专利名称：变椭型线外圆数控车床的制作方法
技术领域：
本实用新型属于数控机床技术领域，具体的说，涉及一种变椭型线外圆数控车床。
背景技术：
目前，普通数控车床能方便对常规产品的外圆进行加工，但是对于一些不规则的 产品却无能为力。我公司开发的400mm变椭型线外圆产品，如图8所示，该产品为圆桶状，且 在圆桶的周壁上对称开设有通孔6a，外圆6b是变椭型线，如果采用普通数控车床加工，虽 然也能实现X轴、Z轴联动，但由于其X轴普遍采用交流伺服电机带动同步齿型带、滚珠丝杆 实现拖板移动，动态响应低，不能适应变椭外圆型线加工过程中要求X轴高频振动的需要， 无法达到变椭型线外圆产品的形状和尺寸精度要求；同时，普通数控车床的刀具拖板通常 位于主轴的前方，对于大型工件来说，待加工工件往机床上安装非常不方便。另外，这类大 型工件仅靠尾架顶尖顶紧来夹紧，加工过程中工件的稳定性不好，会降低工件的加工精度， 甚至影响变椭型线的形成。
实用新型内容本实用新型的所要解决的技术问题是提供一种加工精度高，工件安装方便的变椭 型线外圆产品的数控车床。 本实用新型的技术方案如下一种变椭型线外圆数控车床，包括床身、主电机、主 轴、主轴箱、带动盘和尾架，在床身的左端安装主电机，右端安装尾架，所述主电机的输出轴 通过皮带及皮带轮与主轴连接，该主轴的右端从主轴箱中穿过，并且主轴的右端头与带动 盘连接，其关键在于所述床身为宽体整体床身，具有前后两部分，所述主电机、主轴、主轴 箱、带动盘和尾架位于床身的前面部分，在所述床身的后面部分并排安装两根Z轴直线导 轨，该Z轴直线导轨与主轴相平行，且Z轴直线导轨上安装有大拖板，大拖板能沿Z轴直线 导轨滑移；在所述大拖板上安装小拖板，该小拖板能相对大拖板在垂直于主轴的方向滑移， 所述小拖板的前端固装有直线电机，该直线电机的轴线与主轴垂直，并且直线电机的转动 轴上安装有刀具，所述刀具与主轴的轴心等高。 采用以上技术方案，将待加工工件吊放于带动盘和尾架之间，并用尾架的顶尖顶 紧，由于大、小拖板及直线电机置于宽体整体床身的后部，使得大型待加工工件可以方便顺 利地吊装在机床上进行加工。所述主电机通过主轴和带动盘带动待加工工件转动，同时，大 拖板可以在z轴直线导轨上作左右滑移，以实现刀具的左右运动；小拖板可以在大拖板上 前后滑移，以实现刀具的前后运动。直线电机具有出色的动态响应和极高的位移速度、精度 高，无需传动装置，极大的提高了 X轴的跟随响应速度。所述主电机、直线电机以及使刀具 作前后左右运动的驱动装置，均由加工变椭型线外圆软件控制，使得z轴、x轴、c轴方向的 运动以及直线电机高频联动，从而实现了对工件变椭外圆型线的加工。 在两根所述z轴直线导轨之间设有z轴滚球丝杆，该z轴滚球丝杆通过轴承及轴 承座支承于床身上，z轴滚球丝杆的左端通过联轴器与z轴电机的输出轴连接，在所述z轴滚球丝杆上套装有z轴螺母，该螺母固定于大拖板的底部。以上结构中，z轴电机通过联轴 器带动z轴滚球丝杆转动，z轴滚球丝杆转动的同时，通过z轴螺母带动大拖板作左右滑移， 最终实现刀具左右方向的运动，并且可以通过控制z轴电机的转速来控制刀具左右运动的速度。 所述小拖板通过燕尾槽与大拖板滑动配合，在所述大拖板内通过轴承安装有x轴 丝杆，与该x轴丝杆配合的x轴螺母固定于小拖板的底部，所述x轴丝杆通过皮带及皮带轮 与x轴电机的输出轴连接，x轴电机安装在大拖板上，并位于小拖板的左侧。以上结构中，x 轴电机通过皮带及皮带轮带动x轴丝杆旋转，x轴丝杆旋转的同时，通过x轴螺母带动小拖 板作前后滑移，以实现刀具前后方向的运动，并且可以通过控制x轴电机的转速来控制刀 具前后运动的速度。 所述主轴为空心结构，在该主轴的左端安装同步回转油缸，并且主轴中穿设有拉 杆，所述拉杆的左端伸出同步回转油缸外，拉杆的右端穿过主轴箱和带动盘后，与拉架连 接。以上结构通过同步回转油缸向左拉动拉杆，拉杆拉动拉架，并通过拉架将待加工工件拉 紧于带动盘上，从而增加了工件的稳定性，提高了工件的加工精度。 所述拉架包括销管、支耳形架和螺母，所述支耳形架与销管相垂直，支耳形架的右 端固套于销管的中部，在支耳形架左端的内部设置螺母，该螺母与拉杆端部的外螺纹配合。 以上结构简单可靠，装卸方便，并且拉动时不容易打滑，有利于对待加工工件有效定位。 为了增加强度，在所述支耳形架与销管之间设置有加强筋。
有益效果本实用新型可以实现对变椭外圆型线工件的加工，将大、小拖板和直线 电机置于床身的后面部分，使得大型待加工工件加工时的安装既简单又方便，在确保大型 待加工工件在加工过程中稳定性的同时，有效提高了工件的加工精度。
图1为本实用新型的主视图。 图2为图1的俯视图。 图3为图1的左视图。 图4为本实用新型中大、小拖板的装配示意图。 图5为本实用新型中拉架的结构示意图。 图6为图5的俯视图。 图7为图5的左视图。 图8为本实用新型所加工工件的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明 如图1、图2、图3、图5、图6、图7所示，床身1为宽体整体床身，具有前后两部分。 在床身1的前面部分安装主电机15、主轴3、主轴箱4、带动盘5和尾架10，其中主电机15位 于床身1的左端，主电机15的输出轴通过皮带及皮带轮与主轴3连接，该主轴3的右端从 主轴箱4中穿过，并且主轴3的右端头与带动盘5连接。所述主轴3为空心结构，在该主轴 3的左端安装同步回转油缸2，并且主轴3中穿设有拉杆13，所述拉杆13的左端伸出同步回 转油缸2夕卜，拉杆13的右端穿过主轴箱4和带动盘5后，与拉架7连接。所述拉架7包括 销管7a、支耳形架7b和螺母7c，所述支耳形架7b与销管7a相垂直，支耳形架7b的右端固套于销管7a的中部，在支耳形架7b左端的内部设置螺母7c，该螺母7c与拉杆13端部的外 螺纹配合。在支耳形架7b与销管7a之间设置有加强筋7d，以增加强度。在所述床身1的 右端设置平行导轨ll，该平行导轨11与主轴3同向布置，在平行导轨11上安装尾架10，且 尾架10的套筒与主轴3水平同轴。 从图2、图3、图4中可知，在床身1的后面部分并排安装两根z轴直线导轨24，该 z轴直线导轨24与主轴3相平行，z轴直线导轨24的后面设有限位开关12，且z轴直线导 轨24上安装有大拖板22。在两根所述z轴直线导轨24之间设有z轴滚球丝杆19，该z轴 滚球丝杆19通过轴承及轴承座支承于床身1上，z轴滚球丝杆19的左端通过联轴器18与 z轴电机17的输出轴连接，在所述z轴滚球丝杆19上套装有z轴螺母，该螺母固定于大拖 板22的底部。当z轴电机17通过联轴器18带动z轴滚球丝杆19转动，z轴滚球丝杆19 转动的同时，通过z轴螺母带动大拖板22沿z轴直线导轨24作左右滑移。 从图2、图3和图4可知，在大拖板22上安装小拖板21，该小拖板21通过燕尾槽 与大拖板22滑动配合。在大拖板22内通过轴承安装有x轴丝杆23，与该x轴丝杆23配合 的x轴螺母固定于小拖板21的底部，所述x轴丝杆23通过皮带及皮带轮与x轴电机20的 输出轴连接，x轴电机20安装在大拖板22上，并位于小拖板21的左侧，在小拖板21的右 侧设置零位限位器16。当x轴电机20通过皮带及皮带轮带动x轴丝杆23旋转，x轴丝杆 23旋转的同时，通过x轴螺母带动小拖板21能相对大拖板22在垂直于主轴3的方向作前 后滑移。所述小拖板21的前端固装有直线电机14，该直线电机14的轴线与主轴3垂直，并 且直线电机14的转动轴上安装有刀具，所述刀具与主轴3的轴心等高。 本实用新型的工作原理如下 在待加工工件6周侧壁的通孔6a内放上尼龙套8，将拉架7的销管7a对准待加工 工件6的两通孔6a，拉销9穿过尼龙套8和拉架7的销管7a将拉架7与待加工工件6连 接在一起，然后把待加工工件6内的拉销9水平放置，再将待加工工件6吊装至机床的带动 盘5和尾架10之间，并以带动盘5定位止口上的两个键将拉架7定位，用该定位止口粗定 位待加工工件6。通过尾架10的顶尖低压预顶紧待加工工件6，接着旋动拉杆13外露的左 端，将拉杆13旋入拉架7，并通过回转油缸2拉紧拉杆13，将待加工工件6紧固在带动盘5 上，然后再用尾架10高压顶紧待加工工件6。 根据待加工工件6的直径大小和长度，调整好限位开关12和零位限位器16。主电 机15通过主轴3和带动盘5带动待加工工件6高速转动，同时在z轴电机17的驱动下通 过z轴滚球丝杆副带动大拖板22做左右运动，在x轴电机20的驱动下通过x轴滚球丝杆 副带动小拖板21作前后运动，并通过直线电机14带动安装其上的刀具作前后运动，加工过 程中大拖板22和小拖板21相对位置固定，并由液压缸锁紧。所述主电机15 、 z轴电机17 、 x轴电机20的转速和直线电机14的频率由变椭型线外圆软件控制，从而实现对变椭外圆型 线工件的加工。
权利要求一种变椭型线外圆数控车床，包括床身(1)、主电机(15)、主轴(3)、主轴箱(4)、带动盘(5)和尾架(10)，在床身(1)的左端安装主电机(15)，右端安装尾架(10)，所述主电机(15)的输出轴通过皮带及皮带轮与主轴(3)连接，该主轴(3)的右端从主轴箱(4)中穿过，并且主轴(3)的右端头与带动盘(5)连接，其特征在于所述床身(1)为宽体整体床身，具有前后两部分，所述主电机(15)、主轴(3)、主轴箱(4)、带动盘(5)和尾架(10)位于床身(1)的前面部分，在所述床身(1)的后面部分并排安装两根z轴直线导轨(24)，该z轴直线导轨(24)与主轴(3)相平行，且z轴直线导轨(24)上安装有大拖板(22)，大拖板(22)能沿z轴直线导轨(24)滑移；在所述大拖板(22)上安装小拖板(21)，该小拖板(21)能相对大拖板(22)在垂直于主轴(3)的方向滑移，所述小拖板(21)的前端固装有直线电机(14)，该直线电机(14)的轴线与主轴(3)垂直，并且直线电机(14)的转动轴上安装有刀具，所述刀具与主轴(3)的轴心等高。
2. 根据权利要求1所述的变椭型线外圆数控车床，其特征在于在两根所述z轴直线 导轨(24)之间设有z轴滚球丝杆(19)，该z轴滚球丝杆(19)通过轴承及轴承座支承于床 身(1)上，z轴滚球丝杆(19)的左端通过联轴器(18)与z轴电机(17)的输出轴连接，在 所述z轴滚球丝杆(19)上套装有z轴螺母，该螺母固定于大拖板(22)的底部。
3. 根据权利要求1或2所述的变椭型线外圆数控车床，其特征在于所述小拖板(21) 通过燕尾槽与大拖板(22)滑动配合，在所述大拖板(22)内通过轴承安装有x轴丝杆(23)， 与该x轴丝杆(23)配合的x轴螺母固定于小拖板(21)的底部，所述x轴丝杆(23)通过皮 带及皮带轮与x轴电机(20)的输出轴连接，x轴电机(20)安装在大拖板(22)上，并位于 小拖板(21)的左侧。
4. 根据权利要求l所述的变椭型线外圆数控车床，其特征在于所述主轴(3)为空心 结构，在该主轴(3)的左端安装同步回转油缸(2)，并且主轴(3)中穿设有拉杆(13)，所述 拉杆(13)的左端伸出同步回转油缸(2)夕卜，拉杆(13)的右端穿过主轴箱(4)和带动盘(5) 后，与拉架(7)连接。
5. 根据权利要求4所述的变椭型线外圆数控车床，其特征在于所述拉架(7)包括销 管(7a)、支耳形架(7b)和螺母(7c)，所述支耳形架(7b)与销管(7a)相垂直，支耳形架(7b) 的右端固套于销管(7a)的中部，在支耳形架(7b)左端的内部设置螺母(7c)，该螺母(7c) 与拉杆(13)端部的外螺纹配合。
6. 根据权利要求5所述的变椭型线外圆数控车床，其特征在于在所述支耳形架(7b) 与销管(7a)之间设置有加强筋(7d)。
专利摘要一种变椭型线外圆数控车床，主电机的输出轴通过皮带及皮带轮与主轴连接，该主轴的右端与带动盘连接。床身为宽体整体床身，具有前后两部分，主电机、主轴、主轴箱、带动盘和尾架位于床身的前面部分，在床身的后面部分并排安装两根z轴直线导轨，z轴直线导轨上安装有大拖板；在所述大拖板上安装小拖板，小拖板的前端固装有直线电机，该直线电机的轴线与主轴垂直，并且直线电机的转动轴上安装有刀具，所述刀具与主轴的轴心等高。本实用新型可以实现对变椭外圆型线工件的加工，将大、小拖板和直线电机置于床身的后面部分，使得大型待加工工件加工时的安装既简单又方便，在确保大型待加工工件在加工过程中稳定性的同时，有效提高了工件的加工精度。
文档编号B23B5/36GK201537700SQ200920128610
公开日2010年8月4日 申请日期2009年8月26日 优先权日2009年8月26日
发明者冀庆康, 刘萍, 张文华, 朱奎 申请人:重庆跃进机械厂有限公司