CN116275142A - 一种可移动主轴箱的端轴并联加工数控车床及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了车床领域内的一种可移动主轴箱的端轴并联加工数控车床及其使用方法，包括车身，所述车身上设置有两条导轨，两条所述导轨上依次活动连接有刀盘、主轴箱、刀塔和尾架，所述主轴箱靠近刀盘的一侧可转动的设置有第一夹持机构，所述主轴箱靠近刀塔的一侧可转动的设置有第二夹持机构，所述第一夹持机构与第二夹持机构之间留有容工件贯穿的容纳腔，所述刀盘的一侧设置有第一往复台，所述刀塔的一侧设置有第二往复台，所述第一往复台、第二往复台均与丝杠和光杠传动连接。本发明通过双头夹持机构使工件两端伸出，从而实现多轴段与端面的并联加工，不需对工件进行再次夹装，提高了加工效率、生产质量以及产品精度。
Description
技术领域
本发明属于车床技术领域，特别涉及一种可移动主轴箱的端轴并联加工数控车床及其使用方法。
背景技术
在机加工的过程中，轴类零件一般都是对两端进行加工。现有的机床一般都是主轴在车身的一侧，在主轴的端部安装三爪卡盘用于夹紧工件，在加工过程中，主轴带动工件旋转，刀具接触旋转的工件进而对工件进行加工，但此时只能加工工件的一端，而很多时候要对工件的两端进行加工才能把工件完整的加工出来。
目前的机床加工此类工件时需要将工件卸下然后反向安装加工另一端，其不足之处在于：这样使得工件需要夹装两次，这让工序变得繁琐的同时难以保证同轴，在工件加工完成后会对两端的同轴度产生影响，影响产品质量、精度的同时效率低下。
发明内容
本发明的目的是提供一种可移动主轴箱的端轴并联加工数控车床，通过双头夹持机构使工件两端伸出，从而实现多轴段与端面的并联加工，不需对工件进行再次夹装，提高了加工效率、生产质量以及产品精度。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种可移动主轴箱的端轴并联加工数控车床，包括车身，所述车身上设置有两条导轨，两条所述导轨上依次活动连接有刀盘、主轴箱、刀塔和尾架，所述主轴箱靠近刀盘的一侧可转动的设置有第一夹持机构，所述主轴箱靠近刀塔的一侧可转动的设置有第二夹持机构，所述第一夹持机构与第二夹持机构之间留有容工件贯穿的容纳腔，所述刀盘的一侧设置有第一往复台，所述刀塔的一侧设置有第二往复台，所述第一往复台、第二往复台均与丝杠和光杠传动连接。
本发明使用时，主轴箱可随着导轨左右移动，方便根据工件基准轴段调整主轴箱的位置，通过主轴箱两侧的夹持机构对工件进行夹持，让工件的两端均能够延伸出，主轴箱驱动第一夹持机构和第二夹持机构转动，从而带动工件转动，此时，通过刀盘和刀塔可对工件两端进行加工。与现有技术相比，本发明的有益效果在于：杆类或轴类零件两端均需要进行加工时，能够让刀盘和刀塔同时工作，使得加工操作更加方便，并且在加工时的同轴度高，加工精度高。
作为上述技术方案的进一步改进，所述第一夹持机构为主动三爪卡盘，所述第二夹持机构为从动三爪卡盘，所述主轴箱内设置有主轴，所述主轴分别与主动三爪卡盘和从动三爪卡盘同轴设置，所述主轴中心处开设有容工件贯穿的通孔，所述主轴端部与主动三爪卡盘连接，所述主轴外套设有大齿轮，所述大齿轮与小齿轮啮合，所述小齿轮设置在主轴传动轴上，所述主轴传动轴与主轴电机联接，所述主轴与主轴箱之间设置有轴承。
作为上述技术方案的进一步改进，所述主轴箱内还设置有调节装置，所述调节装置包括调节蜗杆，所述调节蜗杆的一端贯穿主轴箱并与手轮连接，所述调节蜗杆与调节蜗轮配合，所述调节蜗轮套设在调节丝杆上，所述调节丝杆的丝杆螺母上设置有支撑板，所述支撑板底部与导轨活动连接，所述支撑板对应主轴设置有轴承，所述轴承与从动三爪卡盘连接。
作为上述技术方案的进一步改进，对应所述主轴箱底部设置有压板，所述压板上设置有若干T型螺栓将主轴箱锁紧在导轨上，所述主轴箱的一侧设置有螺栓，所述螺栓将主轴箱固定在导轨上。
作为上述技术方案的进一步改进，所述刀盘包括盘体，所述盘体靠近主轴箱的一侧沿环形均匀的设置有若干个数控刀具。
作为上述技术方案的进一步改进，所述刀盘与主轴箱之间设置有第一支撑架，所述主轴箱与刀塔之间设置有第二支撑架，所述第一支撑架和第二支撑架均与两条导轨活动连接。
作为上述技术方案的进一步改进，所述车身的两端分别设置有第一控制器和第二控制器，所述第一控制器通过电信号分别与刀盘和第一往复台连接，所述第二控制器通过电信号分别与刀塔和第二往复台连接。
作为上述技术方案的进一步改进，所述第一往复台和第二往复台内均设置有驱动机构，所述驱动机构包括驱动电机，所述驱动电机与传动轴Ⅰ联接，所述传动轴Ⅰ上同轴设置有齿轮Ⅰ，所述齿轮Ⅰ与齿轮Ⅱ啮合，所述齿轮Ⅱ套设在丝杠的丝杠螺母上。
作为上述技术方案的进一步改进，所述驱动机构还包括传动轴Ⅱ，所述传动轴Ⅱ上同轴间隔设置有齿轮Ⅲ和蜗轮Ⅰ，所述齿轮Ⅲ与齿轮Ⅰ啮合，所述蜗轮Ⅰ与蜗杆Ⅰ配合，所述蜗杆Ⅰ端部与丝杠Ⅱ同轴连接，所述丝杠Ⅱ的丝杠螺母与刀盘或刀塔连接。
本发明还公开一种可移动主轴箱的端轴并联加工数控车床的使用方法，包括以下步骤：
步骤一：移动主轴箱直至定位到加工工艺所要求的基准位置，将主动三爪卡盘和从动三爪卡盘的卡爪张开；当主、从动三爪卡盘间距不足以夹持工件基准轴段时，将手轮绕X轴旋转使从动三爪卡盘沿Z轴平移以调整主轴箱夹持长度；
步骤二：根据待加工长轴类零件的几何特性，沿Z轴移动第一支撑架和第二支撑架至合适的轴段并通过螺栓装夹工件；
步骤三：使主轴传动轴绕Z轴旋转进而带动工件绕Z轴旋转，确认工件是否装夹到位，检查是否出现偏摆现象；
步骤四：对刀以确定程序原点在机床坐标系、两侧刀具坐标系中的位置；
步骤五：编辑、检查与调试数控加工程序；依次规划好端轴并联加工程序后，将两侧刀具坐标系中的切削程序转换到机床坐标系中；
步骤六：开始驱动主轴绕Z轴旋转进而带动工件绕Z轴旋转，使刀盘和刀塔上的数控刀具按照数控加工程序与切削参数，以一定的运动轨迹对工件进行多轴段端轴并联加工直至加工完成；
步骤七：停机后移动刀塔与刀盘至合适的位置，放松第一支撑架和第二支撑架上用于夹紧工件的螺栓；移动第一支撑架和第二支撑架靠近主轴箱，最后放松三爪卡盘的卡爪将完成加工后的工件卸下，完成长轴类零件的端轴并联车削数控加工。
附图说明
图1为本发明优选实施例的立体结构示意图。
图2为本发明优选实施例的主视图。
图3为本发明优选实施例的俯视图。
图4为本发明优选实施例主轴箱的侧视图。
图5为本发明优选实施例驱动机构的结构示意图。
图6为本发明优选实施例调节装置的结构示意图。
其中，1车身，2导轨，3刀盘，301盘体，302数控刀具，4主轴箱，401支撑板，5刀塔，6尾架，7第一支撑架，8第二支撑架，9主动三爪卡盘，10从动三爪卡盘，11压板，12 T型螺栓，13螺栓，14第一往复台，15第二往复台，16丝杠，17光杠，18驱动机构，1801传动轴Ⅰ，1802齿轮Ⅰ，1803齿轮Ⅱ，1804传动轴Ⅱ，1805齿轮Ⅲ，1806蜗轮Ⅰ，1807蜗杆Ⅰ，1808丝杠Ⅱ，19第一控制器，20第二控制器，21主轴，22大齿轮，23小齿轮，24主轴传动轴，25轴承，26调节装置，2601调节蜗杆，2602手轮，2603调节蜗轮，2604调节丝杆，27工件。
实施方式
如图1-4所示，本发明公开了一种可移动主轴箱的端轴并联加工数控车床，包括车身1，车身1上设置有两条导轨2，两条导轨2上依次活动连接有刀盘3、主轴箱4、刀塔5和尾架6；为提高工件27的刚度，在刀盘3与主轴箱4之间设置有第一支撑架7，在主轴箱4与刀塔5之间设置有第二支撑架8，第一支撑架7和第二支撑架8均与两条导轨2活动连接；主轴箱4靠近刀盘3的一侧可转动的设置有第一夹持机构，主轴箱4靠近刀塔5的一侧可转动的设置有第二夹持机构，优选的，第一夹持机构为主动三爪卡盘9，第二夹持机构为从动三爪卡盘10；对应主轴箱4底部设置有压板11，压板11上设置有若干T型螺栓12将主轴箱4锁紧在导轨2上，主轴箱4的一侧设置有螺栓13，螺栓13将主轴箱4固定在导轨2上；刀盘3的一侧设置有第一往复台14，刀塔5的一侧设置有第二往复台15，第一往复台14、第二往复台15均与光杠17传动连接，另外，第一往复台14和第二往复台15内还设置有与丝杠16传动连接的驱动机构18；刀盘3包括盘体301，盘体301靠近主轴箱4的一侧沿环形均匀的设置有若干个数控刀具302；车身1的两端分别设置有第一控制器19和第二控制器20，第一控制器19通过电信号分别与刀盘3和第一往复台14连接，用于控制刀盘3的运动轨迹及选择合适的数控刀具302对工件27进行端面或轴段加工；第二控制器20通过电信号分别与刀塔5和第二往复台15连接，用于控制刀塔5的运动轨迹及选择合适的数控刀具302对工件27进行轴段加工。
请参阅图5，本发明优选实施例的驱动机构18包括驱动电机，驱动电机通过联轴器与传动轴Ⅰ1801连接，传动轴Ⅰ1801上同轴设置有齿轮Ⅰ1802，齿轮Ⅰ1802与齿轮Ⅱ1803啮合，齿轮Ⅱ1803套设在丝杠16的丝杠螺母上；驱动机构18还包括传动轴Ⅱ1804，传动轴Ⅱ1804上同轴间隔设置有齿轮Ⅲ1805和蜗轮Ⅰ1806，齿轮Ⅲ1805与齿轮Ⅰ1802啮合，蜗轮Ⅰ1806与蜗杆Ⅰ1807配合，蜗杆Ⅰ1807端部与丝杠Ⅱ1808同轴连接，丝杠Ⅱ1808的丝杠螺母与刀盘3或刀塔5连接。
下面结合图6对本发明的主轴箱4进行详细说明，主轴箱4内设置有主轴21，主轴21分别与主动三爪卡盘9和从动三爪卡盘10同轴设置，主轴21中心处开设有容工件27贯穿的通孔，主轴21的一端与主动三爪卡盘9连接，主轴21外套设有大齿轮22，大齿轮22与小齿轮23啮合，小齿轮23设置在主轴传动轴24上，主轴传动轴24通过联轴器与主轴21电机连接，主轴21与主轴箱4之间设置有轴承25。
主轴箱4内还设置有调节装置26，调节装置26包括调节蜗杆2601，调节蜗杆2601的一端贯穿主轴箱4并与手轮2602连接，调节蜗杆2601与调节蜗轮2603配合，调节蜗轮2603套设在调节丝杆2604上，调节丝杆2604的丝杆螺母上设置有支撑板401，支撑板401底部与导轨2活动连接，支撑板401对应主轴21设置有轴承25，轴承25与从动三爪卡盘10连接；于本实施例中，轴承25选用圆锥孔双列向心短圆柱滚子轴承25，其径向刚度和承载能力较大，旋转精度高，径向结构紧凑且寿命长。
本发明实施例的工作原理如下：旋转手轮2602使调节蜗杆2601绕X轴旋转，调节蜗轮2603与调节蜗杆2601接触带动调节丝杆2604绕Z轴旋转，从而使与调节丝杆2604相配的丝杆螺母沿Z轴移动进而带动支撑板401沿Z轴移动，得以调整工件27的夹持距离；驱动主轴电机转动，从而带动主轴传动轴24和小齿轮23绕Z轴旋转，小齿轮23与大齿轮22接触进而带动主轴21绕Z轴旋转，主轴21与主动三爪卡盘9连接进而带动工件27绕Z轴旋转，最后工件27带动从动三爪卡盘10绕Z轴旋转；第一控制器19和第二控制器20通过电信号控制对应驱动电机转动，从而带动传动轴Ⅰ1801和齿轮Ⅰ1802转动，齿轮Ⅰ1802与齿轮Ⅱ1803接触进而带动丝杠的丝杠螺母转动，光杠17为第一往复台14、第二往复台15提供导向作用，实现第一往复台14、第二往复台15沿Z轴移动；齿轮Ⅰ1802在对应控制器的作用下与齿轮Ⅲ1805接触进而带动传动轴Ⅱ1804上的蜗轮Ⅰ1806进行传动，蜗轮Ⅰ1806与蜗杆Ⅰ1807接触进而带动丝杠Ⅱ1808转动，丝杠Ⅱ的丝杠螺母固定在刀塔5或刀盘3结构上，从而带动刀塔5或刀盘3沿X轴移动，实现刀盘3或刀塔5的数控刀具302进给功能，完成端面或轴段加工。
本发明同时公开了一种可移动主轴箱4的端轴并联加工数控车床的使用方法，包括以下步骤：
步骤一：针对待加工长轴类零件的工艺方案，移动主轴箱4直至定位到加工工艺所要求的基准位置，将主动三爪卡盘9和从动三爪卡盘10的卡爪张开；当主、从动三爪卡盘10间距不足以夹持工件27基准轴段时，将手轮2602绕X轴旋转使从动三爪卡盘10沿Z轴平移以调整主轴箱4夹持长度；
步骤二：根据待加工长轴类零件的几何特性，沿Z轴移动第一支撑架7和第二支撑架8至合适的轴段并通过螺栓装夹工件27，利用多段支撑提高切削系统刚性，减小受力失稳、加工变形与振动的影响；
步骤三：使主轴传动轴24绕Z轴旋转进而带动工件27绕Z轴旋转，确认工件27是否装夹到位，检查是否出现偏摆现象；
步骤四：对刀以确定程序原点在机床坐标系、两侧刀具坐标系中的位置；
步骤五：编辑、检查与调试数控加工程序；依次规划好端轴并联加工程序后，将两侧刀具坐标系中的切削程序转换到机床坐标系中；
步骤六：开始驱动主轴21绕Z轴旋转进而带动工件27绕Z轴旋转，使刀盘3和刀塔5上的数控刀具302按照数控加工程序与切削参数，以一定的运动轨迹对工件27进行多轴段端轴并联加工直至加工完成；
步骤七：停机后移动刀塔5与刀盘3至合适的位置，放松第一支撑架7和第二支撑架8上用于夹紧工件27的螺栓13；为方便卸下工件27，移动第一支撑架7和第二支撑架8靠近主轴箱4，最后放松三爪卡盘的卡爪将完成加工后的工件27卸下，完成长轴类零件的端轴并联车削数控加工。
通过采用上述技术方案，与现有技术相比，本发明的优点在于：使用双头三爪卡盘夹持工件27可使工件27两端均能伸出，进而在对两端均需要进行加工的杆类或轴类零件实现同时加工，加工更加方便，并且在加工时的同轴度高，加工精度高；可利用第一支撑架7、第二支撑架8、尾座来支撑更长，更薄或更重的工件27；刀盘3可用于安装各种用途的刀具，用于加工工件27的轴段或端面，刀塔5则用于加工工件27的轴段，这种结构可用于加工相对更加复杂的工件27；可移动的主轴箱4使得该结构可适应不同长度、形状的工件27；一次装夹即可完成多道工序的加工，既节省了装夹工件27的时间，降低了工人的劳动强度，又避免了反复装夹工件27所带来的误差，提高了加工精度。
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种可移动主轴箱的端轴并联加工数控车床，其特征在于，包括车身，所述车身上设置有两条导轨，两条所述导轨上依次活动连接有刀盘、主轴箱、刀塔和尾架，所述主轴箱靠近刀盘的一侧可转动的设置有第一夹持机构，所述主轴箱靠近刀塔的一侧可转动的设置有第二夹持机构，所述第一夹持机构与第二夹持机构之间留有容工件贯穿的容纳腔，所述刀盘的一侧设置有第一往复台，所述刀塔的一侧设置有第二往复台，所述第一往复台、第二往复台均与丝杠和光杠传动连接。
2.根据权利要求1所述的一种可移动主轴箱的端轴并联加工数控车床，其特征在于，所述第一夹持机构为主动三爪卡盘，所述第二夹持机构为从动三爪卡盘，所述主轴箱内设置有主轴，所述主轴分别与主动三爪卡盘和从动三爪卡盘同轴设置，所述主轴中心处开设有容工件贯穿的通孔，所述主轴端部与主动三爪卡盘连接，所述主轴外套设有大齿轮，所述大齿轮与小齿轮啮合，所述小齿轮设置在主轴传动轴上，所述主轴传动轴与主轴电机联接，所述主轴与主轴箱之间设置有轴承。
3.根据权利要求2所述的一种可移动主轴箱的端轴并联加工数控车床，其特征在于，所述主轴箱内还设置有调节装置，所述调节装置包括调节蜗杆，所述调节蜗杆的一端贯穿主轴箱并与手轮连接，所述调节蜗杆与调节蜗轮配合，所述调节蜗轮套设在调节丝杆上，所述调节丝杆的丝杆螺母上设置有支撑板，所述支撑板底部与导轨活动连接，所述支撑板对应主轴设置有轴承，所述轴承与从动三爪卡盘连接。
4.根据权利要求3所述的一种可移动主轴箱的端轴并联加工数控车床，其特征在于，对应所述主轴箱底部设置有压板，所述压板上设置有若干T型螺栓将主轴箱锁紧在导轨上，所述主轴箱的一侧设置有螺栓，所述螺栓将主轴箱固定在导轨上。
5.根据权利要求4所述的一种可移动主轴箱的端轴并联加工数控车床，其特征在于，所述刀盘包括盘体，所述盘体靠近主轴箱的一侧沿环形均匀的设置有若干个数控刀具。
6.根据权利要求5所述的一种可移动主轴箱的端轴并联加工数控车床，其特征在于，所述刀盘与主轴箱之间设置有第一支撑架，所述主轴箱与刀塔之间设置有第二支撑架，所述第一支撑架和第二支撑架均与两条导轨活动连接。
7.根据权利要求6所述的一种可移动主轴箱的端轴并联加工数控车床，其特征在于，所述车身的两端分别设置有第一控制器和第二控制器，所述第一控制器通过电信号分别与刀盘和第一往复台连接，所述第二控制器通过电信号分别与刀塔和第二往复台连接。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种可移动主轴箱的端轴并联加工数控车床，其特征在于，所述第一往复台和第二往复台内均设置有驱动机构，所述驱动机构包括驱动电机，所述驱动电机与传动轴Ⅰ联接，所述传动轴Ⅰ上同轴设置有齿轮Ⅰ，所述齿轮Ⅰ与齿轮Ⅱ啮合，所述齿轮Ⅱ套设在丝杠的丝杠螺母上。
9.根据权利要求8所述的一种可移动主轴箱的端轴并联加工数控车床，其特征在于，所述驱动机构还包括传动轴Ⅱ，所述传动轴Ⅱ上同轴间隔设置有齿轮Ⅲ和蜗轮Ⅰ，所述齿轮Ⅲ与齿轮Ⅰ啮合，所述蜗轮Ⅰ与蜗杆Ⅰ配合，所述蜗杆Ⅰ端部与丝杠Ⅱ同轴连接，所述丝杠Ⅱ的丝杠螺母与刀盘或刀塔连接。
10.一种适用于权利要求9所述的可移动主轴箱的端轴并联加工数控车床的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：移动主轴箱直至定位到加工工艺所要求的基准位置，将主动三爪卡盘和从动三爪卡盘的卡爪张开；当主、从动三爪卡盘间距不足以夹持工件基准轴段时，将手轮绕X轴旋转使从动三爪卡盘沿Z轴平移以调整主轴箱夹持长度；
步骤二：根据待加工长轴类零件的几何特性，沿Z轴移动第一支撑架和第二支撑架至合适的轴段并通过螺栓装夹工件；
步骤三：使主轴传动轴绕Z轴旋转进而带动工件绕Z轴旋转，确认工件是否装夹到位，检查是否出现偏摆现象；
步骤四：对刀以确定程序原点在机床坐标系、两侧刀具坐标系中的位置；
步骤五：编辑、检查与调试数控加工程序；依次规划好端轴并联加工程序后，将两侧刀具坐标系中的切削程序转换到机床坐标系中；
步骤六：开始驱动主轴绕Z轴旋转进而带动工件绕Z轴旋转，使刀盘和刀塔上的数控刀具按照数控加工程序与切削参数，以一定的运动轨迹对工件进行多轴段端轴并联加工直至加工完成；
步骤七：停机后移动刀塔与刀盘至合适的位置，放松第一支撑架和第二支撑架上用于夹紧工件的螺栓；移动第一支撑架和第二支撑架靠近主轴箱，最后放松三爪卡盘的卡爪将完成加工后的工件卸下，完成长轴类零件的端轴并联车削数控加工。
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| CN202310406058.5A Pending CN116275142A (zh) | 2023-04-17 | 2023-04-17 | 一种可移动主轴箱的端轴并联加工数控车床及其使用方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116275142A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117226748A (zh) * | 2023-11-15 | 2023-12-15 | 埃斯维机床(苏州)有限公司 | 一种柔性夹具 |
-
2023
- 2023-04-17 CN CN202310406058.5A patent/CN116275142A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117226748A (zh) * | 2023-11-15 | 2023-12-15 | 埃斯维机床(苏州)有限公司 | 一种柔性夹具 |
| CN117226748B (zh) * | 2023-11-15 | 2024-02-06 | 埃斯维机床(苏州)有限公司 | 一种柔性夹具 |
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