专利名称：石墨电极双螺纹梳加工机床的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种螺纹加工机床，尤其是一种石墨电极的螺纹加工机床，属于机械加工设备技术领域。
目前世界上只有美国、日本等少数国家可以制造石墨电极螺纹加工机床。据申请人了解，现有石墨电极螺纹加工机床普遍采用主轴夹持工件实现螺旋运动、梳刀轴装夹刀具实现切削运动的设计方案。例如日本制造的同类设备即以主轴端内置径向卡爪支撑在工件外圆上，并在工作时带动其旋转，结果主轴结构势必十分庞大，不仅制造成本高，而且容易产生难以消除的磨损间隙，影响加工精度。除此之外，现有加工设备还存在以下缺陷1、螺纹端面与螺纹存在两次定位误差，与螺纹中心线垂直度误差大；2、传动系统复杂，功耗大；3、梳刀多次进给，进刀深度难以精确控制。
本发明专利进一步的目的在于针对上述现有技术螺纹端面与螺纹中心线垂直度误差大的问题，提出一种无二次定位误差且对不同长度工件能实现浮动控制的石墨电极双螺纹梳加工机床，从而节省了对刀和装夹时间，进一步提高石墨电极螺纹的加工精度和效率。
为了达到以上首要目的，本发明石墨电极双螺纹梳加工机床的床身导轨两端安装主轴箱，中部安装工件夹持装置，两主轴箱的底部垫板与床身两端的纵向进给电机驱动的丝杆衔接，构成纵向进给机构，两主轴箱上的主电机通过主轴箱内的传动机构与主轴衔接，主轴箱后端装有导电机构，主轴的前端固定梳刀座，梳刀座上固定有与导电机构电连接的梳刀进刀电机，垂直于主轴轴线的方向安装梳刀架，梳刀架的前端装有与导电机构电连接的电主轴，电主轴前端固定梳刀，构成径向进刀机构；工件夹持装置的底部支撑在固定于床身中部的纵向轨道上，并通过螺母与安装在横向轨道下的丝杆衔接，构成夹紧机构。
这样，加工所需的螺旋运动由主轴箱的纵向进给运动与主轴的旋转运动复合而成，梳刀的进刀切削运动则由梳刀的径向进给运动以及电主轴带动梳刀的旋转运动实现。由于本发明采用了将梳刀进刀电机以及电主轴均安装在主轴上的设计方案，使进刀切削的运动自然叠加在主轴的螺旋运动上，同时本发明通过导电机构，合理而巧妙地解决了运动部件的供电问题，因此实现了在工件不动的情况下，由梳刀单独实现锥螺纹加工所需的合成运动。结果，用夹持装置夹紧工件后，在整个加工过程中，体积庞大的工件始终处于静止状态，从而使得机床运动件的负荷明显减轻，精度提高，有利于保证加工质量，并且大大降低了能耗，从整体上看，机床结构以及传动机构均得到显著简化，为实现数控自动化创造了理想的条件。
为了达到本发明专利的进一步的目的，以上石墨电极双螺纹梳加工机床的主轴前端还固定有刮刀架，刮刀架上装有刃口与主轴轴线垂直的刮刀，刮刀架前方装有浮动定位传感器。因此，无论工件长短，传感器都能自动识别，当传感器与工件达到适当位置时即发出讯号，系统转入工进程序，无需对刀或重新装夹调整，从而节省时间提高效率。加工时，只要将刮刀安装在合适位置，即可使其在螺纹加工前或接近尾声时，将石墨电极工件的端面刮平。显然，由于刮刀与主轴固连，因此不存在二次定位误差，可以确保端面与螺纹中心线垂直，进一步提高了加工质量。
图1为本发明专利一个实施例的结构示意图。
图2为图1的俯视图。
图3为图1的A-A剖视放大图。
图4是图1实施例中主轴前端结构放大示意图。
两主轴箱3后端装有导电机构14。床身9中部安装有两工件夹持装置6和一个工件支撑8，如图3所示，夹持装置6的前侧为斜上方60度和斜下方60度分别设有夹持点的C形夹卡13，后侧为设有水平夹持点的水平夹卡12，两夹卡的底部支撑在固定于床身9中部的横向轨道7上，并分别通过螺母与安装在横向轨道7下的正、反旋螺纹丝杆衔接，构成横向夹紧机构，正、反旋螺纹丝杆的一端与横向夹紧液压马达11连接，正、反旋螺纹的线数成比例关系。工件就位后，当横向液压马达11转动时，通过丝杆螺母机构带动C形夹卡13和水平夹卡12同时向中心靠拢，并且由于正、反旋螺纹的线数成比例关系，因此水平夹卡12和C形夹卡13以固定的速比移动，施力均匀地自动定心夹紧工件。
由图4可以看出，主轴4的前端有梳刀座16，其上有与导电机构14电连接的梳刀进刀电机17，垂直于主轴轴线的方向安装有梳刀架18，与丝杆19、螺母20构成梳刀径向进刀机构，梳刀架18的前端有与导电机构14电连接的电主轴座21，电主轴座21内的电主轴22前端固定梳刀23。这样梳刀23由电主轴22带动旋转，同时随机床主轴4一起公转。此外，主轴4的前端还通过水平支架24和垂直支架25固定有刮刀架26，刮刀架26上装有刃口与主轴轴线垂直的刮刀27。
为了实现数控，本实施例中的纵向进给电机1以及梳刀径向进刀电机17等均为伺服电机。工作时，当工件移到工件支撑8上之后，控制系统使横向夹紧液压马达11工作，驱动两夹持装置6同步运动，自动定心夹紧工件外圆。纵向进给伺服电机1带动两主轴箱3沿床身9导轨快移，当浮动控制传感器28接近工件并发讯后，系统转入工进程序。主电机2带动主轴4旋转，使旋转运动与直线进给运动复合成锥螺纹加工所需的螺旋运动。与此同时，随主轴4转动的梳刀23在电主轴22的带动下高速旋转，形成锥螺纹加工所需的叠加在螺旋运动之上的切削运动，其切削时的径向进刀量由数控的梳刀进刀电机17通过梳刀径向进刀机构驱动控制。由于加工时工件固定不动，因此主轴负荷大大减轻，机床的运动精度提高，而梳刀的高速切削运动则保证了理想的螺纹加工精度。
此外，由于加工前通过调整水平支架和垂直支架，使刮刀27处于适当位置，因此当以上四种运动有机复合叠加，使梳刀23完成电极两端内锥螺纹的加工后，刮刀27将电极两端面刮平，保证了电极端面与螺纹中心线的垂直。
实验证明，本实施例的数控电极双螺纹梳加工机床具有以下诸多优点刚性好，结构相对较为简单，承载力强，对环境污染小，调整方便，定位精度高，易于实现自动化，可以高效率实现石墨电极双端锥螺纹的自动加工以及端面刮平。
权利要求
1.一种石墨电极双螺纹梳加工机床，床身导轨两端安装主轴箱，中部安装工件夹持装置，两主轴箱的底部与床身两端的纵向进给电机驱动的丝杆衔接，构成纵向进给机构；两主轴箱上的主电机通过主轴箱内的传动机构与主轴衔接，其特征在于所述主轴箱后端装有导电机构，主轴的前端固定梳刀座，梳刀座上固定有与导电机构电连接的梳刀进刀电机，垂直于主轴轴线的方向安装梳刀架，梳刀架的前端装有与导电机构电连接的电主轴，电主轴前端固定梳刀，构成径向进刀机构；所述工件夹持装置的底部支撑在固定于床身中部的纵向轨道上，并通过螺母与安装在横向轨道下的丝杆衔接，构成夹紧机构。
2.根据权利要求1所述石墨电极双螺纹梳加工机床，其特征在于所述主轴的前端通过水平支架和垂直支架固定有刮刀架，刮刀架上装有刃口与主轴轴线垂直的刮刀。
3.根据权利要求1或2所述石墨电极双螺纹梳加工机床，其特征在于所述工件夹持装置的前侧为斜上方60度和斜下方60度分别设有夹持点的C形夹卡，后侧为设有水平夹持点的水平夹卡，两夹卡的底部支撑在固定于床身中部的横向轨道上，并分别通过螺母与安装在横向轨道下的正、反旋螺纹丝杆衔接，构成纵向夹紧机构，正、反旋螺纹的线数比为1∶2。
4.根据权利要求3所述石墨电极双螺纹梳加工机床，其特征在于所述床身导轨上遮盖有伸缩式防尘罩。
5.根据权利要求1所述石墨电极双螺纹梳加工机床，其特征在于所述主轴前端外表固定安装与吸尘装置相连的吸尘罩。
6.根据权利要求5所述石墨电极双螺纹梳加工机床，其特征在于所述吸尘罩上安装实现浮动控制的浮动定位传感器。
7.根据权利要求1所述石墨电极双螺纹梳加工机床，其特征在于所述梳刀架的前端装有与导电机构电连接的电主轴座，所述电主轴座内的电主轴前端固定由电主轴带动旋转、同时随机床主轴一起公转的梳刀。
全文摘要
本发明涉及一种双螺纹梳加工机床，属于机械加工技术领域。该机床床身导轨两端和中部分别安装主轴箱和工件夹持装置，主轴箱后端装有导电机构，主轴的前端固定梳刀座，梳刀座上固定梳刀径向进刀电机并安装电主轴座，电主轴座内的电主轴前端固定梳刀；工件夹持装置的底部支撑在横向轨道上，并通过螺母与安装在横向轨道下的丝杆衔接。本发明使进刀切削运动自然叠加在主轴螺旋运动之上，并解决了运动部件的供电问题，因此实现了由梳刀单独实现锥螺纹加工所需的合成运动。结果使得机床运动件的负荷明显减轻，精度提高，并且大大降低了能耗，机床结构以及传动机构均得到显著简化。本发明还可自动识别工件长短，浮动定位，节省对刀和装夹时间，提高工效。
文档编号B23G1/00GK1438087SQ0311297
公开日2003年8月27日 申请日期2003年3月14日 优先权日2003年3月14日
发明者陈善元, 许立新, 朱强, 戴爱国, 陈翊 申请人:陈善元