专利名称：活塞复合加工车床的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种车床，具体是一种活塞复合加工车床，适用用于盘、套、轴类零件的加工。
背景技术：
由于国内外对汽车的尾气排放标准日趋严格，对汽车发动机的性能提出了更高要求，活塞受结构和使用环境的限定，要求活塞的外圆不是一个简单的圆柱面即中凸变椭圆，活塞的关键结构要素外圆型线和环槽的形状与位置度要求日益提高，国内目前现有的加工工艺主要是靠工装夹具在多台设备经多次装夹完成活塞的加工，此种加工方式无法满足高档活塞的加工要求。目前加工活塞的车床主要有卧式车床和斜床身全功能数控车床，在加工中两种车床承担不同的工序加工，导致一个工件需要在不同车床上来回装夹，这种生产方式不仅存在很大的装夹误差，而且费时费工，效率低下；而现有的传统复合加工车床结构复杂价格太高不适合大批量生产，或者是结构简单功能单一没有尾座不能满足加工精度要求。
发明内容
本发明是为了克服现有技术存在的缺陷和不足，提供一种合理的刀架布局经一次装夹即可完成多个工序加工要求的活塞复合加工数控车床。一种活塞复合加工车床，包括床座，其特征是:在所述床座上方前面设有平床身，所述平床身上部两端分别设有定位工件的主轴箱和可编程移动式尾座，尾座上部通过滚动导轨设置在导轨板上，导轨板固定在平床身上，在主轴箱和可编程移动式尾座的中间设有前刀架及前刀架运动控制系统和冷却系统，所述主轴箱和可编程移动式尾座的后方设置一个后刀架及后刀架运动控制系统和冷却系统，定位工件时尾座上部整体沿导轨移动，采用双通道数控系统控制可实现两个刀架分别单独进刀或同时进刀，该车床采用后置式排屑结构。为加强顶针的支撑刚性，所述尾座上部设有套筒，所述套筒为回转式主轴结构，既套筒通过轴承与尾座相连，轴承的外侧通过端盖轴向固定在尾座上，套筒内部为空心结构，前端为莫氏5#锥孔用于安装顶针，尾座的下部后方与油缸相连，油缸安装在油缸支架上，油缸支架上固定在尾座导轨板上，定位工件时靠油缸推动尾座，从而带动套筒和顶针同时移动顶住工件。该尾座为尾座带动套筒和顶针整体移动，改变现有依靠套筒伸出带动顶针顶紧工件结构，加强了顶针的支撑刚性，减小了工件加工过程中的晃动误差，进而提高了加工精度，适合高精度零件的加工。为保证导轨的使用寿命，所述尾座导轨板上设有用于防止铁屑和水进入尾座滚动导轨的可伸缩式导轨防护罩。可伸缩式防护罩的密封性优于其它结构，因而能更好的保护导轨
为了便于实现前刀架连续加工，所述前刀架依次通过前拖板和前滑板设置在平床身上。为了便于设置后刀架，避免干涉，所述后刀架设置在斜横梁上，所述斜横梁与底座之间呈60°的夹角，斜横梁两端分别通过立柱设置在底座的后侧上部；为降低制作成本又你能保证后刀架的刚性需求，所述斜横梁的截面为中空梯形，在斜横梁的斜面后方中部设有加强筋，在斜面的后方上半部和下半部连接支撑弧，支撑弧的上分别通过加强筋与斜横梁的下部和后部连接。为了便于后刀架对活塞进行精加工，在所述斜横梁上面装有直线滚动导轨；与直线滚动导轨相配合的有斜拖板，斜拖板通过滚珠丝杠传动机构与驱动伺服电机相连接；在斜拖板上面装有直线滚动导轨，斜滑板安装在直线滚动导轨，斜滑板通过滚珠丝杠传动机构与驱动伺服电机相连接；在斜滑板上面安装有直线电机驱动软靠模随动刀架。斜床身的斜拖板与斜滑板采用直线滚动导轨支撑，驱动斜滑板的滚珠丝杠采用拉伸结构可以提高滚珠丝杠的传动刚性减少热变形对加工零件的精度影响，能大幅提高刀架的动态响应性，配合安装在斜滑板上的直线电机驱动软靠模随动刀架即有加工圆形截面的功能又可加工活塞的非圆截面适合活塞精加工。可对# 530内的各种回转类零件进行粗、精车削加工，实现一次装夹，多工序的同步复合加工。为提高支撑的刚性和降低制作成本，所述立柱为空心结构。所述平床身的导轨为山形+平导轨结构，山形导轨为65° +25°形式，与45° +45°山形导轨相比可承受更大的径向切削力，前压板与前斜铁、下斜铁及后压板与后斜铁与拖板的组合与传统的压板与拖板的组合相比使拖板的运动刚性及精度更高，维修更方便，适合粗、精加工。所述冷却系统冷却水从冷却泵出来经过安全阀后分成两个支路，分别流向前刀塔和后刀塔，两个支路上分别安装一个电磁阀，根据加工需要可实现两喷水管同步出水或不同时出水。本发明复合车床的有益效果是:解决现有加工技术对活塞及盘、套、轴类零件采用多台设备、多工序、多次装夹加工，误差大、精度低、效率低、能耗大及环境污染的问题。
图1为发明的结构示意 图2为本发明的尾座结构示意 图3为本发明的斜横梁截面 图4为本发明冷却系统示意图。其中，1、床座，2、立柱，201、冷却泵，202、安全阀，203、电磁阀1,204,电磁阀II，205、前刀架冷却水管，206、后刀架冷却水管，3、斜横梁，301、斜面，302、加强筋，303支撑弧，4、斜托板，5、斜滑板，6、主轴箱，7、滑板，8、托板，9、尾座，901、顶针，902、主轴，903、轴承，904、油缸，10、平床身，11、直线滚动导轨，12、软靠模随动刀架，13、伺服电机，14、伺服电机，15、刀架，16、直线滚动导轨,17、伺服电机,18、直线滚动导轨,19尾座导轨板
具体实施例方式具体实施方式
附图为本发明的一种具体实施例。该实施例包括床座I上方前面设有平床身10，所述平床身10上部两端分别设有定位工件的主轴箱6和可编程移动式尾座9，在主轴箱6和可编程移动式尾座9的中间设有前刀架及前刀架运动控制系统和冷却系统，所述主轴箱6和可编程移动式尾座9的后方设置一个后刀架及后刀架运动控制系统和冷却系统，定位工件时尾座9整体在导轨上移动，采用双通道数控系统控制可实现两个刀架分别单独进刀或同时进刀，该车床采用后置式排屑结构，拖板8与平床身10配合，拖板8通过滚珠丝杠传动机构与驱动伺服电机相连接；滑板7通过55°燕尾导轨与拖板8相配合，滑板7通过滚珠丝杠传动机构与伺服电机14相连接，在滑板7上方装有刀架15 ;在床座I后面上方两侧各安装一个空心立柱2 ;在立柱2上方装有与床身10纵向平行放置并且与床身10平导轨呈60°夹角的斜床身3，在斜床身3上面装有直线滚动导轨11 ;与直线滚动导轨11相配合的有斜拖板4，斜拖板4通过滚珠丝杠传动机构与驱动伺服电机13相连接；在斜拖板4上面装有直线滚动导轨16，斜滑板5安装在直线滚动导轨16，斜滑板5通过滚珠丝杠传动机构与驱动伺服电机17相连接；在斜滑板5安装上面安装有直线电机驱动软靠模随动刀架12，斜横梁3采用截面为中空梯形结构，在斜横梁的斜面后方中部设有加强筋，在斜面的后方上半部和下半部连接支撑弧，支撑弧的上分别通过加强筋与斜横梁的下部和后部连接。在平床身10上面装有尾座导轨板19，在尾座导轨板19上面装有直线滚动导轨18，在直线滚动导轨18上装有可编程移动式尾座9，尾座9的套筒为回转式主轴结构；既套筒通过轴承903与尾座相连，轴承的外侧通过端盖轴向固定在尾座9上，套筒内部为空心结构，前端为莫氏5#锥孔用于安装顶针，尾座的下部后方与油缸904相连，油缸904安装在油缸支架上，油缸支架上固定在尾座导轨板19上，定位工件时靠油缸推动尾座9，从而带动套筒和顶针同时移动顶住工件。所述尾座导轨板19上设有用于防止铁屑和水进入尾座滚动导轨的可伸缩式导轨防护罩。冷却系统冷却水从冷却泵201出来经过安全阀202后分成两个支路，分别流向前刀架冷却水管205和后刀架冷却水管206，两个支路上分别安装电磁阀1203和电磁阀11204，根据加工需要可实现两喷水管同步出水或不同时出水。使用本发明的车床能在一次装夹中实现活塞外圆型面、顶面、环槽及及活塞中凸变椭圆的粗、精加工，以及盘、套、轴类零件的多工序同步加工，由采用本发明的机床，多工序仅需装夹一次，减少了装夹误差，因而加工精度高、效率高、节能环保。通过在前刀架和后刀架上分别安装刀具来实现对活塞的复合多刀加工。一次装夹完成多道工序，减少了工件在车间的来回搬运，提高了工作效率，由于该尾座采用整体移动，增大了移动形成，为多工序同步加工提供了便利，同时由于安装了可编程尾座，实现了在加工过程中尾座的运动可控。从而避免了尾座和刀具的干涉问题，保证多工序同步加工的安全性。
权利要求
1.一种活塞复合加工车床，包括床座(I)，其特征是:在所述床座(I)上方前面设有平床身(10)，所述平床身(10)上部两端分别设有定位工件的主轴箱(6)和可编程移动式尾座(9)，尾座(9)上部通过导轨设置在导轨板(17)上，所述的导轨板(17)固定在床身(10)上，在主轴箱(6)和可编程移动式尾座(9)的中间设有前刀架及前刀架运动控制系统和冷却系统，所述主轴箱(6)和可编程移动式尾座(9)的后方设置一个后刀架及后刀架运动控制系统和冷却系统，定位工件时尾座(9)上部整体沿导轨移动，采用双通道数控系统控制可实现两个刀架分别单独进刀或同时进刀，该车床采用后置式排屑结构。
2.根据权利要求1所述的活塞复合加工车床，其特征是:所述尾座(9)上部设有套筒(902)，所述套筒(902)为回转式主轴结构，既套筒通过轴承(903)与尾座相连，轴承的外侧通过端盖轴向固定在尾座(9)上，套筒内部为空心结构，前端是莫氏5#锥孔用于安装顶针，尾座的下部后方与油缸(904)相连，油缸(904)安装在油缸支架上，油缸支架上固定在尾座导轨板(19)上，定位工件时靠油缸(904)推动尾座，从而带动套筒(902)和顶针(901)同时移动顶住工件。
3.根据权利要求2所述的活塞复合加工车床，其特征是:所述尾座导轨板(19)上设有用于防止铁屑和水进入尾座滚动导轨的可伸缩式导轨防护罩。
4.根据权利要求1活塞复合加工车床，其特征是:所述前刀架依次通过前拖板和前滑板设置在平床身(10)上。
5.根据权利要求1所述的活塞复合加工车床，其特征是:所述后刀架设置在斜横梁(3)上，所述斜横梁(3)与底座之间呈60°的夹角，斜横梁(3)两端分别通过立柱(2)设置在底座的后侧上部。
6.根据权利要求5所述的活塞复合加工车床，其特征是:所述斜横梁(3)的截面为中空梯形，在斜横梁的斜面(301)后方中部设有加强筋(302)，在斜面的后方上半部和下半部连接支撑弧(303)，支撑弧的上分别通过加强筋(302)与斜横梁的下部和后部连接。
7.根据权利要求5或6所述的活塞复合加工车床，其特征是:在所述斜横梁(3)上面装有直线滚动导轨(11);与直线滚动导轨(11)相配合的有斜拖板(4)，斜拖板(4)通过滚珠丝杠传动机构与驱动伺服电机(13)相连接；在斜拖板(4)上面装有直线滚动导轨(16)，斜滑板(5)安装在直线滚动导轨(16)，斜滑板(5)通过滚珠丝杠传动机构与驱动伺服电机(17)相连接；在斜滑板(5)上面安装有直线电机驱动软靠模随动刀架(12)。
8.根据权利要求5所述的活塞复合加工车床，其特征是:所述立柱(2)为空心结构。
9.根据权利要求1所述的活塞复合加工车床，其特征是:所述平床身(10)的导轨为山形+平导轨结构，山形导轨为65° +25°形式。
10.根据权利要求1所述的活塞复合加工车床，其特征是:所述冷却系统冷却水从冷却泵(201)出来经过安全阀(202)后分成两个支路，分别流向前刀架冷却水管(205)和后刀架冷却水管(206)，两个支路上分别各安装一个电磁阀，根据加工需要可实现两喷水管同步出水或不同时出水。
全文摘要
本发明涉及一种车床，具体是一种活塞复合加工车床。该活塞复合加工车床，包括床座，其特征是在所述床座上方前面设有平床身，所述平床身上部两端分别设有定位工件的主轴箱和可编程移动式尾座，在主轴箱和可编程移动式尾座的中间设有前刀架及前刀架运动控制系统和冷却系统，所述主轴箱和可编程移动式尾座的后方设置一个后刀架及后刀架运动控制系统和冷却系统，定位工件时尾座整体在导轨上移动，采用双通道数控系统控制可实现两个刀架分别单独进刀或同时进刀，该车床采用后置式排屑结构。本发明复合车床的有益效果是解决现有加工技术对活塞及盘、套、轴类零件采用多台设备、多工序、多次装夹加工，误差大、精度低、效率低、能耗大及环境污染的问题。
文档编号B23B5/00GK103203471SQ20131006471
公开日2013年7月17日 申请日期2013年3月1日 优先权日2013年3月1日
发明者李卫星, 谭丽辉, 董楠, 李静 申请人:山东白马永诚数控机床有限公司