專利名稱：石墨電極雙螺紋梳加工機(jī)床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種螺紋加工機(jī)床，尤其是一種石墨電極的螺紋加工機(jī)床，屬于機(jī)械加工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
目前世界上只有美國、日本等少數(shù)國家可以制造石墨電極螺紋加工機(jī)床。據(jù)申請人了解，現(xiàn)有石墨電極螺紋加工機(jī)床普遍采用主軸夾持工件實(shí)現(xiàn)螺旋運(yùn)動、梳刀軸裝夾刀具實(shí)現(xiàn)切削運(yùn)動的設(shè)計(jì)方案。例如日本制造的同類設(shè)備即以主軸端內(nèi)置徑向卡爪支撐在工件外圓上，并在工作時帶動其旋轉(zhuǎn)，結(jié)果主軸結(jié)構(gòu)勢必十分龐大，不僅制造成本高，而且容易產(chǎn)生難以消除的磨損間隙，影響加工精度。除此之外，現(xiàn)有加工設(shè)備還存在以下缺陷1、螺紋端面與螺紋存在兩次定位誤差，與螺紋中心線垂直度誤差大；2、傳動系統(tǒng)復(fù)雜，功耗大；3、梳刀多次進(jìn)給，進(jìn)刀深度難以精確控制。
本發(fā)明專利進(jìn)一步的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)螺紋端面與螺紋中心線垂直度誤差大的問題，提出一種無二次定位誤差且對不同長度工件能實(shí)現(xiàn)浮動控制的石墨電極雙螺紋梳加工機(jī)床，從而節(jié)省了對刀和裝夾時間，進(jìn)一步提高石墨電極螺紋的加工精度和效率。
為了達(dá)到以上首要目的，本發(fā)明石墨電極雙螺紋梳加工機(jī)床的床身導(dǎo)軌兩端安裝主軸箱，中部安裝工件夾持裝置，兩主軸箱的底部墊板與床身兩端的縱向進(jìn)給電機(jī)驅(qū)動的絲桿銜接，構(gòu)成縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)，兩主軸箱上的主電機(jī)通過主軸箱內(nèi)的傳動機(jī)構(gòu)與主軸銜接，主軸箱后端裝有導(dǎo)電機(jī)構(gòu)，主軸的前端固定梳刀座，梳刀座上固定有與導(dǎo)電機(jī)構(gòu)電連接的梳刀進(jìn)刀電機(jī)，垂直于主軸軸線的方向安裝梳刀架，梳刀架的前端裝有與導(dǎo)電機(jī)構(gòu)電連接的電主軸，電主軸前端固定梳刀，構(gòu)成徑向進(jìn)刀機(jī)構(gòu)；工件夾持裝置的底部支撐在固定于床身中部的縱向軌道上，并通過螺母與安裝在橫向軌道下的絲桿銜接，構(gòu)成夾緊機(jī)構(gòu)。
這樣，加工所需的螺旋運(yùn)動由主軸箱的縱向進(jìn)給運(yùn)動與主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動復(fù)合而成，梳刀的進(jìn)刀切削運(yùn)動則由梳刀的徑向進(jìn)給運(yùn)動以及電主軸帶動梳刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動實(shí)現(xiàn)。由于本發(fā)明采用了將梳刀進(jìn)刀電機(jī)以及電主軸均安裝在主軸上的設(shè)計(jì)方案，使進(jìn)刀切削的運(yùn)動自然疊加在主軸的螺旋運(yùn)動上，同時本發(fā)明通過導(dǎo)電機(jī)構(gòu)，合理而巧妙地解決了運(yùn)動部件的供電問題，因此實(shí)現(xiàn)了在工件不動的情況下，由梳刀單獨(dú)實(shí)現(xiàn)錐螺紋加工所需的合成運(yùn)動。結(jié)果，用夾持裝置夾緊工件后，在整個加工過程中，體積龐大的工件始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，從而使得機(jī)床運(yùn)動件的負(fù)荷明顯減輕，精度提高，有利于保證加工質(zhì)量，并且大大降低了能耗，從整體上看，機(jī)床結(jié)構(gòu)以及傳動機(jī)構(gòu)均得到顯著簡化，為實(shí)現(xiàn)數(shù)控自動化創(chuàng)造了理想的條件。
為了達(dá)到本發(fā)明專利的進(jìn)一步的目的，以上石墨電極雙螺紋梳加工機(jī)床的主軸前端還固定有刮刀架，刮刀架上裝有刃口與主軸軸線垂直的刮刀，刮刀架前方裝有浮動定位傳感器。因此，無論工件長短，傳感器都能自動識別，當(dāng)傳感器與工件達(dá)到適當(dāng)位置時即發(fā)出訊號，系統(tǒng)轉(zhuǎn)入工進(jìn)程序，無需對刀或重新裝夾調(diào)整，從而節(jié)省時間提高效率。加工時，只要將刮刀安裝在合適位置，即可使其在螺紋加工前或接近尾聲時，將石墨電極工件的端面刮平。顯然，由于刮刀與主軸固連，因此不存在二次定位誤差，可以確保端面與螺紋中心線垂直，進(jìn)一步提高了加工質(zhì)量。


圖1為本發(fā)明專利一個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1的俯視圖。
圖3為圖1的A-A剖視放大圖。
圖4是圖1實(shí)施例中主軸前端結(jié)構(gòu)放大示意圖。
兩主軸箱3后端裝有導(dǎo)電機(jī)構(gòu)14。床身9中部安裝有兩工件夾持裝置6和一個工件支撐8，如圖3所示，夾持裝置6的前側(cè)為斜上方60度和斜下方60度分別設(shè)有夾持點(diǎn)的C形夾卡13，后側(cè)為設(shè)有水平夾持點(diǎn)的水平夾卡12，兩夾卡的底部支撐在固定于床身9中部的橫向軌道7上，并分別通過螺母與安裝在橫向軌道7下的正、反旋螺紋絲桿銜接，構(gòu)成橫向夾緊機(jī)構(gòu)，正、反旋螺紋絲桿的一端與橫向夾緊液壓馬達(dá)11連接，正、反旋螺紋的線數(shù)成比例關(guān)系。工件就位后，當(dāng)橫向液壓馬達(dá)11轉(zhuǎn)動時，通過絲桿螺母機(jī)構(gòu)帶動C形夾卡13和水平夾卡12同時向中心靠攏，并且由于正、反旋螺紋的線數(shù)成比例關(guān)系，因此水平夾卡12和C形夾卡13以固定的速比移動，施力均勻地自動定心夾緊工件。
由圖4可以看出，主軸4的前端有梳刀座16，其上有與導(dǎo)電機(jī)構(gòu)14電連接的梳刀進(jìn)刀電機(jī)17，垂直于主軸軸線的方向安裝有梳刀架18，與絲桿19、螺母20構(gòu)成梳刀徑向進(jìn)刀機(jī)構(gòu)，梳刀架18的前端有與導(dǎo)電機(jī)構(gòu)14電連接的電主軸座21，電主軸座21內(nèi)的電主軸22前端固定梳刀23。這樣梳刀23由電主軸22帶動旋轉(zhuǎn)，同時隨機(jī)床主軸4一起公轉(zhuǎn)。此外，主軸4的前端還通過水平支架24和垂直支架25固定有刮刀架26，刮刀架26上裝有刃口與主軸軸線垂直的刮刀27。
為了實(shí)現(xiàn)數(shù)控，本實(shí)施例中的縱向進(jìn)給電機(jī)1以及梳刀徑向進(jìn)刀電機(jī)17等均為伺服電機(jī)。工作時，當(dāng)工件移到工件支撐8上之后，控制系統(tǒng)使橫向夾緊液壓馬達(dá)11工作，驅(qū)動兩夾持裝置6同步運(yùn)動，自動定心夾緊工件外圓?？v向進(jìn)給伺服電機(jī)1帶動兩主軸箱3沿床身9導(dǎo)軌快移，當(dāng)浮動控制傳感器28接近工件并發(fā)訊后，系統(tǒng)轉(zhuǎn)入工進(jìn)程序。主電機(jī)2帶動主軸4旋轉(zhuǎn)，使旋轉(zhuǎn)運(yùn)動與直線進(jìn)給運(yùn)動復(fù)合成錐螺紋加工所需的螺旋運(yùn)動。與此同時，隨主軸4轉(zhuǎn)動的梳刀23在電主軸22的帶動下高速旋轉(zhuǎn)，形成錐螺紋加工所需的疊加在螺旋運(yùn)動之上的切削運(yùn)動，其切削時的徑向進(jìn)刀量由數(shù)控的梳刀進(jìn)刀電機(jī)17通過梳刀徑向進(jìn)刀機(jī)構(gòu)驅(qū)動控制。由于加工時工件固定不動，因此主軸負(fù)荷大大減輕，機(jī)床的運(yùn)動精度提高，而梳刀的高速切削運(yùn)動則保證了理想的螺紋加工精度。
此外，由于加工前通過調(diào)整水平支架和垂直支架，使刮刀27處于適當(dāng)位置，因此當(dāng)以上四種運(yùn)動有機(jī)復(fù)合疊加，使梳刀23完成電極兩端內(nèi)錐螺紋的加工后，刮刀27將電極兩端面刮平，保證了電極端面與螺紋中心線的垂直。
實(shí)驗(yàn)證明，本實(shí)施例的數(shù)控電極雙螺紋梳加工機(jī)床具有以下諸多優(yōu)點(diǎn)剛性好，結(jié)構(gòu)相對較為簡單，承載力強(qiáng)，對環(huán)境污染小，調(diào)整方便，定位精度高，易于實(shí)現(xiàn)自動化，可以高效率實(shí)現(xiàn)石墨電極雙端錐螺紋的自動加工以及端面刮平。
權(quán)利要求
1.一種石墨電極雙螺紋梳加工機(jī)床，床身導(dǎo)軌兩端安裝主軸箱，中部安裝工件夾持裝置，兩主軸箱的底部與床身兩端的縱向進(jìn)給電機(jī)驅(qū)動的絲桿銜接，構(gòu)成縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)；兩主軸箱上的主電機(jī)通過主軸箱內(nèi)的傳動機(jī)構(gòu)與主軸銜接，其特征在于所述主軸箱后端裝有導(dǎo)電機(jī)構(gòu)，主軸的前端固定梳刀座，梳刀座上固定有與導(dǎo)電機(jī)構(gòu)電連接的梳刀進(jìn)刀電機(jī)，垂直于主軸軸線的方向安裝梳刀架，梳刀架的前端裝有與導(dǎo)電機(jī)構(gòu)電連接的電主軸，電主軸前端固定梳刀，構(gòu)成徑向進(jìn)刀機(jī)構(gòu)；所述工件夾持裝置的底部支撐在固定于床身中部的縱向軌道上，并通過螺母與安裝在橫向軌道下的絲桿銜接，構(gòu)成夾緊機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述石墨電極雙螺紋梳加工機(jī)床，其特征在于所述主軸的前端通過水平支架和垂直支架固定有刮刀架，刮刀架上裝有刃口與主軸軸線垂直的刮刀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述石墨電極雙螺紋梳加工機(jī)床，其特征在于所述工件夾持裝置的前側(cè)為斜上方60度和斜下方60度分別設(shè)有夾持點(diǎn)的C形夾卡，后側(cè)為設(shè)有水平夾持點(diǎn)的水平夾卡，兩夾卡的底部支撐在固定于床身中部的橫向軌道上，并分別通過螺母與安裝在橫向軌道下的正、反旋螺紋絲桿銜接，構(gòu)成縱向夾緊機(jī)構(gòu)，正、反旋螺紋的線數(shù)比為1∶2。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述石墨電極雙螺紋梳加工機(jī)床，其特征在于所述床身導(dǎo)軌上遮蓋有伸縮式防塵罩。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述石墨電極雙螺紋梳加工機(jī)床，其特征在于所述主軸前端外表固定安裝與吸塵裝置相連的吸塵罩。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述石墨電極雙螺紋梳加工機(jī)床，其特征在于所述吸塵罩上安裝實(shí)現(xiàn)浮動控制的浮動定位傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述石墨電極雙螺紋梳加工機(jī)床，其特征在于所述梳刀架的前端裝有與導(dǎo)電機(jī)構(gòu)電連接的電主軸座，所述電主軸座內(nèi)的電主軸前端固定由電主軸帶動旋轉(zhuǎn)、同時隨機(jī)床主軸一起公轉(zhuǎn)的梳刀。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雙螺紋梳加工機(jī)床，屬于機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域。該機(jī)床床身導(dǎo)軌兩端和中部分別安裝主軸箱和工件夾持裝置，主軸箱后端裝有導(dǎo)電機(jī)構(gòu)，主軸的前端固定梳刀座，梳刀座上固定梳刀徑向進(jìn)刀電機(jī)并安裝電主軸座，電主軸座內(nèi)的電主軸前端固定梳刀；工件夾持裝置的底部支撐在橫向軌道上，并通過螺母與安裝在橫向軌道下的絲桿銜接。本發(fā)明使進(jìn)刀切削運(yùn)動自然疊加在主軸螺旋運(yùn)動之上，并解決了運(yùn)動部件的供電問題，因此實(shí)現(xiàn)了由梳刀單獨(dú)實(shí)現(xiàn)錐螺紋加工所需的合成運(yùn)動。結(jié)果使得機(jī)床運(yùn)動件的負(fù)荷明顯減輕，精度提高，并且大大降低了能耗，機(jī)床結(jié)構(gòu)以及傳動機(jī)構(gòu)均得到顯著簡化。本發(fā)明還可自動識別工件長短，浮動定位，節(jié)省對刀和裝夾時間，提高工效。
文檔編號B23G1/00GK1438087SQ0311297
公開日2003年8月27日 申請日期2003年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月14日
發(fā)明者陳善元, 許立新, 朱強(qiáng), 戴愛國, 陳翊 申請人:陳善元