轴类零件外圆粗加工专机的制作方法
【专利摘要】一种轴类零件外圆粗加工专机，解决现有技术存在的使用通用的外圆加工机型，作业效率低，加工时间长，需要很多台设备，对现代化加工制造企业生产线的高产高效管理缺乏适应性的问题。包括床身，回转机构，对置刀具进给机构和Z轴行走机构，其技术要点是：所述回转机构包括双端可同步驱动的左侧回转机构和右侧回转机构，所述对置刀具进给机构沿纵向布置在左侧回转机构和右侧回转机构之间，其上设置有分别布置在回转机构的回转主轴径向两侧的用于安装对置刀具的前部刀架和后部刀架。其结构紧凑，占用空间合理，使刀具对工件径向的顶进力相互抵消，降低了加工节拍，既提高了生产效率，又保证了加工产品质量的稳定性。
【专利说明】
轴类零件外圆粗加工专机
技术领域
[0001]本实用新型属于轴类零件加工技术领域，具体涉及一种轴类零件外圆加工装置，特别是一种低转速大进给、避免工件弯曲变形、实现一次装夹完成多处轴颈加工的轴类零件外圆粗加工专机。
【背景技术】
[0002]零件粗加工和精加工的区别在于:粗加工去除材料多，切削速度小、进给量和吃刀量大，零件尺寸精度低、表面加工质量不高;精加工去除材料少，切削速度大、进给量和吃刀量小，保证零件最终尺寸加工精度以及表面质量。
[0003]粗加工是以快速切除毛坯余量为目的，在粗加工时应选用大的进给量和尽可能大的切削深度，以便在较短的时间内去除尽可能多的加工余量。特别是曲轴在各轴颈精加工之前，必须去除表面较大的加工余量。现有轴类零件外圆的粗加工方式，大多采用单刀具加工，这种加工方式往往对工件产生较大的径向作用力，甚至造成工件弯曲、断裂，导致废品率升高。特别是由于曲轴的特殊形状，致使其加工很难实现大进给，只能降低进给量，这样势必会提高加工节拍;为满足生产线节拍要求，一根曲轴的粗加工通常拆分成多道工序进行加工，需要通过多台设备的协作才能完成，操作人员劳动强度大、工作效率低，并且相关设备的占地面积大，不便于厂房空间的有效利用。
[0004]现有技术大多是使用通用的外圆加工机型，作业效率低，加工时间长，需要很多台设备，对现代化加工制造企业生产线的高产高效管理缺乏适应性，所以有必要对现有轴类零件外圆粗加工设备进行改进。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型就是针对上述问题，提供一种低转速大进给、避免工件弯曲变形、实现一次装夹完成多处轴颈加工的轴类零件外圆粗加工专机。
[0006]本实用新型所采用的技术方案是:该轴类零件外圆粗加工专机包括床身，回转机构，对置刀具进给机构和Z轴行走机构，其技术要点是:所述回转机构包括设置在床身上部左侧的左侧回转机构和设置于床身上部右侧的右侧回转机构，右侧回转机构与床身之间设置有Z轴行走机构;所述对置刀具进给机构沿纵向布置在左侧回转机构和右侧回转机构之间，由沿纵向设置在床身上的进给机构滑台以及其上设置的进给机构直线导轨，设置在进给机构直线导轨上的前部刀架和后部刀架，设置在进给机构滑台端部的进给机构减速机和与进给机构减速机相连的进给机构伺服电机，以及端部与进给机构减速机相连、后段与后部刀架底部相连、前段与前部刀架底部相连的进给机构传动丝杠组成;安装有对置刀具的前部刀架和后部刀架分别布置在回转机构的回转主轴径向两侧，进给机构传动丝杠的前端和后端分别设置正扣和反扣丝杠螺纹。在外圆粗加工过程中，对置刀具进给机构带动前部刀架和后部刀架以及其上安装的对置刀具沿回转主轴径向同步相向进给。
[0007]所述Z轴行走机构由沿横向设置在床身上部右侧的Z轴滑台和其上设置的Z轴直线导轨，设置在Z轴直线导轨上的Z轴滑板，设置在Z轴滑台端部的Z轴伺服电机以及一端与Z轴伺服电机相连、另一端与Z轴滑板底部的Z轴丝杠螺母座相连的Z轴传动丝杠组成。以带动Z轴滑板及其上部连接的右侧回转机构一起沿Z轴直线导轨往复运动。
[0008]所述左侧回转机构由布置在床身上的左侧主轴箱，左侧主轴箱输出端连接的左卡盘，与主轴相连的编码器，通过支撑座连接在床身上的主轴减速机，与主轴减速机输入端通过联轴器相连的左侧主驱动电机，以及分别与左侧主轴箱输入端设置的大同步齿型带轮和主轴减速机输出端设置的小同步齿型带轮相连的同步齿型带组成;所述右侧回转机构由布置在Z轴行走机构的Z轴滑台上的右侧主轴箱，右侧主轴箱输出端连接的右卡盘，与主轴相连的编码器，通过支撑座连接在床身上的主轴减速机，与主轴减速机输入端通过联轴器相连的右侧主驱动电机，以及分别与右侧主轴箱输入端设置的大同步齿型带轮和主轴减速机输出端设置的小同步齿型带轮相连的同步齿型带组成。通过连接在主轴箱与主轴减速机之间的同步齿型带，以及对与主轴相连的编码器的控制，实现左侧回转机构和右侧回转机构的同步转动。
[0009]所述对置刀具进给机构的前部刀架和后部刀架上安装一组或多组刀具，以适应不同工件的形状和工艺要求。
[0010]所述与主轴减速机输入端相连的左侧主驱动电机和右侧主驱动电机，采用立式安装方式，以节省机床的占地面积。
[0011]所述进给机构伺服电机与进给机构减速机的连接方式为垂直交叉式，以节省机床的占地面积。
[0012]本实用新型的有益效果:由于本实用新型采用双端同时驱动的左侧回转机构和右侧回转机构，布置在左侧回转机构和右侧回转机构之间的对置刀具进给机构，以及其上设置的分别布置在回转主轴径向两侧的、同步相向进给的前部刀架和后部刀架的结构形式，所以其结构紧凑，占用空间合理，使刀具对工件径向的顶进力相互抵消，解决了加工过程中工件变形、弯曲的问题，同时双端驱动提高了加工进给量，降低了加工节拍，既提高了生产效率，又保证了加工产品质量的稳定性。
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型的一种俯视结构不意图。
[0014]图2是图1的A向视图。
[0015]图3是图2的侧视图。
[0016]图中序号说明:I床身、2左侧回转机构、3对置刀具进给机构、4前部刀架、5待加工工件、6对置刀具、7后部刀架、8右侧回转机构、9 Z轴行走机构、10 Z轴伺服电机、11 Z轴滑板、12 Z轴传动丝杠、13 Z轴直线导轨、14 Z轴滑台、15右侧主轴箱、16同步齿型带、17主轴减速机、18支撑座、19右侧主驱动电机、20右卡盘、21进给机构伺服电机、22进给机构减速机、23进给机构传动丝杠、24进给机构滑台、25进给机构直线导轨、26左卡盘、27左侧主驱动电机、28左侧主轴箱、29 Z轴丝杠螺母座、30小同步齿型带轮、31大同步齿型带轮。
【具体实施方式】
[0017]根据图1?3详细说明本实用新型的具体结构。该轴类零件外圆粗加工专机包括底部的床身I，由设置在床身I上部左侧的左侧回转机构2和设置于床身I上部右侧布置的Z轴行走机构9之上、可跟随Z轴行走机构9移动的右侧回转机构8组成的，可双端同步驱动的回转机构，对置刀具进给机构3和Z轴行走机构9等，其中对置刀具进给机构3沿纵向布置在左侧回转机构2和右侧回转机构8之间，对置刀具进给机构3上设置有分别布置在回转机构的回转主轴径向两侧的，安装有对置刀具6的前部刀架4和后部刀架7，在轴类零件外圆粗加工过程中，对置刀具进给机构3带动其上设置的前部刀架4和后部刀架7，以及前部刀架4和后部刀架7上分别安装的对置刀具6沿回转机构的回转主轴径向，实现同步相向进给。
[0018]为了分别带动前部刀架4和后部刀架7及其上连接的对置刀具6沿回转机构的回转主轴径向同步相向进给，对置刀具进给机构3由沿纵向设置在床身I上的进给机构滑台24以及进给机构滑台24上部设置的进给机构直线导轨25，通过底部设置的与直线导轨配套的滑座分别设置在进给机构直线导轨25上的前部刀架4和后部刀架7，设置在进给机构滑台24端部的进给机构减速机22和与进给机构减速机22相连接的进给机构伺服电机21，以及端部与进给机构减速机22的输出端相连、后段与对置刀具进给机构3上的后部刀架7底部的丝杠螺母座相连、前段与对置刀具进给机构3上的前部刀架4底部的丝杠螺母座相连的进给机构传动丝杠23组成，与进给机构减速机22的输出端相连的进给机构传动丝杠23的前端和后端分别设计成正扣和反扣丝杠螺纹。
[0019]为了带动Z轴滑板11及其上部连接的右侧回转机构8，在整个加工过程中一起沿Z轴直线导轨13往复运动，Z轴行走机构9由沿横向设置在床身I上部靠右侧的Z轴滑台14和Z轴滑台14上设置的Z轴直线导轨13，通过底部设置的与直线导轨配套的滑座设置在Z轴直线导轨13上的Z轴滑板11，设置在Z轴滑台14端部的Z轴伺服电机10以及一端与Z轴伺服电机10相连、另一端与Z轴滑板11底部的Z轴丝杠螺母座相连的Z轴传动丝杠12组成，通过Z轴伺服电机10驱动Z轴传动丝杠12旋转，进而驱动Z轴丝杠螺母座带动Z轴滑板11 一起运动。
[0020]出于实现左侧回转机构2和右侧回转机构8同步转动的目的，左侧回转机构2由布置在床身I上部左侧的左侧主轴箱28，与左侧主轴箱28输出端相连接的左卡盘26，连接在主轴后部的编码器，通过支撑座18与床身I连接的主轴减速机17，与主轴减速机17输入端通过联轴器相连的左侧主驱动电机27，以及分别与左侧主轴箱28输入端连接的大同步齿型带16轮和主轴减速机17输出端连接的小同步齿型带16轮相配合连接的同步齿型带16所组成;右侧回转机构8由布置在床身I上部右侧的Z轴行走机构9的Z轴滑台14上的右侧主轴箱15，与右侧主轴箱15输出端相连接的右卡盘20，连接在主轴后部的编码器，通过支撑座18与床身I连接的主轴减速机17，与主轴减速机17输入端通过联轴器相连的右侧主驱动电机19，以及分别与右侧主轴箱15输入端连接的大同步齿型带16轮和主轴减速机17输出端连接的小同步齿型带16轮相配合连接的同步齿型带16组成，通过连接在主轴箱与主轴减速机17之间的同步齿型带16，以及与主轴相连的编码器控制双端同步驱动。
[0021]为适应加工的不同工件形状和工艺要求，对置刀具进给机构3的前部刀架4和后部刀架7上可安装一组或多组刀具。
[0022]为了节省机床的整体占地面积，分别与两侧主轴减速机17输入端相连的左侧主驱动电机27和右侧主驱动电机19，采用立式安装方式;进给机构伺服电机21与进给机构减速机22的连接方式为垂直交叉式。
[0023]使用时，将待加工工件5右端与设置在Z轴行走机构9的Z轴滑板11上的右侧回转机构8的右卡盘20相卡接，Z轴行走机构9带动右侧回转机构8以及待加工工件5向左移动，利用弹簧机构同时将待加工工件5顶入布置在床身I左侧的左侧回转机构2的左卡盘26内，利用卡盘内定位端面，确定轴向尺寸的定位，左卡盘26和右卡盘20同时夹紧待加工工件5，通过系统控制左侧主驱动电机27和右侧主驱动电机19，带动分别与左侧、右侧主轴箱15输入端连接的大同步齿型带16轮和主轴减速机17输出端连接的小同步齿型带16轮相配合连接的同步齿型带16，驱动左侧回转机构2和右侧回转机构8的主轴旋转，并通过与主轴相连的编码器反馈控制两侧的主轴转速同步。
[0024]然后，驱动沿纵向设置在床身I上的对置刀具进给机构3的进给机构伺服电机21，通过与进给机构减速机22相连接的进给机构减速机22带动进给机构传动丝杠23旋转；由于进给机构传动丝杠23的前端和后端分别设计有正扣和反扣丝杠螺纹，使得设置在进给机构直线导轨25上、通过底部丝杠螺母座分别与进给机构传动丝杠23相连接的前部刀架4和后部刀架7，带动其上连接的对置刀具6沿回转机构的回转主轴径向同步相向进给，开始对待加工工件5轴颈表面进行加工。对置刀具进给机构3的前部刀架4和后部刀架7上，可根据工件形状和工艺要求，安装一组或多组刀具，对待加工工件5各轴颈表面同时进行加工。采用刀具对置加工的方式后，对置刀具6同时在180度方向，对称实现对待加工工件5的切削加工，把刀具对待加工工件5径向的顶进力相互抵消，同时双端主轴驱动扭矩必然增加，这样可以实现对工件的大进给量加工。外圆粗加工完成后，松开左卡盘26，驱动进给机构伺服电机21和Z轴伺服电机1，使工件回到原始工位，卸下加工完成的工件。
[0025]重复上述两端卡盘夹紧待加工工件5，控制两侧主轴转速同步，驱动对置刀具进给机构3前部刀架4和后部刀架7上的对置刀具6沿回转主轴径向同步相向进给等的步骤，循环进行下一个轴类零件的外圆粗加工。
[0026]根据加工工艺和精度等的需要，左侧回转机构2和右侧回转机构8的主轴减速机17，以及对置刀具进给机构3的进给机构减速机22为1:10高精度减速机。
【主权项】
1.一种轴类零件外圆粗加工专机，包括床身(I)，回转机构，对置刀具进给机构(3)和Z轴行走机构(9)，其特征在于:所述回转机构包括设置在床身(I)上部左侧的左侧回转机构(2)和设置于床身(I)上部右侧的右侧回转机构(8)，右侧回转机构(8)与床身(I)之间设置有Z轴行走机构(9);所述对置刀具进给机构(3)沿纵向布置在左侧回转机构(2)和右侧回转机构(8)之间，由沿纵向设置在床身(I)上的进给机构滑台(24)以及其上设置的进给机构直线导轨(25)，设置在进给机构直线导轨(25)上的前部刀架(4)和后部刀架(7)，设置在进给机构滑台(24)端部的进给机构减速机(22)和与进给机构减速机(22)相连的进给机构伺服电机(21)，以及端部与进给机构减速机(22)相连、后段与后部刀架(7)底部相连、前段与前部刀架(4)底部相连的进给机构传动丝杠(23)组成，安装有对置刀具(6)的前部刀架(4)和后部刀架(7)分别布置在回转机构的回转主轴径向两侧，进给机构传动丝杠(23)的前端和后端分别设置正扣和反扣丝杠螺纹。2.根据权利要求1所述的一种轴类零件外圆粗加工专机，其特征在于:所述Z轴行走机构(9)由沿横向设置在床身(I)上部右侧的Z轴滑台(14)和其上设置的Z轴直线导轨(13)，设置在Z轴直线导轨(13)上的Z轴滑板(11)，设置在Z轴滑台(14)端部的Z轴伺服电机(10)以及一端与Z轴伺服电机(10)相连、另一端与Z轴滑板(I I)底部的Z轴丝杠螺母座相连的Z轴传动丝杠(12)组成。3.根据权利要求2所述的一种轴类零件外圆粗加工专机，其特征在于:所述左侧回转机构(2)由布置在床身(I)上的左侧主轴箱(28)，左侧主轴箱(28)输出端连接的左卡盘(26)，与主轴相连的编码器，通过支撑座(18)连接在床身(I)上的主轴减速机(17)，与主轴减速机(17)输入端通过联轴器相连的左侧主驱动电机(27)，以及分别与左侧主轴箱(28)输入端设置的大同步齿型带(16)轮和主轴减速机(17)输出端设置的小同步齿型带(16)轮相连的同步齿型带(16)组成;所述右侧回转机构(8)由布置在Z轴行走机构(9)的Z轴滑台(14)上的右侧主轴箱(15)，右侧主轴箱(15)输出端连接的右卡盘(20)，与主轴相连的编码器，通过支撑座(18)连接在床身(I)上的主轴减速机(17)，与主轴减速机(17)输入端通过联轴器相连的右侧主驱动电机(19)，以及分别与右侧主轴箱(15)输入端设置的大同步齿型带(16)轮和主轴减速机(17)输出端设置的小同步齿型带(16)轮相连的同步齿型带(16)组成。4.根据权利要求1所述的一种轴类零件外圆粗加工专机，其特征在于:所述对置刀具进给机构(3)的前部刀架(4)和后部刀架(7)上安装一组或多组刀具。5.根据权利要求3所述的一种轴类零件外圆粗加工专机，其特征在于:所述与主轴减速机(17)输入端相连的左侧主驱动电机(27)和右侧主驱动电机(19)，采用立式安装方式。6.根据权利要求1所述的一种轴类零件外圆粗加工专机，其特征在于:所述进给机构伺服电机(21)与进给机构减速机(22)的连接方式为垂直交叉式。
【文档编号】B24B5/04GK205685118SQ201620529879
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2016年6月3日 公开号201620529879.3, CN 201620529879, CN 205685118 U, CN 205685118U, CN-U-205685118, CN201620529879, CN201620529879.3, CN205685118 U, CN205685118U
【发明人】韩小宁, 赵志国, 韩旭, 邓勇
【申请人】沈阳德文特动力机械制造有限公司