CN2616325Y - 一种加工弧面凸轮及复杂曲面零件用数控铣床 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种加工弧面凸轮及复杂曲面零件用的专用数控铣床，用于解决现有弧面凸轮专用数控立式铣床主轴箱刚性低、主轴摆角角度偏小以及其他凸轮数控铣床造价过高的问题。本实用新型以Y3180型滚齿机的床身(11)、立柱(6)、纵向进给滑板(1)及回转工作台(12)等部件为基础，在回转工作台上增设主轴箱(2)及主电机(3)；在回转工作台(12)后部增设辅助扇形导轨(13)；在立柱(6)的导轨上安装有垂直移动滑板(5)，在垂直移动滑板(5)上有装横向移动工作台(8)，整机采用五轴联动的运动控制，具有刚性足，主轴摆角大，造价低及加工范围大的显著效果。

Description

一种加工弧面凸轮及复杂曲面零件用数控铣床

一、技术领域

本实用新型涉及一种数控铣床，尤其是一种加工弧面凸轮及复杂曲面零件用的专用数控铣床。

二、背景技术

现有用于加工弧面凸轮的专用数控立式铣床(专利审定公告号2129191)，采用立式主轴结构，工作台水平配置，可在横向和纵向上移动进给，主轴箱垂直于工作台，由蜗轮蜗杆副驱动沿主轴轴线周向摆动，实现弧面凸轮的加工。由于主轴立式结构的限制，该机床主轴箱刚性低，主电机功率小，加工弧面凸轮的能力不足。另外，其主轴摆角角度偏小(±55°)，加工范围有限。山东三精凸轮公司利用卧式加工中心改造的五轴凸轮数控铣床，机床刚性满足加工要求，但成本高达130万元人民币，且加工中心距不能太小。

三、发明内容

本实用新型的目的是提供一种改进的加工弧面凸轮及复杂曲面零件的专用数控铣床，解决了现有弧面凸轮加工机床刚性不足的问题，主轴摆角角度可达±60°，加工范围大，且成本很低。

本实用新型的技术方案是利用了Y3180型滚齿机的床身(11)、立柱(6)、纵向进给滑板(1)及回转工作台(12)等基础部件，在回转工作台(12)上增设有主轴箱(2)及主电机(3)，在立柱(6)的导轨上安装有垂直移动滑板(5)，在垂直移动滑板(5)上设置有横向移动工作台(8)，在回转工作台(12)的后部设置有一扇形导轨(13)。在回转工作台(12)上设置了主轴箱(2)及主电机(3)，利用回转工作台(12)的回转实现主轴(20)的摆动；在回转工作台(12)后部增设了辅助扇形导轨(13)，以增加机床的刚性；利用纵向进给滑板(1)实现主轴箱(2)的纵向位置调节；在立柱(6)的导轨上安装了垂直移动滑板(5)，在垂直移动滑板(5)上安装有横向移动工作台(8)，用于实现工件的垂直及横向进给及位置调节；在横向移动工作台(8)上安装有数控分度头(4)及顶尖座(10)，用于夹持工件及实现工件的回转进给；实现整机五轴联动的运动控制。

本实用新型的主轴采用卧式形式，主电机(3)置于主轴箱(2)的顶部，采用反向折叠式安装方式，使主轴箱(2)的整体刚性较NT-XK5001型专用数控立式铣床有很大提高，并且减小了空间体积，便于操作者操纵机床。主轴箱(2)内主轴组件采用了双列短圆柱滚子轴承(17)和双向推力角接触球轴承(18)与主轴配合的使用形式，使主轴组件刚度达到k＝7.2×105N/mm。主轴(20)及其组件安装在套筒(19)内，主轴尾部采用花键与同步带轮(14)联接，使主轴(20)可沿轴向前后移动，实现变中心距弧面凸轮零件及复杂曲面零件的加工。

本实用新型采用双螺距渐厚蜗杆(21)驱动回转工作台(12)的回转摆动，通过调整蜗杆(21)的轴向位置来消除啮合间隙，并使用数控伺服电机(22)驱动蜗杆(21)旋转，实现主轴箱高精度的摆动运动，主轴最大摆角可达±60°，摆角精度达≤±15″。

本实用新型为了增强机床刚性，在回转工作台(12)后部加装了扇形导轨(13)，作为主轴箱(2)的辅助支撑。

本实用新型由于以Y3180型滚齿机改造而成，适应我国目前以较低成本制造高精度弧面凸轮加工机床的要求，由于主轴的摆角和回转工作台刚度的增加，对扩大弧面凸轮加工及复杂曲面零件的范围有明显的效果，同时由于其造价低廉，具有显著的经济效益。

四、附图说明

图1，专用数控铣床总装图。

图2，专用数控铣床总装图右视图。

图3，主轴箱装配图。

图4，主轴箱、电机及回转工作台俯视图。

图5，主轴组件装配图。

图6，回转工作台及主轴箱摆动驱动系统。

图7，工作台及纵向进给滑板纵向进给驱动系统。

五、具体实施方式

根据图1、图3和图5，本实用新型保留了Y3180型滚齿机的床身(11)、立柱(6)、纵向进给滑板(1)及回转工作台(12)。在回转工作台(12)上增设了主轴箱(2)及主电机(3)，主电机(3)置于主轴箱(2)顶部。主轴(20)及其组件安装在套筒(19)内，主轴组件采用了双列短圆柱滚子轴承(17)与双向推力角接触球轴承(18)的配合使用形式。

根据图1和图3，小同步带轮(16)安装在主电机(3)输出轴上，由主电机(3)驱动旋转，并用同步带(15)将小同步带轮(16)与同步带轮(14)连接，主轴(20)尾部采用花键与同步带轮(14)联接，使主轴(20)可以在主轴箱(2)内沿轴向前后移动，实现变中心距弧面凸轮和复杂曲面零件的加工。

根据图4和图6，在回转工作台(12)的后部加装有扇形辅助支撑导轨(13)，作为主轴箱(2)的辅助支撑，增强了机床的刚性；将原来驱动回转工作台(12)旋转用的普通蜗杆改为双螺距渐厚蜗杆(21)，通过调整蜗杆的轴向位置来消除啮合间隙，并使用数控伺服电动机(22)驱动蜗杆(21)旋转，实现工作台(12)和主轴箱(2)的高精度摆动。

根据图1、图2和图7，在纵向进给滑板(1)内安装丝杠螺母套筒(24)，利用数控伺服电机(23)驱动滚珠丝杠(26)旋转，滚珠丝杠螺母(25)纵向进给，带动丝杠螺母套筒(24)，实现纵向进给滑板(1)的纵向移动；在立柱(6)的导轨上装有垂直移动滑板(5)，由数控伺服电机(7)驱动垂直移动。垂直移动滑板(5)上设置有横向移动工作台(8)，由数控伺服电机(9)驱动横向移动，用于实现工件的垂直和横向进给及位置调整；在横向移动工作台(8)上装有数控分度头(4)及顶尖座(10)，用于夹持工件并实现工件的回转进给。

以上所述实现了加工弧面凸轮及复杂曲面零件所需的五个运动坐标，整机采用五轴联动的运动控制。本实用新型与现有的弧面凸轮加工的专用数控立式铣床相比，具有刚性足，主轴摆角大，加工范围大及造价低的显著效果。

Claims (4)

1.一种加工弧面凸轮及复杂曲面零件用数控铣床，由床身(11)、立柱(6)、纵向进给滑板(1)及回转工作台(12)组成，立柱(6)安装在床身(11)的左边，纵向进给滑板(1)与床身(11)滑动连接，回转工作台(12)安装在纵向进给滑板(1)上，与纵向进给滑板(1)转动连接，其特征是在回转工作台(12)上增设有主轴箱(2)及主电机(3)，在立柱(6)的导轨上安装有垂直移动滑板(5)，在垂直移动滑板(5)上设置有横向移动工作台(8)，在回转工作台(12)的后部设置有一扇形导轨(13)。

2.根据权利要求1所述的专用数控铣床，其特征是主轴箱(2)内的主轴(20)上装有双列短圆柱滚子轴承(17)与双向推力角接触球轴承(18)。

3.根据权利要求(1)所述的专用数控铣床，其特征是主电机(3)置于主轴箱(2)的顶部，由同步带(15)驱动主轴(20)旋转。

4.根据权利要求(1)所述的专用数控铣床，其特征是回转工作台(12)的回转摆动采用了双螺距渐厚蜗杆(21)进行传动，调整双螺距渐厚蜗杆(21)的轴向位置可消除啮合间隙。

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