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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft das technische Gebiet der mechanischen Bearbeitung, insbesondere eine zentrifugalkraftlose Schneideinrichtung, die für schwach versteifte Wellen eingesetzt wird.
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Stand der Technik
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In der mechanischen Fertigung und der verarbeitenden Industriesind Drehbänke mit einem Anteil von etwa 50% an der Gesamtzahl der Werkzeugmaschinen die am Weitesten genutzte Kategorie, und Wellenteile sind die häufigste Art der Drehbankbearbeitung. Schwach versteifte Wellen sind eine häufige Art von Wellenteilen, wie z. B. Filamentstangen und Antriebswellen, und sind schwer zu bearbeitende Wellenteile. Schlanke Welle ist eine typische schwach versteifte Welle. Definition der schlanken Welle: Das Verhältnis von Länge zu Durchmesser der Welle ist größer als 25 (d. h. L/D>25). Schlanke Wellen werden normalerweise durch Bearbeitungsverfahren wie Zylindrische Drehbearbeitung, Drehen der Stufen und Drehen der Gewinde bearbeitet. Die durch die Zentrifugalkraft verursachte Instabilität bei der Bearbeitung von schlanken Wellen kann zu Verformungen und Vibrationen des Werkstücks führen, wodurch die Bearbeitungsgenauigkeit und die Oberflächenqualität des Werkstücks verringert werden, was wiederum die Montagegenauigkeit und Präzision der Maschine beeinträchtigt.
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Bei der traditionellen Methode zur Bearbeitung von schlanken Wellen wird in der Regel dadurch bearbeitet, dass die Drehbank einspannt und abstützt und mit einem Mittelständer oder einem Folgeständer kooperiert. Die Methode der Verwendung eines Mittelständers hat den Nachteil einer erhöhten Anzahl von Bearbeitungsvorgängen, Schwierigkeiten bei der Kontrolle der Spannkräfte, nicht zu vernachlässigende Zentrifugalkraft und eine geringe Bearbeitungseffizienz. Aber bei der Verwendung eines Folgeständers für die Bearbeitung von schlanken Wellen kann es leicht passieren, dass der Folgeständer den Außenkreis der Welle zu fest oder zu locker berührt, was zu Vibrationen des Schneidwerkzeugs und dem Auftreten von Fehlern wie Bambusknoten und mehrzackigen Formen führt, die die Qualität der Bearbeitung beeinträchtigen.
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Um die oben genannten Probleme zu lösen, haben einige Forscher das Verfahren der schlanken Welle verbessert. Liang Manying et al. verwendeten eine Kombination aus linearer Interpolation und zirkulärer Interpolation auf der Grundlage traditioneller CNC-Bearbeitung, um konische und gewölbte Fehler zu beseitigen und die Bearbeitungsqualität zu erhöhen. Allerdings ist diese Methode nur auf CNC-Maschinen anwendbar, und die Interpolationsfunktion der verschiedenen Marken von CNC-Maschinen variiert, so dass der Anwendungsbereich eng ist. Li Xiaozhou et al. haben einen magnetischen Folgeständer entworfen, der das Problem des unzureichenden Kontakts vom traditionellen Folgeständer gelöst hat und die Vibrationen bei der Werkstückbearbeitung nach Experimenten wirksam reduzieren kann. Jedoch kann dieser magnetische Schneidwerkzeughalter das Problem der ineffizienten Bearbeitung des Folgeständers nicht vermeiden. Wang Nan et al. haben eingehend die Methode des Rückwärtsschnitts von schlanken Wellen auf der Grundlage der Pull-Clamp-Methode untersucht und die Methode mit einer Simulationsanalyse überprüft, das Ergebnis zeigt, dass die Biegeverformung und die Vibrationen von schlanken Wellen wirksam reduziert werden können. Aber diese Methode kann die Auswirkungen der Fehler beim konventionellen Schneiden mit einem Schneidwerkzeug nicht vermeiden. Hao Chunling erläutert die technischen Aspekte des Gewindewälzfräsens, bei dem gewindeformende Wälzfräser zum Einpressen von Gewinden in Werkstücke verwendet werden. Gewindewälzfräser erfordern eine hohe Leistung, eine langsame Drehzahl und eine lange Kontaktlänge, wodurch radiale Verformungen und Vibrationen bei der Bearbeitung wirksam reduziert werden, und sie sind sehr effizient, aber sie pressen Gewinde mit hoher Reibung und thermischer Verformung ein, was große Mengen an Schmiermitteln erfordert, um die Bearbeitung aufrechtzuerhalten. Dai Haigang et al. haben ein Verfahren zum Schneiden mit zwei Werkzeugen untersucht, bei dem zwei Drehwerkzeuge gleichzeitig auf beiden Seiten des Folgeständers eingesetzt werden, wodurch die Bearbeitungsgenauigkeit und -effizienz effektiv verbessert und der Energieverbrauch pro Einheit reduziert wird. Huang Xiaodong et al. haben eine spezielle Schneidwerkzeugmaschine für das Doppelkopfschnitt von schlanken Wellen mit Konus entworfen, die ein Spannschema mit einer Zugspannmethode anstelle der traditionellen oberen Halterung und einen Schneidwerkzeugfolgenden Roboter anstelle eines Folgeständers verwendet und eine Methode vom gleichzeitigen Schneiden auf beiden Seiten anwendet, was die Steifigkeit und die Bearbeitungseffizienz von schlanken Wellen verbessert. Die Forschungen von Dai Haigang und Huang Xiaodong haben lediglich die traditionellen Bearbeitungsmethoden durch Werkzeugmaschinen und konventionellen Werkzeugmaschinen verbessert, die das Problem der durch die Zentrifugalkraft auf das Werkstück verursachten Vibrationen nicht lösen können. Wang Peng et al. haben eine spezielle Werkzeugmaschine für die Bearbeitung von schlanken Wellen mit variablem Durchmesser entworfen, die die Bearbeitungsgenauigkeit und -qualität von schlanken Wellen mit variablem Durchmesser effektiv verbessern kann. Diese Werkzeugmaschine ist immer noch nicht befreit von den Mängeln der Einzelschneidwerkzeugbearbeitung und der Werkstückrotation. Liu Shunhua erläuterte das Prinzip des Zyklonfräsens und seine Anwendung beim Gewindeschneiden, das Zyklonfräsen ist ein modernes und fortschrittliches Bearbeitungsverfahren, das Prinzip des Zyklongewindefräsens besteht darin, das Werkstück einseitig mit hoher Drehzahl zu schneiden, indem die Messerscheibe exzentrisch gekippt und mit Vorschubsteuerung gedreht wird, um das Gewinde zu formen. Der Nachteil des Zyklonfräsens besteht darin, dass das Werkstück unter einer Kraft in einer Richtung verformen, indem die Frässcheiben auf einer Seite schneiden. Dai Haigang et al. haben eine Dreischnittlösung mit einem Unterschied von 120 Grad in der Kreisform der Ebene untersucht und eine Kraftanalyse dieser Lösung durchgeführt, eine Analyse mit der Software ANASYS simuliert und kamen zu dem Schluss, dass die Biegeverformung des gedrehten Werkstücks viel geringer ist als bei der herkömmlichen Drehbearbeitung. Diese Lösung wurde nur theoretisch untersucht und nicht praktisch auf seine theoretische Gültigkeit hin überprüft. Mao Jiangfeng et al. haben eine Doppelschneidwerkzeug-Zyklonscheibe und eine Zentrierspannzange entworfen, die auf einer CA6140-Drehmaschine montiert werden können, wodurch die Bearbeitungsmethode des Schneidwerkzeugrotationsschnitts und des Werkstückvorschubs erreicht werden kann, und die Doppelschneidwerkzeugbearbeitung reduziert die Bearbeitungsdeformation im Prinzip und verbessert effektiv die Bearbeitungsgenauigkeit. Das Doppelschneidwerkzeug- Zyklonscheibe kann jedoch nur für schlanke Wellen mit einem Durchmesser verwendet werden und ist für die Bearbeitung nicht flexibel genug.
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Darüber hinaus haben einige ausländische Wissenschaftler die oben genannte Probleme untersucht. Wu Mingming et al. haben mit Hilfe der Finite-Elemente-Analyse den Drehprozess von schlanken Wellen untersucht und die Ergebnisse zeigten, dass die inverse Drehmethode die Bearbeitungsgenauigkeit von schlanken Wellen verbessern kann. Milad Azvar et al. haben ein mehrdimensionales Analysemodell für die Ratterstabilität beim Parallelschneiden entwickelt, diese Methode ermöglicht die schnelle Bestimmung von ratterfreien und hochproduktiven Drehbedingungen und erhöht die Produktivität und Genauigkeit bei der Bearbeitung von schlanken Wellen. Tie Ling Wang et al. haben die Software Pro/ENGINEER und Pro/MECHANICA genutzt, um die Auswirkung verschiedener Spannmethoden auf die Bearbeitungsdeformation und die Eigenfrequenz von schlanken Wellen zu analysieren und die Prozesslösung zur Reduzierung der Bearbeitungsdeformation und der Vibrationen zu untersuchen. Hinsichtlich des Problems des Schneidwerkzeug verschleißes und der schlechten Bearbeitungsgenauigkeit, die durch Fehler im Durchmesser einer schlanken Welle verursacht werden, Ding Pengfei et al. haben ein zuverlässiges Modell zur Parameteroptimierung unter Berücksichtigung des Durchmesserfehlers erstellt, was die Zuverlässigkeit der Auswahl der Schnittparameter und die Bearbeitungsgenauigkeit von schlanken Wellen verbessern kann. Hong Wang et al. haben eine mechanische Analyse der Rückwärtsdrehtechnik für die Bearbeitung schlanker Wellen durchgeführt und erstellten ein mathematisches Modell, das zeigte, dass die Biegeverformung und die Bearbeitungsfehler unter Rückwärtsdrehbedingungen viel geringer waren als beim normalen Schneiden. Die oben erwähnten Studien von Wu Mingming, Milad Azvar und Tie Ling Wang gehen alle von den Schnittparametern aus und nutzen die Simulation zur Fehleranalyse und Optimierung des Drehens von schlanken Wellen, jedoch mit begrenzter Verbesserung der Bearbeitungsgenauigkeit und immer noch nicht in der Lage, die durch die Zentrifugalkraft auf das Werkstück verursachten Bearbeitungsprobleme zu lösen.. Lian Qing Chen et al. haben eine auf einem PID-Regler basierende Fehlerkompensationsmethode zur Kompensation von Bearbeitungsfehlern von schlanken Wellen untersucht und experimentelle Ergebnisse zeigen, dass diese Methode die Bearbeitungsgenauigkeit von schlanken Wellen verbessert. Hinsichtlich des Problems der Durchmesserfehler, die durch das dynamische Verhalten bei der Bearbeitung schlanker Wellen verursacht wird, Guo Jianliang hat den Drehprozess numerisch mittels der Rayleigh-Balkentheorie simuliert, und eine Methode zur Messung des durch die Vibration rotierender Werkstücke verursachten Durchmesserfehlers zu erhalten. Die Studien von Lian Qing Chen und Guo Jianliang bieten Lösungen für die praktische Fehlermessung, lösen aber nicht das Problem der Zentrifugalkraft, die die Bearbeitung beeinflusst, und die Verbesserung der Bearbeitungsgenauigkeit ist ebenfalls begrenzt. Kai Bo Lu et al. haben den dynamischen Prozess des Zweispindeldrehens von schlanken Wellen untersucht, die dynamische Reaktion der rotierenden Werkstücke ana-lysiert, den Einfluss der Schnittparameter auf die Reaktion und die Eigenfrequenz des Wellensystems diskutiert und schließlich Methoden zur Verbesserung der Bearbeitungsgenauigkeit vorgestellt. Die Methode befindet sich jedoch erst in der Phase der theoretischen Analyse. Jin Chun Feng et al. haben ein Verfahren zur Bearbeitung von Trapezgewinden auf schlanken Wellen untersucht und die Methoden und Ansätze für die Bearbeitung von Trapezgewinden auf schlanken Wellen beschrieben, die haben Erfahrungen für die hochpräzise Bearbeitung von schlanken Fadenstäben gesammelt. Sie ist jedoch immer noch nicht frei von den Mängeln der traditionellen Bearbeitung. Yang Lin et al. haben den Prozess der Bearbeitung von schlanken Wellen mit variablem Durchmesser untersucht und eine Werkzeugmaschine mit flexiblen hydraulischen Nachläufern und einem flexiblen Reitstock entworfen, die die Bearbeitungsgenauigkeit und -qualität effektiv verbesserte. Allerdings gibt es bei der rotierenden Bearbeitung von Werkstücken immer noch Unzulänglichkeiten.
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Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die oben genannten Studien sich die Defekten teilweise gelöst haben, die bei der Bearbeitung von schlanken Wellen auftreten, aber die meisten dieser Studien beziehen sich nicht auf die Untersuchung des symmetrischen Umfangs- und Radialschnitts mit mehreren Schneidwerkzeugen und auf den Schnitt von Werkstückvorschüben.
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Inhalt der Erfindung
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Um die oben genannten technischen Probleme zu lösen, bietet die Erfindung eine zentrifugalkraftfreie Schneideinrichtung, die die Werkstückrotation in eine symmetrische Schneidwerkzeugrotation umwandelt, den axialen Vorschub des Schneidwerkzeugs in einen gezogenen Vorschub umwandelt, das Werkstück nahezu unbeeinflusst von der Zentrifugalkraft ist, die Vibration bei der Bearbeitung des Werkstücks geringer wird, damit eine einseitige Kraft auf das Werkstück vermieden wird, die Verformung des Werkstücks reduziert wird und der Zweck der Verbesserung der Bearbeitungsgenauigkeit, Bearbeitungsqualität und Bearbeitungseffizienz erreicht werden kann.
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Die technische Lösung der Erfindung wird erreicht durch:
- eine zentrifugalkraftfreie Schneideinrichtung, die auf einem Rahmen vorgesehen ist, umfasst eine Spindel, einen Schneidmechanismus, der am vorderen Ende der Spindel angeordnet ist,
- und einen Antriebsmechanismus, der am hinteren Ende der Spindel angeordnet ist, um die Drehung der Spindel anzutreiben; wobei die Spindel eine innere und eine äußere Welle umfasst, wobei die innere und die äußere Welle drehbar miteinander verbunden sind und von einem Innenwellenmotor bzw. einem Außenwellenmotor angetrieben werden; wobei der Schneidemechanismus durch die äußere Welle für den Umfangsschnitt angetrieben wird, und
- die relativen Drehzahl der inneren und äußeren Wellen synthetisiert werden, um einen radialen Vorschub des Schneidwerkzeugs zu erreichen.
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Ferner umfasst der Schneidmechanismus einen Grundrahmen, der am vorderen Ende der äußeren Welle vorgesehen ist, wobei der Grundrahmen mit einem Schieber mit abgerundeten Zähnen versehen ist, die mit dem Grundrahmen gleitverbunden ist, und wobei das Schneidwerkzeug am Schieber ist befestigt; an der Vorderseite der inneren Welle gewickelter Draht vorgesehen wird; wobei der kreisförmige Zahn auf dem Schieber in den gewickelten Draht eingreift, um den Vorschub oder Rückzug des Schneidwerkzeugs synthetisch durch den Unterschied der Drehzahl zwischen der äußeren und der inneren Welle zu steuern.
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Ferner sind die axialen Enden des Schneidemechanismus jeweils mit einer ersten und einer zweiten Spannvorrichtung zum Einspannen des Werkstücks versehen.
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Ferner ist die zweite Spannvorrichtung an der Vorderseite der inneren Welle befestigt und dreht sich synchron mit der inneren Welle, und wobei beim Drehen die zweite Spannvorrichtung den gewickelten Draht durch eine statische Verbindung antreibt. Ferner umfasst die zweite Vorrichtung eine zweite Basis und eine bewegliche Backe, die elastisch an der Basis befestigt ist, wobei eine Rolle am Backenkopf in Kontakt mit dem Werkstück steht.
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Ferner ist die erste Spannvorrichtung auf der ersten Basis angebracht und ist ein Dreibackenfutter mit flexiblen, zurückziehbaren Backen, und eine Rolle steht am Ende der Backen; wobei alternativ dazu die erste Spannvorrichtung auf der ersten Basis vorgesehen ist, und bewegliche Backen umfasst, die elastisch an der ersten Basis befestigt sind, wobei Rolle die Rolle an den Backenköpfen in Kontakt mit dem Werkstück steht.
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Ferner ist die zweite Basis eine zahnintegrierte Kupplung, wobei das vordere Ende der inneren Welle durch die statische Verbindung mit der zahnintegrierten Kupplung angetrieben wird, um den gewickelten Draht drehen zu lassen.
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Ferner ist der Rahmen mit einem Werkstückvorschubsmechanismus versehen, wobei der Werkstückvorschubsmechanismus eine selbstzentrierende Spannvorrichtung ist, die das Werkstück einspannt und das Werkstück zieht, um es in axialer Richtung zu bewegen, um einen Werkstückvorschub zu erreichen.
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Ferner sind die Schneidwerkzeuge paarweise angeordnet, wobei jedes Paar eine symmetrische Drehposition hat.
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Ferner sind die innere Welle und die äußere Welle durch ein Gleitlager verbunden, wobei die äußere Welle durch ein Lager auf dem Rahmen abgestützt ist.
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Die vorliegende Erfindung hat die folgenden vorteilhaften Wirkungen:
- 1. Der Schneidemechanismus kann demontiert und auf den Spindelkopf montiert werden, der Schneidemechanismus kann mit der Spindel gedreht werden, um das Werkstück zu schneiden. Die innere und die äußere Welle durch ihre jeweiligen Antriebsmotoren und Untersetzungsgetriebe gedreht werden, wobei beim Schneiden des Außenkreises einer Welle mit festem Durchmesser sich die Scheibe und der Grundrahmen gleichzeitig mit gleicher Drehzahl drehen, die Relativgeschwindigkeit gleich Null ist, und das Schneidwerkzeug keinen Vorschub hat, um den gleichen Durchmesser beim Schneiden zu erreichen; wobei beim Schneiden von abgestuften Wellen, konischen Oberflächen usw. die Drehzahl des gewickelten Drahtes schneller (oder langsamer) als die des Grundrahmens ist, und es ein gewisser Geschwindigkeitsunterschied zwischen ihnen besteht, was einen variablen Durchmesser beim Schneiden ermöglicht. Wenn ein Drehzahlunterschied zwischen der inneren und der äußeren Welle erzeugt wird, synthetisiert der Synthesemechanismus (gewickelter Draht und Schieber mit kreisförmigen Zähnen) die Spindelbewegung und die radiale Vorschubbewegung, die sich im Schneidwerkzeugvorschub (oder -rückzug) widerspiegelt.
- 2. Die symmetrischen Kräfte der geraden Anzahl von Schneidwerkzeugen im Schneidprozess heben sich gegenseitig auf, und der Bearbeitungsprozess gewährleistet stabile Kräfte am Werkstück, um Verformungen zu vermeiden.
- 3. Die erste Spannvorrichtung wird in einem Abstand rechts vom Schneidmechanismus angeordnet und die zweite Spannvorrichtung wird am Ende der Spindel oder links vom Schneidmechanismus angeordnet, die Backen der ersten Spannvorrichtung und der zweiten Spannvorrichtung mit Rolle- oder Rollenbacken vorgesehen sind, um eine radiale Spannung zu ermöglichen, ohne den axialen Vorschub des Werkstücks zu beeinträchtigen, wodurch die durch die unebene Oberfläche des Werkstücks beim axialen Vorschub verursachte Behinderung der Backen am Werkstück überwunden wird.
- 4. Der Mechanismus zum axialen Vorschub des Werkstücks verwendet eine Zugspannmethode, so dass das Werkstück von links nach rechts vorgeschoben wird, um die Steifigkeit der Wellenbearbeitung zu gewährleisten.
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Beschreibung der Zeichnungen
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- 1 Übersicht des Bewegungsprinzips der Erfindung;
- 2 Übersicht des Antriebsprinzips der Erfindung;
- 3 Übersicht des erfindungsgemäßen Spindelmechanismus;
- 4 Querschnittsansicht der Struktur vom Ausführungsbeispiel 1 der Erfindung;
- 5 Querschnittsansicht der Struktur vom Ausführungsbeispiel 2 der Erfindung;
- 6 Querschnittsansicht der zweiten erfindungsgemäßen Spannvorrichtung;
- 7 Dreidimensionale Ansicht der zweiten erfindungsgemäßen Spannvorrichtung.
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Ausführungsformen
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Die technischen Lösungen in den Ausführungsbeispielen der Erfindung werden im Folgenden klar und vollständig beschrieben, und es ist klar, dass die beschriebenen Ausführungsbeispielen nur einige der Ausführungsbeispielen der Erfindung und nicht alle von ihnen sind. Ausgehend von den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung fallen alle anderen Ausführungsbeispielen, die von einem Fachmann ohne erfinderische Tätigkeit erzielt werden, in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung.
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Ausführungsbeispiel 1
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Die 1-4 zeigen eine zentrifugalkraftfreie Schneideinrichtung, die auf einem Rahmen montiert ist und im Wesentlichen aus einer Spindel 1, einem zweiten Schneidmechanismus am vorderen Ende der Spindel und einem Antriebsmechanismus 3 am hinteren Ende der Spindel 1 zum Antrieb der Drehung der Spindel 1 besteht; wobei Die Spindel 1 eine innere Welle 101 und eine äußere Welle 102 umfasst, wobei die äußere Welle 102 außerhalb der inneren Welle 101 angeordnet ist und die innere und die äußere Welle gegenseitig drehbar sind; wobei aufgrund der geringen Relativdrehzahlen von innerer und äußerer Welle die innere Welle 101 mit der äußeren Welle 102 über ein feststoffgeschmiertes Gleitlager oder alternativ über eine Wellenkachelverbindung verbunden ist. Da es sich bei dem Werkstück um eine schlanke Welle handelt, sind der Vorschub und das Spiel klein und die Schnittkräfte gering, so dass die Lagerkombination eine Drehzahlkombination ist, ein Paar Rillenrollelager werden für die vordere Abstützung der Außenwelle 102 gewählt, die doppelten Rillenrollelager verbessern die Steifigkeit der vorderen Abstützung und die vordere Abstützung mit Axialrollelagern kann den Einfluss der thermischen Verformung der Spindel verringern; Für die hintere Abstützung werden zwei Schrägrollelager-Kombinationen gewählt, die zur Verbesserung der Kippsicherheit der Spindel gegeneinander montiert werden. Die innere Welle 101 und die äußere Welle 102 werden durch den Innenwellenmotor 301 bzw. den Außenwellenmotor 302 angetrieben; wobei die innere und die äußere Welle mit den Motoren der inneren und der äußeren Welle über ihre jeweiligen Getriebe verbunden sind, da die innere Welle 101 mit dem elektronischen Steuerungssystem für die stufenlose Geschwindigkeitsregelung koordiniert werden muss, ein Servomotor als Kraftquelle gewählt wird, um die Drehzahl der inneren Welle 101 präzise zu regeln und damit den Schnittvorschub durch den Drehzahlunterschied zwischen der inneren und der äußeren Welle zu realisieren. Sowohl für den internen als auch für den äußeren Spindelantrieb werden gängige Stirnradgetriebe verwendet, die einfach und zuverlässig sind und eine hohe Drehgenauigkeit garantieren. Wie in den 3 und 4 gezeigt, ist das Zahnrad der äußeren Welle nahe an der vorderen Stütze angebracht, um die Verformung der äußeren Welle zu verringern; wobei aus baulichen Gründen das Zahnrad der Inneren Welle 101 nur am Ende angebracht werden kann, um die Steifigkeit des Endes der inneren Welle 101 zu erhöhen, links und rechts des Zahnrades Rillenrollelager als Abstützung für das Ende der inneren Welle 101 angebracht werden. Wie in 3 gezeigt ist der Antriebsmechanismus auf der linken und rechten Seite der Spindel 1 angeordnet, um zu verhindern, dass die Spindel 1 wegen der einseitigen Kraft nach einer Seite gebogen und verformt wird.
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Der Schneidmechanismus 2 ist an der Vorderseite der äußeren Welle 102 befestigt und hat einen Grundrahmen 201, wobei der Grundrahmen 201 mit einem Schieber 202 versehen ist, der gleitend mit dem Grundrahmen 201 verbunden ist und abgerundete Zähne aufweist, wobei das Schneidwerkzeug 203 am Schieber 202 befestigt ist, und das Schneidwerkzeug 203 von der äußeren Welle 102 zum Umfangsschneiden angetrieben wird; wobei die innere Welle 101 am vorderen Ende mit einem gewickelten Draht 204 versehen ist; wobei die kreisförmigen Zähne des Schiebers 202 in den gewickelten Draht 204 eingreifen und das Schneidwerkzeug 203 synthetisch durch den Drehzahlunterschied zwischen der äußeren Welle 102 und der inneren Welle 101 nach innen oder außen steuern, der Vorteil der Verwendung von gewickeltem Drahten besteht darin, dass der Prozess der gewickelten Drahten reif ist und der Vorschub durch die Teilung genau bestimmt wird, die Vorschubsgeschwindigkeit des Spulenantriebs gleichmäßig ist, was ein gleichmäßiges Schneiden ermöglicht, und die gewickelten Drahten können großen radialen Schnittgegenkräften standhalten.
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Zwischen dem Außenkreis der feststoffgeschmierten Gleitlagerschale und der Innenbohrung der äußeren Welle 102 gibt es eine Überfüllungspassung, und zwischen dem Außenkreis der inneren Welle 101 und dem Innenkreis der Gleitlagerschale mit Festschmierstoff gibt es eine Übergangspassung, wobei die innere Welle 101 und die äußere Welle 102 können sich relativ zueinander drehen und Kraft durch die Zahnräder der inneren Welle 101 und die Zahnräder der äußeren Welle 102 übertragen, um den gewickelten Draht 204 bzw. den Grundrahmen 201 anzutreiben, um eine Drehung mit unterschiedlicher Geschwindigkeit zu erreichen.. Die Innenwellenzahnräder befinden sich am Ende der inneren Welle 101 und dreht die innere Welle 101 mit Hilfe einer Passfeder, wobei RillenRollelager und an der Vorder- und Rückseite des Getriebes zur Erhöhung der Steifigkeit der Welle in der Nähe des Nachlaufzahnrades angeordnet sind. Ein Abschnitt am Ende der inneren Welle 101 ist für eine Ölwanne reserviert, um das Öl in das Schmiersystem zu liefern. Die äußere Welle 102 wird von einem festen und einem beweglichen Ende getragen, wobei das vordere Lager durch eine Schale gehalten wird und das hintere Lager frei auf dem Gehäuse liegt. Aufgrund der hohen Anforderungen an der Drehzahl der Verarbeitung schlanker Wellen, verwendet das vordere Lager ein Paar von Rillenrollelagern, die Axialrollelager werden am vorderen Ende konfiguriert, um eine hohe axiale Genauigkeit und Steifigkeit der Spindel zu gewährleisten. Die hinteren Lager sind ein Paar Schrägrollelager, die gegeneinander montiert sind, um die Kippsicherheit der Spindel zu erhöhen. Das Zahnrad der äußeren Welle wird durch eine Passfeder mit der äußeren Welle 102 gedreht und axial mit einer radialen Sicherungsmutter fixiert, um ein Lösen zu verhindern, das Zahnrad nahe an der vorderen Stütze angeordnet ist, um die Steifigkeit der Spindel zu erhöhen.
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Um den gewickelten Draht 204 und den Grundrahmen 201 gleichzeitig rotieren zu lassen, nimmt die Erfindung geschickt die Struktur von Welle über Welle an, dabei ermöglicht die innere Welle 101 das Drehen des gewickelten Drahtes und die äußere Welle 102 die Umfangsschnittsbewegung, wobei das rechte Ende der inneren Welle 101 den gewickelten Draht 204 durch die statische Verbindung der Zahnkupplung dreht und die äußere Welle 102 den Grundrahmen 201 durch die Schraubbefestigung dreht, wobei wenn sich die innere Welle 101 schneller (oder langsamer) als die äußere Welle 102 dreht, der gewickelte Draht 204 und der Grundrahmen 201 eine relative Geschwindigkeit erzeugen, die das Schneidwerkzeug ermöglicht, sich vorzuschieben (oder zurückzuziehen). Beim Schneiden des Außenkreises einer Welle mit festem Durchmesser drehen sich die gewickelten Drähte 204 und der Grundrahmen 202 gleichzeitig mit der gleicher Drehzahl, die Relativgeschwindigkeit ist gleich Null, das Schneidwerkzeug 203 hat keinen Vorschub, um den Schnitt mit einem gleichen Durchmesser zu erreichen; Beim Schneiden von gestuften Wellen, konischen Oberflächen usw. ist die Drehzahl des gewickelten Drahtes 204 schneller (oder langsamer) als die Drehzahl des Grundrahmens 202, und es besteht ein gewisser Drehzahlunterschied zwischen ihnen, der sich im Schneidwerkzeugvorschub (oder -rückzug) widerspiegelt, wodurch ein Schneiden mit variablem Durchmesser erreicht wird.
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Der kreisförmige Zahn am Schieber 202 greift in den Antrieb des Flachgewindes ein, theoretisch sollte die Form vom kreisförmigen Zahn der des Flachgewindes entsprechen, die Kontaktfläche ist groß und der Antriebseffekt ist am besten, ist der Gewindetyp jedoch derselbe wie der des Flachgewindes, so führt die unterschiedliche geometrische Beziehung dazu, dass das kreisförmige Gewinde nicht über das konkave Gewinde des Flachgewindes aus gewickeltem Draht gleiten kann. Beim Entwurf vom kreisförmigen Zahn müssen der obere und der untere Bogen des Kreiszahns an einen Abschnitt des archimedischen Gewindes angepasst werden, da das Drahtgewinde eine archimedische Spirale ist, um den versetzten Bogen zu berechnen, und der Außenradius der konvexen Zähne des Bogens muss kleiner sein als der minimale Radius des Flachgewindes und der Innenradius der konvexen Zähne muss größer sein als der maximale Radius des Flachgewindes, damit der kreisförmige Zahn in jeder Position des Flachgewindes gleiten kann.
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Der Rahmen ist mit einer Schiene ausgestattet, auf der der Werkstückvorschubmechanismus gleitend verbunden ist, der Werkstückvorschubmechanismus ist eine selbstzentrierende Vorrichtung 6, die nach dem Einspannen des Werkstücks 7 durch den Antriebsmechanismus angetrieben wird und das Werkstück 7 nach rechts zieht, so dass das Werkstück zugeführt werden kann, wodurch die Zugspannmethode die Steifigkeit der Welle während der Bearbeitung gewährleistet. Wie die selbstzentrierende Spannvorrichtung 6 die Selbstzentrierung erreicht, ist eine andere technische Komplettlösung, die in der vorliegenden Erfindung nicht mehr im Detail beschrieben wird.
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Die Schneidwerkzeuge 203 sind paarweise angeordnet, und jedes Paar von Schneidwerkzeugen 203 hat eine symmetrische Drehposition, wobei die Schnittstabilität aufgrund der symmetrischen Kräfte voll genutzt wird, wobei die Schneidwerkzeuge 203 in der Lage sind, gleichzeitig rotationssymmetrisch und mit radialem Vorschub zu schneiden, während das Werkstück 7 nur eine axiale Vorschubbewegung hat.
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Wie in den 2 und 4 dargestellt, ist die erste Spannvorrichtung 4 in einigem Abstand rechts vom Schneidmechanismus 2 auf dem Rahmen montiert, und die zweite Spannvorrichtung 5 am Ende der Spindel angebracht ist. Die zweite Spannvorrichtung 5 ist zwischen der inneren Welle 101 und dem Schneidmechanismus 2 montiert und an der inneren Welle 101 befestigt; wobei die beweglichen Backen 502 der zweiten Spannvorrichtung 5 in der zweiten Basis 501 gelagert sind und durch eine Feder ausgeworfen werden, wobei die vier beweglichen Backen 502 dicht aneinander liegen. Der Backenkopf mit einer Rolle 503 für den Kontakt mit dem Werkstück ausgestattet ist, das Funktionsprinzip des Mechanismus: die Feder 504 im Anfangszustand eine Vorkompression hat, die die vier Backen eng zusammenhält, wenn das Werkstück 7 zugeführt wird, das Werkstück 7 die beweglichen Backen 502 aus dem Weg schiebt und die beweglichen Backen 502 das Werkstück 7 halten, wenn das Werkstücks 7 bearbeitet wird, sich die Spindel 1 dreht und die zweite Spannvorrichtung 5 folgt ihr, die Rolle 503 an den beweglichen Backen 502 den beweglichen Backen 502 eine Rotations- und Translationsbewegung relativ zum Werkstück 7 ermöglicht, wenn sich der Durchmesser des Werkstücks 7 ändert, sich die Feder der beweglichen Backe 502 dem Durchmesser des Werkstücks anpasst, so dass sich die bewegliche Backe 502 frei bewegen kann und das Werkstück spannen.
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Ausführungsbeispiel 2
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Wie in der 5 anhand vom Ausführungsbeispiel 1 gezeigt, bleibt die Position der ersten Spannvorrichtung 5' in derselben, wobei die zweite Spannvorrichtung 5 an der Vorderseite der inneren Welle befestigt wird. Die erste Spannvorrichtung 5' und die zweite Spannvorrichtung 5 haben die gleiche flexible Spannstruktur, wobei die zweite Spannvorrichtung 5 aus der zweiten Basis 501, den beweglichen Backen 502, der Rolle 503 und der Feder 504 besteht, und wobei die erste Spannvorrichtung 5' aus der ersten Basis 501', beweglichen Backen 502', Rolle 503' und Feder 504' besteht. Die zweite Basis 501 ist eine zahnintergrierte Kupplung, wobei die zweite Spannvorrichtung 5 sich synchron mit der inneren Welle 101 dreht, die den durch die statische Verbindung mit der zahnintergrierten Kupplung gewickelten Draht 204 antreibt.
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Alle vier beweglichen Backen 502, 502' der zweiten Spannvorrichtung 5 und der ersten Spannvorrichtung 5' sind über den Umfang der zweiten Basis 501, 501' verteilt und bewegen sich frei in den durchgehenden Schlitzen der zweiten Basis 501, 501', wobei die beweglichen Backen 502, 502' mit Ohrplatten ausgestattet sind, die ein Herausrutschen aus den Schlitzen verhindern, wobei die obere Abdeckung mit dem Außenkreis der zweiten Basis 501, 501' verschraubt wird und die Führungssäule mit der oberen Abdeckung verschraubt wird, wobei Die beweglichen Backen 502, 502' mit Sacklöchern versehen sind, die der Führungssäule zugewandt sind, die Federn 504, 504' in den Sacklöchern montiert sind und durch die Führungssäule verlaufen und mit der Bewegung der beweglichen Backen 502, 502' frei aus- und eingefahren werden können. Jede bewegliche Backe 502, 502' ist mit zwei Rollen 503, 503' ausgestattet, um die Reibung zwischen den beweglichen Backen 502, 502' und dem Werkstück zu verringern, die Rollen 503, 503' auf den Backen montiert sind und ihre axiale Verschiebung durch einen Anschlag begrenzt wird. Die beweglichen Backen 502 und 502' sind mit Schrägen versehen, um die Kräfte zwischen dem Werkstück und den Backen zu brechen, so dass das Werkstück von den Backen weggeschoben werden kann. Die zweite Basis 501 hat beidseitig zahnintergrierten Kupplungs-Rechteckzähnen, die zwischen der inneren Welle 101 und dem gewickelten Draht 204 montiert werden, wobei die Vorder- und Rückseite in die Rechteckzähne des gewickelten Drahts 204 bzw. der inneren Welle 101 eingreifen, um Kraft zu übertragen. Vier versenkte Löcher in der zweiten Basis 501 werden genutzt zur axialen Positionierung auf der inneren Welle 101.
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Ausführungsbeispiel 3
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Wie in 4 gezeigt, bietet dieses Ausführungseispiel 3 eine zentrifugalkraftlose Schneideinrichtung, basierend auf Ausführungsbeispiel 1, wobei die zweite Spannvorrichtung 5 mit einer flexiblen Backe und einer Rolle 503 konstruiert ist, die erste Spannvorrichtung 4 nutzt ein flexibles Dreibackenfutter mit Rollen auf den Backen der beweglichen Backen des Dreibackenfutters (die Rollen wirken wie die Rollen), wobei die erste Spannvorrichtung 4 und die zweite Spannvorrichtung 5 konzentrisch sind. Die zweite Spannvorrichtung 5 ist montiert auf der ersten Spannvorrichtung 4 auf der rechten Seite des Schneidmechanismus 2 mit den Rollen 402 und federbelasteten Backen und spannen den Werkstücken zusammen, wodurch die Steifigkeit des Werkstücks erhöht wird. Weil die elastischen Struktur der Greifbacken auf verschiedene Weise erreicht werden kann, zum Beispiel, bei bestehenden Backenfuttern sind die Backen geteilt, wobei eine Teilung in den gewickelten Draht eingreift und die ungefähre Position fixiert, während der andere Teil mit dem zuvor beschriebenen Teil durch eine flexible Struktur verbunden ist, der Durchmesser des Werkstücks variiert innerhalb des Verformungsbereichs der elastischen Struktur, deswegen hat die Erfindung nicht mit detaillierten Zeichnungen dieser Struktur dargestellt.
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Die vorstehenden Beschreibungen sind nur bevorzugte Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung und sollen die Erfindung nicht einschränken, die Änderung, gleichwertige Substitution, Verbesserung usw., die dem Geist und den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung entspricht, fällt in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung.
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Bezugszeichenliste:
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- 1
- Spindel,
- 101
- innere Welle,
- 102
- äußere Welle,
- 2
- Schneidmechanismus,
- 201
- Grundrahmen,
- 202
- Schieber,
- 203
- Schneidwerkzeug,
- 204
- gewickelter Draht,
- 3
- Antriebsmechanismus,
- 301
- Motor der inneren Welle,
- 302
- Motor der äußeren Welle,
- 4
- erste Spannvorrichtung,
- 401
- Backen,
- 402
- Rollen,
- 5
- zweite Spannvorrichtung,
- 501
- zweite Basis,
- 502
- bewegliche Backen,
- 503
- Rolle,
- 504
- Feder,
- 5'
- erste Spannvorrichtung,
- 501'
- erste Basis,
- 502'
- bewegliche Backe,
- 503'
- Rolle,
- 504'
- Feder,
- 6
- Selbstzentrierende Vorrichtung,
- 7
- Werkstück.
