CN107414492A - 一种多功能高效率加工机床 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多功能高效率加工机床，包括床身，床身上安装有机床大拖板，机床大拖板上设有机床中拖板，机床中拖板后侧安装有机床刀架，机床刀架上安装有机床刀具，机床中拖板前侧安装有旋转动力头装置，旋转动力头装置包括动力头固定底板、动力头固定箱体和动力头主结构，动力头固定箱体安装在动力头固定底板上，动力头主结构安装在动力头固定箱体的后侧；机床刀架上设置有高频能量转换装置。本发明解决了现有机床加工丝杠等工件时，需反复装卡工件、多次找正，造成加工精度很难保、操作人员浪费时间和精力，以及不能改变工件本身的材料特性、加工后的工件硬度不变的问题，保证了加工精度，提高了丝杆光洁度、表面硬度和加工效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种机床，尤其是涉及一种多功能高效率加工机床。
背景技术
在国内的机械加工中，尤其是针对于螺旋丝杆(丝杠)、滚珠丝杆的加工，通常是采用车床粗加工、车床半精加工、螺纹磨床精加工；或者是采用普车粗加工、车床半精加工、旋风铣精加工、最终还要进行螺纹磨床精加工，才能保证丝杠的精度和光洁度要求。这些加工方式存在的缺点如下：
(1)工件需要在不同机床上反复的进行装卡作业，这种不同机床之间多次装卡所造成的装卡误差永远无法消除，很难保证加工精度；
(2)多次装卡就必然需要进行工件的多次找正，这样费时费力，造成操作人员的时间和精力的浪费；
(3)该制造方式只是对工件的表面进行去材料的车削或是磨削加工，并不能改变工件本身的材料特性，加工后的工件硬度不变，工件的光洁度也只是达到磨削的光洁度而已。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种多功能高效率加工机床，其解决了现有机床加工丝杠存在需反复装卡工件、多次找正，造成加工精度很难保、操作人员浪费时间和精力，以及不能改变工件本身的材料特性、加工后的工件硬度不变的问题，保证了加工精度，提高了丝杆光洁度和表面硬度，从而提高了加工效率。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种多功能高效率加工机床，其特征在于：包括床身，所述床身上安装有机床大拖板，所述机床大拖板上设置有能够沿着机床大拖板前后滑动的机床中拖板，所述机床中拖板的后侧安装有机床刀架，所述机床刀架上安装有机床刀具，所述机床中拖板的前侧安装有对工件螺旋加工的旋转动力头装置，所述旋转动力头装置位于机床刀架的正前方，所述旋转动力头装置包括动力头固定底板、动力头固定箱体和动力头主结构，所述动力头固定箱体安装在动力头固定底板上，所述动力头主结构安装在动力头固定箱体的后侧且相对动力头固定箱体能够调节角度，所述动力头固定底板固定在机床中拖板的前侧。
上述的一种多功能高效率加工机床，其特征在于：所述动力头主结构包括动力头旋转板、第一动力头支座、第二动力头支座、动力头旋转轴、动力头旋转刀盘和动力头驱动机构，所述动力头旋转板的左侧设置有第一动力头支座连接孔，所述动力头旋转板的右侧设置有第二动力头支座连接孔，所述第一动力头支座固定安装在第一动力头支座连接孔处，所述第二动力头支座固定安装在第二动力头支座连接孔处，所述动力头旋转轴穿过第一动力头支座和第二动力头支座且通过轴承与第一动力头支座和第二动力头支座均转动连接，所述动力头旋转刀盘固定安装在动力头旋转轴上，所述动力头旋转刀盘的外周均匀安装有多个旋转动力头刀头，所述动力头旋转刀盘位于第一动力头支座与第二动力头支座之间，所述动力头驱动机构设置在动力头旋转轴的一端且驱动动力头旋转轴转动；所述动力头旋转板的中部设置有箱体旋转板连接孔，所述动力头旋转板经穿过箱体旋转板连接孔的销轴与动力头固定箱体连接，所述动力头旋转板上设置有旋转板弧形槽孔，所述动力头固定箱体上且对应旋转板弧形槽孔位置处设置有固定箱体锁紧孔，所述动力头旋转板经依次穿过旋转板弧形槽孔和固定箱体锁紧孔的旋转板锁紧螺栓将动力头旋转板锁紧在动力头固定箱体上；所述动力头旋转板的左侧下部设置有旋转角度刻度线，所述动力头固定箱体上设置有旋转角度指示柱。
上述的一种多功能高效率加工机床，其特征在于：所述动力头旋转刀盘包括均为圆形结构的旋转刀盘盖板、刀头定位板和旋转刀盘底板，所述刀头定位板设置在旋转刀盘盖板与旋转刀盘底板之间，所述旋转刀盘盖板的外侧沿圆周均匀开有多个刀盘盖板固定沉孔；所述刀头定位板的外侧沿圆周均匀设置有多个刀头定位卡槽和多个刀头定位板连接孔，所述刀头定位卡槽和刀头定位板连接孔的数量相等且刀头定位卡槽与刀头定位板连接孔间隔设置，所述刀头定位板的内侧沿圆周均匀设置有多个刀头定位板固定沉孔；所述旋转刀盘底板的外侧沿圆周均匀设置有多个刀盘紧固螺栓孔和多个刀头固定螺栓孔组，所述刀盘紧固螺栓孔和刀头固定螺栓孔组的数量相等且刀盘紧固螺栓孔与刀头固定螺栓孔组间隔设置，所述旋转刀盘底板的内侧沿圆周均匀设置有多个刀盘底板连接孔；所述刀头定位卡槽和旋转动力头刀头的数量相等，每个所述刀头定位卡槽内设置一个旋转动力头刀头，所述旋转动力头刀头上开有刀头连接长孔，所述旋转动力头刀头经穿过刀头连接长孔和刀头固定螺栓孔组的螺栓与旋转刀盘底板固定连接，所述刀头固定螺栓孔组与刀头定位卡槽的位置相对应；所述刀头定位板、旋转刀盘底板经穿过刀头定位板固定沉孔和刀盘底板连接孔后的螺栓与动力头旋转轴固定在一起，所述刀头定位板固定沉孔和刀盘底板连接孔的数量相等且位置相对应；所述旋转刀盘盖板、刀头定位板和旋转刀盘底板三者经依次穿过刀盘盖板固定沉孔、刀头定位板连接孔和刀盘紧固螺栓孔的刀盘紧固螺栓固定在一起。
上述的一种多功能高效率加工机床，其特征在于：所述旋转动力头刀头包括旋转动力头刀头主体，所述旋转动力头刀头主体的侧部且位于刀头连接长孔处设置有刀头固定沉孔，所述旋转动力头刀头主体的头部设置有刀片压板凹台和刀片圆弧凹台，所述刀片圆弧凹台位于刀片压板凹台的外侧，所述刀片压板凹台处设置有压板紧固螺钉孔，所述刀片圆弧凹台处设置有刀片紧固螺钉孔，所述刀片圆弧凹台上设置有成型刀片，所述成型刀片经穿过刀片紧固螺钉孔的刀片紧固螺钉固定在旋转动力头刀头主体上，所述刀片压板凹台上设置有刀片压板，所述刀片压板经穿过压板紧固螺钉孔的压板紧固螺钉固定在旋转动力头刀头主体上且将成型刀片压紧。
上述的一种多功能高效率加工机床，其特征在于：所述动力头驱动机构包括第一动力头驱动源、第一皮带轮、第二皮带轮和皮带，所述第一皮带轮固定安装在第一动力头驱动源的输出轴上，所述第二皮带轮固定安装在动力头旋转轴的一端，所述第一皮带轮和第二皮带轮通过皮带连接形成带传动，所述第一动力头驱动源安装在动力头旋转板上。
上述的一种多功能高效率加工机床，其特征在于：所述动力头驱动机构包括第二动力头驱动源和行星减速机，所述第二动力头驱动源的输出轴与行星减速机的输入轴固定连接，所述行星减速机的输出轴与动力头旋转轴的一端固定连接，所述行星减速机安装在第二动力头支座上，所述第二动力头驱动源安装在行星减速机上。
上述的一种多功能高效率加工机床，其特征在于：所述动力头固定底板为长方体结构，所述动力头固定底板的四个角上均设置有动力头底板固定孔，所述动力头固定底板经穿过动力头底板固定孔的螺栓固定在机床中拖板的前侧；所述动力头旋转板的底部为半圆形结构，所述旋转板弧形槽孔的数量为多个。
上述的一种多功能高效率加工机床，其特征在于：所述机床大拖板上固定安装有两个机床跟刀架，两个所述机床跟刀架对称设置在机床中拖板的两侧。
上述的一种多功能高效率加工机床，其特征在于：所述机床刀架上设置有高频能量转换装置，所述高频能量转换装置包括转换装置外壳、转换装置变幅杆和高频换能器，所述转换装置变幅杆和高频换能器均设置在所述转换装置外壳内，所述转换装置外壳包括转换装置前端外壳和转换装置后端外壳，所述转换装置后端外壳套设在转换装置前端外壳的后部且通过转换装置连接螺栓与转换装置前端外壳活动连接，所述高频换能器的头部通过连接螺栓与转换装置变幅杆的一端相连接，所述转换装置变幅杆的另一端设置有高硬度圆珠刀头，所述高硬度圆珠刀头与转换装置变幅杆之间留有间隙，所述高硬度圆珠刀头位于转换装置前端外壳的头部，所述转换装置变幅杆的中部设置有变幅杆节面部，所述转换装置前端外壳的内侧设置有变幅杆节面部挡块，所述变幅杆节面部伸入变幅杆节面部挡块内且被变幅杆节面部挡块的卡槽固定，所述高频换能器的尾部设置有换能器电源引线。
上述的一种多功能高效率加工机床，其特征在于：所述转换装置前端外壳与转换装置后端外壳之间设置有弹性装置，所述转换装置外壳的尾部安装有用于对高频换能器散热的冷却风扇，所述转换装置后端外壳的底部安装有能量转换装置固定板，所述能量转换装置固定板固定在机床刀架上。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明由于工件加工的工序是在同一台机床上完成的，所以，整个工件的加工不需要转场和多次的装卡，只需一次装卡就可以完成，从而完全避免了多次装卡造成的永远无法克服的装卡误差，保证了加工精度。
2、本发明增设的旋转动力头装置的刀盘上至少设置有十把成型刀片，加工效率高、加工精度高、加工光洁度高。
3、本发明增设高频能量转换装置不仅可以提高光洁度，还可以提高工件加工后的表面硬度，正好满足了轴类工件外硬心软的使用要求，提高了工件的使用寿命。
4、本发明技术的实施，减少了操作人员的劳动强度，改善了滚珠丝杆等螺旋杆件的最终表面处理造成的变形，达到了高效率、高精度、高光洁度和节能环保的多重效果。
5、本发明可实现镜面加工、螺旋加工，尤其适合于滚珠丝杆加工过程中螺旋槽的精加工和以车代磨的加工，实现一次装卡就可以完成全部滚珠丝杆加工的复杂工序，保证了精度，提高了光洁度和滚珠丝杆的表面硬度，从而提高了滚珠丝杆的加工效率。
下面通过附图和实施例，对本发明做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图。
图2为本发明实施例1中旋转动力头装置的结构示意图。
图3为本发明实施例1中动力头固定箱体和动力头旋转板的位置关系示意图。
图4为本发明实施例1中动力头旋转刀盘和动力头旋转轴的位置关系示意图。
图5为图4的立体图。
图6为本发明实施例1中旋转刀盘盖板的结构示意图。
图7为本发明实施例1中刀头定位板的结构示意图。
图8为本发明实施例1中旋转刀盘底板的结构示意图。
图9为本发明实施例1中旋转动力头刀头的结构示意图。
图10为图9的俯视图。
图11为本发明实施例1中旋转动力头刀头主体的结构示意图。
图12为图11的俯视图。
图13为本发明实施例1中高频能量转换装置的结构示意图。
图14为本发明实施例2中旋转动力头装置的结构示意图。
附图标记说明:
1—高频能量转换装置； 2—机床刀架； 3—机床刀具；
4—机床中拖板； 5—机床大拖板； 6—机床跟刀架；
7—旋转动力头装置； 8—动力头固定箱体； 9—动力头固定底板；
10—箱体旋转板连接孔； 11—固定箱体锁紧孔； 12—动力头旋转板；
13—第一动力头支座； 14—动力头旋转刀盘； 15—旋转动力头刀头；
15-1—旋转动力头刀头主体； 16—第二动力头支座；
17-1—第一动力头驱动源； 17-2—第二动力头驱动源；
18—旋转板锁紧螺栓； 19—动力头底板固定孔； 20—旋转角度指示柱；
21—旋转角度刻度线； 22—旋转板弧形槽孔；
23—第二动力头支座连接孔； 24—第一动力头支座连接孔；
25—旋转刀盘盖板； 26—刀头定位板； 27—旋转刀盘底板；
28—刀盘紧固螺栓； 29—刀盘盖板固定沉孔；
30—刀头定位板固定沉孔； 31—刀头定位卡槽；
32—刀头定位板连接孔； 33—刀盘底板连接孔；
34—刀头固定螺栓孔组； 35—刀盘紧固螺栓孔； 36—刀头连接长孔；
37—刀片压板； 38—压板紧固螺钉； 39—刀片紧固螺钉；
40—成型刀片； 41—高硬度圆珠刀头； 42—转换装置前端外壳；
43—转换装置连接螺栓； 44—转换装置变幅杆； 45—高频换能器；
46—弹性装置； 47—转换装置后端外壳； 48—冷却风扇；
49—换能器电源引线； 50—能量转换装置固定板； 51—连接螺栓；
52—变幅杆节面部挡块； 53—变幅杆节面部； 54—刀头固定沉孔；
55—刀片压板凹台； 56—压板紧固螺钉孔； 57—刀片圆弧凹台；
58—刀片紧固螺钉孔； 59—行星减速机； 60—动力头旋转轴；
61—床身； 62—第一皮带轮； 63—第二皮带轮；
64—皮带； 65—工件。
具体实施方式
实施例1
如图1所示的一种多功能高效率加工机床，包括床身61，所述床身61上安装有机床大拖板5，所述机床大拖板5上设置有能够沿着机床大拖板5前后滑动的机床中拖板4，所述机床中拖板4的后侧安装有机床刀架2，所述机床刀架2上安装有机床刀具3，所述机床中拖板4的前侧安装有对工件65螺旋加工的旋转动力头装置7，所述旋转动力头装置7位于机床刀架2的正前方，所述旋转动力头装置7包括动力头固定底板9、动力头固定箱体8和动力头主结构，所述动力头固定箱体8安装在动力头固定底板9上，所述动力头主结构安装在动力头固定箱体8的后侧且相对动力头固定箱体8能够调节角度，所述动力头固定底板9固定在机床中拖板4的前侧。
如图2和图3所示，所述动力头主结构包括动力头旋转板12、第一动力头支座13、第二动力头支座16、动力头旋转轴60、动力头旋转刀盘14和动力头驱动机构，所述动力头旋转板12的左侧设置有第一动力头支座连接孔24，所述动力头旋转板12的右侧设置有第二动力头支座连接孔23，所述第一动力头支座13固定安装在第一动力头支座连接孔24处，所述第二动力头支座16固定安装在第二动力头支座连接孔23处，所述动力头旋转轴60穿过第一动力头支座13和第二动力头支座16且通过轴承与第一动力头支座13和第二动力头支座16均转动连接，所述动力头旋转刀盘14固定安装在动力头旋转轴60上，所述动力头旋转刀盘14的外周均匀安装有多个旋转动力头刀头15，所述动力头旋转刀盘14位于第一动力头支座13与第二动力头支座16之间，所述动力头驱动机构设置在动力头旋转轴60的一端且驱动动力头旋转轴60转动；所述动力头旋转板12的中部设置有箱体旋转板连接孔10，所述动力头旋转板12经穿过箱体旋转板连接孔10的销轴与动力头固定箱体8连接，所述动力头旋转板12上设置有旋转板弧形槽孔22，所述动力头固定箱体8上且对应旋转板弧形槽孔22位置处设置有固定箱体锁紧孔11，所述动力头旋转板12经依次穿过旋转板弧形槽孔22和固定箱体锁紧孔11的旋转板锁紧螺栓18将动力头旋转板12锁紧在动力头固定箱体8上；所述动力头旋转板12的左侧下部设置有旋转角度刻度线21，所述动力头固定箱体8上设置有旋转角度指示柱20，旋转角度刻度线21和旋转角度指示柱20共同组成旋转动力头装置7的正负旋升角指示部分。
动力头旋转板12可以绕销轴旋转，当旋转角度一定后，可以通过旋转板锁紧螺栓18锁紧固定在动力头固定箱体8上。
如图4至图8所示，所述动力头旋转刀盘14包括均为圆形结构的旋转刀盘盖板25、刀头定位板26和旋转刀盘底板27，所述刀头定位板26设置在旋转刀盘盖板25与旋转刀盘底板27之间，所述旋转刀盘盖板25的外侧沿圆周均匀开有多个刀盘盖板固定沉孔29；所述刀头定位板26的外侧沿圆周均匀设置有多个刀头定位卡槽31和多个刀头定位板连接孔32，所述刀头定位卡槽31和刀头定位板连接孔32的数量相等且刀头定位卡槽31与刀头定位板连接孔32间隔设置，所述刀头定位板26的内侧沿圆周均匀设置有多个刀头定位板固定沉孔30；所述旋转刀盘底板27的外侧沿圆周均匀设置有多个刀盘紧固螺栓孔35和多个刀头固定螺栓孔组34，所述刀盘紧固螺栓孔35和刀头固定螺栓孔组34的数量相等且刀盘紧固螺栓孔35与刀头固定螺栓孔组34间隔设置，所述旋转刀盘底板27的内侧沿圆周均匀设置有多个刀盘底板连接孔33；所述刀头定位卡槽31和旋转动力头刀头15的数量相等，每个所述刀头定位卡槽31内设置一个旋转动力头刀头15，所述旋转动力头刀头15上开有刀头连接长孔36，所述旋转动力头刀头15经穿过刀头连接长孔36和刀头固定螺栓孔组34的螺栓与旋转刀盘底板27固定连接，所述刀头固定螺栓孔组34与刀头定位卡槽31的位置相对应；所述刀头定位板26、旋转刀盘底板27经穿过刀头定位板固定沉孔30和刀盘底板连接孔33后的螺栓与动力头旋转轴60固定在一起，所述刀头定位板固定沉孔30和刀盘底板连接孔33的数量相等且位置相对应；所述旋转刀盘盖板25、刀头定位板26和旋转刀盘底板27三者经依次穿过刀盘盖板固定沉孔29、刀头定位板连接孔32和刀盘紧固螺栓孔35的刀盘紧固螺栓28固定在一起。
其中，刀头定位卡槽31的结构与旋转动力头刀头15的外部结构相吻合，且两者为间隙配合。
如图9至图12所示，所述旋转动力头刀头15包括旋转动力头刀头主体15-1，所述旋转动力头刀头主体15-1的侧部且位于刀头连接长孔36处设置有刀头固定沉孔54，所述旋转动力头刀头主体15-1的头部设置有刀片压板凹台55和刀片圆弧凹台57，所述刀片圆弧凹台57位于刀片压板凹台55的外侧，所述刀片压板凹台55处设置有压板紧固螺钉孔56，所述刀片圆弧凹台57处设置有刀片紧固螺钉孔58，所述刀片圆弧凹台57上设置有成型刀片40，所述成型刀片40经穿过刀片紧固螺钉孔58的刀片紧固螺钉39固定在旋转动力头刀头主体15-1上，所述刀片压板凹台55上设置有刀片压板37，所述刀片压板37经穿过压板紧固螺钉孔56的压板紧固螺钉38固定在旋转动力头刀头主体15-1上且将成型刀片40压紧；刀头连接长孔36可使旋转动力头刀头15在刀头定位卡槽31内调整位置，以适应由于旋转动力头刀头15的制造误差造成的差异。成型刀片40可以是圆形、圆弧形或方形等形状。
如图2所示，所述动力头驱动机构包括第一动力头驱动源17-1、第一皮带轮62、第二皮带轮63和皮带64，所述第一皮带轮62固定安装在第一动力头驱动源17-1的输出轴上，所述第二皮带轮63固定安装在动力头旋转轴60的一端，所述第一皮带轮62和第二皮带轮63通过皮带64连接形成带传动，所述第一动力头驱动源17-1安装在动力头旋转板12上。第一动力头驱动源17-1可以选用电机或液压马达。
如图2和图3所示，所述动力头固定底板9为长方体结构，所述动力头固定底板9的四个角上均设置有动力头底板固定孔19，所述动力头固定底板9经穿过动力头底板固定孔19的螺栓固定在机床中拖板4的前侧；所述动力头旋转板12的底部为半圆形结构，所述旋转板弧形槽孔22的数量为多个。具体的，旋转板弧形槽孔22的数量为三个，三个所述旋转板弧形槽孔22分别设置在所述半圆形结构的左侧、下侧和右侧。
如图1所示，所述机床大拖板5上固定安装有两个机床跟刀架6，两个所述机床跟刀架6对称设置在机床中拖板4的两侧，机床中拖板4设置在机床大拖板5上，在机床丝杆的作用下，机床中拖板4可以沿机床大拖板5前后滑动。
机床跟刀架6用来克服细长轴类在加工中产生的工件震动引起震刀现象，保证加工的精度和刀具的安全使用。
如图13所示，所述机床刀架2上设置有高频能量转换装置1，所述高频能量转换装置1包括转换装置外壳、转换装置变幅杆44和高频换能器45，所述转换装置变幅杆44和高频换能器45均设置在所述转换装置外壳内，所述转换装置外壳包括转换装置前端外壳42和转换装置后端外壳47，所述转换装置后端外壳47套设在转换装置前端外壳42的后部且通过转换装置连接螺栓43与转换装置前端外壳42活动连接，所述高频换能器45的头部通过连接螺栓51与转换装置变幅杆44的一端相连接，所述转换装置变幅杆44的另一端设置有高硬度圆珠刀头41，所述高硬度圆珠刀头41与转换装置变幅杆44之间留有间隙，所述高硬度圆珠刀头41位于转换装置前端外壳42的头部，所述转换装置变幅杆44的中部设置有变幅杆节面部53，所述转换装置前端外壳42的内侧设置有变幅杆节面部挡块52，所述变幅杆节面部53伸入变幅杆节面部挡块52内且被变幅杆节面部挡块52的卡槽固定，迫使转换装置变幅杆44和高频换能器45整体悬空放置在转换装置外壳内中部；所述高频换能器45的尾部设置有换能器电源引线49，用于连接外部的高频电源。
其中，高硬度圆珠刀头41活动设置在转换装置前端外壳42与转换装置变幅杆44之间，且高硬度圆珠刀头41在转换装置变幅杆44的作用下产生高频振动，将高频换能器45产生的能量传递给工件。
如图13所示，所述转换装置前端外壳42与转换装置后端外壳47之间设置有弹性装置46，所述转换装置外壳的尾部安装有用于对高频换能器45散热的冷却风扇48，所述转换装置后端外壳47的底部安装有能量转换装置固定板50，所述能量转换装置固定板50固定在机床刀架2上。弹性装置46的作用是给高频能量转换装置1提供一个很小的持续作用的力，它既可以通过刚性弹簧实现，也可以充入压缩气体来实现。能量转换装置固定板50可以固定在机床刀架2上，或是直接固定在机床中托板4上。
本实施例的工作原理为：在进行诸如滚珠丝杆等的螺旋工件加工时，按照每个螺旋加工件图纸所要求的螺旋升角，松开旋转板锁紧螺栓18，调整旋转动力头装置7的水平角度，使旋转角度指示柱20和旋转角度刻度线21所指示的角度与工件图纸要求的角度一致；再锁紧旋转板锁紧螺栓18，使动力头主结构与动力头固定箱体8固定。装卡工件65后，利用机床刀架2上的机床刀具3对工件65进行常规精加工，机床刀具3进刀，此时，旋转动力头装置7因为是安装在机床刀架2的正前方，方向相反，都固定在相同的机床中拖板4上，所以旋转动力头装置7退刀，远离工件65，机床将工件的表面进行外圆精加工，完成第一道工序，消除装卡误差，保证后续加工精度。
在第一道工序完成后，工件不动，启动第一动力头驱动源17-1，机床中拖板4上的旋转动力头装置7在第一动力头驱动源17-1的驱动下经减速迫使动力头旋转刀盘14做旋转运动。此时，安装在动力头旋转刀盘14上的多个旋转动力头刀头15也随动力头旋转刀盘14一起旋转，此时，多个旋转动力头刀头15的旋转面与加工件的轴线形成一个夹角，这个夹角就是螺旋加工件的螺旋升角。按照图纸所要求的螺旋升角选择好螺纹加工节距和进刀量后，在螺纹模式下启动机床，机床主轴和工件开始旋转，机床反向进刀，即旋转动力头装置7进刀，机床刀架2退刀，机床大拖板5在机床丝杆的作用下开始向左移动，旋转动力头刀头15就在工件的表面进行螺纹加工，由于在螺纹模式下加工时的主轴转速很低，而旋转动力头装置7的动力头旋转刀盘14的旋转速度很高，而且是安装了多个(通常在10个以上)旋转动力头刀头15，所以，每把刀的单个切削量却很小，可以保证一次成型，而且，由于每个单刀的切削量很小，转速高，所以，加工中工件的振动也小，加工后的光洁度也高，完成第二道工序。
第三道工序，将机床大拖板5退回到起点位置，工件依然不动，将机床刀架2旋转90°，使机床刀具3离开工件加工位置，这时，与机床刀具3安装成90°的高频能量转换装置1靠近工件加工位置。调整高频能量转换装置1的位置，使高频能量转换装置1上设置的高硬度圆珠刀头41与上道工序的加工痕迹重合，正向进刀，使高硬度圆珠刀头41与工件产生轻微的压力。启动高频电源，同样在螺纹加工模式下启动机床，此时，高频能量转换装置1的高频换能器45将高频电源产生高频电流转化成高频冲击能量，通过的转换装置变幅杆44的放大作用，传递给高硬度圆珠刀头41。尽管高频能量的单次动能不是很大，但由于高频电源的工作频率很高，一般都在30000Hz以上，这种高频能量总的效果却不小，足以将工件的表面进行类似于滚压方式的加工，将金属的颗粒高点熨平，达到镜面效果，但这种方式远优于滚压加工，不会对工件施加过大的压力，导致工件产生变形，压伤等弊端。
综上所述，本发明通过在现有通用的机床中拖板4上增加旋转动力头装置7，在机床刀架2上增加高频能量转换装置1，并在机床中拖板4的两侧增加机床跟刀架6的方式解决。具体工艺过程是：工件被装卡牢固后，首先用机床本身的机床刀具3进行精加工，消除装卡误差；其次，用增设的旋转动力头装置7进行螺旋加工，由于增设的旋转动力头装置7采用成型刀多刀切削的方式，一次就可以将工件65加工到预留尺寸，而且，因为旋转动力头装置7采用多刀高速切削的方式，所以加工后的光洁度本身就很高；最后，再使用增设的高频能量转换装置1对旋转动力头装置7加工过的痕迹进行光整加工；此时，工件经过上述工序加工后的效果不仅精度得到提高，而且，经过高频能量转换装置1的光整加工后，使得工件的表面在高频冲击能的作用下，金属表面的材料密度加大、颗粒改变，高点得到熨平，所以，工件的光洁度和硬度都会得到提高。
上述加工原理和方式同样适用于轴类、平面的镜面加工，这时只需去掉或不用旋转动力头装置7，只进行普通车床的加工和工序三的加工操作，操作更为简单方便。即旋转动力头装置7和高频能量转换装置1及其加工方式可以分开单独进行，也可以根据工件分步骤共同使用。
实施例2
如图14所示，本实施例与实施例1不同的是：所述动力头驱动机构包括第二动力头驱动源17-2和行星减速机59，所述第二动力头驱动源17-2的输出轴与行星减速机59的输入轴固定连接，所述行星减速机59的输出轴与动力头旋转轴60的一端固定连接，所述行星减速机59安装在第二动力头支座16上，所述第二动力头驱动源17-2安装在行星减速机59上。其中，行星减速机59可以是90°连接形式，也可以是同轴直线连接的形式。所述第二动力头驱动源17-2可以选用电机或液压马达。
本实施例中，其余部分的结构、连接关系和工作原理均与实施例1相同。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (10)
1.一种多功能高效率加工机床，其特征在于：包括床身(61)，所述床身(61)上安装有机床大拖板(5)，所述机床大拖板(5)上设置有能够沿着机床大拖板(5)前后滑动的机床中拖板(4)，所述机床中拖板(4)的后侧安装有机床刀架(2)，所述机床刀架(2)上安装有机床刀具(3)，所述机床中拖板(4)的前侧安装有对工件(65)螺旋加工的旋转动力头装置(7)，所述旋转动力头装置(7)位于机床刀架(2)的正前方，所述旋转动力头装置(7)包括动力头固定底板(9)、动力头固定箱体(8)和动力头主结构，所述动力头固定箱体(8)安装在动力头固定底板(9)上，所述动力头主结构安装在动力头固定箱体(8)的后侧且相对动力头固定箱体(8)能够调节角度，所述动力头固定底板(9)固定在机床中拖板(4)的前侧。
2.按照权利要求1所述的一种多功能高效率加工机床，其特征在于：所述动力头主结构包括动力头旋转板(12)、第一动力头支座(13)、第二动力头支座(16)、动力头旋转轴(60)、动力头旋转刀盘(14)和动力头驱动机构，所述动力头旋转板(12)的左侧设置有第一动力头支座连接孔(24)，所述动力头旋转板(12)的右侧设置有第二动力头支座连接孔(23)，所述第一动力头支座(13)固定安装在第一动力头支座连接孔(24)处，所述第二动力头支座(16)固定安装在第二动力头支座连接孔(23)处，所述动力头旋转轴(60)穿过第一动力头支座(13)和第二动力头支座(16)且通过轴承与第一动力头支座(13)和第二动力头支座(16)均转动连接，所述动力头旋转刀盘(14)固定安装在动力头旋转轴(60)上，所述动力头旋转刀盘(14)的外周均匀安装有多个旋转动力头刀头(15)，所述动力头旋转刀盘(14)位于第一动力头支座(13)与第二动力头支座(16)之间，所述动力头驱动机构设置在动力头旋转轴(60)的一端且驱动动力头旋转轴(60)转动；所述动力头旋转板(12)的中部设置有箱体旋转板连接孔(10)，所述动力头旋转板(12)经穿过箱体旋转板连接孔(10)的销轴与动力头固定箱体(8)连接，所述动力头旋转板(12)上设置有旋转板弧形槽孔(22)，所述动力头固定箱体(8)上且对应旋转板弧形槽孔(22)位置处设置有固定箱体锁紧孔(11)，所述动力头旋转板(12)经依次穿过旋转板弧形槽孔(22)和固定箱体锁紧孔(11)的旋转板锁紧螺栓(18)将动力头旋转板(12)锁紧在动力头固定箱体(8)上；所述动力头旋转板(12)的左侧下部设置有旋转角度刻度线(21)，所述动力头固定箱体(8)上设置有旋转角度指示柱(20)。
3.按照权利要求2所述的一种多功能高效率加工机床，其特征在于：所述动力头旋转刀盘(14)包括均为圆形结构的旋转刀盘盖板(25)、刀头定位板(26)和旋转刀盘底板(27)，所述刀头定位板(26)设置在旋转刀盘盖板(25)与旋转刀盘底板(27)之间，所述旋转刀盘盖板(25)的外侧沿圆周均匀开有多个刀盘盖板固定沉孔(29)；所述刀头定位板(26)的外侧沿圆周均匀设置有多个刀头定位卡槽(31)和多个刀头定位板连接孔(32)，所述刀头定位卡槽(31)和刀头定位板连接孔(32)的数量相等且刀头定位卡槽(31)与刀头定位板连接孔(32)间隔设置，所述刀头定位板(26)的内侧沿圆周均匀设置有多个刀头定位板固定沉孔(30)；所述旋转刀盘底板(27)的外侧沿圆周均匀设置有多个刀盘紧固螺栓孔(35)和多个刀头固定螺栓孔组(34)，所述刀盘紧固螺栓孔(35)和刀头固定螺栓孔组(34)的数量相等且刀盘紧固螺栓孔(35)与刀头固定螺栓孔组(34)间隔设置，所述旋转刀盘底板(27)的内侧沿圆周均匀设置有多个刀盘底板连接孔(33)；所述刀头定位卡槽(31)和旋转动力头刀头(15)的数量相等，每个所述刀头定位卡槽(31)内设置一个旋转动力头刀头(15)，所述旋转动力头刀头(15)上开有刀头连接长孔(36)，所述旋转动力头刀头(15)经穿过刀头连接长孔(36)和刀头固定螺栓孔组(34)的螺栓与旋转刀盘底板(27)固定连接，所述刀头固定螺栓孔组(34)与刀头定位卡槽(31)的位置相对应；所述刀头定位板(26)、旋转刀盘底板(27)经穿过刀头定位板固定沉孔(30)和刀盘底板连接孔(33)后的螺栓与动力头旋转轴(60)固定在一起，所述刀头定位板固定沉孔(30)和刀盘底板连接孔(33)的数量相等且位置相对应；所述旋转刀盘盖板(25)、刀头定位板(26)和旋转刀盘底板(27)三者经依次穿过刀盘盖板固定沉孔(29)、刀头定位板连接孔(32)和刀盘紧固螺栓孔(35)的刀盘紧固螺栓(28)固定在一起。
4.按照权利要求3所述的一种多功能高效率加工机床，其特征在于：所述旋转动力头刀头(15)包括旋转动力头刀头主体(15-1)，所述旋转动力头刀头主体(15-1)的侧部且位于刀头连接长孔(36)处设置有刀头固定沉孔(54)，所述旋转动力头刀头主体(15-1)的头部设置有刀片压板凹台(55)和刀片圆弧凹台(57)，所述刀片圆弧凹台(57)位于刀片压板凹台(55)的外侧，所述刀片压板凹台(55)处设置有压板紧固螺钉孔(56)，所述刀片圆弧凹台(57)处设置有刀片紧固螺钉孔(58)，所述刀片圆弧凹台(57)上设置有成型刀片(40)，所述成型刀片(40)经穿过刀片紧固螺钉孔(58)的刀片紧固螺钉(39)固定在旋转动力头刀头主体(15-1)上，所述刀片压板凹台(55)上设置有刀片压板(37)，所述刀片压板(37)经穿过压板紧固螺钉孔(56)的压板紧固螺钉(38)固定在旋转动力头刀头主体(15-1)上且将成型刀片(40)压紧。
5.按照权利要求2所述的一种多功能高效率加工机床，其特征在于：所述动力头驱动机构包括第一动力头驱动源(17-1)、第一皮带轮(62)、第二皮带轮(63)和皮带(64)，所述第一皮带轮(62)固定安装在第一动力头驱动源(17-1)的输出轴上，所述第二皮带轮(63)固定安装在动力头旋转轴(60)的一端，所述第一皮带轮(62)和第二皮带轮(63)通过皮带(64)连接形成带传动，所述第一动力头驱动源(17-1)安装在动力头旋转板(12)上。
6.按照权利要求2所述的一种多功能高效率加工机床，其特征在于：所述动力头驱动机构包括第二动力头驱动源(17-2)和行星减速机(59)，所述第二动力头驱动源(17-2)的输出轴与行星减速机(59)的输入轴固定连接，所述行星减速机(59)的输出轴与动力头旋转轴(60)的一端固定连接，所述行星减速机(59)安装在第二动力头支座(16)上，所述第二动力头驱动源(17-2)安装在行星减速机(59)上。
7.按照权利要求2所述的一种多功能高效率加工机床，其特征在于：所述动力头固定底板(9)为长方体结构，所述动力头固定底板(9)的四个角上均设置有动力头底板固定孔(19)，所述动力头固定底板(9)经穿过动力头底板固定孔(19)的螺栓固定在机床中拖板(4)的前侧；所述动力头旋转板(12)的底部为半圆形结构，所述旋转板弧形槽孔(22)的数量为多个。
8.按照权利要求1所述的一种多功能高效率加工机床，其特征在于：所述机床大拖板(5)上固定安装有两个机床跟刀架(6)，两个所述机床跟刀架(6)对称设置在机床中拖板(4)的两侧。
9.按照权利要求1所述的一种多功能高效率加工机床，其特征在于：所述机床刀架(2)上设置有高频能量转换装置(1)，所述高频能量转换装置(1)包括转换装置外壳、转换装置变幅杆(44)和高频换能器(45)，所述转换装置变幅杆(44)和高频换能器(45)均设置在所述转换装置外壳内，所述转换装置外壳包括转换装置前端外壳(42)和转换装置后端外壳(47)，所述转换装置后端外壳(47)套设在转换装置前端外壳(42)的后部且通过转换装置连接螺栓(43)与转换装置前端外壳(42)活动连接，所述高频换能器(45)的头部通过连接螺栓(51)与转换装置变幅杆(44)的一端相连接，所述转换装置变幅杆(44)的另一端设置有高硬度圆珠刀头(41)，所述高硬度圆珠刀头(41)与转换装置变幅杆(44)之间留有间隙，所述高硬度圆珠刀头(41)位于转换装置前端外壳(42)的头部，所述转换装置变幅杆(44)的中部设置有变幅杆节面部(53)，所述转换装置前端外壳(42)的内侧设置有变幅杆节面部挡块(52)，所述变幅杆节面部(53)伸入变幅杆节面部挡块(52)内且被变幅杆节面部挡块(52)的卡槽固定，所述高频换能器(45)的尾部设置有换能器电源引线(49)。
10.按照权利要求9所述的一种多功能高效率加工机床，其特征在于：所述转换装置前端外壳(42)与转换装置后端外壳(47)之间设置有弹性装置(46)，所述转换装置外壳的尾部安装有用于对高频换能器(45)散热的冷却风扇(48)，所述转换装置后端外壳(47)的底部安装有能量转换装置固定板(50)，所述能量转换装置固定板(50)固定在机床刀架(2)上。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20171201 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |