定轴式自动车削椭圆活塞设备的制作方法

专利名称:定轴式自动车削椭圆活塞设备的制作方法
本实用新型是一种用于自动车削中凸度变椭圆活塞的设备。
现有椭圆活塞加工设备，无论国内生产的Sl－240B靠模式椭圆活塞自动车床，还是从国外引进的仿形式，靠模式椭圆活塞自动车床，都装有靠模或仿形模，加工时因有靠模或仿模，因此引起振动力大，磨损严重，出现轨迹偏离、迟后等现象，使产品精度下降。
本实用新型的目的是提供一种无靠模，振动力小，磨损小，使用方便，寿命长，产品精度高的定轴式自动车削椭圆活塞设备。
本实用新型的自动车削椭圆活塞设备，由床体、电机、旋转式误差缩小机构、定轴式椭圆发生器、数控系统等几部分组成。
定轴式椭圆发生器，由齿轮系、万向接头、花键轴和滚柱式刀杆平动机构组成。椭圆轨迹是由二个作定轴转动的圆周运动复合实现。其中，工件以W1的角速度在主轴上转动。通过旋转式误差缩小机构，滚柱式刀杆平动机构使固定在平动刀架上的刀尖以W2的角速度与工件同向转动，并使W2＝2W1，则刀尖在工件上车出的轨迹就是标准椭圆。定轴式椭圆发生器代替了以往的靠模和仿形模，从根本上解决了磨损严重，振动力大和轨迹迟后的问题。旋转式误差缩小机构，利用比例缩小的关系可使误差缩小一百倍左右，从而大大提高加工精度，缩小机构由二个旋转轴、一个滑动支座、三个轴承组成。旋转轴作定轴旋转时，因惯性离心力是常量，利用配平法减少振动力。数控系统，由TP－801A单板机、接口电路、驱动电源组成。用软件程序控制三个步进电机实现X、Y、Z三个方向的位移，改变椭圆度和活塞母线的变化。滚柱式刀杆平动机构，由滑板、保持架、滚柱、平动刀架组成。当工件在主轴上以W1的角速度转动时，安装在平动刀架上的刀尖，通过两个互相垂直滑板的直线运动，复合为圆周运动。通过旋转式缩小机构和数控系统的控制，刀尖以W2的角速度与主轴上以W1的角速度工件同向转动，车出高精度标准椭圆活塞。
利用下列附图对本实用新型进行详细的描述。
图1、定轴式自动车削椭圆设备结构示意图图2、图1的俯视图图3、旋转式缩小机构示意图图4、旋转式缩小机构装配图图5、滚柱式刀杆平动机构示意图图6、滚柱式刀杆平动机构俯视装配图图7、数控系统原理图参照附图，本实用新型的设备是由床体1、电机2、定轴式椭圆发生器、旋转式缩小机构27、数控系统26组成。
定轴式椭圆发生器由定轴齿轮13、14、15、19、20、21、22，万向接头16、18，花键轴17，滚柱式刀杆平动机构34组成。齿轮13分别和齿轮14、15啮合，齿轮15和万向接头16联结，万向接头16另一端和花键轴17联结，花键轴17的另一端和万向接头18联结，万向接头18另一端和齿轮19相联，齿轮20和齿轮19啮合，齿轮20和齿轮21联结，齿轮22和齿轮21啮合并和轴50联结，轴50另一端通过滚动轴承28和旋转式缩小机构27中的旋转轴30联结，旋转轴30另一端和旋转轴31的一端由球面轴承60铰接。旋转轴30、31上按比例缩小关系确定的位置处各装一个滚动轴承33、32，旋转轴30上装有可滑动支座29，旋转轴31的另一端和滚柱式刀杆平动机构34相联。滚柱式刀杆平动机构34装有两个互相垂直的滑板36、37，水平滑板37安装在垂直滑板36上，平动刀架41安装在水平滑板37上，在水平滑板37与垂直滑板36之间和水平滑板37与平动刀架41之间都装有保持架38，保持架38上装有滚柱39。数控系统26通过电缆25与步进电机11、23、24相联，数控系统26包括TP－801A单板机控制接口、状态接口、计数器、驱动源、软件程序。
当固定在床体1上的电机2转动时，通过离合器3带动皮带轮4转动，通过皮带5带动皮带轮6转动，皮带轮6带动齿轮13转动，齿轮13一边带动齿轮14转动，齿轮14以W1的角速度带动主轴8转动，主轴8带动工件9转动，工件9另一端由尾架10固紧。齿轮13另一边带动齿轮15转动，经万向接头16、花键轴17，万向接头18带动齿轮19转动，经齿轮20、21、22得到角速度W2，并以W2＝2W1带动轴50转动，通过旋转式缩小机构27中的旋转轴30、31，轴承28、33、32将W2的角速度传到滚柱式刀杆平动机构34，滚柱式刀杆平动机构34中的两个互相垂直滑板36、37及安装在水平滑板37上的平动刀架41在滚柱39上做直线滑动使刀尖35复合为圆周运动。通过数控系统26中的TP－801A单板机、控制接口、状态接口、驱动源、软件程序，操纵X向、Z向、Y向三个步进电机11、23、24，控制X、Z、Y三个方向的位移，改变椭圆度和活塞母线的变化，使X＝ (L2·e)/(L1·h+L2·e) 固定在平动刀架41上的刀尖35以e为半径，以W2的角速度作圆周运动。当X＝0，e＝0时，则车圆。改变X可得到不同的e值，即可得到不同的椭圆轨迹。只要使刀尖35和工件9以W2和W1的角速度同向转动就可车出不同轨迹的标准椭圆活塞。
本实用新型的设备既可通过数控系统操纵步进电机自动控制X、Y、Z三个方向的位移，使X＝ (L22·e)/(L1·h+L2·e) 车出不同的椭圆活塞，也可以手工操纵各种动作，车出不同的椭圆活塞。本实用新型的设备可与现有国产CA6150车床配用加工各类椭圆活塞，也可制成数控或机械式自动活塞车床，加工各类高精度椭圆活塞。
本实用新型操作方便，无靠模和仿形模，磨损小，寿命长，造价低，振动力小，精度高，是加工各类中凸度变椭圆活塞及标准椭圆零件的理想设备。
图中各标号说明1、床体21、齿轮41、平动刀架2、电机22、齿轮42、挡圈3、离合器23、Z向步进电机43、轴承4、皮带轮24、Y向步进电机44、螺钉5、皮带25、电缆45、圆柱销6、皮带轮26、数控系统46、螺母7、床体27、旋转式缩小机构47、压紧板8、主轴28、滚动轴承48、弹簧垫圈9、工件29、滑动支座49、螺钉10、尾架30、旋转轴50、轴11、X向步进电机31、旋转轴51、配重12、床体32、滚动轴承52、压紧螺母13、齿轮33、滚动轴承53、圆螺母14、齿轮34、滚柱式刀杆平动机构54、压紧圈15、齿轮35、刀尖55、螺母16、万向接头36、垂直滑板56、固定支座17、花键轴37、水平滑板57、螺钉18、万向接头38、保持架58、压紧板19、齿轮39、滚柱59、螺钉20、齿轮40、螺钉60、球面轴承
权利要求
1.一种用于车削中凸度变椭圆活塞的设备，它是由床体1、电机2、旋转式缩小机构27、数控系统26、定轴式椭圆发生器组成，其特征在于①床体1内的定轴式椭圆发生器，由四对互相啮合的定轴齿轮14，13、15，19、20，21、22，万向接头16、18，花键轴17组成，齿轮14和主轴8联结，齿轮15与齿轮19之间通过万向接头16、花键轴17、万向接头18联结，齿轮22和轴50联结；②旋转式缩小机构27中的旋转轴30一端与轴50由滚动轴承28联结，另一端与旋转轴31由球面轴承60铰接，旋转轴31的另一端由轴承43固定在平动刀架41上，轴承32、33按比例缩小关系安装在旋转轴31、30上；③滚柱式刀杆平动机构34由两块相垂直的滑板36、37，平动刀架41组成，水平滑板37固定在垂直滑板36上，平动刀架41安装在水平滑板37上。
2.根据权利要求
1所述的设备，其特征在于所说的旋转式缩小机构27中的旋转轴30的轴线与轴50的轴线保持一定的偏心距h，滑动支座29安装在旋转轴30上。
3.根据权利要求
1所述的设备，其特征在于所说的滚柱式刀杆平动机构34中的垂直滑板36和水平滑板37之间，水平滑板37和平动刀架41之间都装有保持架38，保持架38上装有滚柱39。
专利摘要
本实用新型是一种车削中凸度变椭圆活塞的设备。该设备采用定轴式椭圆发生器，代替了靠模，解决了磨损大、振动力大和轨迹迟后问题。通过椭圆发生器、旋转式缩小机构、及数控系统控制，改变活塞椭圆度和母线的变化，车出标准椭圆活塞。该设备无靠模，磨损小，精度高，是车削中凸度变椭圆活塞的理想设备。
文档编号B23B5/24GK87203341SQ87203341
公开日1988年5月11日 申请日期1987年6月10日
发明者杨懋钧, 支良本 申请人:航空工业部第六○一研究所