专利名称：双支承刨床的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种金属切削加工设备，具体的说是一种双支承刨床。
背景技术：
刨床是一种常见的金属切削加工设备，通常分为龙门刨床和牛头刨床两种。其中龙门刨床主要用于大型零件的刨削加工，而牛头刨床多用于中小型零件的刨削加工。由于牛头刨床体积小、价格低，因此应用面较为广泛。现有的牛头刨床结构形式是刨头设置在滑枕的顶端，滑枕以悬臂支承方式安装并进行往复滑动，该悬臂支承方式带来的缺点就是支承刚性较差，刨削时振动较大，因而加工精度较低，而且滑枕容易磨损。当机械或液压驱动装置推动滑枕由起始位置运动至最大行程时，滑枕受刨头重力或切削力的影响逐渐递增，刨头处的挠度也不断增大。并且由于滑枕与导轨之间存在间隙，在重力作用下，滑枕前端还存在下压的趋势，更加剧了刨头在垂直方向上的位移；当到达最大行程时，刨头在该位置的偏移达到最大值，在这一运动过程中，安装在刨头上的刀具在空间中的运行轨迹并不是一条直线，而是一条逐渐变形弯曲的曲线，这样就导致零件的加工误差较大，而且这种状况随悬臂的长度也即滑枕行程的加长而更加严重，这就限制了所加工零件的轴向长度。又由于滑枕采用悬臂结构，即使导轨产生少量的磨损也会大大降低产品加工精度。此外，为了支承悬伸的刨头，床身导轨面必须制造得较长，这样也增加了材料费用和制造成本。
发明内容
1、发明目的本发明的目的是提供一种刚性好、强度高的双支承结构的刨床，其加工精度高，适用范围广，结构紧凑、制造成本低。
2、技术方案本发明所述的双支承刨床，其特征是它包括床身、左右支座、滑枕、导轨、导轨滑块、刨刀机构、垂直运动拖板、工件夹持进给机构，所述左右支座垂直固定在床身上的两端，导轨滑块固定在左右支座上，导轨固定在滑枕的下方，并与导轨滑块构成导轨副，导轨设置在导轨滑块上，垂直运动拖板固定在滑枕的中部，刨削零件的刨刀机构固定在垂直运动拖板上。
所述工件夹持进给机构有两种结构形式，为模块化组合方式，一种是设置在床身上位于两支座之间的横向运动工作台；另一种是设置在左右支座上的回转分度运动顶尖机构。分别采用两种运动机构可以大大提高加工的灵活性，扩大刨床的应用范围。
本专利的驱动方式有两种一是液压驱动，一是数控驱动。采用现有的数控系统进行技术升级，并通过数控计算机控制滑枕、垂直运动拖板和横向运动工作台或回转分度运动顶尖机构的运动，使得机床结构简单，还扩大了刨床的加工范围，使其不仅可以加工平面，还能加工斜面、轴向曲面、横向曲面及螺旋面、柱面等具有特形面的复杂零件。由于这两种驱动方式均可通过现有技术实现，故在本专利中不再详述。
将现有牛头刨床上滑枕的悬臂式结构设计为两端支承结构，即将支座分为左右两个，分别固定在床身的两端，带有导轨的滑枕横跨安装在左右支座上。当刨头处于起始端和最大行程这两个位置时，其挠度最小，即使当刨头位于挠度最大位置即导轨跨度的中间位置时，其挠度的大小相对于同样行程的牛头刨床要小的多。而且其受行程变化的影响也小，即滑枕的刚性较好，这样刀具的运行轨迹就更趋近于一条直线，加工出的零件精度也更高。同时，滑枕和导轨的长度在满足同样使用要求的基础上也可以相应的短一些，既节省了材料和生产成本，又减少了刨床的体积。其中导轨可以采用运动精度较高的滚动导轨副，也可以采用滑动导轨副。
所述刨刀机构采用本申请人的另一项专利，专利号为200420026963.0，名称为双向刨刀机构，可以使现有牛头刨床单向切削，空程返回的低效率工作过程变成双向切削的高效率工作过程，能使加工效率提高一倍。
本发明的工作原理将待加工零件固定在横向运动工作台上或者回转分度运动顶尖机构上。刨削时，由驱动装置驱动的滑枕作往复直线运动，滑枕上的垂直运动拖板带动刨刀机构对工件进行刨削。当该刨床采用数控系统驱动时，可以通过数控系统预先编制的加工程序，控制滑枕、垂直拖板与横向运动工作台或回转分度运动顶尖机构的协调运动，完成对零件的加工。其中滑枕在驱动装置的作用下左右往复直线运动，而设置在滑枕上的垂直运动拖板根据控制信号并由伺服电机驱动进行上下运动，从而能精确控制安装在拖板上的刨刀机构的高度位置，横向运动工作台根据数控系统的控制信号带动工件实施精确进给。并且该横向运动工作台为可拆装式，拆卸后或配上垫板加高横向运动工作台，可减少垂直拖板悬伸距离，提高加工刚性；或在左右支座上安装回转分度运动顶尖机构，可扩大回转分度运动顶尖机构加工零件的半径范围。而对于加工回转体零件，则可由减速机构、伺服电机或直接采用手动分度控制方式控制回转分度运动顶尖机构，实现对回转体零件或螺旋面的加工。
3、有益效果本发明具有以下优点1)将悬臂式滑枕改为双支承滑枕，大大提高了支承刚性及滑枕的运动精度，滑枕的运动精度可达0.01/300毫米，大大高于牛头刨床精度标准的0.04/300毫米，并由此减少了材料、减轻了重量、降低了成本、减少了尺寸。
2)可采用数控系统，扩大了刨床加工形状范围。可加工平面、斜面、轴向或横向曲面等。
3)在采用了回转分度运动顶尖机构后，还可以加工螺旋面、柱面等特形面的复杂零件。
4)可采用双向刨刀机构，实现双向刨削，加工效率成倍提高，并可减少空磨损，延长刨床的有效使用寿命。
5)导轨和床身的长度在满足同样便用要求的基础上，可以相应的短一些，既节省了材料和生产成本，也减少了刨床的占地面积。
四
图1是装有横向运动工作台的双支承刨床的结构示意图。
图2是图1的侧视图。
图3是装有回转分度运动顶尖机构的双支承刨床的结构示意图。
五具体实施例方式
如图1、图2所示，本发明所述双支承刨床，它包括床身1、左右支座2、导轨滑块3、滑枕4、导轨5、刨刀机构6、垂直运动拖板7、横向运动工作台8、调节垫块11、齿条12、减速机构13和驱动滑枕4的伺服电机14。床身1是整体式床身，以保证刨床工作时的稳定性，支座2为左右两个，分别垂直固定在床身1的两端。导轨滑块3固定在左右支座2的两端，其截面形状为“凹”字形。导轨5固定在滑枕4的下方。导轨5与导轨滑块3之间构成滚动式导轨副。采用滚动导轨副，可提高运动精度，减少导轨的磨损，延长使用寿命。当然也可以采用滑动导轨副。整个机床为“口”字形状，该结构具有良好的刚性和运动精度。由液压驱动或数控系统对机床进行驱动和控制。伺服电机14安装在支座2的一侧，并通过减速机构13上的齿轮带动固定在滑枕4上的齿条12，驱动滑枕4做往复直线运动。垂直运动拖板7安装在滑枕4的中部，刨削零件的刨刀机构6安装在垂直运动拖板7上，该刨刀机构6采用专利号为200420026963.0专利所公开的双向刨刀机构，从而使加工效率提高一倍。当然也可以采用通常的单向刨刀机构。横向运动工作台8设置在床身1上位于左右支座2之间，并可以通过调节垫块11来改变高度。
所述机床也可以组合成如图3所示的结构，它由设置在一个支座上的回转分度机构9以及设置在另一个支座上的与其相配合的回转分度顶尖10组成回转轴，并由回转分度伺服电机15驱动。图3中设计了滑枕4采用油缸来驱动的另一种驱动方式，可以用于不含轴向曲面的加工领域。
所述机床分别通过两轴，三轴数控系统进行控制，可以实现加工不同形状零件的目的。例如横向运动工作台8和垂直运动拖板7用两轴数控系统控制，而滑枕4采用油缸来驱动，可以加工横向的平面、斜面、曲面。又如将垂直运动拖板7和回转分度机构9、10用两轴数控系统控制，而滑枕4采用油缸来驱动，可以加工横向的柱面、曲面等复杂特形面的零件。再如横向运动工作台8和垂直运动拖板7以及滑枕4用三轴数控系统控制，则可加工横向和轴向的曲面。还可以将回转分度机构9、10、垂直运动拖板7以及滑枕4用三轴数控系统控制，又能加工螺旋面等复杂零件。采用不同组合方式，可以将刨床的加工领域充分扩展，提高机床使用价值。
权利要求
1.一种双支承刨床，其特征是它包括床身(1)、左右支座(2)、导轨滑块(3)、滑枕(4)、导轨(5)、刨刀机构(6)、垂直运动拖板(7)、以及工件夹持进给机构；所述左右支座(2)固定在床身(1)上的两端，导轨滑块(3)固定在左右支座(2)上，导轨(5)固定在滑枕(4)的下方，并跨架在左右两个支座上与导轨滑块(3)构成导轨副，滑枕(4)由驱动装置驱动，垂直运动拖板(7)固定在滑枕(4)的中部，刨刀机构(6)固定在垂直运动拖板(7)上，工件夹持进给机构安装在位于左右支座(2)之间的床身(1)上或安装在左右支座(2)上。
2.根据权利要求1所述的双支承刨床，其特征是所述工件夹持进给机构是设置在位于左右支座(2)之间的床身(1)上的横向运动工作台(8)，或是设置在左右支座(2)上的回转分度运动顶尖机构(9、10)。
3.根据权利要求1所述的双支承刨床，其特征是所述驱动装置为液压驱动，或数控驱动。
4.根据权利要求1所述的双支承刨床，其特征是所述刨刀机构(6)是双向刨刀机构。
5.根据权利要求2所述的双支承刨床，其特征是在所述横向运动工作台(8)的下方设有调节垫块(11)。
全文摘要
本发明公开了一种双支承刨床，它包括床身、左右支座、导轨滑块、滑枕、导轨、刨刀机构、垂直运动拖板、以及工件夹持进给机构；左右支座固定在床身上的两端，导轨滑块固定在左右支座上，导轨固定在滑枕的下方，并跨架在左右两个支座上与导轨滑块构成导轨副，滑枕由驱动装置驱动，垂直运动拖板固定在滑枕的中部，刨刀机构固定在垂直运动拖板上，工件夹持进给机构安装在位于左右支座之间的床身上或安装在左右支座上。本发明的优点是提高了加工精度，扩大了适用范围，提高了工作效率，延长了机床的使用寿命，简化了结构，减少了体积。
文档编号B23D7/02GK1736642SQ20051009418
公开日2006年2月22日 申请日期2005年9月1日 优先权日2005年9月1日
发明者王宁 申请人:王宁