CN214489100U - 弧面分度凸轮卧式加工机床 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例涉及一种弧面分度凸轮卧式加工机床，包括底座及安装在底座上的切削模组、工件装夹模组、回转工作台、第一滑轨、第一工作台、第二滑轨、第二工作台及第三滑轨；回转工作台安装在底座上，第一滑轨固定在回转工作台上，第一工作台可滑动地安装在第一滑轨上，切削模组固定在第一工作台上，第三滑轨安装在底座上，第二滑轨可滑动地安装在第三滑轨上，且垂直于第三滑轨，第二工作台可滑动地安装在第二滑轨上，工件装夹模组固定在第二工作台上。上述切削模组整体安装尺寸较小，切削模组随回转工作台旋转时不会与第二工作台发生干涉，可提升切削模组的刚性及加工精度。

Description

弧面分度凸轮卧式加工机床

技术领域

本实用新型实施例涉及机床技术领域，尤其涉及一种弧面分度凸轮卧式加工机床。

背景技术

弧面分度凸轮机构因其动力学性能、承载能力、分度精度具有不可比拟的优越性而普遍应用于CNC（Computer Numerical Control，数控机床）第四轴，是一种理想的传动机构。弧面分度凸轮机构相对复杂，加工难度较大。目前，用于加工弧面分度凸轮机构的机床有摆头立式凸轮数控加工机床及卧式凸轮加工机床两类。

摆头立式凸轮数控加工机床的切削主轴部分采用线轨设计，整体刚性较差，加工时切削量不能太大，需要多次切削。卧式凸轮加工机床的工件设置于回转工作台上，工件的固定需要三爪卡盘夹持及顶尖尾座顶紧，所以固定工件的工作台长度较长，在随回转工作台旋转时容易与固定切削主轴的工作台干涉。为避免发生干涉，这种卧式机床将切削主轴设计得较长，以保证加工零件的同时避免与工件固定的工作台干涉。然而，加工时，切削主轴设计得越长其刚性越差。

综前所述，目前凸轮加工机床普遍存在切削主轴刚性较差的问题。此外，一般弧面分度凸轮机构加工机床都是用曲线插补方式加工，存在加工误差的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例所要解决的技术问题在于提供一种结构简单，且刚性好、加工精度较高的弧面分度凸轮卧式加工机床。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种弧面分度凸轮卧式加工机床，包括底座以及安装在所述底座上的切削模组、工件装夹模组、回转工作台、第一滑轨、第一工作台、第二滑轨、第二工作台及第三滑轨；所述回转工作台安装在所述底座上，并可绕垂直于所述底座的轴向进行旋转，所述第一滑轨固定在所述回转工作台上，所述第一工作台可滑动地安装在所述第一滑轨上，所述切削模组固定在所述第一工作台上，所述第三滑轨安装在所述底座上，且在所述第一滑轨的延伸方向上，位于所述第一滑轨的一侧，所述第三滑轨的延伸方向与所述第一滑轨的延伸方向一致，所述第二滑轨可滑动地安装在所述第三滑轨上，且其延伸方向垂直于所述第三滑轨的延伸方向，所述第二工作台可滑动地安装在所述第二滑轨上，所述工件装夹模组固定在所述第二工作台上。

进一步地，所述第一滑轨及/或第二滑轨及/或第三滑轨为硬轨。

进一步地，所述切削模组包括切削主轴及切削刀具，所述切削主轴固定在所述第一工作台上，所述切削刀具安装在所述切削主轴邻近所述第二工作台的一端。

进一步地，所述工件装夹模组包括可绕平行于所述第二滑轨的延伸方向的转轴旋转的卡盘及顶尖尾座，所述卡盘与顶尖尾座在所述第二工作台上间隔设置，待加工的工件装夹于所述卡盘与顶头尾座之间，且平行于所述第二滑轨。

进一步地，所述回转工作台的旋转角度为±45度。

进一步地，所述第二工作台上邻近所述第一滑轨的一侧具有凹陷的缺口。

进一步地，所述缺口呈半圆形。

进一步地，所述第二工作台上与所述缺口相对的另一侧凸设有凸块。

进一步地，所述凸块的形状与所述缺口一致。

进一步地，所述回转工作台中设有用于检测及反馈所述回转工作台旋转角度的高精度角度编码器。

与现有技术相比较，本实用新型实施例中切削模组、工件装夹模组分别固定在第一、第二工作台上，而第一工作台安装在回转工作台上，因此，切削模组可随回转工作台旋转，固定工件的第二工作台不会转动，这样，切削模组整体安装尺寸较小，切削模组随回转工作台旋转时不会与第二工作台发生干涉，能最大限度缩短切削模组至工件中心的距离，提升切削模组的刚性及加工精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型实施例中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型弧面分度凸轮卧式加工机床一较佳实施例的立体示意图。

图2是图1所示实施例的主视示意图。

图3是图1所示实施例的俯视示意图。

图4是图1所示实施例切削主轴旋转45度时的俯视示意图。

图5是图1中第二工作台的立体示意图。

图6是弧面分度凸轮与转塔啮合的结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本实用新型实施例中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型实施例中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型实施例保护的范围。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“X轴”、“Y轴”、“Z轴”为传统三轴方向，即附图中所标示的坐标轴方向；术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1至图4，是本实用新型的一较佳实施例，该弧面分度凸轮卧式加工机床包括底座1以及安装在底座1上的切削模组、工件装夹模组、回转工作台4、第一滑轨5、第一工作台6、第二滑轨7、第二工作台8及第三滑轨9。

回转工作台4安装在底座1上，并受电机（图中未示出）驱动可绕垂直于底座1的轴向进行旋转（如图1中所示的Z轴）。第一滑轨5沿图1中所示的Y轴方向延伸，其固定在回转工作台4上，可随回转工作台4进行旋转运动。第一工作台6可滑动地安装在第一滑轨5上，在电机（图中未示出）驱动下可做往复移动。切削模组固定在第一工作台6上，其沿第一滑轨5往复移动的同时，还可随回转工作台4作旋转运动。第三滑轨9安装在底座1上，且在第一滑轨5的延伸方向上，位于第一滑轨5的一侧，第三滑轨9的延伸方向与第一滑轨5的延伸方向一致，亦沿图1中所示的Y轴方向延伸。第二滑轨7可滑动地安装在第三滑轨9上，其延伸方向垂直于第三滑轨9的延伸方向，即第二滑轨7沿图1中所示X轴方向延伸。第二工作台8可滑动地安装在第二滑轨7上，工件装夹模组固定在第二工作台8上。

上述机床中将切削模组、工件装夹模组分别固定在第一、第二工作台6、8上，而第一工作台6安装在回转工作台4上，因此，切削模组可随回转工作台4旋转，固定工件的第二工作台8不会转动，这样，切削模组整体安装尺寸较小，切削模组随回转工作台4旋转时不会与第二工作台8发生干涉，能最大限度缩短切削模组至工件中心的距离，提升切削模组的刚性及加工精度。

此外，本实施例中，第一滑轨5、第二滑轨7及第三滑轨9可皆为硬轨。相对于线轨，硬轨的刚性更好，能承受更大的切削力。弧面分度凸轮100在加工时，为了提升效率，往往会加大切削量，这会使得机床承受较大的切削力冲击，机床刚性不足时，工件加工后往往达不到所需精度，采用硬轨设计能避免此问题的发生。

上述切削模组包括切削主轴21及切削刀具22，切削主轴21固定在第一工作台6上，切削刀具22安装在切削主轴21邻近第二工作台8的一端。工件装夹模组包括可绕平行于第二滑轨7的延伸方向的转轴（即图1中所示的X轴）旋转的三爪卡盘31及顶尖尾座32，卡盘31与顶尖尾座32在第二工作台8上间隔设置，待加工的工件（即弧面分度凸轮100）装夹于卡盘31与顶尖尾座32之间。弧面分度凸轮100的一端装夹于卡盘31，其另一端用顶尖尾座32顶紧，弧面分度凸轮100平行于第二滑轨7。本实施例中，于第二工作台8上固定有可绕如1图所示的X轴旋转的A轴10，卡盘31固定在A轴10上，随A轴10作旋转运动。

由于上述机床为弧面分度凸轮专用加工机床，弧面分度凸轮100加工时，回转工作台4的旋转角度为±45度即可满足加工需求，因此，本实施例中，旋转不干涉是指±45度旋转范围内。

请一同参阅图5，为解决工件容易与切削刀具22干涉问题，第二工作台8上邻近第一滑轨5的一侧设有凹陷的缺口81，缺口81呈半圆形，其作用为避免切削主轴21旋转加工时与第二工作台8干涉。第二工作台8上与缺口81相对的另一侧凸设有凸块82，凸块82的形状与缺口81一致，亦为半圆形，凸块82作用为配重，使第二工作台8前后两部分达到重量平衡，避免误差。

为提高机床的加工精度，上述机床运用了展成法加工原理。展成法加工原理是利用齿轮刀具与被切齿坯作啮合运动而切出齿形的方法，其加工精度和效率高。

请一同参阅图6，弧面分度凸轮100一般与转塔200啮合运动，两者间存在中心距H；不同的弧面分度凸轮100与转塔200，其中心距H不同。本实施例中的回转工作台4相当于啮合运动中的转塔200，设计于回转工作台4上的切削模组相当于转塔200与弧面分度凸轮100的啮合面。回转工作台4旋转加工时就相当于转塔200与弧面分度凸轮100的啮合运动，回转工作台4的旋转中心至弧面分度凸轮100的距离就是前述的中心距H。由于回转工作台4的旋转中心固定，只要调整弧面分度凸轮100中心至回转工作台4旋转中心的距离，即可实现不同规格弧面分度凸轮100的高精度加工。此外，回转工作台4的分度精度也会影响弧面分度凸轮100的加工精度，因此，在回转工作台4中还设有用于检测及反馈回转工作台4旋转角度的高精度角度编码器（图中未示出），形成闭环，以提高机床加工的整体精度。

本实施例新型实施例的弧面分度凸轮卧式加工机床简化了机床的整体结构，并且增强了机床的刚性，提高了弧面分度凸轮100的加工效率及精度。

上述实施例仅为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应视为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种弧面分度凸轮卧式加工机床，包括底座以及安装在所述底座上的切削模组、工件装夹模组；其特征在于，所述机床还包括回转工作台、第一滑轨、第一工作台、第二滑轨、第二工作台及第三滑轨；所述回转工作台安装在所述底座上，并可绕垂直于所述底座的轴向进行旋转，所述第一滑轨固定在所述回转工作台上，所述第一工作台可滑动地安装在所述第一滑轨上，所述切削模组固定在所述第一工作台上，所述第三滑轨安装在所述底座上，且在所述第一滑轨的延伸方向上，位于所述第一滑轨的一侧，所述第三滑轨的延伸方向与所述第一滑轨的延伸方向一致，所述第二滑轨可滑动地安装在所述第三滑轨上，且其延伸方向垂直于所述第三滑轨的延伸方向，所述第二工作台可滑动地安装在所述第二滑轨上，所述工件装夹模组固定在所述第二工作台上。

2.如权利要求1所述的弧面分度凸轮卧式加工机床，其特征在于，所述第一滑轨及/或第二滑轨及/或第三滑轨为硬轨。

3.如权利要求1所述的弧面分度凸轮卧式加工机床，其特征在于，所述切削模组包括切削主轴及切削刀具，所述切削主轴固定在所述第一工作台上，所述切削刀具安装在所述切削主轴邻近所述第二工作台的一端。

4.如权利要求1所述的弧面分度凸轮卧式加工机床，其特征在于，所述工件装夹模组包括可绕平行于所述第二滑轨的延伸方向的转轴旋转的卡盘及顶尖尾座，所述卡盘与顶尖尾座在所述第二工作台上间隔设置，待加工的工件装夹于所述卡盘与顶头尾座之间，且平行于所述第二滑轨。

5.如权利要求1所述的弧面分度凸轮卧式加工机床，其特征在于，所述回转工作台的旋转角度为±45度。

6.如权利要求1或5所述的弧面分度凸轮卧式加工机床，其特征在于，所述第二工作台上邻近所述第一滑轨的一侧具有凹陷的缺口。

7.如权利要求6所述的弧面分度凸轮卧式加工机床，其特征在于，所述缺口呈半圆形。

8.如权利要求6所述的弧面分度凸轮卧式加工机床，其特征在于，所述第二工作台上与所述缺口相对的另一侧凸设有凸块。

9.如权利要求8所述的弧面分度凸轮卧式加工机床，其特征在于，所述凸块的形状与所述缺口一致。

10.如权利要求1所述的弧面分度凸轮卧式加工机床，其特征在于，所述回转工作台中设有用于检测及反馈所述回转工作台旋转角度的高精度角度编码器。

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