专利名称：一种多功能立式车床的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及金属切削机床，更具体地说，本实用新型涉及一种多功能立式车床。
背景技术：
目前机械加工行业中，立式车床应用在大尺寸、形状结构复杂的零件的车削加工中。这种立式车床一般采用结构为工作台为落地式，工件装夹于工作台上，并由工作台驱动作轴线垂直于地面的旋转运动；在双立柱之间的固定横梁上，安装一个或两个垂直刀架，垂直刀架作平行于工作台轴线和垂直于工作台轴线的进给运动，实现工件的车削加工。
由于许多大型工件在车削加工以后需要进行磨削加工，以进一步提高工件的尺寸精度、降低表面粗糙度。一般加工过程所采取的方法是在立式车削加工以后，将大型工件从立式车床上卸下，重新装在磨床上加工。
上述方法存在的问题是需要很大规格的磨床，这种磨床的造价相当昂贵、设备成本高；同时工件的装卸与重新调试定位夹紧，耗费大量加工时间和加工费用；工件的重新装夹定位，又造成了装夹定位误差。
大型车削加工的工件，往往不需要进行热处理。但为了提高加工精度，不得不将车削完的工件从立式车床上卸下，更换机床去进行磨削加工。
综上所述，大型回转体工件的加工，若要提高加工质量特别是提高表面质量是比较困难的，相应的加工成本比较高，加工周期长。目前尚没有一个较完善的解决方法实用新型内容本实用新型所要解决的问题是提供一种多功能立式车床，其目的是在立式车床上实现磨削加工，扩大机床的功能。
为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是提供一种多功能立式车床，包括机床工作台底座、主运动传动系统、工作台、机床立柱、横梁、立车进给运动传动系统、立车刀架，主运动传动系统为齿轮减速机构，立车进给运动传动系统的立车进给电机分别通过立车水平进给丝杆和立车垂直进给丝杆与立车刀架连接，在所述的横梁上还设有砂轮磨削装置，砂轮磨削装置上设磨头和磨头滑座，磨头滑座与横梁连接，磨头上设磨头砂轮，磨头砂轮的轴线与工作台的轴线平行。
所述的磨头滑座通过磨头滑座水平滚珠丝杆与磨头水平电机联接，磨头滑座与横梁为导轨联接，所述的磨头通过磨头垂直滚珠丝杆与磨头垂直电机联接，磨头与磨头滑座为导轨联接。
所述的磨头水平电机和磨头垂直电机均为步进电机，通过数字控制系统编程控制。
所述的立车进给运动传动系统的采用各自独立的、滚珠结构的立车水平进给丝杆和立车垂直进给丝杆，并分别采用步进电机通过数字控制系统进行编程控制。
采用上述方法与目前的技术相比，取得显著效果，即在双柱立式车床的上实现磨削加工，扩大了机床的功能，提高了产品的加工质量和生产效率，减少了设备投资，降低了生产成本；由于采用数控加工，可以加工复杂的工件形状。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明
图1为本实用新型的结构示意图；图2为
图1所示的磨头结构示意图；
图3为
图1所示的砂轮磨削装置的结构示意图。
图中标号为1、工作台底座，2、主运动传动系统，3、工作台，4、机床立柱，5、横梁，6、立车进给运动传动系统，7、立车刀架，8、主运动输出齿轮，9、主运动电机，10、磨头砂轮，11、立车刀架进给箱，12、磨头，13、立车进给电机，14、磨头滑座，15、磨头主电机，16、砂轮磨削装置，17、数字控制系统，18、立车水平进给丝杆，19、立车水平丝杆螺母，20、立车水平刀架，21、立车垂直进给光杆，22、圆锥齿轮，23、立车垂直进给丝杆，24、垂直丝杆螺母，25、立车垂直刀架，26、磨头滑座水平滚珠丝杆，27、磨头水平电机，28、磨头垂直滚珠丝杆，29、磨头垂直电机。
具体实施方式
如
图1的本实用新型的结构示意图、图2的磨头结构示意图和图3的砂轮磨削装置的结构示意图所示，本实用新型为一种多功能立式车床，这是在双柱固定横梁的立式车床的基础上进行的改进和完善，扩大了机床的功能。本实用新型的基本结构包括机床工作台底座1、主运动传动系统2、工作台3、机床立柱4、横梁5、立车进给运动传动系统6、立车刀架7，主运动传动系统2为齿轮减速机构，立车进给运动传动系统6的立车进给电机13分别通过立车水平进给丝杆18和立车垂直进给丝杆23与立车刀架7连接，工作台3底面上的与其紧固为一体的是主运动传动系统2的主运动输出齿轮8。
本实用新型的具体实施方式
是在横梁5上设有砂轮磨削装置16，砂轮磨削装置16上设磨头12和磨头滑座14，磨头滑座14与横梁5连接，磨头12上设磨头砂轮10，磨头砂轮10的轴线与工作台3的轴线平行。磨头12的技术参数可按以下数据选择磨头主电机15的功率选为4KW，转速为1300r/min，磨头砂轮10的转速为2890r/min。砂轮磨削装置16与立车刀架7水平位置可以互换。
磨头滑座14通过磨头滑座水平滚珠丝杆26与磨头水平电机27联接，磨头滑座14与横梁5为导轨联接，所述的磨头12通过磨头垂直滚珠丝杆28与磨头垂直电机29联接，磨头12与磨头滑座14为导轨联接。
磨头水平电机27和磨头垂直电机29均为步进电机，通过数字控制系统17编程控制，进行插补加工。
磨头水平电机27和磨头垂直电机29的功率均为1.5kW，7.16Nm，分别经过1∶3减速驱动t＝8mmr的磨头滑座水平滚珠丝杆26和磨头垂直滚珠丝杆28，实现磨头滑座14的水平方向的进给运动和磨头12的往复磨削运动。其移动速度在0～2.5m/min之间，无级调速，最小进给量为0.001mm/格。
磨削时，首先装好随机床配备的防护罩，将防护罩装在工件上端面上，使操作位置高于工件上端面。然后将初平衡砂轮装于磨头12主轴上，将磁性砂轮修正器固定于工件孔边，开启砂轮，将砂轮初步修正后并连同法兰一道取下，在砂轮修正架上作精平衡后再装上磨头12，即可进行磨削加工。光外圆磨削时，预先设定并调整好磨头12上下极限位置，调整进给倍率至最小单位，用手摇动移动磨头滑座14进行水平进给运动，启动工作台及磨头往复运动。磨削完成后，先使砂轮退出工作位置，然后停止磨头12及工作台3的运动。磨削复杂曲面，应根据工件的形状尺寸进行编程，输入数字控制系统17，砂轮磨削装置16上的磨头水平电机27和磨头垂直电机29根据数字控制系统17的发出的数字脉冲电信号运动，进行插补加工。
在机床的主运动传动系统2的输入端设主运动电机9，其结构为交流变频调速电机，主运动传动系统7的主运动输入齿轮固定在主运动电机9的轴上。在具体的机床上主运动电机9可以采用功率为55kw、额定转速为960r/min的交流变频调速电机，机床的工作台3转速范围达到2.5r/min～80r/min，且能很方便地实现无级调速。
在机床的立车进给运动传动系统6中设进给箱11，内设立车刀具进给传动机构，其输入端设进给电机13，其结构为交流变频调速电机。在具体的实施时，机床上进给电机可以采用功率为0.75kw、额定转速为960r/min的交流变频调速电机，进给速度范围达0.25mm/min～90mm/min，且能很方便地实现无级调速。
立车刀架进给箱11与横梁5上的立车水平进给丝杆18联接，立车水平进给丝杆18通过水平丝杆螺母19与水平刀架20连接。工进快进互锁电磁离合器通过电路控制实现刀具工进与快进的切换，还具备了实现刀具水平移动和垂直移动的切换的功能。
横梁5上的立车垂直进给光杆21通过键套的圆锥齿轮22与立车垂直刀架25上的立车垂直进给丝杆23连接，立车垂直进给丝杆23通过垂直丝杆螺母24与立车垂直刀架25连接。
按照以上所述，采用电磁离合器能很方便地实现运动方式和运动路线的变换，即刀具的进给与刀架的快速移动之间的切换、水平刀架和垂直刀架运动的切换都非常方便、灵活，互不干扰。
为了实现车削加工更为复杂的形状，立车进给运动传动系统6的采用各自独立的、滚珠结构的立车水平进给丝杆18和立车垂直进给丝杆23，并分别采用步进电机通过数字控制系统17进行编程控制，进行插补加工。
综上所述，在双柱多功能立式车床的主运动传动系统和进给传动系统中分别采用交流变频调速电机实现大范围和无级调速，在刀具进给传动机构采用电磁离合器实现运动方式和运动路线的变换，使机床结构得到简化，操作方便，机床成本下降，满足了中小企业加工大型车制件的需要。在双柱立式车床的上实现磨削加工，扩大了机床的功能，提高了产品的加工质量和生产效率，减少了设备投资，降低了生产成本；由于采用数控加工，可以加工复杂的工件形状。
采用上述具体实施方法，本实用新型的技术参数可达到工作台直径1800mm；工作台转速范围2.5r/min～80r/min；工件最大切削直径2200mm；最大工件高度1400mm；最大工件质量6300kg；车削刀架水平行程1150mm；车削刀架垂直行程1350mm；车削刀架进给速度范围0.25mm/min～90mm/min，车削刀架快速移动速度1560mm/min；磨头最大行程740mm；最小磨削直径240mm；最大磨削直径1000mm；标准磨削深度420mm；最大磨削深度560mm(特别需要时可以达到)。
上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种多功能立式车床，包括机床工作台底座(1)、主运动传动系统(2)、工作台(3)、机床立柱(4)、横梁(5)、立车进给运动传动系统(6)、立车刀架(7)，主运动传动系统(2)为齿轮减速机构，立车进给运动传动系统(6)的立车进给电机(13)分别通过立车水平进给丝杆(18)和立车垂直进给丝杆(23)与立车刀架(7)连接，其特征在于在所述的横梁(5)上还设有砂轮磨削装置(16)，砂轮磨削装置(16)上设磨头(12)和磨头滑座(14)，磨头滑座(14)与横梁(5)连接，磨头(12)上设磨头砂轮(10)，磨头砂轮(10)的轴线与工作台(3)的轴线平行。
2.按照权利要求1所述的多功能立式车床，其特征在于所述的磨头滑座(14)通过磨头滑座水平滚珠丝杆(26)与磨头水平电机(27)联接，磨头滑座(14)与横梁(5)为导轨联接，所述的磨头(12)通过磨头垂直滚珠丝杆(28)与磨头垂直电机(29)联接，磨头(12)与磨头滑座(14)为导轨联接。
3.按照权利要求2所述的多功能立式车床，其特征在于所述的磨头水平电机(27)和磨头垂直电机(29)均为步进电机，通过数字控制系统(17)编程控制。
4.按照权利要求1所述的多功能立式车床，其特征在于所述的立车进给运动传动系统(6)的采用各自独立的、滚珠结构的立车水平进给丝杆(18)和立车垂直进给丝杆(23)，并分别采用步进电机通过数字控制系统(17)进行编程控制。
专利摘要本实用新型公开了一种多功能立式车床，在横梁(5)上还设有砂轮磨削装置(16)，砂轮磨削装置(16)上设磨头(12)和磨头滑座(14)，磨头滑座(14)与横梁(5)连接，磨头(12)上设磨头砂轮(10)，磨头砂轮(10)的轴线与工作台(3)的轴线平行。采用上述方法与目前的技术相比，取得显著效果，即在双柱立式车床的上实现磨削加工，扩大了机床的功能，提高了产品的加工质量和生产效率，减少了设备投资，降低了生产成本；由于采用数控加工，可以加工复杂的工件形状。
文档编号B23Q5/22GK2894925SQ20062007340
公开日2007年5月2日 申请日期2006年5月31日 优先权日2006年5月31日
发明者曹华兴, 胡一乐 申请人:曹华兴