴(20)下端偏心轴上连接有牙块(21)，刀架床身(2)上对应牙块(21)固定有齿条，牙块(21)对应齿条面有齿；密封壳体(22)通过管道与尾座体(17)内液压腔相连通，密封壳体(22)上固定有压力传感器(23)，密封壳体(22)内管道出口处置有传压块，传压块一端面与压力传感器(23)相接触，压力传感器(23)与控制电路相连接；

所述的复合刀架包括刀架床身(2)、大拖板(24)以及小拖板(25),大拖板(24)滑动连接在刀架床身(2)导轨上，刀架床身(2)上轴向连接有轴向进给丝杆，轴向进给丝杆通过螺母与大拖板(24)相连接，轴向进给丝杆一端与轴向进给电机相连，小拖板(25)与大拖板(24)滑动连接，大拖板(24)上径向连接有径向进给丝杆，径向进给丝杆通过螺母与小拖板(25)相连接，径向进给丝杆一端与径向进给电机相连，小拖板(25)上的滑枕腔内置有方滑枕，滑枕腔内四面分别置有支承轮，方滑枕右端连接有滚挤刀，小拖板(25)前端连接有锁紧液压缸(5)，锁紧液压缸(5)的柱塞下端帽头置于大拖板(24)的阶台孔内。