一种球头销加工数控机床的制作方法

本发明涉及一种球头销加工数控机床，属于特殊零件加工设备的。

背景技术：

1、目前国内制造的球头销加工设备，都为单序加工，一个球头销工件，需要多台设备一起加工完成，不仅设备占地面积大，加工效率也低。因为球头销工件通常较小，单台机床完成多序加工，机构布置难度大，不仅要避免干涉还要保证足够的刚性和精度，设计难度大，导致国内设备很难满足要求。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种球头销加工数控机床，该球头销加工数控机床车杆和车螺纹采用前方刀架总成加工，车球面和滚压球面采用后面b轴u轴总成加工，机床其余功能组件，合理布局，结构紧凑，一次装卡可完成球头销的多序加工，满足汽车等相关行业对球头销类零件的加工要求，大幅提高加工效率。

2、为解决以上问题，本发明的具体技术方案如下：一种球头销加工数控机床，在床身上表面分别设有主轴箱、刀架滑鞍总成、尾座滑移装置和b轴u轴机构；主轴箱固定连接在床身上，主轴箱内的电主轴连接液压卡盘；尾座滑移装置通过w轴传动系统与床身滑动连接，且尾座滑移装置的尾座顶尖与主轴箱的电主轴同轴设置，且尾座滑移装置沿平行于电主轴轴线的w轴方向移动，工件夹持在液压卡盘与尾座顶尖之间；b轴u轴机构位于工件外周一侧，且b轴u轴机构通过b轴滑鞍总成与床身连接，b轴滑鞍总成沿x2方向移动，b轴u轴机构的旋转轴线垂直于电主轴的旋转轴线；工件的另一端设有刀具，刀具通过刀架滑鞍总成通过z1轴传动系统沿z1方向横向移动，同时刀具在刀架滑鞍总成上沿x1方向斜向移动。

3、所述的b轴滑鞍总成包括x2轴传动系统和z2轴传动系统；其中z2轴传动系统与床身连接，z2轴传动系统的运行方向平行于电主轴的轴线方向；x2轴传动系统位于z2轴传动系统上方，并与z2轴传动系统的滑块连接，x2轴传动系统的运行方向垂直于z2轴传动系统，x2轴传动系统的滑块连接b轴机构。

4、所述的刀架滑鞍总成包括z1轴传动系统和x1轴传动系统；z1轴传动系统的运行方向平行于主轴的轴线方向；在z1轴传动系统的滑块上连接刀架滑鞍，刀架滑鞍通过x1轴传动系统带动刀架在刀架滑鞍表面上下移动。

5、所述的刀架滑鞍与刀架接触的滑移表面与水平面呈45°夹角。

6、所述的b轴u轴机构结构为：在主箱体的上方设有b轴伺服电机，主箱体的前方设有通过前基座连接刀具座，主箱体的后端设有u轴电机，在主箱体内通过轴承支撑主轴；其中b轴伺服电机通过b轴旋转传动装置与主轴连接，主轴前端外圆周设有连接座，连接座两侧对称通过直线导轨连接前基座，刀具座设置在前基座上；主轴为空心结构，在内腔设有拉杆，拉杆的前端设有拉块，拉杆的后端通过u轴直线传动装置与u轴电机连接；在拉块的两侧设有斜齿条i，在刀具座的对应位置设有斜齿条ii，斜齿条ii与斜齿条i配合传动。

7、所述的b轴旋转传动装置结构为：在主轴的外圆周通过键连接带轮ii，带轮ii通过同步带与b轴伺服电机输出轴连接的带轮i传动连接。

8、所述的u轴直线传动装置结构为：u轴电机的输出轴通过联轴器连接丝杠，丝杠上螺纹配合丝母，丝母的外圆周连接轴承座，轴承座的内圈与拉杆的后端部连接。

9、所述的刀具座依次通过前基座和后基座与主轴连接，且后基座直径大于前基座直径；在后基座上设有支撑块，在支撑块上设置三个导杆，每根导杆上设有弹簧，弹簧的顶端支撑在前基座对应的内孔内，弹簧的底部支撑在导杆的限位台上；弹簧的支撑方向与刀具受力方向相同。

10、所述的主轴的内部两端设有导套，导套内壁与拉杆滑动配合。

11、所述的床身上设有排屑器，排屑器出口远离工件的加工位置。

12、本申请的球头销加工数控机床采用上述结构，具有以下优点：

13、1）本申请采用床身左侧安装有主轴箱，正前方安装有刀架滑鞍总成，后侧安装有b轴滑鞍和尾座，在b轴滑鞍上安装有b轴机构，b轴前端安装有u轴的结构布局，能够实现高效稳定进行零件加工，并且能够保证产品的加工精度；

14、2）所述的主轴箱安装于床身左侧，内部安装有电主轴和液压卡盘，主轴可以带动卡盘旋转，同时主轴箱和床身的连接部分设计有下料口，工件加工完毕后可以直接进行回收，节省加工时间；

15、3）所述的刀架滑鞍总成安装于床身之上，通过z1轴传动系统驱动，实现整体的左右移动。刀架通过滑板固定在滑鞍上方，并通过x1轴传动系统带动刀架移动，进而带动刀具进行移动；

16、4）所述的尾座安装在床身后侧，通过w轴传动系统驱动，带动尾座左右移动。尾座前端安装有顶尖，可以在尾台移动过程中实现工件的顶紧动作；

17、5）所述的b轴滑鞍总成安装在床身后侧，通过z2轴传动系统驱动，实现左右移动；

18、6）所述的b轴旋转传动装置安装在b轴滑鞍上，通过安装在b轴滑鞍上的x2轴传动系统驱动，可以带动b轴旋转传动装置前后移动。b轴旋转传动装置包括b轴电机，b轴主轴箱，b轴皮带，b轴主轴等零件；b轴电机可以通过皮带带动主轴旋转，进而带动前端的刀具实现旋转动作；

19、7）所述的u轴直线传动装置安装在b轴主轴箱内，通过b轴主轴箱末端安装的u轴直线传动装置，可以带动内部的传动杆进行移动，传动杆前端安装有齿条，与安装在基体端的齿条实现啮合，刀具安装在基体上，传动杆移动时可以带动基体运动，进而带动刀具实现u轴方向的上下移动。

技术特征：

1.一种球头销加工数控机床，其特征在于：在床身（1）上表面分别设有主轴箱（2）、刀架滑鞍总成（3）、尾座滑移装置（5）和b轴u轴机构（6）；主轴箱（2）固定连接在床身（1）上，主轴箱（2）内的电主轴连接液压卡盘（10）；尾座滑移装置（5）通过w轴传动系统与床身（1）滑动连接，且尾座滑移装置（5）的尾座顶尖与主轴箱（2）的电主轴同轴设置，且尾座滑移装置（5）沿平行于电主轴轴线的w轴方向移动，工件夹持在液压卡盘（10）与尾座顶尖之间；b轴u轴机构（6）位于工件外周一侧，且b轴u轴机构（6）通过b轴滑鞍总成（4）与床身（1）连接，b轴滑鞍总成（4）沿x2方向移动，b轴u轴机构（6）的旋转轴线垂直于电主轴的旋转轴线；工件的另一端设有刀具，刀具通过刀架滑鞍总成（3）通过z1轴传动系统（3-1）沿z1方向横向移动，同时刀具在刀架滑鞍总成（3）上沿x1方向斜向移动。

2.如权利要求1所述的球头销加工数控机床，其特征在于：所述的b轴滑鞍总成（4）包括x2轴传动系统（4-1）和z2轴传动系统（4-2）；其中z2轴传动系统（4-2）与床身（1）连接，z2轴传动系统（4-2）的运行方向平行于电主轴的轴线方向；x2轴传动系统（4-1）位于z2轴传动系统（4-2）上方，并与z2轴传动系统（4-2）的滑块连接，x2轴传动系统（4-1）的运行方向垂直于z2轴传动系统（4-2），x2轴传动系统（4-1）的滑块连接b轴机构（6）。

3.如权利要求1所述的球头销加工数控机床，其特征在于：所述的刀架滑鞍总成（3）包括z1轴传动系统（3-1）和x1轴传动系统（3-2）；z1轴传动系统（3-1）的运行方向平行于主轴的轴线方向；在z1轴传动系统（3-1）的滑块上连接刀架滑鞍（3-3），刀架滑鞍（3-3）通过x1轴传动系统（3-2）带动刀架（3-4）在刀架滑鞍（3-3）表面上下移动。

4.如权利要求3所述的球头销加工数控机床，其特征在于：所述的刀架滑鞍（3-3）与刀架（3-4）接触的滑移表面与水平面呈45°夹角。

5.如权利要求1所述的球头销加工数控机床，其特征在于：所述的b轴u轴机构（6）结构为：在主箱体（6-9）的上方设有b轴伺服电机（6-1），主箱体（6-9）的前方设有通过前基座（6-25）连接刀具座（6-13），主箱体（6-9）的后端设有u轴电机（6-14），在主箱体（6-9）内通过轴承支撑主轴（6-5）；其中b轴伺服电机（6-1）通过b轴旋转传动装置与主轴（6-5）连接，主轴（6-5）前端外圆周设有连接座（6-11），连接座两侧对称通过直线导轨连接前基座（6-25），刀具座（6-13）设置在前基座（6-25）上；主轴（6-5）为空心结构，在内腔设有拉杆（6-18），拉杆（6-18）的前端设有拉块（6-19），拉杆（6-18）的后端通过u轴直线传动装置与u轴电机（6-14）连接；在拉块（6-19）的两侧设有斜齿条i（6-20），在刀具座（6-13）的对应位置设有斜齿条ii（6-21），斜齿条ii（6-21）与斜齿条i（6-20）配合传动。

6.如权利要求5所述的球头销加工数控机床，其特征在于：所述的b轴旋转传动装置结构为：在主轴（6-5）的外圆周通过键连接带轮ii（6-6），带轮ii（6-6）通过同步带（6-4）与b轴伺服电机（6-1）输出轴连接的带轮i（6-3）传动连接。

7.如权利要求5所述的球头销加工数控机床，其特征在于：所述的u轴直线传动装置结构为：u轴电机（6-14）的输出轴通过联轴器连接丝杠（6-7），丝杠（6-7）上螺纹配合丝母（6-16），丝母（6-16）的外圆周连接轴承座（6-17），轴承座（6-17）的内圈与拉杆（6-18）的后端部连接。

8.如权利要求5所述的球头销加工数控机床，其特征在于：所述的刀具座（6-13）依次通过前基座（6-25）和后基座（6-26）与主轴（6-5）连接，且后基座（6-26）直径大于前基座（6-25）直径；在后基座（6-26）上设有支撑块（6-27），在支撑块（6-27）上设置三个导杆（6-28），每根导杆（6-28）上设有弹簧（6-29），弹簧（6-29）的顶端支撑在前基座（6-25）对应的内孔内，弹簧（6-29）的底部支撑在导杆（6-28）的限位台上；弹簧（6-29）的支撑方向与刀具受力方向相同。

9.如权利要求5所述的球头销加工数控机床，其特征在于：所述的主轴（6-5）的内部两端设有导套（6-22），导套（6-22）内壁与拉杆（6-18）滑动配合。

10.如权利要求1所述的球头销加工数控机床，其特征在于：所述的床身（1）上设有排屑器（8），排屑器（8）出口远离工件的加工位置。

技术总结
本技术涉及一种球头销加工数控机床，在床身上表面分别设有主轴箱、刀架滑鞍总成、尾座滑移装置和B轴U轴机构；主轴箱固定连接在床身上，尾座滑移装置通过W轴传动系统与床身滑动连接，工件夹持在主轴箱的液压卡盘与尾座顶尖之间；B轴U轴机构位于工件外周一侧，且B轴U轴机构通过B轴滑鞍总成与床身连接，B轴滑鞍总成沿X2方向移动，B轴U轴机构的旋转轴线垂直于电主轴的旋转轴线；工件的另一端设有刀具，刀具通过刀架滑鞍总成通过Z1轴传动系统沿Z1方向横向移动。该球头销加工数控机床合理布局，结构紧凑，一次装卡可完成球头销的多序加工，满足汽车等相关行业对球头销类零件的加工要求，大幅提高加工效率。

技术研发人员：刘洪强,张荣磊,卢成斌,刘明治,汪宗泉,张洪钧,张宝,赵伟,程健,牟永凯,战福操,霍洪旭,王茂宁,曲炎,王萌,于铎,宋锦江,白雅静
受保护的技术使用者：沈阳机床股份有限公司
技术研发日：20221028
技术公布日：2024/1/11