CN87213679U - 圆柱面曲线槽加工机床 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种在圆柱体表面加工出轨迹为半椭圆连线和整椭圆的半圆槽、方槽、梯形槽的专用机床。该机床包括固定各机械部件和承担整机重量的机座;在机座上安装有主轴动力部分,机床主轴箱和使主轴与安装斜截面圆柱体同步转动的传动箱,铣削或磨削动力头及拖板部分,电气部分。改变主轴与安装斜截面圆柱体轴的传动比后,可在工件上加工出轨迹为单周期的整椭圆和数个周期的半椭圆连线槽;改变顶杆头与斜截面圆柱体的中心距就改变了工件加工的行程。

Description

本实用新型涉及一种金属切削机床,更具体地说涉及一种在圆柱体表面加工出轨迹为椭圆的半圆槽、方槽、梯形槽的专用机床。
1975年美国专利局公告了使旋转运动转换成往复直线运动或往复直线运动转换成旋转运动的运动转换装置(专利号U.S3841165),这种装置由于去掉了曲柄连杆机构,转换运动时侧向分力几乎没有,因而运动转换的效率大大提高,同时应用这种转换装置的机械,当它工作时振动和噪音将显著地下降,机械另部件的使用寿命将显著提高,因此各国技术人员积极研究并探索实施。荷兰于1983年公告了通过曲线槽和滚珠的运动转换装置(专利号WO83/00366)。日本于1985年公告了采用导向槽的旋转一往复运动交换装置(专利号:昭60-37452),我国于1986年公告了马兴宝医生设计的同心轮(专利号:85203619也为运动转换装置)。本人研究了美国、荷兰、日本和我国公开的运动转换装置,并通过一些可行性试验时发现,他们共同提出的运动转换时导承和滚珠的运动曲线是正弦或类正弦曲线,但是质点在圆柱面上运动时,当其运动轨迹与圆柱中心线不垂直时,最好的运动轨迹应为椭圆(垂直时为圆),质点在椭圆轨迹上运动犹如滚珠在圆柱斜截面(即椭圆面)上的椭圆滚道上运动,因此运动平稳,如果滚珠在正弦曲线或类正弦曲线上运动,显然不可能这样平稳,并且正弦曲线或类正弦曲线的切削加工也较困难,所以应用这类曲线的运动转换装置而设计的产品至今未能进入市场。要使这种滚珠曲线式运动转换装置取代曲柄连杆式运动转换装置最重要的是设计并制造出可靠的圆柱面曲线槽加工机床。
当一个运动质点沿着一个圆柱面上的椭圆轨迹(或与圆柱中心线相交不等于90°的斜截面即椭圆面上的椭圆轨迹)上运动时,而与其随动的另一个质点沿着与这个圆柱通过传动比为整数倍的齿轮副连结的另一个圆柱面上运动时会出现与之对应的重复周期的半椭圆封闭轨迹连线(传动比是1时为一个整椭圆),这就是圆柱体表面加工轨迹为椭圆的半圆槽、方槽、梯形槽专门机床设计的理论依据。
本实用新型是这样实现的。该专用机床,包括固定机械各部件和承担整机重量的机座。在机座上安装有主轴动力部分,机床主轴箱和使主轴和安装斜截面圆柱体的轴同步转动的传动箱,铣削或磨削动力头及拖板部分,电气部分。调速电机安装在机座上,通过连轴器连结蜗轮减速箱上的蜗杆,减速箱上的蜗轮轴通过连轴器连结机床主轴箱上的蜗杆。电气部分包括电机、电器控制箱和开关盒。机床开始工作前,先检查一下铣削(或磨削)动力头及拖板部分的指针是否指在工件要求的行程刻度上,如不符手摇大拖板丝杆,调整动力头和拖板部分上顶杆头和斜截面圆柱体中心距离来达到:接着检查主轴和安装斜截面圆柱体的传动比是否符合要求,因为这是决定活塞上椭圆轨迹的重复周期数,如不符合调换合适的齿轮;紧接着装上工件,手工摇动拖板丝杆使铣刀(或砂轮)接近工件,手工转动主轴检查铣刀(或砂轮)的工作行程是否在工件要求的部位。各项要求都符合后接通电源按电钮,则调速电机开始转动,通过连轴器带动蜗轮箱上的蜗杆使蜗轮转动,蜗轮箱上的蜗轮轴通过连轴器带动主轴箱上的蜗杆轴,蜗杆轴使安装有电磁离合器的蜗轮转动,随之装在主轴卡盘(或夹具)上的工件开始转动,主轴尾部转动的齿轮通过介轮使安装有斜截面圆柱体的轴转动,由于铣削(或磨削)动力头和拖板部分的顶杆头在弹簧作用下始终紧贴斜截面圆柱体上的斜截面(即椭圆面),因此铣削(或磨削)动力头和拖板部分随着斜截面圆柱体的转动沿着斜截面(即椭圆面)上的轨迹纵向运动着,与主轴保持着同步行动,当摇动拖板丝杆时铣刀(或砂轮)自动地按某一椭圆轨迹有规律铣削(或磨削)工件至要求尺寸。
本实用新型优点是结构简单,另部件加工要求容易做到,精度主要依靠另件一斜截面圆柱体在普通外圆和平面磨床上就能达到精度要求,曲线槽在精加工(即磨加工)时用的金刚石成型砂轮,目前已能定做到(价格不贵)。由于铣削(或磨削)动力头和拖板部分可以纵向调节,因而活塞的行程可以增大或缩小,扩大了加工活塞的种类。由于主轴和斜截面圆柱体的传动比通过调换安装在轴上的齿轮可以成倍变换,由此可以变动所加工的活塞圆柱面上的椭圆轨迹的重复周期数随之达到转换运动时转动体旋转一周而活塞往复直线运动一次或几次,或者活塞往复直线运动一次或几次而转动体旋转一周的目的。稍加改动更换部分另部件可以成为椭圆车床、椭圆磨床、简易而精度高的椭圆齿轮铣床(椭圆齿轮在机械工业上应用潜力很大)。根据本机设计原理,可制造椭圆检测仪,圆柱面曲线槽精度测定仪。
图面说明:
附图1本实用新型实施例圆柱面曲线槽加工机床的结构原理图。
附图2本实用新型实施例圆柱面曲线槽加工机床结构原理图上的A-A剖视图。
附图3本实用新型实施例机床主轴传动齿轮齿数与安装斜截面圆柱体的轴上的齿轮齿数比为1:1,主轴转一周,工件外径为35毫米,行程为15毫米时,滚珠在工件圆柱面上的运动轨迹图(近似)。
附图4本实用新型实施例机床主轴传动齿轮齿数与安装斜截面圆柱体的轴上的齿轮齿数比为2:1时,主轴转一周工件外径为35毫米,行程为15毫米时,滚珠在工件圆柱面上的运动轨迹图(近似)。
附图5本实用新型实施例机床主轴传动齿轮的齿数与安装斜截面圆柱体的轴上的齿轮齿数比为3:1,主轴转一周,工件外径为35毫米,行程为15毫米时,滚珠在工件圆柱面上的运动轨迹图(近似)。
下面是本实用新型的具体实施例:
如图1、2所示,本实施例包括固定机械各部件和承担整机重量的机座,在机座上安装的整机可分为主轴动力部分,电气部分。主轴动力部分的调速电机〔1〕安装在机座面上的左下方,通过连轴器连结的蜗轮减速箱〔2〕在其上面,由蜗轮减速箱〔2〕输出轴通过连轴器连结在其右边的主轴箱〔3〕上的蜗杆轴,安装蜗轮的主轴通过上面的主动齿轮〔12〕、过桥齿轮〔11〕、被动齿轮〔10〕的齿轮副传动斜截面圆柱体传动箱〔9〕上的斜截面圆柱体〔8〕,安装有与斜截面圆柱体〔8〕上的斜截面(即椭圆面)接触的顶杆头〔7〕的铣削(或磨削)动力头和拖板部分在其右上方,电气控制箱安装在机座的右下方,电气开关盒安装在拖板〔6〕的右侧面上。调速电机〔1〕通过连轴器带动减速箱〔2〕内的蜗轮副由120~1200转减速到8~80转/分(根据加工需要可在这一范围内选择某一转速)。这速度通过主轴箱内的蜗轮副减速到0.53~5.3转/分使主轴和工件〔4〕转动,同时这速度通过斜截面圆柱体传动箱〔9〕上的齿轮副使斜截面圆柱体〔8〕根据工件〔4〕加工要求在0.53~5.3转/分上按其1:1;2:1;3:1……的速度转动。由于铣削(或磨削)动力头和拖板部分的顶杆头〔7〕在弹簧作用下紧贴斜截面圆柱体〔8〕的斜截面,因此当斜截面圆柱体转动时,动力头和拖板部分沿着斜截面(即椭圆面)上的椭圆轨迹纵向运动着,并与主轴始终保持着同步行动。当摇动拖板〔5〕丝杆时,铣刀(或砂轮)自动地按某一椭圆轨迹有规律地铣削(或磨削)工件〔4〕至要求尺寸。为保证安全,除了熔断器控制电流外,控制开关采用低压36v,电磁离合器电源+24v采用桥式整流获得。
本实施例的工作情况如下:
开机前首先检查铣削(或磨削)动力头和拖板部分的指针是否指在工件〔4〕所要求行程的刻度上,如不符手摇大拖板〔6〕丝杆使其符合;检查主轴与安装斜截面圆柱体的传动比是否符合工件的要求如不符调换齿轮达到。接着安装工件〔4〕,手工摇动拖板〔5〕丝杆使铣刀(或砂轮)接近工件〔4〕,手工转动主轴,检查铣刀(或砂轮)的工作行程是否在工件〔4〕要求加工部位。各项要求都符合后接通电源,按电钮,则调速电机〔1〕开始转动,通过连轴器带动蜗轮箱〔2〕上的蜗杆轴,使蜗轮转动,蜗轮箱〔2〕上的蜗轮轴通过连轴器带动主轴箱〔3〕上的蜗杆轴,蜗杆轴使安装有电磁离合器的蜗轮转动,随之装在卡盘(或夹具)上的工件〔4〕开始转动,由于铣削(或磨削)动力头和拖板部分的顶杆头〔7〕在弹簧的作用下始终紧贴斜截面圆柱体〔7〕上的斜截面(即椭圆面),因此铣削(或磨削)动力头和拖板部分始终沿着斜截面(即椭圆面)上某一椭圆轨迹纵向运动着与主轴保持着同步行动,当顺时针摇动拖板〔5〕丝杆时,铣刀(或砂轮)自动地按某一要求的椭圆轨迹有规律地铣削(或磨削)工件〔4〕至要求尺寸。

Claims (5)

1、一种涉及金属切削机械的圆柱面曲线槽加工机床,有一个固定各机械部件和承受整机重量的机座,在相座上安装有调速电机[1],调速电机[1]通过连轴器带动减速箱[2],机座上还安装有减速箱[2]输出轴传动的主轴箱[3]和电气控制系统;其特征在于机座上还安装有主轴通过传动箱[9]上齿轮传动的斜截面圆柱体[8]并安装有与斜截面圆柱体[8]上的斜截面(即椭圆面)紧贴的顶杆头[7]的铣削(或磨削)动力头和拖板部分。
2、如权利要求1所述的圆柱面曲线槽加工机床,其特征在于调速电机〔1〕通过连轴器和减速器〔2〕内的蜗轮副连动,再通过连轴器同主轴箱〔3〕内的蜗轮副连动,使主轴转动,主轴通过传动箱〔9〕上的齿轮系使斜截面圆柱体〔8〕转动,安装有与斜截面圆柱体〔8〕上的斜截面(即椭圆面)紧贴的顶杆头〔7〕的铣削(或磨削)动力头和拖板部分在弹簧作用下,随着斜截面圆柱体〔8〕转动而有规律地纵向往复运动。
3、如权利要求1所述的圆柱面曲线槽加工机床,其特征在于手摇铣削(或磨削)动力头和拖板部分上的拖板〔5〕丝杆时可调整顶杆头〔7〕和斜截面圆柱体〔8〕上的中心距离,这样可以增大或缩小工件〔4〕所要加工行程的长度。
4、如权利要求1所述的圆柱面曲线槽加工机床,其特征在于安装有斜截面圆柱体〔8〕,当改变它的斜截面与中心线的交角(90°时斜截面即椭圆面成了圆则就无实用价值)可增大或缩小工件〔4〕所要加工行程的长度。
5、如权利要求2所述的圆柱面曲线槽加工机床,其特征在于主轴尾部齿轮〔12〕的齿数与安装斜截面圆柱体轴上的齿轮〔10〕齿数按照1:1;2:1;3:1……比例时,当铣刀或砂轮铣削(或磨削)工件〔7〕圆柱面上会出现1个、2个、3个……连续的半椭圆轨迹封闭连线槽。
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