CN104607701A - 一种数控凸轮加工机床结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种数控凸轮加工机床结构，包括底座、B旋转轴安装固定凸台和Z轴梁，将B旋转轴直接设置于机床底座的B旋转轴安装固定凸台上，B旋转轴上设置A轴底板，A轴底板上设置A旋转轴和尾座顶尖；将X轴设置于Z轴上，X轴上设置主轴箱和刀具主轴；增加了机床的稳定性又提高了机床运动轴反应灵敏度，从而提高了加工凸轮成品的效率和凸轮曲线面的顺畅度。

Description

一种数控凸轮加工机床结构
技术领域
本发明涉及一种机床结构，具体是一种数控凸轮加工机床结构。
背景技术
加工弧面凸轮的数控机床要用到四轴或五轴数控机床，在过去加工弧面凸轮的数控机床一般都是摆头式主轴的立式机床，如图8所示，B旋转轴为摆头式刀具主轴(30)固定在Z轴上，A旋转轴(23)和尾座顶尖(24)固定在X轴上，工件(20)装夹于A旋转轴上，工件另一端尾座顶尖辅助定位工件，且A旋转轴轴线、工件和顶尖在同一轴线上，加工弧面凸轮时数控程式控制各轴联动配合：Z轴上下移动刀具(39)、B旋转轴摆动刀具角度、X轴移动工件、A旋转轴旋转工件，加工凸轮所需曲线，过去这种摆头立式凸轮数控加工机床由于摆头式刀具主轴的刚性小，稳定性不好，加工时单次切削量不能太大，就需多次切削，出成品的效率很低，由于稳定性不好，凸轮成品的精度和曲线面的顺畅度较差，所以现在加工弧面凸轮一般都使用卧式四轴专用机，两个旋转运动轴和两个直线运动轴，如图9所示，直线轴X轴(76、79)、Z轴(71、74、75)都水平设置于底座(12)上，刀具主轴(37)设置于Z轴上，旋转轴B轴(24)水平设置于X轴上，旋转轴B轴上设置有底板(22)，旋转轴A轴(23)垂直设置于底板上一端，顶尖尾座(24)设置于底板的另一端，工件夹具(25)设置于A旋转轴上，凸轮工件(20)装夹于夹具上，且A旋转轴轴线、工件夹具中心线、凸轮工件轴线和顶尖尾座中心线在同一轴线上，加工凸轮时，数控程式控制各轴联动配合：Z轴移动刀具控制切削深度、X轴移动工件控制工件需切削位置、B旋转轴摆动工件角度控制凸轮所需曲线面的角度、A旋转轴旋转工件进行切削，现在这种卧式的机床，两个旋转轴均使用数控分度转台，对于加工弧面凸轮机床旋转轴的刚性几乎没问题，使加工效率有了提升，凸轮成品的精度和曲线面的顺畅度有了一定的改善，但不是很理想，原因是X轴的负载过重，一般常见的中型凸轮机：B旋转轴约1200公斤、A旋转轴约200公斤、A轴底板约400公斤、尾座和工件夹具约60公斤，加起来X轴除自身重量外还要负载近1900公斤的重量，由于动与静的惯性这使X轴的反应灵敏度较 差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种数控凸轮加工机床结构，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种数控凸轮加工机床结构，包括底座、B旋转轴安装固定凸台和Z轴梁，所述底座上表面的中部设置有两条平行的Z轴导轨，且底座上表面的一端一体铸造有B旋转轴安装固定凸台，所述B旋转轴安装固定凸台上固定设置有B旋转轴，而Z轴导轨上活动设置Z轴梁；所述Z轴梁的上表面设有X轴导轨，X轴导轨活动连接X轴梁，且X轴梁上方为主轴箱，其中主轴箱上设置刀具主轴；所述B旋转轴的输出轴部分连接A旋转轴底板，而A旋转轴底板的顶部两端分别设置有A旋转轴和顶尖尾座导槽，而A旋转轴的A旋转轴工作台上固连工件夹具。
作为本发明进一步的方案：所述Z轴导轨的中部设有与Z轴梁底部螺纹连接的Z轴丝杠，Z轴丝杠由Z轴马达驱动。 
作为本发明进一步的方案：所述X轴导轨的中部设置有与X轴梁底部螺纹连接的X轴丝杠，X轴丝杠由X轴马达驱动。 
作为本发明进一步的方案：所述顶尖尾座导槽内活动连接顶尖尾座。
作为本发明进一步的方案：所述底座的两侧均设有排屑器导槽，排屑器导槽内均设置排屑器，而排屑器的一端连接排屑器马达，且排屑器的另一端底部设置有冷却液过滤盒。
作为本发明进一步的方案：所述冷却液过滤盒设置在冷却液箱的上表面。
作为本发明进一步的方案：所述Z轴梁前后的Z轴导轨上分别设置Z轴导轨前防尘罩和Z轴导轨后防尘罩。
作为本发明进一步的方案：所述X轴梁的左右的X轴导轨上分别设置X轴导轨左防尘罩和X轴导轨右防尘罩。
作为本发明进一步的方案：所述底座的外围设有外围钣金，外围钣金的底部设置裙板， 而外围钣金上设有脚凳、电器柜、机床推拉门、观察窗和操控面板箱。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：将B旋转轴直接设置于机床底座上，B旋转轴上设置A轴底板，A轴底板上设置A旋转轴和尾座顶尖；将X轴设置于Z轴上，X轴上设置主轴箱和刀具主轴；增加了机床的稳定性又提高了机床运动轴反应灵敏度，从而提高了加工凸轮成品的效率和凸轮曲线面的顺畅度。
附图说明
图1为本发明的正向结构立体图。
图2为本发明的反向结构立体图。
图3为本发明冷却排屑结构的立体示意图。
图4为本发明导轨防尘罩钣金立体示意图。
图5为本发明外观钣金和操作控制电器位置立体示意图。
图6为本发明旋转运动轴部分立体示意图。
图7为本发明底座的立体结构示意图。
图8为现有技术中原摆头式主轴凸轮机加工方式平面示意图。
图9为现有技术中凸轮机各轴运动关系结构立体示意图。
图中：地脚11、底座12、B旋转轴安装固定凸台13、Z轴导轨14(71)、Z轴马达安装凸台15、排屑器导槽16、凸轮工件20、B旋转轴21、B旋转轴工作台211、B旋转轴马达箱212、A旋转轴底板22、顶尖尾座导槽221、A旋转轴23、A旋转轴工作台231、A旋转轴马达箱232、顶尖尾座24、工件夹具25、Z轴马达31(73)、Z轴丝杠32(72)、Z轴梁33(74)、X轴导轨331(76)、X轴马达安装凸台332、X轴马达34(77)、X轴丝杠35(78)、X轴梁36(79)、主轴箱361(75)、刀具主轴37、铣削刀柄38、铣削刀具39、冷却液箱41、冷却液泵42、排屑器43、排屑器马达44、冷却液过滤盒45、Z轴导轨前防尘罩51、Z轴导轨后防尘罩52、X轴导轨左防尘罩53、X轴导轨右防尘罩54、脚凳61、裙板62、外围钣金63、电器柜64、机床推拉门65、观察窗66、操控面板箱67、摆头式刀具主轴30、刀具39、凸轮工件20、A旋转轴23、尾座顶尖24。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～7，本发明实施例中，一种数控凸轮加工机床结构，包括底座12、B旋转轴安装固定凸台13和Z轴梁33，所述底座12上表面的中部设置有两条平行的Z轴导轨14，且底座12上表面的一端一体铸造有B旋转轴安装固定凸台13，所述B旋转轴安装固定凸台13上固定设置有B旋转轴21，而Z轴导轨上活动设置Z轴梁33，从而使得Z轴梁33可相对于B旋转轴安装固定凸台13前后移动，所述Z轴导轨14的中部设有与Z轴梁33底部螺纹连接的Z轴丝杠32，Z轴丝杠由Z轴马达31驱动；
所述Z轴梁33的上表面设有X轴导轨331，X轴导轨331活动连接X轴梁36，且X轴梁上方为主轴箱361，其中主轴箱361上设置刀具主轴37，所述X轴导轨331的中部设置有与X轴梁36底部螺纹连接的X轴丝杠35，X轴丝杠35由X轴马达34驱动，从而使得主轴箱361在Z轴梁33左右移动，进而刀具主轴37相对与B旋转轴安装固定凸台13前后左右移动，使得加工更加灵活。
所述B旋转轴21的输出轴部分连接A旋转轴底板22，而A旋转轴底板22的顶部两端分别设置有A旋转轴23和顶尖尾座导槽221，而A旋转轴23的A旋转轴工作台上固连工件夹具25，以方便固定夹具，所述顶尖尾座导槽221内活动连接顶尖尾座24，通过顶尖尾座24顶紧工件夹具25上的工件，从而使得工件的加工更加稳定。
所述底座12的两侧均设有排屑器导槽16，排屑器导槽16内均设置排屑器43，而排屑器43的一端连接排屑器马达44，通过排屑器马达44驱动排屑器43转动，从而将排屑器导槽16内的铁屑等废物从排屑器43的另一端排出，且排屑器43的另一端底部设置有冷却液过滤盒45，而冷却液过滤盒45设置在冷却液箱41的上表面。 
所述Z轴梁33前后的Z轴导轨14上分别设置Z轴导轨前防尘罩51和Z轴导轨后防 尘罩52；所述X轴梁36的左右的X轴导轨331上分别设置X轴导轨左防尘罩53和X轴导轨右防尘罩54，从而保护导轨，避免导轨发生损伤。
所述底座12的外围设有外围钣金63，外围钣金63的底部设置裙板62，而外围钣金63上设有脚凳、电器柜64、机床推拉门65、观察窗66和操控面板箱67，以便于加工观看和操作。
加工凸轮时，数控程式控制各轴联动配合：Z轴移动刀具控制切削深度、X轴移动刀具到工件需切削位置、B旋转轴摆动工件角度控制凸轮所需曲线面的角度、A旋转轴旋转工件进行切削，加工凸轮所需完整的曲线面；
如上所述，与原凸轮机对比，本发明凸轮机将X轴设置于Z轴上，Z轴虽增加负载了X轴，经过计算Z轴仅增加了约100公斤的负载，而本机将整个旋转运动轴部分设置固定于底座上，其它轴就不需负载旋转运动轴部分。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种数控凸轮加工机床结构，包括底座、B旋转轴安装固定凸台和Z轴梁，其特征在于，所述底座上表面的中部设置有两条平行的Z轴导轨，且底座上表面的一端一体铸造有B旋转轴安装固定凸台，所述B旋转轴安装固定凸台上固定设置有B旋转轴，而Z轴导轨上活动设置Z轴梁；所述Z轴梁的上表面设有X轴导轨，X轴导轨活动连接X轴梁，且X轴梁上方为主轴箱，其中主轴箱上设置刀具主轴；所述B旋转轴的输出轴部分连接A旋转轴底板，而A旋转轴底板的顶部两端分别设置有A旋转轴和顶尖尾座导槽，而A旋转轴的A旋转轴工作台上固连工件夹具。
2.根据权利要求1所述的一种数控凸轮加工机床结构，其特征在于，所述Z轴导轨的中部设有与Z轴梁底部螺纹连接的Z轴丝杠，Z轴丝杠由Z轴马达驱动。
3.根据权利要求1所述的一种数控凸轮加工机床结构，其特征在于，所述X轴导轨的中部设置有与X轴梁底部螺纹连接的X轴丝杠，X轴丝杠由X轴马达驱动。
4.根据权利要求1所述的一种数控凸轮加工机床结构，其特征在于，所述顶尖尾座导槽内活动连接顶尖尾座。
5.根据权利要求1所述的一种数控凸轮加工机床结构，其特征在于，所述底座的两侧均设有排屑器导槽，排屑器导槽内均设置排屑器，而排屑器的一端连接排屑器马达，且排屑器的另一端底部设置有冷却液过滤盒。
6.根据权利要求5所述的一种数控凸轮加工机床结构，其特征在于，所述冷却液过滤盒设置在冷却液箱的上表面。
7.根据权利要求1所述的一种数控凸轮加工机床结构，其特征在于，所述Z轴梁前后的Z轴导轨上分别设置Z轴导轨前防尘罩和Z轴导轨后防尘罩。
8.根据权利要求1所述的一种数控凸轮加工机床结构，其特征在于，所述X轴梁的左右的X轴导轨上分别设置X轴导轨左防尘罩和X轴导轨右防尘罩。
9.根据权利要求1所述的一种数控凸轮加工机床结构，其特征在于，所述底座的外围设有外围钣金，外围钣金的底部设置裙板，而外围钣金上设有脚凳、电器柜、机床推拉门、观察窗和操控面板箱。
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