CN1035749C - 双轴立式数控活塞外圆和槽部切削机床 - Google Patents

Abstract

一种采用线性运动电动机的活塞外圆和槽部切削机床10，可供车制非正圆的外径与形状复杂的活塞W，其中有一对面对面的计算机数控车制用模拟件14，16，各自与一对垂直的转轴30，32对准，转轴30，32设有卡盘26，28用于每个活塞W。一个尾架组件34，36位于每个转轴30，32的上面并与之对准。一个切削槽部机构106，108位于各尾架组件34，36的后面，并包括一个摇转的支承轴110，112，可将车刀114，116带到加工活塞W的工位。

Description

双轴立式数控活塞外圆和槽部切削机床

本发明是关于活塞外圆和槽部切削的机床，更具体地说，是供非正圆形或椭圆形活塞的加工之用。用这类机床，车外圆直径是利用刀架的快速进、退来产生椭圆的形状。以往是采用凸轮机构来控制刀具的运动，这类机床的造型大都是双轴立式以增加产量。

按照1987年3月31日颁发的4,653,360号美国专利，为这类机床所作的改进设计名为“计算机数控车床”中所描述的车刀是由线性运动的电动机来控制的。

在以前的双轴凸轮控制机床中所涉及的机床部件的运动是相当复杂的，还需要有加载和卸载机构，由于车削和切槽刀具机构的布置而造成地位狭窄的困难。某些设计中，切槽机构成了所谓“刮削”，这里遇到了要改变刀具切削角度的问题，导致了切槽动作的不可靠性。

本发明的目的是提高计算机控制的数控双轴立式活塞车床的生产效率，并使自动装卸活塞所需运动的复杂性减少到最低限度。

本发明包括一台车床结构，在一对立轴上装有关排的转轴，各带一个卡盘，用来分别夹持活塞。上面还装有对准的尾架，使它可以向下移动靠到装在相应卡盘内的一个活塞上，使它在车外圆和切槽时定位。

一个计算机数控车制用模拟件位于各转轴的外侧，彼此处于对准的和互相面对的方向。各有一把车刀沿轴向由电动控制进刀和退刀。每个模拟件被分别装在一个滑座上，通过适当驱动机构，例如滚珠丝杠，可以使它上升或下降，最好是以公用的驱动电动机驱动，并由各自的传动带来传动。

一个切槽机构位于各个转轴的后面，每一机构包括一个成角度形的刀架，以便绕转轴正后方的垂直轴摇摆转动。一个供粗加工用的切槽刀具装在一条支臂上，通过一个支承机构的作用使支臂转向被卡盘夹住的活塞，使刀具进入工位。

精切槽口部与倒角工具被装在刀架的另一条臂上，当支臂摇转到另一方向时，使刀具进入到加工活塞的工位。

当计算机数控模拟件及尾架提升时，一个装卸机构能够在机床前装卸活塞，使装卸机构的相对运动最少。

因此，双轴立式计算机数控机床的生产量得以提高，使机床前用装卸机构装卸活塞的地位比较宽裕。这样，与其它立式车活塞外圆和切槽的车床相比较，机床和装卸机构的复杂性就减少了。

附图简要说明：

图1是按照本发明的数控活塞外圆和槽部切削机床的正视图；

图2为图1所示机床的侧视图；

图3为图2所示机床另一侧的部分视图，表明主滑座的细部与数控车制用的模拟件；

图4为图1所示机床的转轴驱动部分的顶视图；

图5为图1所示机床的转轴部分的一个视图；

图6是一个放大的车外圆与切槽的平面图，图上的假想线部分用来说明车制用的模拟件与活塞，图中分别表示粗车与精车槽部的情况；

图7示出切槽机构在中间位置时的平面图；

图8为图6所示切槽刀具的正视图；

图9是切槽机构装在图1所示机床上时的平面图；

图10是表示机床上装有自动化装卸部件的示意图；

图11为图10所示装载机的正视图。

在以下详细描述中，为了清晰起见，将用到某些专门名词以及某些按35USC112要求的实施例。但对此应理解为并非用来限制本发明，这是因为本发明在所附的权利要求书范围内有可能对之采取各种不同形式和变化。

图1示出装在机床框架12上的车床10和一个活塞主要部件的布置。

两个计算机控制车制用的模拟件14、16，各有一把车刀沿轴向由电动控制进刀和退刀，它们各装在一个主滑座18，20上。每个计算机控制的数控车制用的模拟件14，16是水平布置的，从车床10的有关侧面对面排列，使带有刀具的两个柱塞22，24的位置与活塞卡盘26，28的轴线相一致，后者分别装在直立的转轴组件30，32上。

每个直立的转轴组件30，32是在一个尾架组件34，36的下面并与之对准。尾架组件34，36具有尾架38，40能由动力缸42，44将之提升或下降。也可装设一个由动力缸43，45操作的防止转动的插销，它可能是一个横向伸出来的销子(未在图上表明)，由动力缸43，45经滑座凸轮操作驱动，以防尾架缩回时转动。

动力缸46，48可以用来操作卡盘26，28，它可能被设计成一个弹性的指状物以便牢固地夹住要装上去的活塞(W)。设有一排冷却液喷咀35以便在加工时喷射冷却液。

用螺栓把转轴30，32装在机床框架12的垂直安装的法兰31上，它的定位块33也固定在法兰31上。

图2与5示出转轴30，32均由一单独的装在框架12后面的电动机50，经由皮带轮52，54传动。皮带轮52有一个传动带56，带动了固定在转轴组件30上的转轴60的皮带轮58旋转；而皮带轮54驱动传动带62，带动了转轴组件32上的转轴66的皮带轮64旋转。

每个主滑座18，20系装在导板70上由滚珠丝杠72，74的旋转，使滑座上升或下降。滚珠丝杠的一端由轴承76，78支承，滚珠丝杠驱动了装在滑座18和20上的滚珠螺母80，82。

图1，2和4示出滚珠丝杠72，74由一单独驱动电动机84驱动一对皮带轮86，88，每个皮带轮上装有传动带90，92。

传动带90带动了固定在滚珠丝杠74上的皮带轮94，传动带92带动了固定在滚珠丝杠72上的皮带轮96。

每个尾座38，40被装在与尾座一起的壳体98、100内，然后又固定在紧挨着与尾座在一起的壳体98、100后面，切槽机构外壳102、104上。

切槽机构外壳102，104然后装到机床框架12的立柱部分的前表面106上。

切槽机构外壳102、104是切槽机构106、108的一部分，各包括切槽刀具摇转支承轴110、112。摇转支承轴110，112装在转轴30，32和尾架38，40相联的轴线的后方，并与该轴线相互对准。

切槽刀具114、116各装在摇臂支轴110、112上，它可以交替地摇转到粗车和精车与倒角刀具进入到加工活塞的工位。将在本文后面进一步叙述。

摇臂支承轴110、112各有一台伺服电动机118、120驱动(图9)。该电动机被固定在壳体122、124的后方，穿过柱体部分106上的开口，水平突出于其后面。

伺服电动机118、120，各自驱动转轴126、128，在轴上各有一段带螺纹部分，使滚珠螺母130、132作直线运动。

装在每个滚珠螺母130、132上是一个滑座134，136，每个滑座由一销子138、140可在一槽内滑动以防止滑座134、136转动。

每个滑座134、136夹住一个轭板146、148上的突部142、144，轭板146、148是和摇臂110、112相联结的。

图6-8示每个切槽机构的切槽工具的细节，包括一个月牙形的刀具板150、152，各有一对承载臂154、156和158、160与支承轴成一角度，使其在活塞两侧中的一侧向外延伸。刀具板150、152分别用螺丝162、164固定在摇臂轴110、112上。有一个导向部分166、168可以确保正确定位。

在各刀具板150、152的外侧臂154、160上装有向下伸出的粗车槽口的刀座170、172。精车槽口刀座174、176和槽口倒角刀座178、180，从各块刀具板150、152自内侧臂156、158下面往外伸出。

刀具板150可以交替地摇转到粗车、精车与倒角的位置，使刀具达到被加工活塞的工位，并在装卸工件时与/或更换刀具时处于中间间歇位置。

当尾架38、40在准备装卸工件W时，主滑座18、20也随之升高。

这样布置部件的方式可使卡盘26、28在装卸工件时有足够的地位。

图10、11示出一典型的装载机构，这里输送滑块182被安装在机床10的前面，并设有一套抓手装置184、186。

输送滑块182由一进、退料电动机188以及齿条齿轮机构190驱动，使它从中间位置进入到卡盘内活塞W所处的位置。抓手装置192、194的开、闭抓住了活塞W然后将之移开。输送电动机196和它的齿条齿轮机构198将滑块182推向左侧的一个卸载处，然后由一升降电动机200及其齿条齿轮机构送进、卸下。

当这个过程反转过来时，滑块182往反方向运动到如图所示的装载处，以检起一对未经加工的活塞W。

Claims (10)

1、一种双轴活塞外圆和槽部切削机床(10)可同时车两个非正圆的或外形复杂的外径和沿所述活塞径向的槽口，其特征在于，包括：

一对相互分开的由线性运动电动机传动的模拟件(14，16)，各有一把车刀沿轴向由电动控制进刀和退刀，各个供车制用的模拟件沿水平轴向作面对另一车制用模拟件布置；

一个机床框架具有前侧和后侧；

一对主滑座(18，20)各装有一个车制用的模拟件(14，16)，各个主滑座装在所述机床框架的前侧能在机床框架上作上、下运动；

有关上述滑座(18，20)在提升位置与下降位置之间作提升与下降用的装置(72，74，76，78，80，82，84，86，88，90，92，94，96)；

在所述机床框架上，在所述供车制用模拟件之间有一对立式转轴(30，32)，各个立式转轴沿相应的车制用模拟件(14，16)延伸，并处在所述车制用模拟件(14，16)之内侧，介乎两者之间；

为驱动每个转轴(30，32)依它的垂直轴线转动的装置(50，52，54，56，68，60，62，64，66)；

装在各个转轴(30，32)上夹持活塞的卡盘(26，28)可以容纳并抓住相应的活塞(W)，各由相应转轴(30，32)驱动；

每一供车制用的模拟件在相连的主滑座处于下方位置时，与在相邻的相应卡盘内活塞相对准；而在所述相连的主滑座处在上方位置时，空出了相关卡盘外面的区域；

一对与相应转轴(30，32)对准的立轴尾架组件(34，36)作立式间隔分布，每个尾架组件(34，36)有一个尾架部分(38，40)和装置(42，44)用来驱动每个尾架部分(38，40)，可使所述的尾架部分(38，40)与相应卡盘(26，28)内的活塞(W)沿轴向相互接合或不接合；

一对开槽机构(106，108)各装在所述机床框架上相应的尾架组件(34，36)和转轴(30，32)后面，每一个开槽机构(106，108)，包括一个立式向外延伸的支承轴(110，112)，可依其纵轴线转动，而装置(118，120，122，124)能使支承轴(110，112)依上述垂直的纵轴线，向其中两个方向摇转；

开槽刀具(114，116)各装在支承轴(110，112)上，经由上述支承轴(110，112)作所述摇转动作，使之与活塞接合。

2、按照权利要求1所述的双轴活塞外圆和槽部切削机床(10)，其特征是，每个所说的开槽机构(106，108)包含有一个装在相应支承轴(110，112)上的月牙形板(150，152)，在每块月牙形板上，装在支承臂(154，156，158，160)上有几对带前方位角的刀具，每一对都伸向相关的转轴(30，32)和尾架组件(24，26)的轴线的两侧，使得所述支承轴(110，112)可依它的垂直轴线摇转，将所述支承臂(154，156，158，160)中的一臂转到所述卡盘(26，28)内的一个活塞上。

3、按照权利要求1所述的双轴活塞外圆和槽部切削机床(10)，其特征是，所说的用于驱动每一转轴(30，32)的装置，包括一个单独的转轴驱动电动机(50)装在所述机床框架的后面，并具有传动带和皮带轮驱动装置(52，54，56，58，60，62)，与所述电动机相互结合，从而驱动所述各转轴(30，32)。

4、按照权利要求3所述的双轴活塞外圆和槽部切削机床(10)，其特征是，每个所述的转轴(30，32)均处于所述机床框架底部向上延伸的位置，而所述转轴驱动电动机(50)则向下延伸，以其所述传动带，皮带轮驱动装置(52，54，56，58，60，62)位于所述驱动电动机(50)和所述各转轴(30，32)的下端。

5、按照权利要求1所述的双轴活塞外圆和槽部切削机床(10)，其特征是，所述用来提升和下降所述各主要滑座(18，20)的装置包括一个单独的驱动电动机(84)，一对立式滚珠丝杠(72，74)，驱动连结各滚珠丝杠(72，74)的装置(76，78)及其相应的主滑座(18，20)，使所述滚珠丝杠(72，74)在旋转时导致所述的提升和下降的双向动作；还包括与其中一个丝杠(72，74)和所述驱动电动机(84)相接合的装置(88，90，92，94，96)。

6、按照权利要求5所述的双轴活塞外圆和槽部切削机床(10)，其特征是，每个所述滚珠丝杠(72，74)一直伸展到所述机床(10)的顶部，而所述电动机(84)垂直延伸装在所述机床(10)的后面和顶部。

7、按照权利要求1所述的双轴活塞外圆和槽部切削机床(10)，其特征是，每个所述切槽机构(106，108)，包括外壳(102，104)，被固定在所述机床框架的垂直前面板(106上)，而其中每个所述尾架组件(34，36)包括外壳(98，100)，被固定在相应的那个所述开槽机构外壳(106，108)的前侧。

8、按照权利要求7所述的双轴活塞外圆和槽部切削机床(10)，其特征是，其所述的每个转轴(30，32)是固定在所述机床框架的下端的一个法兰面(31)上，并位于机床框架的所述垂直前面板(106)的底下。

9、按照权利要求1所述的双轴活塞外圆和槽部切削机床(10)，其特征是，还包括一个运送滑板(182)以及一对并排的夹紧机构(184，186)，以及使所述运送滑板(182)水平移动到所述机床(10)的装置(188，190)，从它的前面抓住一对分别被夹在卡盘(26，28)里的活塞(W)，然后将之移开。

10、按照权利要求9所述的双轴活塞外圆和槽部切削机床(10)，其特征是，还包括运送装置的驱动装置(196，198)使所述运送滑板(182)进入到分别位于所述车床的一侧的装、卸位置。

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