一种环模喇叭口自动加工机床的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种环模喇叭口自动加工机床，它包括机架（1）和X轴分度装置（2）、Y轴分行装置（3）、Z轴进给装置（4）和钻削动力头（5），钻削动力头（5）安装在Z轴进给装置（4）上，钻削动力头（5）前端安装钻削刀具（6），X轴分度装置（2）包括设置在机架（1）上的安装座、设置在安装座上的第一、第二分度辊（22、23）以及驱动第一分度辊（22）的X轴伺服电机（21），X轴伺服电机（21）与第一分度辊（22）之间设置有低侧隙精密减速机（24）和刚性联轴器（25），第一、第二分度辊（22、23）上设置有淬硬滚花（26）。本实用新型的有益效果是：它具有效率高、定位和钻削精度高和人力成本低的优点。
【专利说明】—种环模喇叭口自动加工机床
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及环模自动加工装置，特别是一种环模喇叭口自动加工机床。
【背景技术】
[0002]环模颗粒机广泛应用于饲料的加工、秸杆木屑等生物质能的颗粒成型、复合肥的生产、万寿菊颗粒压制、石油及塑料粒子的生产中。不同物料选用不同的制粒机，但其核心部分是制粒机环模。它对提高产品品质和产量，降低能耗(制粒能耗占整个车间总能耗30%-35%)，减少生产成本(环模损耗一项费用占整个生产车间的维修费25% -30%以上)等方面影响极大。
[0003]随着国民经济的增长，人民生活水平的提高，市场对各种饲料的需求不断上升，饲料厂对颗粒机主要易损件——环模的需求也不断增长，其质量的好坏直接影响饲料生产者的生产成本和饲料颗粒品质。据不完全统计,环模损耗费占整个生产车间的维修费的30%以上，饲料颗粒品质的好坏更是对饲料的销售产生极大的影响。可见，环模的加工质量对饲料生产者来说是极关重要的。
[0004]环模是一种多孔性环形易损件，壁薄，模孔密布，装配尺寸精度高。随着市场经济的不断发展，中国世贸组织的加入，只有价廉物美的饲料才具有市场竞争力。对于饲料生产者来说，降低生产成本和提高饲料颗粒品质是迫切需要的，而这些品质的高低很大程度上由环模的品质进行根本保证
[0005]环模模孔常规加工工艺:先在专用枪钻机床上分度加工模孔后，再在倒角机床上两次装夹分度加工内圆喇叭口。由于存在两次装夹误差，长期以来很难实现可靠的自动化加工。通常采用手动简易设备加工，质量可控性差，劳动强度大，2013年国内出现了数控系统控制的简易环模自动倒角机床，效率和自动化得到提高(专利号201320280525)，但在解决两次装夹误差，提高模孔定位精度上没有突破。我公司设计和制造了一款环模喇叭口自动加工机床，采用PLC+HMI控制，参数化操作，同时采用了特殊的机械设计配套创新的误差自动修正算法程序成功实现了环模模孔的两次装夹准确定位。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种效率闻、定位精度闻和人力成本低的环模喇叭口自动加工机床。
[0007]本实用新型的目的通过以下技术方案来实现:一种环模喇叭口自动加工机床，它包括机架和设置在机架上X轴分度装置、Y轴分行装置和Z轴进给装置，它还包括一钻削动力头，所述的钻削动力头安装在Z轴进给装置上，并与Z轴进给装置垂直，钻削动力头前端安装有钻削刀具，所述的X轴分度装置包括两对称设置在机架上的安装座、旋转设置在安装座上并平行的第一分度辊和第二分度辊以及驱动第一分度辊的X轴伺服电机，所述的X轴伺服电机与第一分度辊之间设置有一低侧隙精密减速机和刚性联轴器，所述的第一、第二分度辊、上设置有淬硬滚花。
[0008]所述的Y轴分行装置包括一设置在机架I上的槽形安装座，槽形安装座的两侧边对称设置有两相互平行的Y轴线轨，Y轴线轨上设置有一 Y轴拖板，槽形安装座上设置有Y轴丝杆，并在槽形安装座一端的位置上设有能驱动该Y轴丝杆的Y轴伺服电机。
[0009]所述的Z轴进给装置包括包括一槽形安装座、设置在槽形安装座上的Z轴丝杠和驱动Z轴丝杠的Z轴伺服电机，槽形安装座的的左侧边对称设置有两平行的Z轴线轨，Z轴线轨上设置有一 Z轴拖板，钻削动力头安装在Z轴托板上，所述的槽形安装座竖直安装在Z轴托板上。
[0010]所述的钻削刀具设计为内藏式。
[0011]它还包括一数控装置和自动测量环模直径的测量装置，所述的测量装置与数控装置电性连接
[0012]本实用新型具有以下优点:本实用新型具有以下优点:
[0013]一、采用三轴联动，数控操作，操作参数化、灵活简单，减低了对操作者的要求。
[0014]二、环模不需要二次装夹，节约了加工时间，提高了生产效率，且全过程为全自动化加工，节省了人工，降低了生产成本，进一步的提高了生产效率。
[0015]三、误差的自动测量和补偿分配，使环模的定位和钻削精度得到高，进而产品质量得到提闻。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型的主视示意图
[0017]图2为本实用新型的俯视示意图
[0018]图3为本实用新型的左视示意图
[0019]图4为第一分度辊与X轴伺服电机连接示意图
[0020]图中，1-机架，2-X轴分度装置，3-Y轴分行装置，4-Z轴进给装置，5_钻削动力头，6-钻削刀具，21-X轴伺服电机，22-第一分度辊，23-第二分度辊，24-低侧隙精密减速机，25-刚性联轴器，26-淬硬滚花，31-Y轴伺服电机，32-Y轴线轨，33-Y轴丝杠，34-Y轴拖板，41-Z轴伺服电机，42-Z轴线轨，43-Z轴拖板。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图对本实用新型做进一步的描述，本实用新型的保护范围不局限于以下所述:如图广图3所示，一种环模喇叭口自动加工机床，它包括机架I和设置在机架上X轴分度装置2、Y轴分行装置3和Z轴进给装置4，它还包括一钻削动力头5，所述的钻削动力头5安装在Z轴进给装置4上，并与Z轴进给装置4垂直，钻削动力头5前端安装有钻削刀具6，钻削刀具6设计为内藏式，所述的X轴分度装置2包括两对称设置在机架I上的安装座、旋转设置在安装座上并平行的第一分度辊22和第二分度辊23以及驱动第一分度辊22的X轴伺服电机21，如图4所示，所述的X轴伺服电机21与第一分度辊22之间设置有一低侧隙精密减速机24和刚性联轴器25，所述的第一、第二分度辊22、23上设置有淬硬滚花26，淬硬滚花26经氮化后精密磨削外圆，即保证了第一、第二分度辊22、23外径尺寸恒定又有效防止了与零件表面打滑，避免了如采用弹性胶辊时出现的分度辊外径尺寸随工件重量动态变化的弊端。
[0022]在本实施例中，所述的Y轴分行装置3包括一设置在机架I上的槽形安装座，槽形安装座的两侧边对称设置有两相互平行的Y轴线轨32，Y轴线轨32上设置有一 Y轴拖板34，槽形安装座上设置有Y轴丝杆33，并在槽形安装座一端的位置上设有能驱动该Y轴丝杆33的Y轴伺服电机31，Y轴伺服电机31驱动Y轴丝杠33转动，然后Y轴丝杠33再带动Y轴拖板34沿Y轴线轨32移动，从而使安装在Y轴线轨32上的Z轴进给装置4沿Y轴线轨32方向来回移动。
[0023]在本实施例中，所述的Z轴进给装置4包括包括一槽形安装座、设置在槽形安装座上的Z轴丝杠和驱动Z轴丝杠的Z轴伺服电机41，槽形安装座的的左侧边对称设置有两平行的Z轴线轨42，Z轴线轨42上设置有一 Z轴拖板43，钻削动力头5安装在Z轴托板43上，所述的槽形安装座竖直安装在Z轴托板43上，Z轴伺服电机41驱动Z轴丝杠转动，从而带动Z轴拖板43沿Z轴线轨42上下移动，进一步也就实现了钻削动力头5的Z向进给。
[0024]在本实施例中，它还包括一数控装置和自动测量环模直径的测量装置，所述的测量装置与数控装置电性连接。
[0025]本实用新型的工作过程如下:钻削动力头5安装在Z轴拖板上通过Z轴伺服电机41和Z轴丝杠驱动，从而实现钻削刀具6的上下进给运动，钻削刀具6设计为内藏式，便于伸进环模内环。Z轴进给装置安装在Y轴拖板34上，并通过Y轴伺服电机31和Y轴丝杆33驱动，从而实现了钻削刀具6的前后运动。环模的最大外圆放置在X轴分度装置2上的第一、第二分度辊22、23上，并随第一、第二分度辊22、23的转动而实现了孔位的分度定位。伺服电机驱动控制通过三菱PLC+HMI实现，实现加工只需在HMI输入环模的孔数、行数、最大外圆直径、倒角的速度和深度即可加工，参数化加工大大减低了操作要求。为了消除分度辊与环模的打滑误差和回转误差，机械上采用了淬硬滚花并经过精密磨削的分度辊，淬硬滚花26经氮化后精密磨削外圆，即保证了第一、第二分度辊22、23外径尺寸恒定又有效防止了与零件表面打滑，避免了如采用弹性胶辊时出现的分度辊外径尺寸随工件重量动态变化的弊端；程序编制上采用误差自动补偿和分配的思路:通过试分度后由系统自动计算出补偿后的自适应分度参数并转化为工件的最大外圆修正尺寸，其详细的误差补偿和分配技术方案如下:
[0026]环模模孔加工工艺:环模先加工模孔，工件绕数控转台中心回转分度，模孔加工完后将环模重新装夹在分度辊上，通过分度辊旋转带动环模旋转再次分度，显然两次装夹的基准不重合，而分度辊传动也会产生打滑误差，因此加工喇叭口时孔的再次定位就成了难题。通过实验表明，当工件重量一定，分度辊旋转的速度和加速度恒定时，分度辊传动分度一次时产生的误差也是恒定的。因此只要测出分度一次的误差并进行补偿或抑制即可满足定位精度要求
[0027]误差的自动测量和补偿分配方法:任意孔分度坐标值A的确定根据传动关系有:A= (k D i N) /(n d)公式 I, D= (An d) / (k i N)公式 2
[0028]A:任意孔分度的绝对坐标值单位pis
[0029]D:环模最大装夹直径尺寸单位mm
[0030]η:环模一周的孔数单位个
[0031]d:辊筒直径单位mm
[0032]1:传动比
[0033]K:伺服电机旋转一圈所需脉冲数单位pis
[0034]N:当前的孔位
[0035]将公式I和2写入控制程序。操作者在人机界面上写入参数:D和η。
[0036]根据公式I进行试分度，分度设定点到达后，当前分度坐标为Α，此时必然有误差产生，通过手轮手摇脉冲找正孔位，找正后实际坐标调整为Al，在人机上设计“误差自动修正”按钮，操作者按下后程序通过公式2将Al引入并计算出修正后的环模外圆理论直径D1，在接下来的分度加工中，任意孔的分度坐标按公式I引入Dl值计算，需要说明的是试分度的设定数越大，修正的精度越高。
[0037]实践加工表明，在程序中采用误差自动补偿和分配的控制方法后，达到了环模模孔2次装夹重复定位的精度要求，解决了此类加工的难题，同时实现了操作简单化。
【权利要求】
1.一种环模喇叭口自动加工机床，它包括机架(1)和设置在机架上X轴分度装置(2)、Y轴分行装置(3)和Z轴进给装置(4)，其特征在于:它还包括一钻削动力头(5)，所述的钻削动力头(5)安装在Z轴进给装置(4)上，并与Z轴进给装置(4)垂直，钻削动力头(5)前端安装有钻削刀具(6)，所述的X轴分度装置(2)包括两对称设置在机架(1)上的安装座、旋转设置在安装座上并平行的第一分度辊(22)和第二分度辊(23)以及驱动第一分度辊(22)的X轴伺服电机(21),所述的X轴伺服电机(21)与第一分度棍(22)之间设置有一低侧隙精密减速机(24)和刚性联轴器(25)，所述的第一、第二分度辊(22、23)上设置有淬硬滚花(26)。
2.根据权利要求1所述的一种环模喇叭口自动加工机床，其特征在于:所述的Y轴分行装置(3)包括一设置在机架(1)上的槽形安装座，槽形安装座的两侧边对称设置有两相互平行的Y轴线轨(32)，Y轴线轨(32)上设置有一 Y轴拖板(34)，槽形安装座上设置有Y轴丝杆(33)，并在槽形安装座一端的位置上设有能驱动该Y轴丝杆(33)的Y轴伺服电机(31)。
3.根据权利要求2所述的一种环模喇叭口自动加工机床，其特征在于:所述的Z轴进给装置(4)包括一槽形安装座、设置在槽形安装座上的Z轴丝杠和驱动Z轴丝杠的Z轴伺服电机(41)，槽形安装座的的左侧边对称设置有两平行的Z轴线轨(42)，Z轴线轨(42)上设置有一 Z轴拖板(43)，钻削动力头(5)安装在Z轴托板(43)上，所述的槽形安装座竖直安装在Z轴托板(43)上。
4.根据权利要求1所述的一种环模喇叭口自动加工机床，其特征在于:所述的钻削刀具(6)设计为内藏式。
5.根据权利要求1所述的一种环模喇叭口自动加工机床，其特征在于:它还包括一数控装置和自动测量环模直径的测量装置，所述的测量装置与数控装置电性连接。
【文档编号】B23B41/00GK204035617SQ201420503890
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月3日 优先权日:2014年9月3日
【发明者】蒋红光, 李迅, 邓国辉 申请人:四川迅雷威机械制造有限公司