專利名稱：球形(球面)鏡面滾壓車床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能加工球形(球面)零件的且機(jī)構(gòu)簡單易于維護(hù)的機(jī)床。本發(fā)明特別是能將球形零件表 面加工出鏡面(Ra《0. lwn)效果的球形鏡面機(jī)床。
背景技術(shù)：
目前，能加工球形(球面)的機(jī)床具有以下特質(zhì)
一、都是在刀架位置安裝一個能作圓周運(yùn)動的回轉(zhuǎn)刀架，將工件回轉(zhuǎn)軸線和刀具回轉(zhuǎn)軸線形成夾角， 進(jìn)而加工出球形(球面)零件。
二、 這種機(jī)床的回轉(zhuǎn)刀架的圓周回轉(zhuǎn)運(yùn)動靠蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)來傳動，機(jī)構(gòu)復(fù)雜體積龐大。動力源有二種 一是手動轉(zhuǎn)動蝸輪蝸桿作圓周回轉(zhuǎn)運(yùn)動；二是由電機(jī)轉(zhuǎn)動蝸輪蝸桿作圓周回轉(zhuǎn)運(yùn)動。
三、 沒有對球形(球面)表面進(jìn)行鏡面(Ra《0. lwn)處理的機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)。
四、 經(jīng)過文獻(xiàn)檢索分析，能生產(chǎn)這種機(jī)床的廠家不多，加工后的最好工件粗糙度Ra咱.2wn 0.5Wn, 橢圓度<0. 005mm。
綜合上述，這種機(jī)床只有一個回轉(zhuǎn)刀架且是蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)來傳動，機(jī)構(gòu)復(fù)雜，制造、裝配難度高且不 利于維護(hù)，加工精度受部件制造、裝配等因素的影響及加工過程中動力源傳動的勻速性、平穩(wěn)性影響，限 制了球形(球面)工件的精度；同時，經(jīng)這種機(jī)床加工后的工件還必須用另外的機(jī)床設(shè)備進(jìn)行二次拋光或
磨削加工，以得到鏡面精度要求，造成生產(chǎn)效率低下、二次裝夾加工工件報廢率高；同時， 一個回轉(zhuǎn)刀架
也不能在機(jī)床上進(jìn)行技術(shù)再開發(fā)升級，不能適應(yīng)和滿足多個行業(yè)球形(球面)零件加工需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為了提供一種刀架機(jī)構(gòu)簡單的利于維護(hù)的球形(球面)鏡面滾壓車床，它能克服現(xiàn)有的球 形(球面)機(jī)床的缺點(diǎn)，在進(jìn)行球形(球面)切削加工后，不停機(jī)能對工件進(jìn)行鏡面加工，加工的工件粗糙 度Ra《0. lwn，橢圓度《0.005mm;還能對其進(jìn)行鉆、銑、磨、拋光、淬火等技術(shù)開發(fā)升級，成為一個 技術(shù)開發(fā)平臺，適應(yīng)多行業(yè)球形(球面)零件加工需要。
采用的技術(shù)方案是
(1) 球形(球面)鏡面滾壓車床床身采用斜置床身。
(2) 在X軸方向的托板上設(shè)置二個能做回轉(zhuǎn)運(yùn)動的圓盤回轉(zhuǎn)刀架。
(3) 圓盤回轉(zhuǎn)刀架的回轉(zhuǎn)傳動機(jī)構(gòu)采用同步帶、輪與伺服電機(jī)直接連接，機(jī)構(gòu)簡單，重心低，回轉(zhuǎn)加 工精度高。
(4) 圓盤回轉(zhuǎn)刀架的運(yùn)動受伺服電機(jī)控制，多軸聯(lián)動時，能做圓弧或非圓弧運(yùn)動，從而加工球形(球 面)或非球形(球面)工件。
(5) 采用高精度大直徑推(壓)力圓錐軸承做圓盤回轉(zhuǎn)刀架的回轉(zhuǎn)軌道和連接支撐，穩(wěn)定性好。
(6) 在刀架上設(shè)計(jì)專用微量長度調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)刀具與工件的位置，來確定球形的R大小。
(7) 在其中一個刀架上采用專用的、可拆卸的滾壓工具，進(jìn)行表面加工，使工件表面粗糙度Ra《0. m,橢圓度《0. 005mm。
本發(fā)明的核心技術(shù)就是圓盤回轉(zhuǎn)刀架的回轉(zhuǎn)傳動機(jī)構(gòu)采用同步帶、同步輪與伺服電機(jī)直接連接，機(jī)構(gòu) 簡單，重心低，回轉(zhuǎn)加工精度高。拋棄機(jī)構(gòu)體積龐大、制造復(fù)雜、裝配難度大、傳動中對加工精度影響大 的蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明工作時，被加工的工件在機(jī)床主軸上做單純的繞自身軸線的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，刀架的旋轉(zhuǎn)中心點(diǎn)與工 件軸線重合。刀架回轉(zhuǎn)運(yùn)動是伺服電機(jī)通過在軸上的同步輪帶動同步帶，再帶動旋轉(zhuǎn)刀架底部的同步輪， 使刀架作受伺服電機(jī)控制的回轉(zhuǎn)運(yùn)動.進(jìn)而加工出所需要的球形(球面)工件，不停機(jī)再進(jìn)行表面加工。 本發(fā)明的有益效果是
1、 機(jī)床刀架機(jī)構(gòu)簡單，制造、裝配容易保證精度要求，動力傳動對加工沒有影響，維修也簡單方便。
2、 在一個圓盤回轉(zhuǎn)刀架切削加工出球形工件后，不停機(jī)再用另一個刀架上的滾壓工具或刀具進(jìn)行工 件表面鏡面滾壓處理加工，生產(chǎn)效率及品質(zhì)成倍提高能一次將球形(球面)工件加工至表面粗糙度Ra《0. m,橢圓度《0. 005mm。
3、 根據(jù)需要，還能在其中一個圓盤回轉(zhuǎn)刀架上加裝相應(yīng)裝置，對其進(jìn)行鉆、銑、磨、拋光、淬火等其中一項(xiàng)進(jìn)行技術(shù)開發(fā)升級，滿足多行業(yè)對球形(球面)的高精度耍求'具有廣闊的應(yīng)用前景。


圖l是本發(fā)明的球形(球面)鏡面滾壓車床采用的斜床身原理圖'雙向箭頭為機(jī)床中拖板的運(yùn)動方向。 圖2是本發(fā)明的球形(球面)鏡面滾壓車床內(nèi)部機(jī)構(gòu)圖，有(1)(2)圓盤回轉(zhuǎn)刀架并排安裝在(3)中拖板
上，(3)中拖板通過導(dǎo)軌與(4)大拖板連接，(4)大拖板與(5)導(dǎo)軌連接，(5)導(dǎo)軌與(7)床身連接，(6)主軸
與(7)床身連接，組成球形(球面)鏡面滾壓車床。
圖3是本發(fā)明的圓盤刀架剖面圖，圓盤刀架分為運(yùn)動部件和固定靜止部件二部分
1、 運(yùn)動部件各零件為(1)圓盤傳動件(2)密封槽(3)高精密圓盤同步輪(6)鎖緊螺母(8)高精度大直徑 圓錐推(壓)力軸承(9)圓盤連接支撐座(10)微量調(diào)節(jié)刀架固定座(11)專用滾壓刀具(12)微量調(diào)節(jié)手柄。
2、 固定靜止部件為(4)刀架底座(5)軸承固定件(7)圓盤密封座。
它們作用是(2)密封槽主要是加強(qiáng)(7)圓盤密封座的密封性，保持刀架內(nèi)部與加工環(huán)境隔離，使切削 液、鐵屑等不能進(jìn)入內(nèi)部機(jī)構(gòu)，破壞圓盤刀架運(yùn)動部分的精密性和使用壽命等。(8)高精度大直徑圓錐推(壓) 力軸承主要做圓盤的運(yùn)動軌道、支撐作用。(5)軸承固定件在圓盤刀架中固定軸承位置、連接(4)刀架底座 的作用。(4)刀架底座連接圓盤回轉(zhuǎn)刀架固定在機(jī)床上。
它們組成(6)鎖緊螺母將圓盤刀架運(yùn)動部件鎖緊在(8高精度火直徑圓錐推(壓)力軸承上，再通過(5) 軸承固定件(4)刀架底座連接圓盤回轉(zhuǎn)刀架固定在機(jī)床上，同時，用(7)圓盤密封座將刀架內(nèi)部與外部環(huán)境 隔離。
圖4是本發(fā)明機(jī)床中圓盤回轉(zhuǎn)刀架外觀圖及微量調(diào)節(jié)燕尾導(dǎo)軌剖面圖，圖中(l)是微量調(diào)節(jié)燕尾導(dǎo)軌 (7)圓盤密封座(9)圓盤連接支撐座(10)微量調(diào)節(jié)刀架固定座(12)微量調(diào)節(jié)手柄(13)微量調(diào)節(jié)刀架。
圖5是本發(fā)明機(jī)床中圓盤回轉(zhuǎn)刀架傳動連接圖，圖中(1)圓盤傳動件(2)密封槽(14)伺服電機(jī)(15)刀架 同步輪固定螺栓(16)伺服電機(jī)上同步輪。工作時，(14)伺服電機(jī)受指令控制，通過(16)伺服電機(jī)上同步輪、 (13)齒形同步帶傳動到(3)高精密圓盤同步輪，再帶動圓盤刀架運(yùn)動部分做繞(8)高精度大直徑圓錐推(壓) 力軸承中心的回轉(zhuǎn)圓周運(yùn)動。
圖6是本發(fā)明的機(jī)床加工球形(球面)零件的加工運(yùn)動簡圖，它由(1)圓盤回轉(zhuǎn)刀架上裝夾(4)表面專 用滾壓工具、(2)圓盤回轉(zhuǎn)刀架上裝夾(7)仿形車刀，(5)機(jī)床主軸夾持(3)球形工件，加工工件的半徑R大 小由(6)微量調(diào)節(jié)手柄來調(diào)節(jié)確定。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
如圖2所示，本發(fā)明所述本球形(球面)鏡面滾壓車床中，有二個機(jī)構(gòu)采用同步帶、同步輪與伺服電 機(jī)連接傳動的(1) (2)圓盤回轉(zhuǎn)刀架，圓盤回轉(zhuǎn)刀架內(nèi)部如圖3所示。
圓盤回轉(zhuǎn)刀架的動力源如圖5所示，(14)伺服電機(jī)在接收到運(yùn)轉(zhuǎn)指令后，通過同軸的(16)伺服電機(jī)上 同步輪、(13)齒形同步帶傳動到(3)高精密圓盤同步輪，帶動圓盤刀架運(yùn)動部件做繞(8)高精度大直徑圓錐 推(壓)力軸承中心的圓弧路徑運(yùn)動，并且，圓盤刀架運(yùn)動部件在(14)伺服電機(jī)在接收到反向運(yùn)轉(zhuǎn)指令后，
刀架能延同圓弧路徑運(yùn)動返回至起點(diǎn).。
如圖6的加工運(yùn)動簡圖中，刀架上分別加持加工球形工件所需的車削刀具和進(jìn)行工件表面滾壓加工的 滾壓工具系統(tǒng)。二個圓盤回轉(zhuǎn)刀架的旋轉(zhuǎn)起點(diǎn)及刀具或滾壓工具的工件半徑R值已通過(6)微量調(diào)節(jié)手柄 來調(diào)節(jié)確定完畢。加工時，(5)機(jī)床主軸夾持(3)球形工件毛胚做固定速度的繞主軸軸心的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；(2) 圓盤回轉(zhuǎn)刀架夾持(7)仿形刀具做相應(yīng)箭頭所示的回轉(zhuǎn)運(yùn)動，將工件車削至所需尺寸外形后并移動離開， 主軸不停止旋轉(zhuǎn)，機(jī)床通過數(shù)控指令將(1)圓盤回轉(zhuǎn)刀架夾持(4)表面專用滾壓工具移動到球形工件前， 將(1)圓盤刀架的圓盤中心與球形工件的旋轉(zhuǎn)軸線重合，使(4)表面專用滾壓工具在預(yù)設(shè)定好的起點(diǎn)位 置上，接觸滾壓在球形工件表面，這時刀架做受伺服電機(jī)控制并同步的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(如圖中相應(yīng)的箭頭所示)， 將球形工件滾壓出鏡面精度。實(shí)現(xiàn)球形工件的車削與表面滾壓處理一次完成。
本發(fā)明中的圓盤回轉(zhuǎn)刀架能單獨(dú)成為一個組件，如圖3所示，去掉(10)微量調(diào)節(jié)刀架固定座(11)專用 滾壓刀具(12)微量調(diào)節(jié)手柄，就成為一個回轉(zhuǎn)圓盤或工作臺。
本發(fā)明中的圓盤回轉(zhuǎn)刀架能單獨(dú)成為一個組件，應(yīng)用在平床身車床、磨床、鉆床、加工中心等機(jī)械中。
權(quán)利要求
1、球形(球面)鏡面滾壓車床，在機(jī)床內(nèi)圓盤回轉(zhuǎn)刀架與中拖板組合連接，中拖板與大拖板通過導(dǎo)軌連接，大拖板與斜置床身通過導(dǎo)軌連接，主軸與斜置床身連接構(gòu)成的機(jī)床。其特征是在機(jī)床內(nèi)有2個圓盤回轉(zhuǎn)刀架，并在其中一個圓盤回轉(zhuǎn)刀架上有進(jìn)行零件表面鏡面加工的刀具或工具。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形(球面)鏡面滾壓車床，其特征是在機(jī)床內(nèi)有2個能做回轉(zhuǎn)運(yùn)動的圓盤回 轉(zhuǎn)刀架。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的球形(球面)鏡面滾壓車床，其特征是機(jī)床的床身是斜置床身。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形(球面)鏡面滾壓車床，其特征在于圓盤回轉(zhuǎn)刀架上有專用、可拆卸的進(jìn) 行零件表面鏡面加工的刀具系統(tǒng)或工具系統(tǒng)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述圓盤回轉(zhuǎn)刀架，其特征在于圓盤回轉(zhuǎn)刀架的底部連接有一個同步輪，通過同步帶 與伺服電機(jī)上的同步輪連接，做與伺服電機(jī)同步的回轉(zhuǎn)運(yùn)動。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的圓盤回轉(zhuǎn)刀架，其特征在于圓盤回轉(zhuǎn)刀架采用大直徑推(壓)力圓錐軸承做刀 架的回轉(zhuǎn)軌道，軸承的外圈與軸承固定件、刀架底座固定連接，軸承的內(nèi)圈與圓盤回轉(zhuǎn)刀架用鎖緊螺母固 定連接。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的圓盤回轉(zhuǎn)刀架，其特征在于圓盤回轉(zhuǎn)刀架上有微量長度調(diào)節(jié)裝置。
8、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的圓盤回轉(zhuǎn)刀架，其特征在于圓盤回轉(zhuǎn)刀架有密封座，用以防止鐵屑、油污、冷 卻液進(jìn)入同步帶、同步輪或軸承中。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的刀架有密封座，其特征在于密封座上有凹槽或凸檐，用于加強(qiáng)密封座的密封。
10、 根據(jù)權(quán)利要求5、 6所述的圓盤回轉(zhuǎn)刀架，其特征在于圓盤回轉(zhuǎn)刀架能單獨(dú)成為一個其它機(jī)械應(yīng)用的組件。 '
全文摘要
本發(fā)明是一種球形(球面)鏡面滾壓車床，車床內(nèi)設(shè)置①②二個能做圓周運(yùn)動的圓盤回轉(zhuǎn)刀架，圓盤回轉(zhuǎn)刀架采用同步帶、同步輪與伺服電機(jī)傳動連接，大直徑推(壓)力軸承做刀架回轉(zhuǎn)導(dǎo)軌。①②圓盤回轉(zhuǎn)刀架刀架通過③圓盤密封座與中拖板連接，中拖板通過導(dǎo)軌與④大拖板⑤導(dǎo)軌與⑦床身連接，⑥主軸與⑦床身連接。在其中一個刀架有專用的、可拆卸的球形零件表面滾壓加工的刀具系統(tǒng)或工具系統(tǒng)。機(jī)床能進(jìn)行軸對稱的球形或外形成拋物線外形零件切削加工，同時又能對球形零件表面進(jìn)行粗糙度Ra≤0.1μm的鏡面精度加工。還能在圓盤回轉(zhuǎn)刀架上加持相應(yīng)裝置，對其進(jìn)行鉆、銑、磨、拋光、淬火等技術(shù)開發(fā)升級，適應(yīng)多行業(yè)球形(球面)零件加工需要。
文檔編號B23P23/02GK101628378SQ20091012754
公開日2010年1月20日 申請日期2009年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月13日
發(fā)明者(請求不公開姓名) 申請人:寧波市精恒凱翔機(jī)械有限公司