CN103878394A - 一种用普通立车加工内外球面的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用普通立车加工内外球面的装置及方法，该装置包括立车横梁、支撑、靠模、机床刀台、刀杆架和刀杆部装，靠模通过支撑固定在立车横梁的一侧，刀杆架压紧在机床刀台上，刀杆部装包括刀杆，刀杆的后部固定弹簧，弹簧通过后方压紧螺母紧固使其处于压缩状态，刀杆安装在刀杆架的方孔中，刀杆与靠模接触处通过销轴安装轴承，机床刀台带动刀杆架向上运动，刀杆部装在随刀杆架向上运动的同时沿靠模曲面在刀杆架方孔中水平位移形成弧面运动。本发明利用内、外靠模板即可实现自动走刀加工内、外球面，车削不同直径球面时，只需更换相应直径的靠模板就能实现，结构简单，便于安装更换，加工球面精度高，效率提高5倍以上。

Description

一种用普通立车加工内外球面的装置及方法

技术领域

本发明涉及一种球面的加工装置及方法，尤其涉及一种加工电厂、矿山、脱硫等用锅炉辅机钢球磨煤机主轴承衬球面，属于机械加工技术领域。

背景技术

主轴承是磨煤机中的一个重要零件，由球面衬、球面座组成，体积庞大，形状复杂，加工精度要求高。目前，在加工磨煤机主轴承由球面衬、球面座时，系由手动刀架在立车上“赶”弧，粗车时样板检验，精车时用宽刃成形刀分段接刀“靠”形；或采用一套机械式连杆滑块机构加工球面，该装置的缺点是悬臂太长,吃刀不能太深,加工效率低,表面粗糙度值高,精度也低，以上方法在加工球面时均存在形状误差大，表面粗糙度值高，且劳动强度大效率低的缺点；而采用数控设备，需很大一笔资金，成本很高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷，提供一种用普通立车加工曲面的装置及方法。

为解决这一技术问题，本发明提供了一种用普通立车加工内外球面的装置，包括立车横梁、支撑、靠模、机床刀台、刀杆架和刀杆部装，所述靠模通过支撑固定在立车横梁的一侧，所述刀杆架压紧在机床刀台上，所述刀杆部装包括刀杆，刀杆的后部固定弹簧，弹簧通过后方压紧螺母紧固使其处于压缩状态，刀杆安装在刀杆架的方孔中，刀杆与靠模接触处通过销轴安装轴承，机床刀台带动刀杆架向上运动，刀杆部装在随刀杆架向上运动的同时沿靠模的曲面在刀杆架的方孔中水平位移形成弧面运动。

所述靠模的工作面为内凹球面用于加工外球面工件，该内凹球面的半径为工件球半径与轴承半径之和，靠模通过支撑固定在同侧机床刀架的外侧立车横梁上。

所述靠模的工作面为外凸球面用于加工内球面工件，该外凸球面的半径为工件球半径与轴承半径之差，靠模通过支撑固定在同侧机床刀架的内侧立车横梁上。

本发明还提供了一种用普通立车加工内外球面的方法，包括如下步骤：

1）通过支撑安装靠模，安装时靠模的圆弧中心与工件球面中心处在同一垂直平面内且在同一水平线上；

2）将刀杆架压紧在机床刀台上；

3）组装刀杆部装，将：刀杆后部固定弹簧并通过压紧螺母紧固，在刀杆与靠模接触处通过销轴安装轴承；

4）将刀杆部装安装在刀杆架的水平方孔中，安装时刀杆长度方向中心线与工件球面水平中心线处在同一垂直平面内且平行；

5）启动加工：机床刀台向上运动带动刀杆架、刀杆向上走刀，刀杆通过压缩状态弹簧迫使轴承沿靠模作圆弧运动，进而带动刀杆做弧面运动，从而实现内外球面加工。

有益效果：本发明适用于1个刀架或2个刀架的大型立车（C534J1）上使用，只利用一个刀架垂直走刀，一套工具利用内、外靠模板即可实现自动走刀加工内、外球面，车削不同直径球面时，只需更换相应直径的靠模板就能实现，结构简单，易于制造，便于安装，易找正，进刀量易于调节，易于更换，利用该工具车削球面自动走刀，走形正确，工具加工球面精度高，表面粗糙度可达Ra3.2，效果良好，质量易保证，劳动强度大大降低，质量符合要求，效率提高5倍以上。

附图说明

图1为本发明的加工外球面的结构示意图；

图2为本发明的加工内球面的结构示意图。

图中：1横梁、2支撑、3靠模、4弹簧、5轴承、6刀杆部装、61刀杆、62压紧螺母、7刀杆架、8机床刀台、9工件。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做具体描述，应该说明的是，下述说明仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。

本发明包括立车横梁1、支撑2、靠模3、机床刀台8、刀杆架7和刀杆部装6。

所述靠模3通过支撑2固定在横梁1的一侧，所述刀杆架7压紧在机床刀台8上。

所述刀杆部装6包括刀杆61，刀杆61的后部固定弹簧4，弹簧4通过后方压紧螺母62紧固使其处于压缩状态，刀杆61安装在刀杆架7的方孔中，刀杆61与靠模3接触处通过销轴安装轴承5。

所述机床刀台8带动刀杆架7向上运动，刀杆部装6在随刀杆架7向上运动的同时沿靠模3的曲面在刀杆架7的方孔中水平位移形成弧面运动。

实施例一：加工外球面时的结构及使用原理

图1所示为本发明的加工外球面的结构示意图。

本实施例在立车（C534J1）上加工外球面轴承衬，其主要结构部件包括支撑2、靠模3、刀杆部装6、刀杆架7。

所述靠模3的工作面为内凹球面，是加工外球面工件9的模具，靠模3的内凹球面的半径R为工件9球半径R1与轴承半径R2之和，靠模3通过支撑2固定在同侧机床刀架的外侧横梁1上，安装时将靠模3的圆弧中心与工件9球面中心处在同一垂直平面内且在同一水平线上。

使用原理：刀杆架7压紧在机床刀台8上，刀杆部装6装在刀杆架7方孔中且可以在方孔中水平方向运动，刀杆61后部固定弹簧4，弹簧4通过后方压紧螺母62紧固，绐终处于压缩状态;刀杆61与靠模3接触的地方通过销轴安装一件轴承5，轴承5通过销轴固定在刀杆61上，安装时保证刀杆61长度方向中心线与工件9球面水平中心线处在同一垂直平面内且平行。

工作原理：机床刀台8向上运动带动刀杆架7、刀杆61向上走刀，刀杆61通过压缩态弹簧4，迫使轴承5沿靠模3作圆弧运动，由于轴承5固定在刀杆61上，所以迫使刀杆61做弧面运动，从而实现外球面加工。

实施例二：加工内球面时的结构及使用原理

图2所示为本发明的加工内球面的结构示意图。

本实施例在立车（C534J1）上加工内球面轴承座，其主要结构部件为：支撑2、靠模3、刀杆部装6、刀杆架7。

所述靠模3的工作面为外凸球面，是加工内球面模具，靠模3用于加工内球面工件9，靠模3的外凸球面的半径R为工件9球半径R1与轴承5半径R2之差，靠模3通过支撑2固定在同侧机床刀架的内侧横梁1上，安装时将靠模3的圆弧中心与工件9球面中心处在同一垂直平面内且在同一水平线上。

使用原理：刀杆架7压紧在机床刀台8上，刀杆部装6装在刀杆架7方孔中且可以在方孔中水平方向运动，刀杆61后部固定弹簧4，弹簧4通过后方压紧螺母62紧固始终处于压缩状态，刀杆61与靠模3接触的地方通过销轴安装一件轴承5，轴承5通过销轴固定在刀杆61上，安装时保证刀杆长度方向中心线与工件9球面水平中心线处在同一垂直平面内且平行。

工作原理：机床刀台8向上运动带动刀杆架7、刀杆61向上走刀，刀杆61通过压缩态弹簧4，迫使轴承5沿靠模3作圆弧运动，由于轴承5固定在刀杆61上，所以迫使刀杆61做弧面运动，从而实现内球面加工。

加工内球面原理与加工外球面类似，不同之处是，将靠模3上内弧面改成外弧面，同时工装由工件9外侧移至工件9内侧。

本发明用普通立车加工内外球面的方法，包括如下步骤：

1）通过支撑2安装靠模3，安装时靠模3的圆弧中心与工件9球面中心处在同一垂直平面内且在同一水平线上；

2）将刀杆架7压紧在机床刀台8上；

3）组装刀杆部装将：刀杆61后部固定弹簧4并通过压紧螺母62紧固，在刀杆61与靠模3接触处通过销轴安装轴承5；

4）将刀杆部装6安装在刀杆架7的水平方孔中，安装时刀杆61长度方向中心线与工件9球面水平中心线处在同一垂直平面内且平行；

5）启动加工：机床刀台8向上运动带动刀杆架7、刀杆61向上走刀，刀杆61通过压缩状态弹簧迫使轴承5沿靠模3作圆弧运动，进而带动刀杆61做弧面运动，从而实现内外球面加工。

本发明使用时的注意事项：

ａ）需保证靠模板圆弧尺寸与工件9球面尺寸一致，靠模板圆弧长度必须大于工件9球面长度，靠模外圆弧与直面接合处设计为圆弧过渡，可避免使用过程中轴承与靠模板发生干涉；

ｂ）在机床横梁上适当位置设置两个螺纹孔，用来联接并固定支撑2；

ｃ）安装固定靠模板时，使靠模板中心与工件9中心处在同一水平面上：靠模板在机加工完成后在其宽度方向适当位置刻一水平线，在安装时将刻线与刀杆上端面重合并且使刀尖与工件9高度方向的中心线对齐；

ｄ）安装弹簧时，保证在刀杆运动过程中一直处于压缩状态，弹簧压缩量可以通过后面压紧螺母进行调节；

ｅ）在刀杆运动过程中，保证轴承在销轴上动作灵活，这就要求销轴与轴承内孔公差及表面粗糙度等质量要求必须严格按图纸及工艺制作。

本发明不仅适用于轴承衬、轴承座的球面加工，还可用来在C534J1立车上加工其它产品的内、外球面，只需更换靠模板即可，投入成本低，生产周期大大缩短。

本发明适用于1个刀架或2个刀架的大型立车（C534J1）上使用，只利用一个刀架垂直走刀，一套工具利用内、外靠模板即可实现自动走刀加工内、外球面，车削不同直径球面时，只需更换相应直径的靠模板就能实现，结构简单，易于制造，便于安装，易找正，进刀量易于调节，易于更换，利用该工具车削球面自动走刀，走形正确，工具加工球面精度高，表面粗糙度可达Ra3.2，效果良好，质量易保证，劳动强度大大降低，质量符合要求，效率提高5倍以上。

本发明上述实施方案，只是举例说明，不是仅有的，所有在本发明范围内或等同本发明的范围内的改变均被本发明包围。

Claims (4)

1.一种用普通立车加工内外球面的装置，其特征在于：包括立车横梁（1）、支撑（2）、靠模（3）、机床刀台（8）、刀杆架（7）和刀杆部装（6），所述靠模（3）通过支撑（2）固定在横梁（1）的一侧，所述刀杆架（7）压紧在机床刀台（8）上，所述刀杆部装（6）包括刀杆（61），刀杆（61）的后部固定弹簧（4），弹簧（4）通过后方压紧螺母（62）紧固使其处于压缩状态，刀杆（61）安装在刀杆架（7）的方孔中，刀杆（61）与靠模（3）接触处通过销轴安装轴承（5），机床刀台（8）带动刀杆架（7）向上运动，刀杆部装（61）在随刀杆架（7）向上运动的同时沿靠模（3）的曲面在刀杆架（7）的方孔中水平位移形成弧面运动。

2.根据权利要求1所述的用普通立车加工内外球面的装置，其特征在于：所述靠模（3）的工作面为内凹球面用于加工外球面工件（9），该内凹球面的半径为工件（9）球半径与轴承（5）半径之和，靠模（3）通过支撑（2）固定在同侧机床刀架的外侧横梁（1）上。

3.根据权利要求1所述的用普通立车加工内外球面的装置，其特征在于：所述靠模（3）的工作面为外凸球面用于加工内球面工件（9），该外凸球面的半径为工件（9）球半径与轴承（5）半径之差，靠模（3）通过支撑（2）固定在同侧机床刀架的内侧横梁（1）上。

4.一种用普通立车加工内外球面的方法，其特征在于：包括如下步骤：

1）通过支撑（2）安装靠模（3），安装时靠模（3）的圆弧中心与工件（9）球面中心处在同一垂直平面内且在同一水平线上；

2）将刀杆架（7）压紧在机床刀台（8）上；

3）组装刀杆部装，将：刀杆（61）后部固定弹簧（4）并通过压紧螺母（62）紧固，在刀杆（61）与靠模（3）接触处通过销轴安装轴承（5）；

4）将刀杆部装（6）安装在刀杆架（7）的水平方孔中，安装时刀杆（61）长度方向中心线与工件（9）球面水平中心线处在同一垂直平面内且平行；

5）启动加工：机床刀台（8）向上运动带动刀杆架（7）、刀杆（61）向上走刀，刀杆（61）通过压缩状态弹簧迫使轴承（5）沿靠模（3）作圆弧运动，进而带动刀杆（61）做弧面运动，从而实现内外球面加工。

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