专利名称:加工大屏幕模板的等线速度车削加工装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种车削加工装置，特别是一种加工大屏幕模板的等线速度车削加工装置，属于机械工程领域。
背景技术：
玻璃钢大屏幕，其上需要刻出多种规格的同心圆形的细密条纹，要批量生产上述玻璃钢大屏幕，必须先加工出铝合金模板。由于模板有多种规格，最大的规格长乘宽为3200mm×2400mm；条纹间距Δy为0.35～0.5mm；条纹深t为0.15～0.25mm；加工整块模板条纹需分度9000～6000次；从转台中心开始，把车刀沿径向分度时，转台转速要随之无级变速(变慢)，才能使车削不同圈条纹时的线速度不变，从而保持车削时进刀量一致。否则容易断刀及产生颤振现象。通常的立车，不能自动随刀排的分度运动变更转速，只能有级地用人工调节排档来变更转台地转速，用这种方法加工一块模板需调排档数千次，费时费力，加工效率低，加工质量亦受影响。经文献捡索分析，发现中国专利申请号91226878.6，名称为大型环形工件精密电火花机床，自述为由机床主机，床身、立柱、横梁、主轴头及各部份的传动系统组成，其工作台可作无级变速的正反向旋转运动，主轴头可作x、z座标双向伺服运动。其缺点是主轴头的X向分度运动不能控制工作台的按一定关系变化的无级变速运动，另方面其亦不能实现数千次的量为0.5mm，误差为0.004的精密分度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种加工大屏幕模板的等线速度车削加工装置，当车削模板上同心圆形细密条纹时，随着刀排由圆心向外分度的每一次Δy，转台转速要随之自动无级变速(变慢)，使车刀在车削不同内、外圈时的线速度始终保持不变，以保证车刀的切削量一致。避免发生颤振及断刀现象。从而提高了加工效率，保证模板的加工质量。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明主要包括直流调速电机、转台传动机构、刀排y向分度机构、刀排z向进退刀机构，其连接方式为直流调速电机的输出接转台传动机构的输入，转台传动机构的底座与地基固结，刀排y向分度机构中的大拖板设置在横梁上，刀排z向进退刀机构设置在大拖板上。由计算机控制直流电机驱动转台传动机构中的转台进行无级变速，刀排y向分度机构完成刀排加工同心圆形条纹时的径向精密分度运动Δy(条纹间距)，刀排z向进退刀机构由步进电机驱动刀排，完成垂直向Δz的进退刀运动(控制条纹的加工深度t)，刀排y向分度机构上的成形车刀自转台中心向外进行径向分度时，每移动一个Δy量，可由光栅尺传感器测量、显示并通讯给另设的计算机控制系统，再由控制系统发出命令至直流电机调速系统，使直流电机的转速按与Δy有一定的函数关系变慢转动，以保持由内到外车削每一条同心圆形条纹时的线速度及切削量不变。
直流电机的转速由计算机控制系统控制，转台传动机构包括蜗轮减速器、一对锥齿轮、一对圆柱齿轮，锥齿轮与轴固接，轴通过轴承支承在底座上，锥齿轮与圆柱齿轮固接在轴上，轴通过轴承支承在底座上，齿轮与轴固接，轴通过轴承支承在底座上，轴与转台相固接。电机的转动通过蜗轮减速箱、锥齿轮对的啮合，圆柱齿轮对啮合带动转台转动。
刀排y向分度机构包括电机、离合器、丝杠、丝杠螺母、大拖板、横梁、龙门架、大光栅尺、光栅尺滑块，电机固定在龙门架上，电机通过离合器与丝杠相开合连接，丝杠支承在横梁上，丝杠螺母与大拖板相固接，大拖板可在横梁上移动，手柄通过离合器与丝杠相开合、连接，光栅尺固接在横梁上，光栅滑块固接在大拖板上，光栅滑块当光栅尺构成滑动连接。
刀排z向进退刀机构包括步进电机、减速器、丝杠、螺母、小拖板、小光栅尺、光栅及滑块，步进电机、减速器均固接在大拖板上，光栅固定在大拖板上，光栅及滑块固定在小拖板上，且又能在光栅尺中滑动，小拖板与大拖板构成滑动连接。
直流调速电机通过传动机构驱动并调节转台，按所需之转速转动；刀排y向分度机构由电机或手动，通过减速器及丝扛传动，完成刀排加工同心圆形条纹时的径向精密分度运动Δy(条纹间距)；刀排z向进退刀机构由步进电机驱动刀排，完成垂直向Δz的进退刀运动(控制条纹的加工深度t)。根据加工要求确定一“合适”的车削线速度，成形车刀自转台中心向外进行径向分度时，每移动一个Δy(如0.5mm)量，可由光栅尺传感器测量、显示并通讯给另设的计算机控制系统，再由控制系统发出命令至直流电机调速系统，使直流电机的转速按与Δy有一定的函数关系变慢转动，以保持由内到外车削每一条同心圆形条纹时的线速度及切削量不变。相应于每进行一次Δy分度，就由计算机控制步进电机转动，通过减速器、丝杠传动完成一次垂直向Δz的进退刀运动，再通讯给计算机控制系统控制步进电机的转数(发出的脉冲数)，从而使刀排每一次z向的进刀量t保持一致。加工一块大型模板上的同心园型条纹，Δy分度达6000多次，刀排进退刀也要6000多次，上述光栅测量、显示、通讯及计算机的控制调节过程可以不断自动重复进行。
本发明具有实质性特点和显著进步，采用具有本发明结构的机床，由计算机控制直流电机驱动转台进行无级变速，刀排每加工一条园圈型条纹所需的横向分度量Δy由光栅测量、显示并通讯给计算机控制系统，再由计算机控制系统根据每一次的Δy的增量来控制直流电机的转速，从而使转台转速变慢，以保持由内到外车削同心园条纹时的线速度及切削量相等，避免发生颤振及断刀现象。另外加工一块大型模板上的同心园型细入密条纹，Δy分度达6000多次，现由计算机控制直流电机驱动转台相应变速6000多次，省却了数千次手工调节转台转速的麻烦，提高了加工模板条纹的质量与效率。
图1加工大屏幕模板机床的传动机构结构示意图；图2大屏幕模板示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明主要包括直流调速电机1、转台传动机构2、刀排y向分度机构3、刀排z向进退刀机构4、转台15、光栅尺23，电机1的输出接转台传动机构2的输入，转台传动机构2的底座与地基固结，刀排y向分度机构3中的大拖板25设置在横梁上，刀排z向进退刀机构4设置在大拖板25上。由计算机控制直流电机1驱动转台传动机构2中的转台进行无级变速，刀排y向分度机构3完成刀排加工同心圆形条纹时的径向精密分度运动Δy(条纹间距)，刀排z向进退刀机构4由步进电机驱动刀排，完成垂直向Δz的进退刀运动(控制条纹的加工深度t)，刀排y向分度机构3上的成形车刀自转台中心向外进行径向分度时，每移动一个Δy量，可由光栅尺传感器测量、显示并通讯给另设的计算机控制系统，再由控制系统发出命令至直流电机调速系统，使直流电机1的转速按与Δy有一定的函数关系变慢转动，以保持由内到外车削每一条同心圆形条纹时的线速度及切削量不变。
转台传动机构2包括蜗轮减速器5、轴6、10、14、一对锥齿轮7、8、轴承9、13、一对圆柱齿轮11、12，锥齿轮7与轴6固接，轴6通过轴承支承在底座上，锥齿轮8与圆柱齿轮11固接在轴10上，轴10通过轴承9支承在底座上，齿轮12与轴14固接，轴14通过轴承13支承在底座上，轴14与转台15固接。直流电机1的输出接减速器5的输入，减速器5的输出接锥齿轮7的输入，锥齿轮7与锥齿轮8相啮合，齿轮11与齿轮12相啮合，电机1的转动通过上述传动机构可使转台按一定减速比转动。
刀排y向分度机构3包括龙门架16、电机17、离合器20、55、丝杠21、横梁22、大光栅尺23、丝杠螺母24、大拖板25、光栅尺滑块26、手柄53，电机17固定在龙门架16上，电机17通过离合器20与丝杠21相开合连接，丝杠21支承在横梁22上，丝杠螺母24与大拖板25相固接，大拖板25可在横梁22上移动；另外，可用手摇手柄53通过离合器55与丝杠21相开合连接。大光栅尺23固接在横梁22上，光栅滑块26，固接在大拖板25上，光栅滑块可在大光栅尺23中移动。当离合器19合上而离合器55脱开，电机17转动时。可使大拖板25实施y向横向机动分度或走刀；当离合器55合上，而离合器19脱开时，可使大拖板25实施y向手动分度或走刀。当大拖板25移动时，带动与之固接的光栅滑块26移动，使光栅滑块26相对于大光栅尺23移动，从而使光栅传感器测出大拖板25相对横梁22的移动量Δy或y值。
刀排z向进退刀机构4包括步进电机27、减速器28、丝杠29、螺母30、小拖板31、小光栅尺32，步进电机27和减速器28固接在大拖板25上，螺母30固接在小拖板31上，小光栅尺32固定在大拖板25上，光栅尺滑块33固定在小拖板31上，其又能在小光栅尺32滑动。当步进电机27通过减速器28驱动丝杠29转动，通过螺母30带动小拖板沿垂直向(z向)相对大拖板25移动，使光栅滑块沿小光栅尺32上下移动测量并显示出Δz移动量。步进电机27驱动小拖板上下移动，由小光栅尺测量、显示Δz量控制刀排的垂直进刀量t保持一致。
权利要求
1.一种加工大屏幕模板的等线速度车削加工装置，主要包括直流调速电机(1)、转台传动机构(2)、转台(15)、电机(17)、大光栅尺(23)、大拖板(25)、步进电机(27)，其特征在于还包括刀排y向分度机构(3)、刀排z向进退刀机构(4)，其连接方式为直流调速电机(1)的输出接转台传动机构(2)的输入，转台传动机构(2)的底座与地基固结，刀排y向分度机构(3)中的大拖板(25)设置在横梁(22)上，刀排z向进退刀机构(4)设置在大拖板(25)上，由计算机控制直流调速电机(1)驱动转台传动机构(2)中的转台(15)进行无级变速，刀排y向分度机构(3)的大拖板(25)由电机(17)驱动，由步进电机(27)驱动刀排z向进退刀机构(4)上的刀排，刀排y向分度机构(3)上的成形车刀自转台中心向外进行径向分度时，每移动一个条纹间距量，由大光栅尺(23)的传感器测量并发送给另设的计算机控制系统，再由控制系统发出命令至直流调速电机(1)，直流调速电机(1)的转速按一定的函数关系变慢转动。
2.根据权利要求
1所述的加工大屏幕模板的等线速度车削加工装置，其特征是，转台传动机构(2)包括蜗轮减速器(5)、轴(6)、(10)、(14)、一对锥齿轮(7)、(8)、轴承(9)、(13)、一对圆柱齿轮(11)、(12)，锥齿轮(7)与轴(6)固接，轴(6)通过轴承支承在底座上，锥齿轮(8)与圆柱齿轮(11)固接在轴(10)上，轴(10)通过轴承(9)支承在底座上，齿轮(12)与轴(14)固接，轴(14)通过轴承(13)支承在底座上，轴(14)与转台相固接，直流调速电机(1)的转动通过蜗轮减速器(5)、锥齿轮对(7)和(8)的啮合，圆柱齿轮对(11)和(12)啮合带动转台(15)转动。
3.根据权利要求
1所述的加工大屏幕模板的等线速度车削加工装置，其特征是，刀排y向分度机构(3)包括龙门架(16)、电机(17)、离合器(20)、(55)、丝杠(21)、横梁(22)、大光栅尺(23)、丝杠螺母(24)、大拖板(25)、光栅尺滑块(26)、手柄(53)，电机(17)固定在龙门架(16)上，电机(17)通过离合器(20)与丝杠(21)相开合连接，丝杠(21)支承在横梁(22)上，丝杠螺母(24)与大拖板(25)相固接，大拖板(25)可在横梁(22)上移动，手柄(53)通过离合器(55)与丝杠(21)相开合连接，大光栅尺(23)固接在横梁(22)上，光栅尺滑块(26)固接在大拖板(25)上，光栅尺滑块(26)与大光栅尺(23)构成滑动连接。
4.根据权利要求
1所述的加工大屏幕模板的等线速度车削加工装置，其特征是，刀排z向进退刀机构(4)包括步进电机(27)、减速器(28)、丝杠(29)、螺母(30)、小拖板(31)、小光栅尺(32)，减速器(28)均固接在大拖板(25)上，小光栅尺(32)固定在大拖板(25)上，光栅及滑块(33)固定在小拖板(31)上，且在小光栅尺(32)中滑动，小拖板(31)与大拖板(25)构成滑动连接，螺母(30)固接在小拖板(31)上，步进电机(27)通过减速器(28)驱动丝杠(29)转动。
专利摘要
一种加工大屏幕模板的等线速度车削加工装置属于机械工程领域。主要包括直流调速电机，转台传动机构，刀排y向分度机构，刀排z向进退刀机构，其连接方式为电机的输出接转台传动机构的输入，转台传动机构的底座与地基固结，刀排y向分度机构中的大拖板设置在横梁上，刀排z向进退刀机构设置在大拖板上。采用具有本发明结构的机床，机床转台的转速，由计算机控制直流电机驱动转台进行无级变速，刀排的横向分度量Δy由光栅测量显示并通讯给计算机控制系统，用于控制直流电机的转速，从而适度控制转台的转速，保证了车刀的切削量一致，避免了颤振及断刀现象的发生。
文档编号B23Q16/00GKCN1201900SQ02150792
公开日2005年5月18日 申请日期2002年11月28日
发明者曹志奎, 高雪官, 马培荪 申请人:上海交通大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan