CN104525974A - 一种利用普通立式车床加工凸轮外曲面的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用普通立式车床加工凸轮外曲面的装置，包括固定在普通立式车床的侧刀架滑枕上的下座体，下座体上设置有上座体；下座体一边的螺杆接耳中连接有一个螺杆，螺杆内端与上座体螺纹连接；上座体的同一边推杆接耳中穿有一个推杆，推杆的大头端依靠导向板导向，推杆的光杆上套装有碟簧组；上座体上部还安装有一个小轴，在小轴与推杆之间夹持有一个推板，推板向上与吊板连接，吊板上部安装在横梁上；吊板朝向工作台方向的悬臂设置有滚轮，滚轮向下套装在模板的仿形槽中。本发明还公开了一种利用普通立式车床加工凸轮外曲面的方法。本发明的装置及方法，简单易行，操作简单，利用普通立式车床低成本地实现对凸轮的加工。

Description

一种利用普通立式车床加工凸轮外曲面的装置及方法

技术领域

本发明属于机械设备制造技术领域，涉及一种利用普通立式车床加工凸轮外曲面的装置，本发明还涉及一种利用普通立式车床加工凸轮外曲面的方法。

背景技术

普通立式车床是机械加工中常用的设备之一，普通立式车床在加工直径大、长度短的零件时具有装夹方便、精度高的特点，因此在加工这类零件时普通立式车床发挥着重要的作用，同时，与数控立车相比，普通立式车床还具有设备购置费用低，维护费用低的特点。

但是，普通立式车床只能加工直面回转体类零件，对于凸轮类零件，只能在数控铣床或凸轮专用机床上加工，即便是对于精度要求不高的凸轮类零件，普通立车也无法加工。

因此研制一种在普通立式车床上加工凸轮类零件的装置，实现在普通立式车床上加工凸轮类零件的方法，成为机械制造行业的一项技术难点。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用普通立式车床加工凸轮外曲面的装置，解决现有技术对于凸轮类零件，只能在数控铣床或凸轮专用机床上加工，存在加工成本高的问题。

本发明的另一目的是提供一种利用普通立式车床加工凸轮外曲面的方法。

本发明所采用的技术方案是，一种利用普通立式车床加工凸轮外曲面的装置，包括固定在普通立式车床的侧刀架滑枕上的下座体，下座体上设置有上座体；下座体一边安装有螺杆接耳，该螺杆接耳中通过开口槽连接有一个螺杆，螺杆内端与上座体螺纹连接；上座体的同一边安装有推杆接耳，该推杆接耳中穿有一个推杆，推杆的大头端依靠导向板导向，推杆的光杆上套装有碟簧组，碟簧组一端顶接在推杆的大头端，碟簧组另一端顶接在推杆接耳的内端面；上座体上部还安装有一个小轴，在小轴与推杆之间夹持有一个推板，推板向上与吊板连接，吊板上部安装在横梁上；吊板朝向工作台方向的悬臂设置有滚轮，滚轮向下套装在模板的仿形槽中；

所述的上座体设置有凸棱，下座体上设置有导向槽，上座体的凸棱与下座体的导向槽滑动套接；

所述的推板上加工有键槽，吊板上的键与推板上的键槽套接。

本发明所采用的另一技术方案是，一种利用普通立式车床加工凸轮外曲面的方法，依赖于上述的利用普通立式车床加工凸轮外曲面的装置，按照以下步骤实施：

步骤1、使侧刀架滑枕沿水平方向移动处于自由状态，在侧刀架滑枕上安装好刀具，按照所要加工的凸轮的外曲面轮廓尺寸制做模板；

步骤2、将模板固定在凸轮上端面，将凸轮下端的凸肩卡入立式车床卡盘中固定好，使得凸轮和模板一起在立式车床卡盘上固定牢靠；

安装时要注意凸轮的加工余量，并且使下座体调整至尽量远离凸轮回转中心以保证后续进刀时有足够的调整量，调节横梁高度使滚轮进入仿形槽内，当工作台带动凸轮及模板转动时，滚轮顺着仿形槽的轨迹运动时左右摆动，吊板会依次通过推板、小轴和推杆、上座体、下座体将这种摆动传递到侧刀架滑枕，以便带动刀具刀头的摆动；

步骤3、将侧刀架滑枕向上移动，使刀具刀尖位置处于凸轮的上端面之上，开动机床使工作台回转，然后侧刀架滑枕向下移动开始联动走刀，此时，侧刀架滑枕通过与其相互固定的下座体、上座体、小轴及推杆、推板、吊板、滚轮将模板的轨迹传递到刀具刀头的运动上，将凸轮加工成预先设计的形状；

走完一刀后，再移动侧刀架滑枕使刀具刀尖位置处于凸轮的上端面之上，放松但不完全拆掉螺钉，使上座体与下座体相对运动，转动调节螺杆，使下座体相对上座体向凸轮回转中心方向移动，长沉孔使螺钉有移动空间，此时下座体会带动与其固定的侧刀架滑枕向凸轮回转中心方向移动，实现进刀，移动合适的进刀量后，再拧紧螺钉，使上座体与下座体又成为固定状态，再开始向下联动加工第二刀，

如此重复，直至将凸轮的外曲面全部加工到所需要的尺寸。

本发明的有益效果是，该方法及其装置简单易行，操作简单，利用普通设备低成本地实现对凸轮的加工。

附图说明

图1是加工对象的凸轮结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是本发明方法所使用的利用普通立式车床加工凸轮外曲面的装置的结构示意图(主视)；

图4是图3的A-A截面剖视图；

图5是图3的B-B截面剖视图；

图6是图3的C-C截面剖视图；

图7是本发明方法的模板的示意图；

图8是图7的俯视图；

图9是本发明方法的下座体的示意图；

图10是图9的侧视图；

图11是图9的D-D截面剖视图；

图12是本发明方法的推杆的示意图；

图13是图12的俯视图；

图14是本发明方法的小轴的示意图；

图15是本发明方法的推板的示意图；

图16是图15的E-E截面剖视图。

图中，1.凸轮，2.外曲面，3.侧刀架滑枕，4.下座体，5.上座体，6.螺钉，7.长沉孔，8.导向槽，9.螺杆，10.推杆，11.导向板，12.碟簧组，13.小轴，14.吊板，15.推板，16.圆弧面，17.键槽，18.模板，19.滚轮，20.仿形槽，21.螺杆接耳，22.推杆接耳，23.横梁。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

参照图1和图2，是本发明的加工对象凸轮1的结构，在凸轮1上需要加工外曲面2，该外曲面2为非回转面。

参照图3、图4、图5和图6，本发明利用普通立式车床加工凸轮外曲面的装置(简称仿形装置)结构是，包括固定在普通立式车床的侧刀架滑枕3上的下座体4，下座体4上设置有上座体5，上座体5与下座体4通过螺钉6固定连接为一体，上座体5上开有多个用于安装螺钉6的长沉孔7(图3实施例为四个长沉孔7)，这样使得在松开螺钉6时，上座体5与下座体4能够左右相对移动，以便调节相互位置；上座体5设置有凸棱，下座体4上设置有导向槽8，上座体5的凸棱与下座体4的导向槽8滑动套接，移动时通过下座体4上的导向槽8导向，以保证上座体5与下座体4沿方向水平相对移动；下座体4一边安装有螺杆接耳21，该螺杆接耳21中通过开口槽连接有一个螺杆9，螺杆9内端与上座体5螺纹连接，通过螺杆9的转动来实现上座体5与下座体4的相对移动；上座体5的同一边安装有推杆接耳22，该推杆接耳22中穿有一个推杆10，推杆10的大头端依靠导向板11导向，推杆10的光杆上套装有碟簧组12，碟簧组12应有适当的预压量以形成足够的夹紧力，碟簧组12一端顶接在推杆10的大头端，碟簧组12另一端顶接在推杆接耳22的内端面；上座体5上部还安装有一个向上伸出的小轴13，在小轴13与推杆10之间夹持有一个推板15，推板15向上与吊板14固定连接，吊板14上部安装在横梁23上，吊板14可沿横梁23水平滑动，吊板14朝向工作台方向的(图3中左侧)悬臂设置有滚轮19，滚轮19向下套装在模板18上预先加工好的仿形槽20中。

参照图7和图8，还包括一个模板18，模板18上端面加工有仿形槽20，仿形槽20的中心线轮廓与加工对象凸轮1的外曲面2形状尺寸一致，仿形槽20的宽度与滚轮19的直径配套，滚轮19与仿形槽20采用间隙配合，以保证滚轮19在仿形槽20内能灵活运动。

参照图9、图10和图11，下座体4中开有导向槽8，以保证上座体5的凸棱与下座体4的导向槽8可靠套接，保证上座体5沿方向水平相对移动。

参照图12和图13，推杆10的大头端前端是半径为F的圆弧面16，该圆弧面16用于顶紧模板15，因此圆弧面16需要经过表面淬火以加强硬度。

参照图14，小轴13的外圆直径为D，由于小轴13与模板15接触仿形并将承受加工时的切削力，小轴16应进行淬火处理以便加强刚度及硬度。

参照图15和图16，为保证定位可靠，推板15上加工有键槽17(浅槽)，装配时吊板14上的键与推板15上的键槽17套接，实现可靠的定位。

本发明利用普通立式车床仿形加工曲面回转体零件的方法，依赖于上述的装置，按照以下步骤实施：

步骤1、将立式车床的侧刀架滑枕3内部控制左右移动的丝杠拆除，使侧刀架滑枕3沿水平方向移动处于自由状态(即图3中的左右方向)，在侧刀架滑枕3上安装好刀具，按照所要加工的凸轮1的外曲面2轮廓尺寸制做模板18；

步骤2、按照图3将模板18固定在凸轮1上端面，将凸轮1下端的凸肩卡入立式车床卡盘中固定好，使得凸轮1和模板18一起在立式车床卡盘上固定牢靠；

将本发明所依赖的仿形装置安装调整好，安装时要注意凸轮1的加工余量，并且使下座体4调整至尽量远离凸轮1回转中心以保证后续进刀时有足够的调整量，调节横梁23高度使滚轮19进入仿形槽20内，由于吊板14始终处于可左右滑动状态，当工作台带动凸轮1及模板18转动时，滚轮19顺着仿形槽20的轨迹运动时左右摆动(即图3中的左右方向)，吊板14会依次通过推板15、小轴13和推杆10、上座体5、下座体4将这种摆动传递到侧刀架滑枕3，以便带动刀具刀头的摆动；

步骤3、将侧刀架滑枕3向上移动，使刀具刀尖位置处于凸轮1的上端面之上，开动机床使工作台回转，然后侧刀架滑枕3向下移动开始联动走刀，此时，侧刀架滑枕3通过与其相互固定的下座体4、上座体5、小轴13及推杆10、推板15、吊板14、滚轮19将模板18的轨迹传递到刀具刀头的运动上，即刀具刀头随着凸轮1的转动左右摆动，将凸轮1加工成预先设计的凸轮形状；

走完一刀后，再移动侧刀架滑枕3使刀具刀尖位置处于凸轮1的上端面之上，放松但不完全拆掉螺钉6，使上座体5与下座体4相对运动，转动调节螺杆9，使下座体4相对上座体5向凸轮1回转中心方向移动，长沉孔7使螺钉6有移动空间，此时下座体4会带动与其固定的侧刀架滑枕3向凸轮1回转中心方向移动，实现进刀操作，移动合适的进刀量后，再拧紧螺钉6，使上座体5与下座体4又成为固定状态，再开始向下联动加工第二刀，

如此重复，直至将凸轮1的外曲面2全部加工到所需要的尺寸。

Claims (4)

1.一种利用普通立式车床加工凸轮外曲面的装置，其特征在于：包括固定在普通立式车床的侧刀架滑枕(3)上的下座体(4)，下座体(4)上设置有上座体(5)；下座体(4)一边安装有螺杆接耳(21)，该螺杆接耳(21)中通过开口槽连接有一个螺杆(9)，螺杆(9)内端与上座体(5)螺纹连接；上座体(5)的同一边安装有推杆接耳(22)，该推杆接耳(22)中穿有一个推杆(10)，推杆(10)的大头端依靠导向板(11)导向，推杆(10)的光杆上套装有碟簧组(12)，碟簧组(12)一端顶接在推杆(10)的大头端，碟簧组(12)另一端顶接在推杆接耳(22)的内端面；上座体(5)上部还安装有一个小轴(13)，在小轴(13)与推杆(10)之间夹持有一个推板(15)，推板(15)向上与吊板(14)连接，吊板(14)上部安装在横梁(23)上；吊板(14)朝向工作台方向的悬臂设置有滚轮(19)，滚轮(19)向下套装在模板(18)的仿形槽(20)中；

所述的上座体(5)设置有凸棱，下座体(4)上设置有导向槽(8)，上座体(5)的凸棱与下座体(4)的导向槽(8)滑动套接；

所述的推板(15)上加工有键槽(17)，吊板(14)上的键与推板(15)上的键槽(17)套接。

2.根据权利要求1所述的利用普通立式车床加工凸轮外曲面的装置，其特征在于：所述的仿形槽(20)的中心线轮廓与加工对象凸轮(1)的外曲面(2)形状尺寸一致，仿形槽(20)的宽度与滚轮(19)的直径配套，滚轮(19)与仿形槽(20)采用间隙配合。

3.根据权利要求1所述的利用普通立式车床加工凸轮外曲面的装置，其特征在于：所述的上座体(5)与下座体(4)通过螺钉(6)固定连接为一体，上座体(5)上开有多个用于安装螺钉(6)的长沉孔(7)。

4.一种利用普通立式车床加工凸轮外曲面的方法，其特征在于，依赖于权利要求1-3所述的利用普通立式车床加工凸轮外曲面的装置，按照以下步骤实施：

步骤1、使侧刀架滑枕(3)沿水平方向移动处于自由状态，在侧刀架滑枕(3)上安装好刀具，按照所要加工的凸轮(1)的外曲面(2)轮廓尺寸制做模板(18)；

步骤2、将模板(18)固定在凸轮(1)上端面，将凸轮(1)下端的凸肩卡入立式车床卡盘中固定好，使得凸轮(1)和模板(18)一起在立式车床卡盘上固定牢靠；

安装时要注意凸轮(1)的加工余量，并且使下座体(4)调整至尽量远离凸轮(1)回转中心以保证后续进刀时有足够的调整量，调节横梁(23)高度使滚轮(19)进入仿形槽(20)内，当工作台带动凸轮(1)及模板(18)转动时，滚轮(19)顺着仿形槽(20)的轨迹运动时左右摆动，吊板(14)会依次通过推板(15)、小轴(13)和推杆(10)、上座体(5)、下座体(4)将这种摆动传递到侧刀架滑枕(3)，以便带动刀具刀头的摆动；

步骤3、将侧刀架滑枕(3)向上移动，使刀具刀尖位置处于凸轮(1)的上端面之上，开动机床使工作台回转，然后侧刀架滑枕(3)向下移动开始联动走刀，此时，侧刀架滑枕(3)通过与其相互固定的下座体(4)、上座体(5)、小轴(13)及推杆(10)、推板(15)、吊板(14)、滚轮(19)将模板(18)的轨迹传递到刀具刀头的运动上，将凸轮(1)加工成预先设计的形状；

走完一刀后，再移动侧刀架滑枕(3)使刀具刀尖位置处于凸轮(1)的上端面之上，放松但不完全拆掉螺钉(6)，使上座体(5)与下座体(4)相对运动，转动调节螺杆(9)，使下座体(4)相对上座体(5)向凸轮(1)回转中心方向移动，长沉孔(7)使螺钉(6)有移动空间，此时下座体(4)会带动与其固定的侧刀架滑枕(3)向凸轮(1)回转中心方向移动，实现进刀，移动合适的进刀量后，再拧紧螺钉(6)，使上座体(5)与下座体(4)又成为固定状态，再开始向下联动加工第二刀，

如此重复，直至将凸轮(1)的外曲面(2)全部加工到所需要的尺寸。