CN105499606B - 一种托辊轴数控加工机构及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及托辊轴数控加工技术领域，具体是一种托辊轴数控加工机构及方法，解决目前加工设备及方法简单和落后，存在加工精度低、功耗大、劳动强度大、产品加工成本高等问题，包括箱体、滚珠丝杠、滚珠丝母，滚珠丝母上设有平键，滚珠丝杠左端设有阿基米德罗线圆盘，阿基米德罗线圆盘上装有移动齿座，其中上面移动齿座上固定车槽刀，下面移动齿座上固定平头倒角刀。加工时，推动滚珠丝母，滚珠丝杠沿n2方向旋转，平头倒角刀在阿基米德罗线圆盘向上移动接近托辊轴端面和倒角面，直至完成平头，然后车槽刀采用同样方法完成车槽，省时省力，加工效率提高，而且是全自动控制，误差小，加工精度提高，保证了托辊的质量，具有很好的推广应用价值。

Description

一种托辊轴数控加工机构及方法
技术领域
本发明涉及托辊轴数控加工技术领域，具体是托辊轴平头倒角切槽数控机床上的一种托辊轴数控加工机构及方法。
背景技术
托辊是带式输送机上承载载荷的重要部件，数量较多，托辊轴是托辊的一个主要零件 ，托辊轴加工制造质量直接影响托辊的质量。目前托辊轴加工设备及方法较为落后，其中平头、倒角和车槽工序加工一般采用通用车床加工，加工工艺为：根据托辊轴的长度在车床主轴孔内安设定位木棒，然后完成托辊轴一端的平头、倒角和车槽，刀架上安设2把刀具，车槽时需操作刀架把正偏刀换成车槽刀，托辊轴两端的结构是对称的，另一端的加工在另一台车床上完成，加工过程同前述；还有一种托辊轴的加工方式是采用2台专用机床来实现，其中一台完成两端平头、倒角和打中心孔，另一台车床双端顶持，用预设好的2把车槽刀完成两端车槽加工。前述两种加工比较麻烦，要用两台车床两个工人来完成加工，存在的问题是加工精度低，转运量大，劳动强度大，劳动效率低，严重影响托辊制造质量和产业进步。
发明内容
本发明为了解决目前托辊轴加工设备及方法较为落后，存在加工精度低，转运量大，劳动强度大，劳动效率低，严重影响托辊制造质量和产业进步等问题，提供了一种托辊轴数控加工机构及方法。
本发明采用如下技术方案实现：托辊轴数控加工机构，包括由驱动机构Ⅰ控制的箱体、安设在控制箱体上的空心主轴总承、空心主轴总承内设置的滚珠丝杠以及与滚珠丝杠装配在一起并由驱动机构Ⅱ控制的滚珠丝母，滚珠丝母上设有与空心主轴总承内孔内的键槽相互配合的平键，滚珠丝杠左端设有阿基米德罗线圆盘，阿基米德罗线圆盘上沿径向对称装设有两个移动齿座，其中上面移动齿座上固定有用于加工托辊轴槽的车槽刀，下面移动齿座上固定有用于加工托辊轴端面和托辊轴倒角面的平头倒角刀。由于滚珠丝母由平键和空心主轴总承内孔内设置的键槽限制，将滚珠丝母沿P1方向的直线移动转化为滚珠丝杠沿n2方向的旋转运动，从而实现阿基米德罗线圆盘转动，而阿基米德罗线圆盘是把等速的圆周运动转换为两个移动齿座等速的沿径向P3、P4的直线运动。固定设置的托辊轴中线同空心主轴总承的中心线。上述结构中，滚珠丝杠及滚珠丝母结构及安设、阿基米德罗线圆盘均是本领域常用的机械结构，其具体结构和工作原理是本领域普通技术所熟知的。
所述驱动机构Ⅰ和驱动机构Ⅱ为数控单元，均由PLC可编程逻辑控制器控制，实现自动数控加工。数控单元每次启动后首先需要操作完成0点复位，然后方能进入工作状态。
利用所述加工机构完成托辊轴数控加工的方法，包括以下步骤：
1）把托辊轴按设计位置固定； 2）把车槽刀及平头倒角刀分别按要求固定在上下两个移动齿座上，送电并操控驱动机构Ⅰ和驱动机构Ⅱ复位到0点，设定参数，由PLC可编程逻辑控制器自动控制； 3）加工过程：当自动控制程序启动后，在驱动机构Ⅰ的作用下箱体沿着P2方向快速向左移动到平头倒角刀左刃角对准设定的托辊轴端面时停止移动； 4）与步骤3）同时，驱动机构Ⅱ沿着P1方向向左推动滚珠丝母，将直线移动转化为滚珠丝杠及阿基米德罗线圆盘沿n2方向的旋转运动，平头倒角刀按P4方向在阿基米德罗线圆盘上向上以0.1—0.3mm/n的快速移动到接近托辊轴时自动转换成以0.03—0.15mm/n的慢速，即切削速度继续向上移动开始平头切削，按照加工参数，直至完成平头，然后驱动机构Ⅱ自动沿P1方向向右拉动滚珠丝母，滚珠丝杠沿n2方向反向转动，平头倒角刀反方向退回到0位置； 5）在驱动机构Ⅰ的作用下，箱体沿着P2方向向左再移动，到平头倒角刀左刃角对准设定的托辊轴倒角面位置时停止移动；重复步骤4）的过程，按照加工参数，完成倒角加工； 6）箱体沿着P2方向向左再移动，直到车槽刀对准设定的托辊轴槽时停止移动；重复步骤4）的过程，按照加工参数，完成车槽，箱体沿着P2方向向右移动到起始位置，一个工作循环完成，完成托辊轴右端的加工；在托辊轴左端也同样利用上述机构及方法，同时完成托辊轴左端的加工。
在托辊轴两端分别使用一套本发明所述的数控加工机构，然后采用本发明所述的加工方法，实现了对托辊轴两端同时加工，省时省力，提高了加工效率，提高了加工精度，保证了托辊轴的加工质量。
附图说明
图1为本发明托辊轴数控加工机构的结构示意图；
图中：1-箱体；2-空心主轴总承；3-滚珠丝杠；4-滚珠丝母；5-平键；6-阿基米德罗线圆盘；7-移动齿座；8-托辊轴槽；9-车槽刀；10-托辊轴端面；11-托辊轴倒角面；12-平头倒角刀；13-托辊轴。
具体实施方式
托辊轴数控加工机构，如图1所示，包括由驱动机构Ⅰ控制的箱体1、安设在控制箱体1上的空心主轴总承2、空心主轴总承2内设置的滚珠丝杠3以及与滚珠丝杠3装配在一起并由驱动机构Ⅱ控制的滚珠丝母4，滚珠丝母4上设有与空心主轴总承2内孔内的键槽相互配合的平键5，滚珠丝杠左端设有阿基米德罗线圆盘6，阿基米德罗线圆盘6上沿径向对称装有两个移动齿座7，其中上面移动齿座7上固定有用于加工托辊轴槽8的车槽刀9，下面移动齿座7上固定有用于加工托辊轴端面10和托辊轴倒角面11的平头倒角刀12，由于滚珠丝母4由平键5和空心主轴总承2内孔内设置的键槽限制，将滚珠丝母4沿P1方向的直线移动转化为滚珠丝杠3沿n2方向的旋转运动，从而实现阿基米德罗线圆盘6转动，而阿基米德罗线圆盘6是把等速的圆周运动转换为两个移动齿座7等速的径向直线运动。所述驱动机构Ⅰ和驱动机构Ⅱ为数控单元，均由PLC可编程逻辑控制器控制，实现自动数控加工。驱动机构Ⅱ操作完成0点复位后，两个移动齿座上分别固定的车槽刀和平头倒角刀与托辊轴外表面的距离一般在1—3mm范围。上述空心主轴总承是按n1标注的方向旋转，转速范围150—1050转/分。两个移动齿座与空心主轴总承相关联，其上分别固定的车槽刀和平头倒角刀也是按n1标注的方向同步旋转，此旋转再配合车槽刀或平头倒角刀沿径向P3或P4的直线运动，实现对固定设置的托辊轴切削加工。
利用上述加工机构完成托辊轴数控加工的方法，包括以下步骤：
1）把托辊轴按设计位置固定； 2）把车槽刀及平头倒角刀分别按要求固定在上下两个移动齿座上，送电并操控驱动机构Ⅰ和驱动机构Ⅱ复位到0点，设定参数，由PLC可编程逻辑控制器自动控制；3）加工过程：当自动控制程序启动后，在驱动机构Ⅰ的作用下箱体沿着P2方向快速向左移动到平头倒角刀左刃角对准设定的托辊轴端面时停止移动； 4）与步骤3）同时，驱动机构Ⅱ沿着P1方向向左推动滚珠丝母，将直线移动转化为滚珠丝杠及阿基米德罗线圆盘沿n2方向的旋转运动，平头倒角刀按P4方向在阿基米德罗线圆盘上向上以0.1—0.3mm/n的快速移动到接近托辊轴时自动转换成以0.03—0.15mm/n的慢速，即切削速度继续向上移动开始平头切削，按照加工参数，直至完成平头，上述mm/n的含义是阿基米德罗线圆盘每旋转一圈，平头倒角刀的进刀量为1mm，然后驱动机构Ⅱ自动沿P1方向向右拉动滚珠丝母，滚珠丝杠沿n2方向反向转动，平头倒角刀反方向退回到0位置，即平头倒角刀的初始位置； 5）在驱动机构Ⅰ的作用下，箱体沿着P2方向向左再移动，到平头倒角刀左刃角对准设定的托辊轴倒角面位置时停止移动；重复步骤4）的过程，按照加工参数，完成倒角加工； 6）箱体沿着P2方向向左再移动，直到车槽刀对准设定的托辊轴槽时停止移动；重复步骤4）的过程，按照加工参数，完成车槽，即驱动机构Ⅱ沿着P1方向向左推动滚珠丝母，将直线移动转化为滚珠丝杠沿及阿基米德罗线圆盘n2方向的旋转运动，车槽刀按P3方向在阿基米德罗线圆盘向下快速移动到接近托辊轴时转换成慢速，即切削速度继续向下移动开始车槽切削，按照加工参数，直至完成车槽，然后驱动机构Ⅱ自动沿P1方向向右拉动滚珠丝母，滚珠丝杠沿n2方向反向转动，车槽刀反方向退回到起0位置，一个工作循环完成，完成托辊轴右端的加工；在托辊轴左端也同样利用上述设备及方法，同时完成托辊轴左端的加工。

Claims (3)

1.一种托辊轴数控加工机构，其特征是包括由驱动机构Ⅰ控制的箱体（1）、安设在箱体（1）上的空心主轴总承（2）、空心主轴总承（2）内设置的滚珠丝杠（3）以及与滚珠丝杠（3）装配在一起并由驱动机构Ⅱ控制的滚珠丝母（4），滚珠丝母（4）上设有与空心主轴总承（2）内孔内的键槽相互配合的平键（5），滚珠丝杠左端设有阿基米德罗线圆盘（6），阿基米德罗线圆盘（6）上沿径向对称装设有两个移动齿座（7），其中上面移动齿座（7）上固定有用于加工托辊轴槽（8）的车槽刀（9），下面移动齿座（7）上固定有用于加工托辊轴端面（10）和托辊轴倒角面（11）的平头倒角刀（12）。
2.根据权利要求1所述的托辊轴数控加工机构，其特征是驱动机构Ⅰ和驱动机构Ⅱ为数控单元，均由PLC可编程逻辑控制器控制。
3.一种利用如权利要求1或2所述加工机构完成托辊轴数控加工的方法，其特征是包括以下步骤：
1）把托辊轴按设计位置固定；2）把车槽刀及平头倒角刀分别按要求固定在上下两个移动齿座上，送电并操控驱动机构Ⅰ和驱动结构Ⅱ复位到0点，设定参数，由PLC可编程逻辑控制器自动控制；3）加工过程：当自动控制程序启动后，在驱动机构Ⅰ的作用下箱体沿着P2方向快速向左移动到平头倒角刀左刃角对准设定的托辊轴端面时停止移动； 4）与步骤3）同时，驱动机构Ⅱ沿着P1方向向左推动滚珠丝母，将直线移动转化为滚珠丝杠及阿基米德罗线圆盘沿n2方向的旋转运动，平头倒角刀按P4方向在阿基米德罗线圆盘上向上以0.1—0.3mm/n的快速移动到接近托辊轴时自动转换成以0.03—0.15mm/n的慢速，即切削速度继续向上移动开始平头切削，按照加工参数，直至完成平头，然后驱动机构Ⅱ自动沿P1方向向右拉动滚珠丝母，滚珠丝杠沿n2方向反向转动，平头倒角刀反方向退回到0位置； 5）在驱动机构Ⅰ的作用下，箱体沿着P2方向向左再移动，到平头倒角刀左刃角对准设定的托辊轴倒角面位置时停止移动；重复步骤4）的过程，按照加工参数，完成倒角加工； 6）箱体沿着P2方向向左再移动，直到车槽刀对准设定的托辊轴槽时停止移动；重复步骤4）的过程，按照加工参数，完成车槽，箱体沿着P2方向向右移动到起始位置，一个工作循环完成，完成托辊轴右端的加工；在托辊轴左端也同样利用上述机构及方法，同时完成托辊轴左端的加工。
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