CN103223624A

CN103223624A - 一种高精密带有w向进给多工位组合分度装置

Info

Publication number: CN103223624A
Application number: CN2013101041199A
Authority: CN
Inventors: 赵峰; 李刚; 李艳; 王彦平; 孙彦旭
Original assignee: LUNAN MACHINE-TOOL Co Ltd SHANDONG
Current assignee: LUNAN MACHINE-TOOL Co Ltd SHANDONG
Priority date: 2013-03-28
Filing date: 2013-03-28
Publication date: 2013-07-31

Abstract

一种高精密带有W向进给多工位组合分度装置，包括：摆臂部分、轴向进给部分、回转分度部分、工件主轴，其特征是：摆臂部分中的摆臂体通过螺钉固定在左右两侧的支撑上，摆臂体和龙门架之间通过支撑轴承连接和支撑，B轴电机通过减速器和联轴器与摆臂轴连接在一起，龙门架还有两个极限限位开关：极限限位、极限限位；轴向进给部分上的轴向进给电机与联轴器相连，轴向进给部分的垫块装在导轨上，轴向进给部分还装有限位开关和一个零位开关；回转分度部分中的回转电机座固定在滑板上，回转电机通过螺钉固定在回转电机座上。通过该套装置可以使生产出来的电火花数控喷孔钻加工出来的喷油嘴满足欧III、IV以上标准排放的要求。

Description

一种高精密带有W向进给多工位组合分度装置

技术领域

本发明涉及一种电火花喷孔数控加工机床用的高精密带有W向进给多工位组合分度装置。

背景技术

高精密带有W向进给多工位组合分度装置是数控电火花喷孔钻的重要部件，对喷孔的加工定位起到了重要的作用，通过高精无隙减速器，高性能伺服电机以及各机械部件的精密配合，可以使喷孔的定位精度达到+ 0.5度。而目前我国的分度装置，都是类似于鼠齿盘式分度工作台，有些不可以上下摆动，有些虽然可以倾斜，但是都不能够进行前后的轴向运动，无法满足机床在加工汽车发动机喷油嘴喷孔时圆周角和仰角+0.5°的精度以及轴向位置精度的工艺要求。

发明内容

发明高精密带有W向进给多工位组合分度装置是为了满足生产的电火花数控喷孔钻加工喷油嘴喷孔的加工分度、定位要求。通过该套装置可以使生产出来的电火花数控喷孔钻加工出来的喷油嘴满足欧III、IV以上标准排放的要求。

本发明采用的技术方案为：一种高精密带有W向进给多工位组合分度装置，包括：摆臂部分、轴向进给部分、回转分度部分和工件主轴，其特征在于：

摆臂部分中的摆臂体通过螺钉固定在左右两侧的支撑上，摆臂体和龙门架之间通过支撑轴承支撑，B轴电机通过减速器和联轴器与摆臂轴连接在一起，龙门架还设计有两个极限限位开关：极限限位A、极限限位B；

轴向进给部分上的W轴向进给电机与联轴器相连，轴向进给部分的滑块装在导轨上，轴向进给部分还装有限位开关和一个零位开关；

回转分度部分中的回转电机座固定在滑板上，回转电机通过螺钉固定在回转电机座上，主轴的后部装有零位开关。

进一步，所述的摆臂部分中的摆臂体采用高强度的铝合金机体，B轴电机采用高速高精度闭环伺服电机。

进一步，回转分度部分中的Z1主轴和Z2主轴固定在轴向进给部分的滑板上，回转电机通过皮带与两个工件轴同步带轮连接。

本发明的优点是:

本装置打破了传统回转分度装置的结构，其结构新颖、布置合理，能利用有效空间排布两个或多个工位（工件轴），除了摆动和回转分度外还能实现轴向移动，具有传统装置所没有的优点。该装置在电火花加工机床领域中的应用具有生产效率高，加工精度好、定位精度高、传动扭矩大、应用范围广、机械产品无污染和职业安全问题等优点，加工的发动机喷油嘴完全满足欧Ⅲ、Ⅳ以上排放标准，其优点是普通机床所达不到的。

附图说明

图1为摆臂部分（B轴）的结构示意图。

图2为轴向进给部分（W轴）的结构示意图。

图3为回转分度部分（C轴）的结构示意图。

图4为龙门支架及分度装置的前视图。

图5为龙门支架及分度装置的后视图。

附图中：1、B轴电机； 2、减速器； 3、联轴器； 4、摆臂传动轴； 5、摆臂体； 6、支撑轴承； 7、B轴零位检测接近开关； 8、W轴向进给电机； 9、联轴器； 10、滑板； 11、丝杠； 12、回转电机座；13、回转电机； 14、Z1主轴； 15、轴承座； 16、B轴摆臂； 17、B轴左支撑座； 18、工作台； 19 、Z2主轴； 20、W轴丝母座； 21、紧固螺钉； 22、W轴丝杠； 23、B轴右支撑座； 24、极限限位A； 25、防护罩； 26、拖链； 27、零位开关； 28、限位开关； 29、极限限位B； 30、龙门架； 31、皮带调整器； 32、皮带； 33、工件轴同步带轮； 34、导轨；35、摆臂支撑轴。

具体实施方式

本发明是一种高精密带有W轴向进给多工位组合分度装置，主要包括：U型摆臂部分、轴向进给部分、回转分度部分、多工位工件主轴部分、工作液体防护、带电体隔离装置等。其特征为：

摆臂部分中的摆臂体5采用高强度的铝合金材料加工成U型体支架， U型支架两端加工出轴孔，中间加工成板状体也叫拖板，并通过支撑臂偏离支撑轴孔中心一定尺寸，留出空间安装工件主轴。摆臂体5通过连接轴35围绕固定在龙门前方左右支撑架上摆动旋转，也称之为B轴；摆臂体5和龙门架30之间通过支撑轴承6连接， B轴电机1通过减速器2和联轴器3与摆臂传动轴4连接在一起，龙门架30还设有两个极限限位开关用于超程保护，摆臂支撑轴35右端安装B轴返回参考点检测开关；该轴通过数控闭环控制方式控制伺服电机传动，实现了高精度、高速度、平稳分度，分度精度为：+ 0. 1度。

U型支架中间拖板装有轴向进给部件，又称为W轴。W轴向进给电机8与联轴器9相连，拖板上安装供W轴精确滑动的滑块和滚珠线性导轨，滑板10装在滑块上方，可以沿工件轴线移动，滑板10上方是用于装载两个主轴单元、C轴伺服电机等跟随移动的部件，W轴进给部分还装有+、－方向限位开关和一个零位检测开关，用于前进、后退方向的行程保护，零位开关27是W轴返回参考点的减速开关；该轴通过伺服电机带动实现高精度定位，定位精度达0.01mm。

W轴滑板10上方装有两个或多工位回转分度装置，也称为C轴分度，回转电机座12固定在滑板10上，回转电机13通过螺钉固定在回转电机座12上。同步齿形带和带轮带动两个或者多个工件主轴同时回转分度，并通过同步带松紧调整器31调整其松紧程度，保证C轴分度的精度和运行平稳。

根据电火花工作原理，工件作为一个电极，这样就需要将每个工件主轴和机床主体进行绝缘隔离，将工件主轴单元和主轴箱体之间加装聚氟乙烯绝缘隔套，既保证装配精度又保证可靠的电隔离。工作液为去离子水，为防止电击穿主轴箱还安装了聚氟乙烯绝缘隔板并进行防漏密封和飞溅防护。

下面结合附图1～5进一步详细阐述和说明：

该装置包括以下主要部分：（1）摆臂部分（B轴），（2）轴向进给部分（W轴），（3）回转分度部分（C轴），（4）工件主轴。

本装置通过摆臂（B轴）带动进给轴（W轴）和回转分度轴（C轴）在-5°~105°的圆周范围内运动。同时进给轴（W轴）有带动回转分度部分（C轴）在摆臂体5上进行前后运动，回转分度部分（C轴）的回转电机13带动工件主轴作360°的圆周运动。通过这几部分的运动配合来完成喷油嘴的加工定位。

1. 摆臂部分（B轴）。

一般的摆臂均采用单支撑、铸铁件，稳定性不好，而且铸铁件比较重，容易变形，使用时无法保证精度，影响了加工工件的定位精度。为了解决这个问题，本装置的摆臂体5采用高强度的铝合金机体，不仅重量比一般的铸铁件轻，而且稳定性好、刚性好。同时采用双支撑将摆臂体5通过螺钉固定在龙门架30的两侧。摆臂体5和龙门架30通过轴承6旋转和支撑。摆臂部分（B轴）采用了高速高精闭环伺服电机（B轴电机），它通过高精无隙减速器（减速器2）和联轴器3与摆臂传动轴4连接在一起。这种结构可以使B轴的分度精度可达0. 1°。

加工定位时通过减速器2较大的减速比的作用，降低了B轴旋转速度提高了定位的稳定性，同时增大大了B轴的旋转扭矩，增强了摆臂承载能力，使摆臂在摆动的过程中能够精确定位。用B轴零位检测接近开关7来控制其行程及其回零点，摆臂分度范围为-5°~105°。充分满足工件加工的角度要求。同时在龙门架30的前后还有两个极限限位开关（极限限位A、极限限位B），当摆臂通过限位开关达到极限限位开关时系统掉电，摆臂停止运动，来避免摆臂碰伤，做到双重保护。

为了使喷油嘴喷出来的油雾更均匀，满足发动机缸内油雾分配要求，在喷油嘴上打的孔，需要满足螺旋升角以及不同中心喷孔分布。为了满足这一要求，被加工的工件装在工件主轴的夹具上，在加工定位时当摆臂角度固定时，还需要加工工件进行前后距离的调节。而我们现在一般使用的分度装置，都没有此功能。无法满足方便快速的实现加工定位。为了解决这一问题，在本装置上增加了W轴，作为能够前后移动的轴向进给部分。

2. 轴向进给部分（W轴）。

如图5所示，导轨34固定在摆臂体上。W轴通过高速高精闭环伺服电机（W轴向进给电机8）通过联轴器9带动丝杠11使轴向进给部分在导轨34上可以来回的运动，可以使加工工件在摆臂任意角度上的前后位置进行运动。同时在摆臂体5一侧装有W轴+、－方向限位接近开关(限位开关28)和零位检测接近开关。零位检测接近开关在图5看起来是重叠的，故没有标示。本装置调节起来方便快捷，节省了时间，提高了加工的效率。而且定位精度准确，定位精度可达0.01mm以内。

3.回转分度部分（C轴）

把C轴的回转电机座12固定在轴向进给部分的（W轴）的滑板10上，回转分度电机13采用高速高精闭环伺服电机，通过螺钉固定在回转电机座12上。两个工件主轴（Z1主轴和Z2主轴）也固定在W轴的滑板10上。C轴上的回转电机13轴上装有双同步带轮13和皮带32、工件轴同步带轮33同时带动两个工件主轴（Z1主轴14和Z2主轴19），每次可以同时加工两个工件。工件主轴的分度范围为0°~360°，分度精度可达0.1°。加工时把工装装在工件主轴（Z1主轴14和Z2主轴19）上，通过回转电机13带动工件主轴旋转，来加工喷油嘴上不同角度的孔。

为了进一步提高加工的效率，还可以把两个工件主轴（Z1主轴14和Z2主轴19）扩展到多个工件主轴。为了满足不同的工件的加工需要，还可以通过更换不同的工件工装来加工不同的工件。附图2所显示的是本装置安装的是用来加工喷油嘴的工装，工装上装有被加工的喷油嘴工件。

通过以上几部分的精密配合，可以很好的满足喷油嘴仰角、圆周角、多中心的加工定位需求。能够解决了普通回转分度装置无法对喷油嘴加工定位的问题，同时还可以通过更换不同的工装，来满足加工不同的工件的要求。本装置打破了传统回转分度装置的结构，具有传统装置所没有的优点。总之，该装置具有结构新颖、布置合理、安装操作方便、传动力矩大、生产效率高，工作精度高、应用范围广、机械产品无污染和职业安全问题等特点。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和保护范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种高精密带有W向进给多工位组合分度装置，包括：摆臂部分、轴向进给部分、回转分度部分和工件主轴，其特征在于：

摆臂部分中的摆臂体（5）通过螺钉固定在左右两侧的支撑（35）上，摆臂体（5）和龙门架（30）之间通过支撑轴承（6）支撑，B轴电机（1）通过减速器（2）和联轴器（3）与摆臂轴（4）连接在一起，龙门架（30）还设计有两个极限限位开关：极限限位A（24）、极限限位B（29）；

轴向进给部分上的W轴向进给电机（8）与联轴器（9）相连，轴向进给部分的滑块装在导轨（34）上，轴向进给部分还装有限位开关（28）和一个零位开关；

回转分度部分中的回转电机座（12）固定在滑板（10）上，回转电机（13）通过螺钉固定在回转电机座（12）上，主轴的后部装有零位开关（27）。

2.根据权利要求1所述的一种高精密带有W向进给多工位组合分度装置，其特征在于：所述的摆臂部分中的摆臂体（5）采用高强度的铝合金机体，B轴电机（1）采用高速高精度闭环伺服电机。

3.根据权利要求1所述的一种高精密带有W向进给多工位组合分度装置，其特征在于：回转分度部分中的Z1主轴（14）和Z2主轴（19）固定在轴向进给部分的滑板（10）上，回转电机（13）通过皮带（32）与两个工件轴同步带轮（33）连接。