專利名稱：可實現(xiàn)多刀分別徑向進給的數(shù)控平旋盤系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種可實現(xiàn)多刀分別做徑向進給的數(shù)控平旋盤系統(tǒng)，主要涉及多 滑板徑向進給的平旋盤的結構，為滑板提供進給運動的多路進給驅動系統(tǒng)及實現(xiàn)平旋盤的 主軸驅動系統(tǒng)。
技術背景目前，當?shù)毒咝D切削的同時需要具有徑向進給功能時通常采用平旋盤技術。即 在主軸的前部安裝一個旋盤，旋盤與主軸同步旋轉，在旋盤上設置一個可以沿旋盤作徑向 運動的滑板，滑板的徑向運動與旋盤的旋轉運動來自不同驅動系統(tǒng)，由于滑板是在隨旋盤 作旋轉運動的同時又要在旋盤上作徑向運動，因此兩個不同的驅動系統(tǒng)必須借助運動合成 機構來實現(xiàn)滑板的平面運動，安裝在滑板上的刀具才有可能實現(xiàn)在旋轉的同時做徑向移動 的切削運動。據(jù)資料介紹，常見的平旋盤機構技術主要有兩種一種是機械式平旋盤，刀具的徑 向運動全部依靠機械傳動鏈實現(xiàn)；另一種是采用數(shù)控技術驅動平旋盤中的滑板運動，既數(shù) 控平旋盤。據(jù)資料介紹的平旋盤都借助機械結構差動機構實現(xiàn)運動合成。即便是數(shù)控平旋盤 也都是將運動合成借助差動機構來實現(xiàn)，這些各種結構的差動機構的目的都是為了實現(xiàn) 當滑板徑向運動的驅動系統(tǒng)沒有進給輸入的條件下，差動機構保證在平旋盤旋轉時滑板不 會產生徑向移動。有了差動機構的好處是，滑板的徑給驅動系統(tǒng)所傳輸?shù)膹较蜻\動的位移 量如同沒有合成運動存在一樣，計算關系，數(shù)控補償計算簡單。但是，由于所有的機械結構 的差動機構都是由多個齒輪副組成，機構復雜，增加了機床的制造成本。由于傳動鏈長，增 加了傳動鏈的累積誤差，給機床實現(xiàn)無間隙的進給傳動增加了困難。且資料介紹的平旋盤 都能實現(xiàn)一維的徑向進給運動，即只有一條徑向進給傳動鏈，一付徑向進給滑板
實用新型內容
本實用新型的目的在于避免現(xiàn)有技術的不足，提供一種可實現(xiàn)多刀分別徑向進給 的數(shù)控平旋盤系統(tǒng)。該系統(tǒng)多把刀具能夠做旋轉切削運動與徑向進給、同時與其它方向進 給實現(xiàn)兩坐標聯(lián)動的數(shù)控切削平旋盤裝置。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取的技術方案為一種可實現(xiàn)多刀分別徑向進給 的數(shù)控平旋盤系統(tǒng)，包括有在主軸箱(1)內設有主軸(21)，在主軸(21)的前端設有平旋 盤(15)，主電機通過皮帶傳動到主輸出軸(18)上固連的主輸出齒輪(17)與主傳動大齒輪 (16)嚙合，主傳動大齒輪(16)與主軸(21)固連，其主要特點包括有在主軸(21)上設有空 套雙聯(lián)齒輪組(4)；多個徑向進給輸入軸(2)的左端在每一個軸端設有徑向進給伺服電機， 右端設有進給輸入齒輪(3)與空套雙聯(lián)齒輪組(4)的輸入齒輪嚙合，空套雙聯(lián)齒輪組(4) 的輸出齒輪與進給輸出齒輪(5-1)嚙合，進給輸出齒輪(5-1)固連于徑向進給輸出軸(6-1) 上，徑向進給輸出軸(6-1)穿過主傳動大齒輪(16)，與錐齒輪傳動副的主動錐齒輪(7-1)固連；絲杠螺母機構(13-1)的絲杠與錐齒輪傳動副的被動錐齒輪(8-1)連接，絲杠與滑板 (11-1)連接，滑板(11-1)上固連有徑向刀架(10)。所述的可實現(xiàn)多刀分別徑向進給的數(shù)控平旋盤系統(tǒng)，還包括有在與空套雙聯(lián)齒輪 組(4)的輸出齒輪嚙合的進給輸出齒輪(5-1)對應方向180度處還設有另一個進給輸出齒 輪(5-2)，進給輸出齒輪(5-2)設在徑向進給輸出軸(6-2)上，徑向進給輸出軸(6-2)穿過 主傳動大齒輪(16)，在徑向進給輸出軸(6-2)上還設有錐齒輪傳動副的主動錐齒輪(7-2)， 與錐齒輪傳動副的被動錐齒(8-2)輪嚙合；絲杠螺母機構(13-2)的絲杠與錐齒輪傳動副的 被動錐齒輪(8-2)連接，絲杠與滑板(11-2)連接，滑板(11-2)上固連有徑向刀架(14)。所述的可實現(xiàn)多刀分別徑向進給的數(shù)控平旋盤系統(tǒng)，所述的空套雙聯(lián)齒輪組(4) 為包括有主軸(21)上設有第一雙聯(lián)齒輪(4-1)，主軸(21)與第一雙聯(lián)齒輪(21)之間設有 第一軸承(4-4)。所述的可實現(xiàn)多刀分別徑向進給的數(shù)控平旋盤系統(tǒng)，所述的空套雙聯(lián)齒輪組(4) 還包括有在第一雙聯(lián)齒輪(4-1)上設有第二雙聯(lián)齒輪(4-2)，第一雙聯(lián)齒輪(4-1)與第二雙 聯(lián)齒輪(4-2)之間設有第二軸承(4-5)。所述的可實現(xiàn)多刀分別徑向進給的數(shù)控平旋盤系統(tǒng)，所述的空套雙聯(lián)齒輪組(4) 在第二雙聯(lián)齒輪(4-2)上設有第三雙聯(lián)齒輪(4-3)，第二雙聯(lián)齒輪(4-2)與第三雙聯(lián)齒輪 (4-3)之間設有第三軸承(4-6)。所述的可實現(xiàn)多刀分別徑向進給的數(shù)控平旋盤系統(tǒng)，所述的徑向進給輸入軸(2) 為1-3個；進給輸出齒輪和徑向進給輸出軸為1-6個.本實用新型的有益效果本實用新型提供一種結構簡單、傳動鏈短、定位及切削 精度高，不借助機械運動合成機構就能滿足管螺紋加工車床需求的數(shù)控平旋盤。并且由于 結構簡單、傳動鏈短、使得機床有可能設置多條進給傳動鏈，在平旋盤設置多個徑向移動滑 板，每個滑板各自由相對獨立的進給傳動鏈驅動。從而實現(xiàn)根據(jù)管螺紋加工的需要配置多 把刀具，每把刀具各自相對獨立的實現(xiàn)在旋轉時完成徑向移動。擴大了機床的功能，達到了 提高自動化程度，提高生產率的目的。1)在主軸的前端安裝有一個隨主軸一起旋轉的平旋盤，在平旋盤上可以均布設置 三至六個與主軸中線垂直并可沿主軸做徑向移動的滑塊，在滑塊上安裝有刀架體，刀具安 裝在刀架體上。主軸箱安裝在主軸箱滑板上，通過伺服電機、滾珠絲杠機構的驅動，主軸箱 滑板可以沿機床導軌移動。由于主軸與機床導軌平行，軸向進給伺服電機驅動主軸箱滑板 可以沿機床導軌移動。由于主軸箱與機床導軌平行，伺服電機驅動主軸箱滑板帶動刀具實 現(xiàn)縱向的數(shù)控進給運動。2)在主軸的前端安裝有平旋盤，平旋盤中安裝有可做沿平旋盤徑向移動的六個徑 向移動滑板，徑向移動滑板由進給伺服電機通過進給傳動鏈驅動，帶動刀具實現(xiàn)徑向的數(shù) 控運動。3)主電機安裝在主軸箱滑板上，通過皮帶輪、齒輪帶動主軸旋轉實現(xiàn)機床的主運 動。主電機借助變頻控制技術實現(xiàn)調速。主軸的實際轉數(shù)通過安裝在主軸尾部的同步帶 輪，帶動旋轉編碼器旋轉，旋轉編碼器輸出主軸的實際轉數(shù)(即主軸的實際角位移量)。數(shù) 控系統(tǒng)讀取旋轉編碼器測得的數(shù)值作為進給伺服系統(tǒng)與主運動聯(lián)動的依據(jù)。4)每個徑向移動的滑板都與滾珠絲杠的兩端固定安裝，滾珠絲杠副螺母的軸向位置固定在平旋盤中，滾珠絲杠副的螺母可以實現(xiàn)自由的轉動，滾珠絲杠的螺母上安裝有一 個錐齒輪，與其同軸轉動。與該錐齒輪配套嚙合的另一個錐齒輪的旋轉運動來自徑向進給 傳動鏈。當主動錐齒輪從徑向進給傳動鏈接受到旋轉運動后，通過被動錐齒輪帶動滾珠絲 杠的螺母旋轉，由于滾珠絲杠副螺母的軸向位置固定在平旋盤中，因此徑向移動滾珠絲杠 便做沿自身軸向的移動，從而帶動與其固定安裝的徑向移動滑板運動，滑板上安裝有刀架， 實現(xiàn)刀具的徑向進給。5)由于本實用新型的平旋盤結構能夠實現(xiàn)多個徑向移動滑板分別做徑向進給運 動，每個徑向移動滑板由一對錐齒輪傳動副，將平行于機床主軸的進給傳動軸的轉動轉換 為垂直于機床主軸的徑向進給滾珠絲杠副螺母的傳動。因此每一個主動錐齒輪各自接受一 個來自進給電機的傳動。6)給每一個徑向移動的滑板傳輸進給運動的主動錐齒輪的軸線與機床主軸平行， 分布在以機床主軸軸線為圓心的圓周上。主動錐齒輪接受來自進給伺服電機傳來的進給運 動，進給運動鏈借助空套在主軸上的雙聯(lián)齒輪將伺服電機傳來的轉動傳輸給主動錐齒輪。 由于主動錐齒輪的軸線在主軸轉動時也在做以機床主軸軸線為圓心的公轉運動，因此主動 錐齒輪的實際轉動是軸線的公轉與來自進給伺服電機的自轉的運動合成。為了解決這個問 題，現(xiàn)有的平旋盤機床均采用機械結構機械結構差動機構來實現(xiàn)運動合成，前面已表述過， 機械結構差動機構的存在使機構復雜，增加了傳動誤差。本實用新型取消了機械結構差動 機構，用數(shù)控軟件實現(xiàn)運動合成，用電子傳動鏈替代機械傳動鏈，簡化了機械傳動結構，提 高了進給運動的精度。7)每個徑向移動滑板靠直線導軌安裝在平旋盤中，從而保證其運動精度。本結構由于采用數(shù)控控制和滾珠絲杠傳動，可完全保證工件加工的精度要求；在 數(shù)控機床上可與其它軸進行兩坐標聯(lián)動，通過回轉刀具方式，對固定工件回轉曲面進行切 削加工，特別適合于對大直徑工件的內外圓端面、回轉曲面，公英制直或錐內、外螺紋加工。 本實用新型還具有結構合理、剛性好、精度高、使用壽命長、應用范圍廣等優(yōu)點。

圖1是本實用新型的結構示意圖圖2是圖1中的切削平旋盤結構右視示意圖。圖3是圖1中的空套雙聯(lián)齒輪組進給傳動鏈結構視示意圖。
具體實施方式
以下對本實用新型的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本實用新型，并 非用于限定本實用新型的范圍。實施例1 見圖1，圖2，圖3，一種可實現(xiàn)一路進給二刀徑向進給的數(shù)控平旋盤系 統(tǒng)，包括有在主軸箱1內設有主軸21，在主軸21的前端設有平旋盤15，主電機通過皮帶傳 動到主輸出軸18上固連的主輸出齒輪17與主傳動大齒輪16嚙合，主傳動大齒輪16與主 軸21固連，在主軸21上設有空套雙聯(lián)齒輪組4 ；1個徑向進給輸入軸2的左端在軸端設有 徑向進給伺服電機，右端設有進給輸入齒輪3與空套雙聯(lián)齒輪組4的輸入齒輪嚙合，空套雙 聯(lián)齒輪組4的輸出齒輪與進給輸出齒輪5-1嚙合，進給輸出齒輪5-1固連于徑向進給輸出軸6-1上，徑向進給輸出軸6-1穿過主傳動大齒輪16，與錐齒輪傳動副的主動錐齒輪7-1固 連；絲杠螺母機構13-1的絲杠與錐齒輪傳動副的被動錐齒輪8-1連接，絲杠與滑板11-1連 接，滑板11-1上固連有徑向刀架10。在與空套雙聯(lián)齒輪組4的輸出齒輪嚙合的進給輸出齒輪5-1對應方向180度處還 設有另一個進給輸出齒輪5-2，進給輸出齒輪5-2設在徑向進給輸出軸6-2上，徑向進給輸 出軸6-2穿過主傳動大齒輪16，在徑向進給輸出軸6-2上還設有錐齒輪傳動副的主動錐齒 輪7-2，與錐齒輪傳動副的被動錐齒8-2輪嚙合；絲杠螺母機構13-2的絲杠與錐齒輪傳動 副的被動錐齒輪8-2連接，絲杠與滑板11-2連接，滑板11-2上固連有徑向刀架14。所述的空套雙聯(lián)齒輪組4為包括有主軸21上設有第一雙聯(lián)齒輪4-1，主軸21與第 一雙聯(lián)齒輪21之間設有第一軸承4-4。實施例2 見圖1，圖2，圖3，一種可實現(xiàn)二路進給四刀刀分別徑向進給的數(shù)控平旋 盤系統(tǒng)，所述的空套雙聯(lián)齒輪組4還包括有在第一雙聯(lián)齒輪4-1上設有第二雙聯(lián)齒輪4-2， 第一雙聯(lián)齒輪4-1與第二雙聯(lián)齒輪4-2之間設有第二軸承4-5。所述的徑向進給輸入軸2 為2個；進給輸出齒輪和徑向進給輸出軸為4個.實施例3 見圖1，圖2，圖3，一種可實現(xiàn)三路進給六刀分別徑向進給的數(shù)控平旋盤 系統(tǒng)，所述的空套雙聯(lián)齒輪組4在第二雙聯(lián)齒輪4-2上設有第三雙聯(lián)齒輪4-3，第二雙聯(lián)齒 輪4-2與第三雙聯(lián)齒輪4-3之間設有第三軸承4-6。所述的徑向進給輸入軸2為3個；進 給輸出齒輪和徑向進給輸出軸為6個。本實用新型在主軸21的前端設置有一隨主軸旋轉的平旋盤，在平旋盤上設置有 一個與空心主軸中心線垂直可沿主軸徑向方向移動的滑塊，在滑塊上安裝有刀架體，刀具 裝夾在刀架體上，主軸的末端安裝有同步齒形帶傳動，將主軸的轉動傳輸給旋轉編碼器，旋 轉編碼器始終檢測主軸轉動的實際狀況，并將數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)控系統(tǒng)?？仗自谥鬏S上的雙聯(lián) 齒輪再進給傳動鏈中起到過渡作用，由于這個雙聯(lián)齒輪的存在徑向進給伺服電機可以固定 安裝在主軸箱上，將運動傳給雙聯(lián)齒輪的輸入端齒輪，而雙聯(lián)齒輪的輸出端齒輪將運動傳 輸給主動錐齒輪，此時的雙聯(lián)齒輪的輸出端齒輪起到太陽論的作用，與主動錐齒輪同軸安 裝的圓柱齒輪與雙聯(lián)齒輪的輸出端齒輪嚙合起到行星齒輪的作用。與主軸軸線平行的中心 軸與平旋盤內的錐齒輪相連，錐齒輪通過絲母座與設置在切削平旋盤內的滾珠絲杠相連， 滾珠絲杠與切削平旋盤上的徑向移動滑板固定連接，從而帶動徑向移動滑板沿平旋盤的徑 向做直線往復運動。該結構工作過程如下主電機啟動，主軸轉動并帶動平旋盤及錐齒輪以相同轉速 回轉，此時，編碼器及時測得主軸的運動狀態(tài)，數(shù)控系統(tǒng)及時將通過軟件計算的數(shù)據(jù)傳輸給 徑向進給伺服電機，此時徑向進給伺服電機以基本轉數(shù)轉動，保證主動錐齒輪不產生自傳， 因此，徑向移動滑板不產生沿平旋盤的徑向運動。當需要徑向移動滑板做徑向移動時，數(shù)控 系統(tǒng)及時將通過軟件計算將徑向工作轉速疊加到徑向進給伺服電機的基本轉速上，通過軟 件合成后電機的實際轉速。此時，主動錐齒輪轉動，徑向移動滑塊板產生沿平旋盤的徑向運 動。由于本實用新型解決了 6快滑板分布在平旋盤中的結構；徑向進給運動的分別傳 輸方式及其結構。本實用新型的主軸箱技術、主傳動技術、徑向進給傳動鏈技術、運動合成 技術的共同作用下完成了對管螺紋加工時的工件不動、刀具旋轉并做軸向進給的功能。[0033] 上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新 型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護 范圍之內。
權利要求一種可實現(xiàn)多刀分別徑向進給的數(shù)控平旋盤系統(tǒng)，包括有在主軸箱(1)內設有主軸(21)，在主軸(21)的前端設有平旋盤(15)，主電機通過皮帶傳動到主輸出軸(18)上固連的主輸出齒輪(17)與主傳動大齒輪(16)嚙合，主傳動大齒輪(16)與主軸(21)固連，其特征包括有在主軸(21)上設有空套雙聯(lián)齒輪組(4)；多個徑向進給輸入軸(2)的左端在每一個軸端設有徑向進給伺服電機，右端設有進給輸入齒輪(3)與空套雙聯(lián)齒輪組(4)的輸入齒輪嚙合，空套雙聯(lián)齒輪組(4)的輸出齒輪與進給輸出齒輪(5 1)嚙合，進給輸出齒輪(5 1)固連于徑向進給輸出軸(6 1)上，徑向進給輸出軸(6 1)穿過主傳動大齒輪(16)，與錐齒輪傳動副的主動錐齒輪(7 1)固連；絲杠螺母機構(13 1)的絲杠與錐齒輪傳動副的被動錐齒輪(8 1)連接，絲杠與滑板(11 1)連接，滑板(11 1)上固連有徑向刀架(10)。
2.如權利要求1所述的可實現(xiàn)多刀分別徑向進給的數(shù)控平旋盤系統(tǒng)，其特征還包括有 在與空套雙聯(lián)齒輪組(4)的輸出齒輪嚙合的進給輸出齒輪(5-1)對應方向180度處還設有 另一個進給輸出齒輪(5-2)，進給輸出齒輪(5-2)設在徑向進給輸出軸(6-2)上，徑向進給 輸出軸(6-2)穿過主傳動大齒輪(16)，在徑向進給輸出軸(6-2)上還設有錐齒輪傳動副的 主動錐齒輪(7-2)，與錐齒輪傳動副的被動錐齒(8-2)輪嚙合；絲杠螺母機構(13-2)的絲 杠與錐齒輪傳動副的被動錐齒輪(8-2)連接，絲杠與滑板(11-2)連接，滑板(11-2)上固連 有徑向刀架(14)。
3.如權利要求1所述的可實現(xiàn)多刀分別徑向進給的數(shù)控平旋盤系統(tǒng)，其特征所述的空 套雙聯(lián)齒輪組(4)為包括有主軸(21)上設有第一雙聯(lián)齒輪(4-1)，主軸(21)與第一雙聯(lián)齒 輪(21)之間設有第一軸承(4-4)。
4.如權利要求3所述的可實現(xiàn)多刀分別徑向進給的數(shù)控平旋盤系統(tǒng)，其特征所述的空 套雙聯(lián)齒輪組(4)還包括有在第一雙聯(lián)齒輪(4-1)上設有第二雙聯(lián)齒輪(4-2)，第一雙聯(lián)齒 輪(4-1)與第二雙聯(lián)齒輪(4-2)之間設有第二軸承(4-5)。
5.如權利要求4所述的可實現(xiàn)多刀分別徑向進給的數(shù)控平旋盤系統(tǒng)，其特征所述的空 套雙聯(lián)齒輪組(4)在第二雙聯(lián)齒輪(4-2)上設有第三雙聯(lián)齒輪(4-3)，第二雙聯(lián)齒輪(4-2) 與第三雙聯(lián)齒輪(4-3)之間設有第三軸承(4-6)。
6.如權利要求1所述的可實現(xiàn)多刀分別徑向進給的數(shù)控平旋盤系統(tǒng)，其特征所述的徑 向進給輸入軸(2)為1-3個；進給輸出齒輪和徑向進給輸出軸為1-6個。專利摘要本實用新型涉及一種可實現(xiàn)多刀分別做徑向進給的數(shù)控平旋盤系統(tǒng)。一種可實現(xiàn)多刀分別徑向進給的數(shù)控平旋盤系統(tǒng)，包括有在主軸箱內設有主軸，在主軸的前端設有平旋盤，主電機通過皮帶傳動到主輸出軸上固連的主輸出齒輪與主傳動大齒輪嚙合，主傳動大齒輪與主軸固連，其主要特點包括有在主軸上設有空套雙聯(lián)齒輪組；多個徑向進給輸入軸的左端在每一個軸端設有徑向進給伺服電機，右端設有進給輸入齒輪與空套雙聯(lián)齒輪組的輸入齒輪嚙合，空套雙聯(lián)齒輪組的輸出齒輪與進給輸出齒輪嚙合，進給輸出齒輪固連于徑向進給輸出軸上，徑向進給輸出軸穿過主傳動大齒輪，與錐齒輪傳動副的主動錐齒輪固連；絲杠螺母機構的絲杠與錐齒輪傳動副的被動錐齒輪連接，絲杠與滑板連接，滑板上固連有徑向刀架。
文檔編號B23G1/22GK201744756SQ201020219589
公開日2011年2月16日 申請日期2010年6月8日 優(yōu)先權日2010年6月8日
發(fā)明者俞偉源, 華迎春, 曹立宏, 王宏, 田振強, 郭維新 申請人:蘭州機床廠