专利名称：一种立式车床的数控侧刀架的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种普通立式机床侧刀架的数控化改造，属于金属加工数控机床设备领域。
背景技术：
数控技术是机加工车床的发展方向，目前无论是新出厂的数控立式车床，还是后由普通立式车床改造的数控立车，由于实现侧刀架的数控比较困难，在设计中全放弃了侧刀架。实现侧刀架的数控比较困难的原因是侧刀架相对于立刀架传动空间狭小，高精度的滚珠丝杠难以安装，传动机构随刀架一起移动，造成伺服负载惯量过大，对伺服电机和伺服驱动器的优化造成很大的困难。但是在实际加工过程中发现，对于加工一些长度大、又有深曲线槽或深曲线孔型的零件来说，仅靠数控立刀架的作用似乎有些力不从心。其表现是当立刀架伸出太长时，它的刚性将显著下降，造成加工时共振、加工精度低和崩刀等现象，使·加工难以进行，这也成为数控立式车床的一个不足之处。因此对立式车床进行改进是十分必要的。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够加工带有深曲线槽或深曲线孔型的零件、显著提高加工效率和提高加工零件精度的立式车床的数控侧刀架。解决上述技术问题的技术方案是一种立式车床的数控侧刀架，它包括X轴进给装置和Z轴进给装置；X轴进给装置由X轴伺服电机、联轴器、刀架滑枕、滚珠丝杠、滚珠丝杠丝母组成，X轴伺服电机通过联轴器与滚珠丝杠的一端相连接，滚珠丝杠安装在刀架滑枕内，滚珠丝杠丝母套装在滚珠丝杠上，滚珠丝杠丝母与刀架滑枕壁为固定连接；Z轴进给装置由Z轴伺服电机、伺服减速机、传动轴、紧固压板、半齿圈偏心套、齿条、齿轮组成，Z轴伺服电机与伺服减速机、传动轴依次连接，伺服减速机与半齿圈偏心套固定连接，传动轴安装在半齿圈偏心套内，半齿圈偏心套由紧固压板与机床体为可调节连接，传动轴的末端连接齿轮，齿轮与齿条相啮合。上述立式车床的数控侧刀架，所述X轴进给装置的滚珠丝杠的两端分别由前丝杠轴承座、前轴承、后轴承、丝杠预紧前螺母、丝杠预紧后螺母支撑安装。上述立式车床的数控侧刀架，所述Z轴进给装置的半齿圈偏心套的外侧安装有调节齿轮，调节齿轮与半齿圈偏心套外侧的齿圈相啮合。本实用新型的有益效果本实用新型的侧刀架的X轴进给装置和Z轴进给装置采用单独的伺服电机带动，并有数控系统统一控制，采用半闭环数控结构，换装高精度低背隙的机械传动部件，以滚珠丝杠、磨制齿条为机床的最终传动部件。使原本只能加工直线的普通机床可也轻松的加工圆弧和各种公式曲线，使机床的加工范围大大加宽；在实际工作中大大提高了产品的加工效率、产品质量以及降低了职工的劳动强度；提高了机床的工作效率，降低了设备采购的费用。
图I为本实用新型的安装位置示意图；图2为本实用新型的X轴进给装置结构示意图；图3为本实用新型的Z轴进给装置结构示意图。图中标记如下主轴卡盘I、机床侧刀架2、机床立刀架3、X轴进给装置4、Z轴进给装置5、数控装置6、手摇脉冲发生器7、X轴伺服电机10、联轴器11、刀架滑枕12、滚珠丝杠丝母13、滚珠丝杠14、前丝杠轴承座15、丝杠预紧前螺母16、前轴承17、后轴承18、丝杠预紧后螺母19、Z轴伺服电机20、伺服减速机21、紧固压板22、机床体23、半齿圈偏心套24、 齿条25、齿轮26、轴承27、传动轴28。
具体实施方式
本实用新型包括X轴进给装置4和Z轴进给装置5，在安装X轴进给装置4和Z轴进给装置5前必须要有拆除原进给箱内的齿轮和各传动轴，拆除原进给减速箱。X轴进给装置4是在左右方向进行移动，改进安装中要进行以下步骤(I)拆除原机床齿轮齿条；⑵去除刀架滑枕12内侧的部分铸造加强筋；(3)修复刀架滑枕12可能变形的尺寸；(4)在刀架滑枕12内侧安装滚珠丝杠14 ； (5)加装X轴伺服电机10和联轴器11 ； (6)安装自动润滑系统。图中显示，X轴进给装置4由X轴伺服电机10、联轴器11、刀架滑枕12、滚珠丝杠14、滚珠丝杠丝母13组成，X轴伺服电机10通过联轴器11与滚珠丝杠14的一端相连接，滚珠丝杠14安装在刀架滑枕12内，滚珠丝杠丝母13套装在滚珠丝杠14上，滚珠丝杠丝母13与刀架滑枕12壁为固定连接。滚珠丝杠14的两端分别由前丝杠轴承座15、前轴承17、后轴承18、丝杠预紧前螺母16、丝杠预紧后螺母19支撑安装。Z轴进给装置5是在上下方向进行移动，改进安装中要进行以下步骤(I)更换高精度齿轮-齿条副；(2)对机床进给箱进行改造加工，以适应调隙机构的安装；(3)设计并制造齿轮-齿条副的调隙装置；(4)加装Z轴伺服电机20、伺服减速机21 ; (5)安装控制平衡油缸，抵消侧刀架的自身重力；(6)加装必要的齿轮26和齿条25的防护装置；(7)安装自动润滑系统。图中显示，Z轴进给装置5由Z轴伺服电机20、伺服减速机21、传动轴28、紧固压板22、半齿圈偏心套24、齿条25、齿轮26组成。Z轴伺服电机20与伺服减速机21、传动轴28依次连接，伺服减速机21与半齿圈偏心套24固定连接，传动轴28安装在半齿圈偏心套24内，半齿圈偏心套24由紧固压板22与机床体23为可调节连接，传动轴28的末端连接齿轮26，齿轮26与齿条25相啮合。Z轴进给装置5的半齿圈偏心套24的外侧安装有调节齿轮，调节齿轮与半齿圈偏心套24外侧的齿圈相啮合。通过调节齿轮可以精确调整齿轮-齿条副的间隙。
权利要求1.一种立式车床的数控侧刀架，其特征在于它包括X轴进给装置(4)和Z轴进给装置(5)； X轴进给装置(4)由X轴伺服电机(10)、联轴器(11)、刀架滑枕(12)、滚珠丝杠(14)、滚珠丝杠丝母(13)组成，X轴伺服电机(10)通过联轴器(11)与滚珠丝杠(14)的一端相连接，滚珠丝杠(14)安装在刀架滑枕(12)内，滚珠丝杠丝母(13)套装在滚珠丝杠(14)上，滚珠丝杠丝母(13)与刀架滑枕壁为固定连接； Z轴进给装置(5)由Z轴伺服电机(20)、伺服减速机(21)、传动轴(28)、紧固压板(22)、半齿圈偏心套(24 )、齿条(25 )、齿轮(26 )组成，Z轴伺服电机(20 )与伺服减速机(21)、传动轴(28 )依次连接，伺服减速机(21)与半齿圈偏心套(24)固定连接，传动轴(28 )安装在半齿圈偏心套(24)内，半齿圈偏心套(24)由紧固压板(22)与机床体(23)为可调节连接，传动轴(28)的末端连接齿轮(26)，齿轮(26)与齿条(25)相啮合。
2.根据权利要求I所述的立式车床的数控侧刀架，其特征在于所述X轴进给装置(4)的滚珠丝杠(14)的两端分别由前丝杠轴承座(15)、前轴承(17)、后轴承(18)、丝杠预紧前螺母(16)、丝杠预紧后螺母(19)支撑安装。
3.根据权利要求2所述的立式车床的数控侧刀架，其特征在于所述Z轴进给装置(5)的半齿圈偏心套(24)的外侧安装有调节齿轮，调节齿轮与半齿圈偏心套(24)外侧的齿圈相( 合。
专利摘要一种立式车床的数控侧刀架，属于金属加工数控机床设备领域，用于普通立式机床侧刀架的数控化改造，其技术方案是它的X轴进给装置的X轴伺服电机通过联轴器与滚珠丝杠的一端相连接，滚珠丝杠安装在刀架滑枕内，滚珠丝杠丝母套装在滚珠丝杠上，滚珠丝杠丝母与刀架滑枕壁为固定连接；它的Z轴进给装置的Z轴伺服电机与伺服减速机、传动轴依次连接，伺服减速机与半齿圈偏心套固定连接，传动轴安装在半齿圈偏心套内，半齿圈偏心套由紧固压板与机床体为可调节连接，传动轴的末端连接齿轮，齿轮与齿条相啮合。本实用新型使普通机床可也轻松的加工圆弧和各种公式曲线，使机床的加工范围大大加宽，在实际工作中大大提高了产品的加工效率和产品质量。
文档编号B23Q5/36GK202506849SQ20122010861
公开日2012年10月31日 申请日期2012年3月21日 优先权日2012年3月21日
发明者吴建雄, 张健, 朱军, 朱英魁 申请人:河北钢铁股份有限公司唐山分公司