球面加工装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种球面加工装置，它包括带有卧式主轴(2)的机床床身(12)、工件夹持部件(3)、刀架支座(11)、刀具部件、驱动刀具部件作水平方向旋转运动的旋转驱动部件以及驱动刀具作竖直方向直线移动的升降驱动部件；工件(1)通过工件夹持部件(3)连接在卧式主轴(2)上，刀架支座(11)安装在机床床身(12)上，刀具部件通过旋转驱动部件和升降驱动部件活动安装在刀架支座(11)上；刀具部件包括沿竖直方向平行设置有粗车车刀(5)和精车车刀(4)，旋转驱动部件和升降驱动部件均通过机床的控制器控制操作。采用以上结构后，可以实现自动化要求，并且能在机床上进行改进从而提高球面加工精度、降低生产成本。
【专利说明】
球面加工装置
技术领域
[0001]本发明涉及机床技术领域，具体讲是一种用于机床上的球面加工装置。
【背景技术】
[0002]球面加工有模压成型、数控加工、球车加工、放电加工等方法，传统的球面加工通常采用铣削加工的方式，这是因为加工成本低，但是其加工精度低。数控加工出的球面的精度高但是，对于普通的小型企业而言，一台数控加工中心的生产成本过于高昂，而且数控加工多用于批量生产产品的时候，一次性投入成本较高，因此，为了降低生产成本，如何在普通车床上进行改造则是目前多数小型企业需要考虑的问题。如国家知识产权局网站上公开的公开号为CN103157813B的“用于圆环面及球面加工的复合车削装置”专利，它公开了箱体，箱体内安装有蜗轮蜗杆传动机构，蜗轮蜗杆传动机构包括蜗轮和蜗杆，蜗杆沿纵向安装于箱体、且蜗杆的光杆一端穿过箱体一侧壁，光杆侧端部安装有转动手柄，蜗轮安装于蜗轮轴且由键二连接、并且蜗轮与蜗杆齿形啮合连接，蜗轮轴竖向安装于箱体内、其下端安装于箱体的底板、上端穿过箱体的顶板，蜗轮轴的上端通过联轴机构连接有刀杆，刀杆的前端部安装有刀头，箱体的横向一侧壁上安装有夹持体。又如国家知识产权局网站上公开的公开号为CN201361714Y的“一种球面加工装置”专利，它包括立式旋转卡盘的普通车床和圆形加工部组成，所述圆形加工部包括转盘、小刀架、支座和连杆;所述转盘通过支座固定在车床床身，可绕所述支座旋转中心进行旋转，连杆左端连接车床大拖板，右端连接转盘，转盘上安装小刀架;被加工件固定普通车床的立式旋转卡盘，作垂直麻床身上的旋转，刀具在水平方向进行作圆弧形运动的轨迹与在垂直方向上旋转的被加工件体相交，从而实现对被加工件的球面加工。
[0003]但是，以上所述的现有技术的球面加工，它具有的缺点是:
[0004]I)对于第一种结构来说，由于从刀头到刀架之间要通过连杆、侧支架、侧刀架和刀杆来连接，之间的装配误差累积后会造成更大的加工误差，而且一但刀架处产生一点偏差，都会在刀头端产生更大的偏差，因此，这些误差和偏差都会对球面的产品精度造成较大的影响；
[0005]2)对于第二种结构来说，它通过刀头的旋转和工件的旋转来实现球面的加工，但是，它刀头的旋转是通过蜗轮蜗杆的配合来实现，而提供蜗杆主动力的动力源却只是手柄，而人工操作的主观性和不稳定性会带来刀头旋转的不稳定性，从而在产品表面形成加工缺陷；另外，它通过旋转调节手柄来调节刀头的回转半径，就可实现粗、精加工的切换，但是粗加工和精加工的刀头都是同一把刀的话，经过粗加工后的刀头已经产生了一定的磨损，对后续的精加工要求容易造成达不到加工要求的现象；因此，这种结构的球面加工装置的加工精度低、运行不平稳，生产出来的球面质量差。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是，提供一种可以实现自动化要求，并且可以在机床上进行改进从而即能提高球面加工精度又能降低生产成本的球面加工装置。
[0007]为解决上述技术问题，本发明提供的球面加工装置，它包括带有卧式主轴的机床床身、工件夹持部件、刀架支座、刀具部件、驱动刀具部件作水平方向旋转运动的旋转驱动部件以及驱动刀具作竖直方向直线移动的升降驱动部件;被加工的工件通过工件夹持部件连接在卧式主轴上，刀架支座安装在机床床身上，刀具部件通过旋转驱动部件和升降驱动部件活动安装在刀架支座上;所述的刀具部件包括沿竖直方向平行设置有粗车车刀和精车车刀，所述的旋转驱动部件和升降驱动部件均通过机床的控制器控制操作。
[0008]所述的刀具部件还包括刀架旋转主轴、刀架平台、活动刀架和刀架滑轨;所述的刀架平台固定连接在刀架旋转主轴的上端，刀架滑轨固定连接在刀架平台上，活动刀架的下端可调式连接在刀架滑轨上并通过锁紧机构锁紧在刀架滑轨上，粗车车刀和精车车刀连接在活动刀架的上端。
[0009]所述的刀架滑轨为矩形导轨，活动刀架可调式连接在刀架滑轨上是指，该可调式连接包括固定座、刀架调整丝杆和滑块，活动刀架的下端固定连接在滑块上，滑块滑动连接在刀架滑轨内并通过锁紧件与刀架平台固紧或者脱开，刀架调整丝杆的一端转动连接在固定座内并轴向限位在固定座上，固定座固定连接在刀架平台上，刀架调整丝杆的另一端与滑块形成丝杠螺母付。
[0010]所述的旋转驱动部件包括齿轮、齿条和驱动油缸，驱动油缸安装在刀架支座上，驱动油缸的活塞杆自由端与齿条的一端连接，齿条与齿轮啮合连接，齿轮固定连接在刀架旋转主轴上，刀架旋转主轴转动连接在刀架支座上。
[0011 ]所述的升降驱动部件包括刀架滑动基座和顶推油缸;刀架滑动基座滑动连接在刀架支座内并与刀架支座之间设有周向定位机构；刀架旋转主轴与刀架滑动基座转动连接，并且刀架滑动基座下端面与顶推油缸的活塞杆自由端连接，顶推油缸安装在机床床身上。
[0012]所述的周向定位机构包括定位键，该定位键紧配在刀架滑动基座的外周壁上，并且定位键和长度方向与刀架滑动基座的轴线平行，相应的刀架支座上设有与定位键相配合的定位槽。
[0013]所述的驱动油缸和顶推油缸的行程以及运行均通过机床上的控制器控制。
[0014]采用以上结构后，本发明与现有技术相比，具有以下的优点:
[0015]I)由于在刀具部件上同时安装了粗车车刀和精车车刀，并通过升降驱动部件对刀架部件的位置进行竖直方向的调整，以切换粗车车刀和精车车刀的使用，通过旋转驱动部件对刀架部件进行旋转驱动，因此，通过本装置既可以实现球面加工又可以实现粗车与精车的切换，保证车刀的使用寿命，从而保证了加工精度；另外，升降驱动部件和旋转驱动部件均通过机床上的控制器实现控制操作，可以实现自动化生产，从而进一步保证了加工精度，同时也降低了生产成本；
[0016]2)通过刀架调整丝杆与滑块的啮合传动，可以调整车刀与工件之间的距离，从而适用于不同球面直径的车削，通用性强；
[0017]3)通过驱动油缸和顶推油缸等液压油缸的使用，并将液压油缸受控制器控制，这样，旋转的角度和升降的距离都能得到精确的控制，从而使加工出来的球面尺寸更加精准，大大提高产品质量，并为自动化程度打下基础。
【附图说明】
[0018]图1是本发明中被加工工件的结构示意图。
[0019]图2是本发明球面加工装置的结构示意图。
[0020]图3是本发明球面加工装置在粗车时的结构示意图。
[0021 ]图4是本发明球面加工装置在精车时的结构示意图。
[0022]图5是本发明球面加工装置在俯视时的结构示意图
[0023]图6是本发明中车刀在球面其中一端时的结构示意图。
[0024]图7是本发明中车刀在球面其中另一端时的结构示意图。
[0025]图8是本发明中旋转驱动部件的俯视结构示意图。
[0026]图9是本发明中旋转驱动部件的剖视结构示意图。
[0027]其中，1、工件;2、卧式主轴;3、工件夹持部件;4、精车车刀；5、粗车车刀;6、刀架滑轨;7、刀架平台；8、刀架旋转主轴;9、刀架滑动基座；10、定位键；11、刀架支座；12、机床床身；13、活动刀架；14、固定座；15、刀架调整丝杆;16、滑块;17、齿条;18、齿轮;19、驱动油缸。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细地说明。
[0029]由图1?图9所示的本发明球面加工装置的结构示意图可知，它包括带有卧式主轴2的机床床身12、工件夹持部件3、刀架支座11、刀具部件、驱动刀具部件作水平方向旋转运动的旋转驱动部件以及驱动刀具作竖直方向直线移动的升降驱动部件。被加工的工件I通过工件夹持部件3连接在卧式主轴2上，刀架支座11安装在机床床身12上，刀具部件通过旋转驱动部件和升降驱动部件活动安装在刀架支座11上。所述的刀具部件包括沿竖直方向平行设置有粗车车刀5和精车车刀4，所述的旋转驱动部件和升降驱动部件均通过机床的控制器控制操作。本实施例中，工件夹持部件为常见的内涨性弹性夹具，它由液力驱动，它的内涨式乳头在工件I的内孔孔壁上的4点和内孔台阶面上的I点进行定位涨紧。
[0030]所述的刀具部件还包括刀架旋转主轴8、刀架平台7、活动刀架13和刀架滑轨6。所述的刀架平台7固定连接在刀架旋转主轴8的上端，刀架滑轨6固定连接在刀架平台7上，活动刀架13的下端可调式连接在刀架滑轨6上并通过锁紧机构锁紧在刀架滑轨6上，粗车车刀5和精车车刀4连接在活动刀架13的上端。
[0031]所述的刀架滑轨6为矩形导轨，活动刀架13可调式连接在刀架滑轨6上是指，该可调式连接包括固定座14、刀架调整丝杆15和滑块16，活动刀架13的下端固定连接在滑块16上，滑块16滑动连接在刀架滑轨6内并通过锁紧件与刀架平台7固紧或者脱开，刀架调整丝杆15的一端转动连接在固定座14内并轴向限位在固定座14上，固定座14固定连接在刀架平台7上，刀架调整丝杆15的另一端与滑块16形成丝杠螺母付。
[0032]所述的旋转驱动部件包括齿轮18、齿条17和驱动油缸19，驱动油缸19安装在刀架支座11上，驱动油缸19的活塞杆自由端与齿条17的一端连接，齿条17与齿轮18啮合连接，齿轮18固定连接在刀架旋转主轴8上，刀架旋转主轴8转动连接在刀架支座11上。
[0033]所述的升降驱动部件包括刀架滑动基座9和顶推油缸。刀架滑动基座9滑动连接在刀架支座11内并与刀架支座11之间设有周向定位机构。刀架旋转主轴8与刀架滑动基座9转动连接，并且刀架滑动基座9下端面与顶推油缸的活塞杆自由端连接，顶推油缸安装在机床床身12上。
[0034]所述的周向定位机构包括定位键10，该定位键10紧配在刀架滑动基座9的外周壁上，并且定位键10和长度方向与刀架滑动基座9的轴线平行，相应的刀架支座11上设有与定位键10相配合的定位槽。
[0035]所述的驱动油缸19和顶推油缸的行程以及运行均通过机床上的控制器控制。
[0036]本发明球面加工装置的工作过程如下:工件I通过工件夹持部件3夹紧在卧式主轴2上，跟随卧式主轴2同步转动，活动刀架13在刀架滑轨6上调整好距离后，首先顶推油缸作用，使刀架滑动基座9上移，使粗车车刀5对准切削点后停止顶推油缸的动作，然后启动驱动油缸19，齿条17的直线运动带动齿轮18的旋转运动，从而使刀架旋转主轴8发生转动，使粗车车刀5在驱动油缸19的往复式运动驱动下进行圆周方向的往复式运动，在车刀的往复式运动和工件本身的自转共同作用下，粗加工出球面。在粗加工完成后，停止驱动油缸19的运行，顶推油缸回程，使活动刀架13上的精车车刀4对准工件I的切削点后停止顶推油缸的动作，启动驱动油缸19，重复活动刀架13的动作，直至精加工出球面。
[0037]以上所述，仅是本发明较佳可行的实施示例，不能因此即局限本发明的权利范围，对熟悉本领域的技术人员来说，凡运用本发明的技术方案和技术构思做出的其他各种相应的改变都应属于在本发明权利要求的保护范围之内。
【主权项】
1.一种球面加工装置，其特征在于:它包括带有卧式主轴(2)的机床床身(12)、工件夹持部件(3)、刀架支座(11)、刀具部件、驱动刀具部件作水平方向旋转运动的旋转驱动部件以及驱动刀具作竖直方向直线移动的升降驱动部件;被加工的工件(I)通过工件夹持部件(3)连接在卧式主轴(2)上，刀架支座(11)安装在机床床身(I 2)上，刀具部件通过旋转驱动部件和升降驱动部件活动安装在刀架支座(11)上;所述的刀具部件包括沿竖直方向平行设置有粗车车刀(5)和精车车刀(4)，所述的旋转驱动部件和升降驱动部件均通过机床的控制器控制操作。2.根据权利要求1所述的球面加工装置，其特征在于:所述的刀具部件还包括刀架旋转主轴(8)、刀架平台(7)、活动刀架(13)和刀架滑轨(6);所述的刀架平台(7)固定连接在刀架旋转主轴(8)的上端，刀架滑轨(6)固定连接在刀架平台(7)上，活动刀架(13)的下端可调式连接在刀架滑轨(6)上并通过锁紧机构锁紧在刀架滑轨(6)上，粗车车刀(5)和精车车刀(4)连接在活动刀架(13)的上端。3.根据权利要求2所述的球面加工装置，其特征在于:所述的刀架滑轨(6)为矩形导轨，活动刀架(13)可调式连接在刀架滑轨(6)上是指，该可调式连接包括固定座(14)、刀架调整丝杆(15)和滑块(16)，活动刀架(13)的下端固定连接在滑块(16)上，滑块(16)滑动连接在刀架滑轨(6)内并通过锁紧件与刀架平台(7)固紧或者脱开，刀架调整丝杆(15)的一端转动连接在固定座(14)内并轴向限位在固定座(14)上，固定座(14)固定连接在刀架平台(7)上，刀架调整丝杆(15)的另一端与滑块(16)形成丝杠螺母付。4.根据权利要求2所述的球面加工装置，其特征在于:所述的旋转驱动部件包括齿轮(18)、齿条(17)和驱动油缸(19)，驱动油缸(19)安装在刀架支座(11)上，驱动油缸(19)的活塞杆自由端与齿条(I 7)的一端连接，齿条(17)与齿轮(18)啮合连接，齿轮(I 8)固定连接在刀架旋转主轴(8)上，刀架旋转主轴(8)转动连接在刀架支座(I I)上。5.根据权利要求4所述的球面加工装置，其特征在于:所述的升降驱动部件包括刀架滑动基座(9)和顶推油缸;刀架滑动基座(9)滑动连接在刀架支座(11)内并与刀架支座(11)之间设有周向定位机构；刀架旋转主轴(8)与刀架滑动基座(9)转动连接，并且刀架滑动基座(9)下端面与顶推油缸的活塞杆自由端连接，顶推油缸安装在机床床身(12)上。6.根据权利要求5所述的球面加工装置，其特征在于:所述的周向定位机构包括定位键(10)，该定位键(10)紧配在刀架滑动基座(9)的外周壁上，并且定位键(10)和长度方向与刀架滑动基座(9)的轴线平行，相应的刀架支座(11)上设有与定位键(10)相配合的定位槽。7.根据权利要求5所述的球面加工装置，其特征在于:所述的驱动油缸(19)和顶推油缸的行程以及运行均通过机床上的控制器控制。
【文档编号】B23B21/00GK106001619SQ201610450320
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月15日
【发明人】吴林平
【申请人】宁波华平金属制品有限公司