專利名稱：用于球面切削的高速精密自動(dòng)化數(shù)控機(jī)床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)床制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于球面切削的高速精密自動(dòng)化數(shù)控機(jī)床。
背景技術(shù)：
在潔具、汽車(chē)等行業(yè)經(jīng)常會(huì)遇到對(duì)輪廓度要求在2 μ m、光潔度要求0. 4 μ m高精密球形零件，依據(jù)以往的傳統(tǒng)加工條件，像這類(lèi)零件往往需要經(jīng)過(guò)普車(chē)粗車(chē)一一旋風(fēng)銑球 (或普通數(shù)控車(chē)車(chē)球)一一數(shù)控旋風(fēng)磨削球面一一手工拋光等好幾道工序，即便過(guò)程控制很?chē)?yán)，還是次品率和廢品率都比較高，并且由于加工過(guò)程繁瑣，工作效率也不高，追其主要原因有兩點(diǎn)一是數(shù)控車(chē)床加工球形是依據(jù)數(shù)控插補(bǔ)原理，眾所周知數(shù)控插補(bǔ)就是構(gòu)成平面坐標(biāo)的兩個(gè)伺服軸根據(jù)加工的平面幾何要素交替進(jìn)給形成需要的外形，正是由于兩軸交替進(jìn)給所以形成的球面曲線其實(shí)是由許多小折線構(gòu)成，并且普通數(shù)控車(chē)加工球面需要一種圓弧刀具，而加工過(guò)程中刀具的切削點(diǎn)由于要和加工的球面曲線始終相切，所以刀具上切削點(diǎn)其實(shí)是不停的改變，這就要求刀具外形要嚴(yán)格控制，而目前刀具的精度由于種種因素， 根本達(dá)不到這么高的精度要求，球面兩端的倒角無(wú)法用圓弧刀具車(chē)出，需調(diào)頭加工；二是球面旋風(fēng)磨削時(shí)，被修整成形的兩個(gè)或多個(gè)砂條與加工球面接觸，若是修整成形的砂條和工件的圓心不重合就會(huì)造成圓度下降，并且砂條脫?？欤看涡拚皸l根本磨削不了幾件工件，市場(chǎng)上成熟的球面磨床也只能達(dá)到5 μ m的精度，整體而言精度和效率都不盡人意，上述缺陷使得球面零件的加工及應(yīng)用受到了很大的局限，因此有必要改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題提供一種用于球面切削的高速精密自動(dòng)化數(shù)控機(jī)床，使兩軸車(chē)床在插補(bǔ)切削中所引起的圓弧不規(guī)整及加工步驟繁瑣現(xiàn)象得到根本解決，實(shí)現(xiàn)了球面零件加工時(shí)的高精度、高效率，且傳動(dòng)時(shí)噪音低，有效提高了工作效率，解決了球面零件加工時(shí)較難實(shí)現(xiàn)高圓度的技術(shù)難題。本發(fā)明采用的技術(shù)方案用于球面切削的高速精密自動(dòng)化數(shù)控機(jī)床，具有底座，所述底座上部一側(cè)設(shè)有主軸裝置，底座上部位于主軸裝置同一側(cè)安裝有沿主軸裝置的主軸軸線作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的床鞍拖板裝置，所述床鞍拖板裝置上設(shè)置有直驅(qū)型力矩電機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)裝置且直驅(qū)型力矩電機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)裝置的回轉(zhuǎn)軸線與主軸裝置的回轉(zhuǎn)軸線在空間絕對(duì)相交，所述直驅(qū)型力矩電機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)裝置上端與回轉(zhuǎn)鞍座裝置連接且?guī)?dòng)回轉(zhuǎn)鞍座裝置繞直驅(qū)型力矩電機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)裝置的軸線作旋轉(zhuǎn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所述回轉(zhuǎn)鞍座裝置上端安裝有沿與主軸裝置的主軸軸線垂直的作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的刀架拖板裝置，所述刀架拖板裝置的直線運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)鞍座裝置的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)構(gòu)成對(duì)工件的切削運(yùn)動(dòng)使夾持在主軸裝置前端的工件被切削為正球形。其中，所述直驅(qū)型力矩電機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)裝置包括回轉(zhuǎn)臺(tái)殼體和轉(zhuǎn)臺(tái)軸體，所述轉(zhuǎn)臺(tái)軸體上端用YRT軸承支撐在回轉(zhuǎn)臺(tái)殼體內(nèi)，轉(zhuǎn)臺(tái)軸體下端用軸承支撐，轉(zhuǎn)臺(tái)軸體上套裝電機(jī)轉(zhuǎn)子，電機(jī)定子設(shè)置在回轉(zhuǎn)臺(tái)殼體內(nèi)，所述轉(zhuǎn)臺(tái)軸體上端與回轉(zhuǎn)鞍座裝置固定連接。
進(jìn)一步地，所述回轉(zhuǎn)臺(tái)殼體下端固定連接下支撐座且下支撐座將轉(zhuǎn)臺(tái)軸體下端封閉，回轉(zhuǎn)臺(tái)殼體上端與上支撐座固定連接，所述轉(zhuǎn)臺(tái)軸體下端安裝有限制軸承軸向位移的卡簧和用于提高回轉(zhuǎn)工作臺(tái)分度精度的光柵。其中，所述刀架拖板裝置包括小拖板和四工位刀塔，所述四工位刀塔固定在小拖板上，所述回轉(zhuǎn)鞍座包括X向鞍座、X向?qū)к壓蚗向滾珠絲杠，所述X向?qū)к壒潭ㄔ赬向鞍座上，所述X向滾珠絲杠采用單支撐結(jié)構(gòu)設(shè)置在X向鞍座上，X向滾珠絲杠一端通過(guò)X向聯(lián)軸器與伺服電機(jī)軟連接，X向滾珠絲杠另一端與設(shè)置在小拖板底部中間的X向螺母旋合構(gòu)成X軸運(yùn)動(dòng)副。其中，所述主軸裝置包括床頭箱、空心主軸和回轉(zhuǎn)油缸，所述空心主軸采用前三后二的角接觸軸承結(jié)構(gòu)支承在床頭箱上，所述空心主軸前端連接有無(wú)套夾頭座，空心主軸后端與回轉(zhuǎn)油缸固定連接，空心主軸內(nèi)孔中穿有拉桿，所述拉桿一端與回轉(zhuǎn)油缸的活塞桿連接，拉桿另一端與夾持工件的彈簧夾頭連接，所述空心主軸上套裝有電主軸轉(zhuǎn)子，電主軸定子設(shè)置在床頭箱內(nèi)。其中，所述床鞍拖板裝置包括大拖板，所述底座上安裝大拖板的一側(cè)設(shè)有Z向?qū)к墸龃笸习鍖?dǎo)軌面和Z向?qū)к壟浜?，所述大拖板通過(guò)安裝在其底端中間的螺母和安裝在底座上的Z軸滾珠絲桿旋和構(gòu)成Z軸運(yùn)動(dòng)副。進(jìn)一步地，所述Z軸滾珠絲桿采用兩端固定方式支撐在底座上，Z軸滾珠絲桿一端通過(guò)聯(lián)軸器和伺服電機(jī)彈性連接，Z軸滾珠絲桿另一端與安裝在大拖板底端中間的螺母旋
I=I O進(jìn)一步地，所述大拖板導(dǎo)軌面粘貼塑帶I后與Z向?qū)к壻N合，大拖板導(dǎo)軌面還設(shè)有可以限制大拖板上下間隙的大拖板左壓板和大拖板右壓板，在大拖板導(dǎo)軌面的內(nèi)側(cè)設(shè)有長(zhǎng)楔鐵并用大調(diào)整螺釘限制大拖板左右間隙。進(jìn)一步地，所述小拖板導(dǎo)軌面粘貼塑帶II后與X向?qū)к壻N合，所述小拖板導(dǎo)軌面還設(shè)有可以限制小拖板上下間隙的小拖板左壓板和小拖板右壓板，在小拖板導(dǎo)軌面的內(nèi)側(cè)設(shè)有短楔鐵并用小調(diào)整螺釘限制小托板左右間隙。進(jìn)一步地，所述四工位刀塔上安裝車(chē)刀，或者同時(shí)安裝滾壓刀具或光整刀具。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)1、直驅(qū)型力矩電機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)構(gòu)和四工位刀架的應(yīng)用可以將原來(lái)需要在不同機(jī)床上進(jìn)行的精車(chē)工藝、擠光工藝只需要在本機(jī)床上一次完成，并且球形的加工精度大幅度提升，省卻了磨削球面的工藝，從而使得球體的加工工藝縮短，效率提高；2、主軸采用電主軸結(jié)構(gòu)，縮短了傳動(dòng)鏈，省卻了電機(jī)通過(guò)皮帶輪和皮帶傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)，大幅降低傳動(dòng)噪音，提高了傳動(dòng)精度和轉(zhuǎn)速；3、回轉(zhuǎn)臺(tái)應(yīng)用最為先進(jìn)的直驅(qū)技術(shù)，并搭配YRT轉(zhuǎn)臺(tái)軸承，可以使轉(zhuǎn)臺(tái)沒(méi)有反向間隙，能承受較大的切削載荷，并且省略原來(lái)通過(guò)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)精密行星輪減速器，再由精密行星輪減速器驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)，縮短了傳動(dòng)鏈，大幅度提高分度定位精度。動(dòng)態(tài)剛性的提高更利于切削加工。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)爆炸圖2為本發(fā)明拆去油缸連接器和小托板后結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明結(jié)構(gòu)主視圖；圖4為本發(fā)明結(jié)構(gòu)俯視圖；圖5為本發(fā)明結(jié)構(gòu)左視圖；圖6為本發(fā)明結(jié)構(gòu)右視圖；圖7為圖4的A-A剖視圖；圖8為圖4的B-B剖視圖；圖9為圖3的C-C剖視圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖1、2、3、4、5、6、7、8、9描述本發(fā)明的一種實(shí)施例。用于球面切削的高速精密自動(dòng)化數(shù)控機(jī)床，具有底座7，所述底座7上部一側(cè)設(shè)有主軸裝置2，底座7上部位于主軸裝置2同一側(cè)安裝有沿主軸裝置2的主軸軸線作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的床鞍拖板裝置3，所述床鞍拖板裝置3上設(shè)置有直驅(qū)型力矩電機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)裝置4且直驅(qū)型力矩電機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)裝置4的回轉(zhuǎn)軸線與主軸裝置2的回轉(zhuǎn)軸線在空間絕對(duì)相交，所述直驅(qū)型力矩電機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)裝置4上端與回轉(zhuǎn)鞍座裝置5連接且?guī)?dòng)回轉(zhuǎn)鞍座裝置5繞直驅(qū)型力矩電機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)裝置4的軸線作旋轉(zhuǎn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所述回轉(zhuǎn)鞍座裝置5上端安裝有沿與主軸裝置 2的主軸軸線垂直的作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的刀架拖板裝置6，所述刀架拖板裝置6的直線運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)鞍座裝置5的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)構(gòu)成對(duì)工件51的切削運(yùn)動(dòng)使夾持在主軸裝置2前端的工件51 被切削為正球形。所述直驅(qū)型力矩電機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)裝置4包括回轉(zhuǎn)臺(tái)殼體96和轉(zhuǎn)臺(tái)軸體95，所述轉(zhuǎn)臺(tái)軸體95上端用YRT軸承99支撐在回轉(zhuǎn)臺(tái)殼體96內(nèi)，轉(zhuǎn)臺(tái)軸體95下端用軸承100支撐，轉(zhuǎn)臺(tái)軸體95上套裝電機(jī)轉(zhuǎn)子106，電機(jī)定子107設(shè)置在回轉(zhuǎn)臺(tái)殼體96內(nèi)，所述轉(zhuǎn)臺(tái)軸體95上端與回轉(zhuǎn)鞍座裝置5固定連接。所述回轉(zhuǎn)臺(tái)殼體96下端固定連接下支撐座94且下支撐座 94將轉(zhuǎn)臺(tái)軸體95下端封閉，回轉(zhuǎn)臺(tái)殼體96上端與上支撐座93固定連接，所述轉(zhuǎn)臺(tái)軸體95 下端安裝有限制軸承100軸向位移的卡簧105和用于提高回轉(zhuǎn)工作臺(tái)分度精度的光柵98。 具體來(lái)說(shuō)，回轉(zhuǎn)臺(tái)殼體96內(nèi)過(guò)盈熱裝有DD電機(jī)定子107，直驅(qū)型力矩電機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)4的回轉(zhuǎn)臺(tái)為了提高精度和剛性，轉(zhuǎn)臺(tái)軸體95上端支撐選用的是YRT軸承99，轉(zhuǎn)臺(tái)軸體95外徑與 YRT軸承99內(nèi)孔配合安裝，用絲圈1102壓緊鎖死，YRT軸承99外徑與上支撐座93配合， 并用螺釘97與之固定。上支撐座93通過(guò)螺釘49和回轉(zhuǎn)臺(tái)殼體96連接。唇形密封101內(nèi)圈套在上支撐座93外圓上，唇形密封101外徑與X向鞍座73固定，起到回轉(zhuǎn)密封的作用。 轉(zhuǎn)臺(tái)軸體95的中間過(guò)盈熱裝有電機(jī)轉(zhuǎn)子106。軸承100內(nèi)徑與轉(zhuǎn)臺(tái)軸體95配合，軸承100 外徑與下支撐座94配合，下支撐座94通過(guò)螺釘103與回轉(zhuǎn)臺(tái)殼體96連接固定。轉(zhuǎn)臺(tái)軸體 95的下端頭安裝有卡簧105，用來(lái)限制軸承100的軸向位移。為了提高回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的分度精度，在轉(zhuǎn)臺(tái)軸體95上熱粘合套裝有高分辨率的光柵98。所述刀架拖板裝置6包括小拖板58和四工位刀塔71，所述四工位刀塔71固定在小拖板58上，所述回轉(zhuǎn)鞍座5包括X向鞍座73、X向?qū)к?7和X向滾珠絲杠78，所述X向?qū)к?7固定在X向鞍座73上，所述X向滾珠絲杠78采用單支撐結(jié)構(gòu)設(shè)置在X向鞍座73 上，X向滾珠絲杠78 —端通過(guò)X向聯(lián)軸器81與伺服電機(jī)79軟連接，X向滾珠絲杠78另一端與設(shè)置在小拖板58底部中間的X向螺母64旋合構(gòu)成X軸運(yùn)動(dòng)副。所述小拖板58導(dǎo)軌面粘貼塑帶Π66后與X向?qū)к?7貼合，所述小拖板58導(dǎo)軌面還設(shè)有可以限制小拖板58 上下間隙的小拖板左壓板59和小拖板右壓板60，在小拖板58導(dǎo)軌面的內(nèi)側(cè)設(shè)有短楔鐵62 并用小調(diào)整螺釘109限制小托板58左右間隙。所述四工位刀塔71上安裝車(chē)刀72，或者安裝滾壓刀具或光整刀具。具體說(shuō)，X向鞍座73與轉(zhuǎn)臺(tái)軸體95上端配合，用六顆螺釘18與之固定。X向?qū)к?7采用淬火鑲鋼導(dǎo)軌。淬火的X向?qū)к?7左右各用6顆螺釘110與X 向鞍座73連接。X向滾珠絲杠78采用單支撐結(jié)構(gòu)，X向電機(jī)座74用四顆螺釘84固定連接在X向鞍座73上。X向滾珠絲杠78的支撐部分依次套裝有平墊76和軸承組82，所述軸承組82內(nèi)圈用絲圈1180壓緊鎖死，軸承組82外圈與X向電機(jī)座74配合，同時(shí)用小壓環(huán)75 和螺釘83壓緊鎖死。X向滾珠絲杠78的左端端頭裝有X向聯(lián)軸器81，與伺服電機(jī)79輸出軸軟連接，同時(shí)通過(guò)螺釘67將伺服電機(jī)79與X向電機(jī)座74固定連接。小托板58的導(dǎo)軌面粘貼有塑帶Π66與X向鞍座73上的X向?qū)к?7貼合，配和小拖板左壓板59和小拖板右壓板60限制小托板58上下間隙，同時(shí)用小調(diào)整螺釘109調(diào)節(jié)短楔鐵62可以限制小托板 58的左右間隙。所述小托板58的底部中間用螺釘68固定有X向螺母座61，與X向滾珠絲桿78旋和的X向螺母64通過(guò)X向螺母調(diào)整墊63和4顆螺釘69就固定配合安裝在其內(nèi)孔中。內(nèi)藏式四工位刀塔71通過(guò)四顆螺釘110固定在小托板58上，車(chē)刀72就裝夾在內(nèi)藏式四工位刀塔71的刀夾位置。同時(shí)還可以在內(nèi)藏式四工位刀塔71裝夾如滾壓刀具等光整工具或刀具。 所述主軸裝置包括床頭箱27、空心主軸28和回轉(zhuǎn)油缸42，所述主軸裝置用6個(gè)螺釘57與底座7連接，所述空心主軸28采用前三后二的角接觸軸承結(jié)構(gòu)支承在床頭箱27上， 所述空心主軸28前端連接有無(wú)套夾頭座37，空心主軸28后端與回轉(zhuǎn)油缸42固定連接，空心主軸28內(nèi)孔中穿有拉桿39，所述拉桿39 —端與回轉(zhuǎn)油缸42的活塞桿連接，拉桿39另一端與夾持工件51的彈簧夾頭38連接，所述空心主軸28上套裝有電主軸轉(zhuǎn)子45，電主軸定子44設(shè)置在床頭箱27內(nèi)。具體說(shuō)，主軸裝置采用大功率內(nèi)置式主軸電機(jī)，支撐部分采用前三后二的角接觸軸承結(jié)構(gòu)，主軸的剛性和高速性得到根本上的提高，同時(shí)主軸的噪音也不會(huì)超過(guò)60dB。所述的床頭箱27內(nèi)套裝有電主軸定子44。所述的電主軸定子44的電纜是穿過(guò)連接在床頭箱27上的電纜接頭43通到主軸外面，以便連線之用?？招闹鬏S28前支撐部分依次套裝前軸承組32、內(nèi)調(diào)隙環(huán)33、外調(diào)隙環(huán)34和前隔環(huán)25，前軸承組32內(nèi)圈用絲圈III41壓緊鎖死，前軸承組32外圈與前套筒22內(nèi)孔配合，并用軸承蓋29和螺釘112壓緊鎖死。軸承蓋29的右端面槽內(nèi)安裝有0形圈53與前套筒22的端面貼實(shí)，防止外界切削液進(jìn)入到軸承室。前套筒22外圓配合床頭箱27內(nèi)孔，用螺釘49與之連接。這樣就構(gòu)成前支撐部分?？招闹鬏S28中間位置過(guò)盈熱套裝電主軸轉(zhuǎn)子45，同時(shí)用鍵47止轉(zhuǎn)。緊靠著電主軸轉(zhuǎn)子45左端面依次在空心主軸28后支撐部分套裝有平衡環(huán)24、后軸承組35、隔環(huán)26、 編碼器46和油缸連接器31。后軸承組35內(nèi)圈用絲圈IV40壓緊鎖死，后軸承組35外圈和后套筒23內(nèi)孔間隙配合，后套筒23的外圓和床頭箱27內(nèi)孔配合，用螺釘50與之連接。后套筒23的左端面用螺釘54固定安裝有編碼器46。所述油缸連接器31用鍵48止轉(zhuǎn)，至此后支撐部分構(gòu)成。主軸的夾持系統(tǒng)主要依靠中實(shí)回轉(zhuǎn)油缸42的活塞拉緊和松開(kāi)實(shí)現(xiàn)。過(guò)度盤(pán)36通過(guò)螺釘56和中實(shí)回轉(zhuǎn)油缸42連接，所述油缸連接器31通過(guò)螺釘55把過(guò)度盤(pán)36 和中實(shí)回轉(zhuǎn)油缸42連接。空心主軸28前端用螺釘52連接有無(wú)套夾頭座37，同時(shí)用傳動(dòng)銷(xiāo)30和螺釘20撥轉(zhuǎn)傳遞動(dòng)力?？招闹鬏S28內(nèi)孔中穿有拉桿39，拉桿39左端與中實(shí)回轉(zhuǎn)油缸42的活塞桿連接，右端與彈簧夾頭38連接，彈簧夾頭38夾持有工件51。所述床鞍拖板裝置3包括大拖板85，所述底座7上安裝大拖板85的一側(cè)設(shè)有Z向?qū)к?08，所述大拖板85導(dǎo)軌面和Z向?qū)к?08配合，所述大拖板85通過(guò)安裝在其底端中間的螺母90和安裝在底座7上的Z軸滾珠絲桿13旋和構(gòu)成Z軸運(yùn)動(dòng)副。所述Z軸滾珠絲桿13采用兩端固定方式支撐在底座7上，Z軸滾珠絲桿13 —端通過(guò)聯(lián)軸器15和伺服電機(jī) 14彈性連接，Z軸滾珠絲桿13另一端與安裝在大拖板85底端中間的螺母90旋合。所述大拖板85導(dǎo)軌面粘貼塑帶192后與Z向?qū)к?08貼合，大拖板85導(dǎo)軌面還設(shè)有可以限制大拖板85上下間隙的大拖板左壓板87和大拖板右壓板86，在大拖板85導(dǎo)軌面的內(nèi)側(cè)設(shè)有長(zhǎng)楔鐵91并用大調(diào)整螺釘65限制大拖板85左右間隙。Z軸滾珠絲桿13的左端支撐面上依次套裝有兩列絲桿支撐軸承17，固定端墊環(huán)10，支撐軸承17內(nèi)圈用螺母16壓緊鎖死，支撐軸承17外圈一端和Z向電機(jī)支座8的內(nèi)孔配合，所述的Z向電機(jī)支座8用四顆螺釘21固定在底座7上，支撐軸承17外圈另一端用壓環(huán)11和四顆螺釘113壓緊鎖死。Z軸滾珠絲桿 13的右端支撐面上依次套裝有軸肩墊環(huán)114，兩列絲桿支撐軸承17，右端墊環(huán)115，支撐軸承17內(nèi)圈用螺母16壓緊鎖死，支撐軸承17外圈和Z向軸承座9內(nèi)孔配合用右壓環(huán)116和四顆螺釘117壓緊鎖死。為了防止鐵削進(jìn)入到右端軸承中，在Z向軸承座9的左端面上用螺釘118固定有防塵環(huán)119。所述Z向軸承座9用四顆螺釘19固定在底座7上。所述和Z 軸滾珠絲桿13旋和的Z向螺母90通過(guò)Z向螺母座88和Z向螺母調(diào)整墊89用螺釘50安裝固定在大拖板85上。所述Z軸滾珠絲桿13的左端端頭套裝有聯(lián)軸器15和伺服電機(jī)14 彈性連接，伺服電機(jī)用螺釘18固定在Z向電機(jī)支座8上。所述與Z向滾珠絲桿13旋和的 Z向螺母90配合安裝在Z向螺母座88內(nèi)孔中，并通過(guò)螺釘1固定。傳動(dòng)加工原理空心主軸28由電主軸定子44通電驅(qū)動(dòng)主軸軸體旋轉(zhuǎn)，夾持有工件 51的彈簧夾頭38和無(wú)套夾頭座37因?yàn)楹椭鬏S固定連接所以也和主軸一起高速旋轉(zhuǎn)?？招闹鬏S28的夾持系統(tǒng)主要依靠中實(shí)回轉(zhuǎn)油缸42的活塞桿拉緊和松開(kāi)實(shí)現(xiàn)。中實(shí)回轉(zhuǎn)油缸 42的活塞前后移動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)與之相連的拉桿39也前后移動(dòng)，由于拉桿39的右端連接彈簧夾頭38，所以彈簧夾頭38也可以前后移動(dòng)，但由于無(wú)套夾頭座37限制了彈簧夾頭38的移動(dòng)，彈簧夾頭38的內(nèi)孔向內(nèi)收縮夾緊工件51。實(shí)際加工時(shí)，Z向運(yùn)動(dòng)并不參加實(shí)際的切削運(yùn)動(dòng)，他的作用主要是調(diào)整直驅(qū)型力矩電機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)4的Z向運(yùn)動(dòng)，以保證加工工件51水平投影的回轉(zhuǎn)中心和直驅(qū)型力矩電機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)4回轉(zhuǎn)中心重合。Z向運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)依靠伺服電機(jī) 14驅(qū)動(dòng)，其輸出軸上設(shè)置有Z向聯(lián)軸器15和Z軸滾珠絲桿13軟連接，Z向螺母90通過(guò)Z 向螺母調(diào)整墊89與大拖板85固定，與Z軸滾珠絲桿13旋和，當(dāng)伺服電機(jī)14旋轉(zhuǎn)時(shí)就可以拖動(dòng)大拖板85做Z向的前后移動(dòng)。直驅(qū)型力矩電機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)4的運(yùn)動(dòng)相對(duì)簡(jiǎn)單，它是由大力距的直驅(qū)型力矩電機(jī)作為旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力來(lái)源，由于在切削中，直驅(qū)型力矩電機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)4是實(shí)際參加切削的單元，所有的切削阻力都會(huì)由直驅(qū)型力矩電機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)4來(lái)承擔(dān)，所以機(jī)床選取了高達(dá)150N. M力矩的直驅(qū)型力矩電機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)4以及YRT軸承99來(lái)承擔(dān)切削力。X向的前后運(yùn)動(dòng)，在切削中主要起著調(diào)整工件51直球徑大小的作用。為了既能承擔(dān)切削力又能精密精確進(jìn)給，選取了雙導(dǎo)程的微距滾珠絲桿78，可以有效的保證切削順暢，X向的前后運(yùn)動(dòng)主要依靠伺服電機(jī)79驅(qū)動(dòng)，所述伺服電機(jī)79輸出軸上設(shè)置有X向聯(lián)軸器81和X軸滾珠絲桿78軟連接，X向螺母61通過(guò)X向螺母調(diào)整墊63與小拖板58固定并與X軸滾珠絲桿78旋和。當(dāng)伺服電機(jī)79旋轉(zhuǎn)時(shí)，驅(qū)動(dòng)X軸滾珠絲桿78，與之旋和的X向螺母64是固定的，所以拖動(dòng)小拖板58做前后運(yùn)動(dòng)，由于小拖板58上面固定有內(nèi)藏式四工位刀塔71，所以裝夾在內(nèi)藏式四工位刀塔71上的車(chē)刀72也跟著運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)調(diào)整工件直球徑大小的作用。

上述實(shí)施例，只是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用來(lái)限制本發(fā)明實(shí)施范圍，故凡以本發(fā)明權(quán)利要求所述內(nèi)容所做的等效變化，均應(yīng)包括在本發(fā)明權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.用于球面切削的高速精密自動(dòng)化數(shù)控機(jī)床，具有底座(7)，其特征在于所述底座 (7)上部一側(cè)設(shè)有主軸裝置(2)，底座(7)上部位于主軸裝置(2)同一側(cè)安裝有沿主軸裝置(2)的主軸軸線作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的床鞍拖板裝置(3)，所述床鞍拖板裝置(3)上設(shè)置有直驅(qū)型力矩電機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)裝置(4)且直驅(qū)型力矩電機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)裝置(4)的回轉(zhuǎn)軸線與主軸裝置 (2)的回轉(zhuǎn)軸線在空間絕對(duì)相交，所述直驅(qū)型力矩電機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)裝置(4)上端與回轉(zhuǎn)鞍座裝置(5)連接且?guī)?dòng)回轉(zhuǎn)鞍座裝置(5)繞直驅(qū)型力矩電機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)裝置(4)的軸線作旋轉(zhuǎn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所述回轉(zhuǎn)鞍座裝置(5)上端安裝有沿與主軸裝置(2)的主軸軸線垂直的作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的刀架拖板裝置(6)，所述刀架拖板裝置(6)的直線運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)鞍座裝置(5)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)構(gòu)成對(duì)工件(51)的切削運(yùn)動(dòng)使夾持在主軸裝置(2)前端的工件(51)被切削為正球形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于球面切削的高速精密自動(dòng)化數(shù)控機(jī)床，其特征在于所述直驅(qū)型力矩電機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)裝置包括回轉(zhuǎn)臺(tái)殼體(96)和轉(zhuǎn)臺(tái)軸體(95)，所述轉(zhuǎn)臺(tái)軸體(95) 上端用YRT軸承(99)支撐在回轉(zhuǎn)臺(tái)殼體(96)內(nèi)，轉(zhuǎn)臺(tái)軸體(95)下端用軸承(100)支撐， 轉(zhuǎn)臺(tái)軸體(95)上套裝電機(jī)轉(zhuǎn)子(106)，電機(jī)定子(107)設(shè)置在回轉(zhuǎn)臺(tái)殼體(96)內(nèi)，所述轉(zhuǎn)臺(tái)軸體(95)上端與回轉(zhuǎn)鞍座裝置(5)固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于球面切削的高速精密自動(dòng)化數(shù)控機(jī)床，其特征在于所述回轉(zhuǎn)臺(tái)殼體(96)下端固定連接下支撐座(94)且下支撐座(94)將轉(zhuǎn)臺(tái)軸體(95)下端封閉，回轉(zhuǎn)臺(tái)殼體(96)上端與上支撐座(93)固定連接，所述轉(zhuǎn)臺(tái)軸體(95)下端安裝有限制軸承(100)軸向位移的卡簧(105)和用于提高回轉(zhuǎn)工作臺(tái)分度精度的光柵(98)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的用于球面切削的高速精密自動(dòng)化數(shù)控機(jī)床，其特征在于所述刀架拖板裝置(6)包括小拖板(58)和四工位刀塔(71)，所述四工位刀塔(71)固定在小拖板(58)上，所述回轉(zhuǎn)鞍座裝置(5)包括X向鞍座(73)、X向?qū)к?77)和X向滾珠絲杠(78)，所述X向?qū)к?77)固定在X向鞍座(73)上，所述X向滾珠絲杠(78)采用單支撐結(jié)構(gòu)設(shè)置在X向鞍座(73)上，X向滾珠絲杠(78) —端通過(guò)X向聯(lián)軸器(81)與伺服電機(jī) (79)軟連接，X向滾珠絲杠(78)另一端與設(shè)置在小拖板(58)底部中間的X向螺母(64)旋合構(gòu)成X軸運(yùn)動(dòng)副。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的用于球面切削的高速精密自動(dòng)化數(shù)控機(jī)床，其特征在于所述主軸裝置包括床頭箱(27)、空心主軸(28)和回轉(zhuǎn)油缸(42)，所述空心主軸(28) 采用前三后二的角接觸軸承結(jié)構(gòu)支承在床頭箱(27)上，所述空心主軸(28)前端連接有無(wú)套夾頭座(37)，空心主軸(28)后端與回轉(zhuǎn)油缸(42)固定連接，空心主軸(28)內(nèi)孔中穿有拉桿(39)，所述拉桿(39) —端與回轉(zhuǎn)油缸(42)的活塞桿連接，拉桿(39)另一端與夾持工件(51)的彈簧夾頭(38)連接，所述空心主軸(28)上套裝有電主軸轉(zhuǎn)子(45)，電主軸定子 (44)設(shè)置在床頭箱(27)內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的用于球面切削的高速精密自動(dòng)化數(shù)控機(jī)床，其特征在于所述床鞍拖板裝置(3)包括大拖板(85)，所述底座(7)上安裝大拖板(85)的一側(cè)設(shè)有Z向?qū)к?108)，所述大拖板(85)導(dǎo)軌面和Z向?qū)к?108)配合，所述大拖板(85)通過(guò)安裝在其底端中間的螺母(90)和安裝在底座(7)上的Z軸滾珠絲桿(13)旋和構(gòu)成Z軸運(yùn)動(dòng)副。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于球面切削的高速精密自動(dòng)化數(shù)控機(jī)床，其特征在于所述Z軸滾珠絲桿(13)采用兩端固定方式支撐在底座(7)上，Z軸滾珠絲桿(13) —端通過(guò)聯(lián)軸器(15)和伺服電機(jī)(14)彈性連接，Z軸滾珠絲桿(13)另一端與安裝在大拖板(85)底端中間的螺母(90)旋合。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于球面切削的高速精密自動(dòng)化數(shù)控機(jī)床，其特征在于所述大拖板(85)導(dǎo)軌面粘貼塑帶I (92)后與Z向?qū)к?108)貼合，大拖板(85)導(dǎo)軌面還設(shè)有可以限制大拖板(85)上下間隙的大拖板左壓板(87)和大拖板右壓板(86)，在大拖板(85) 導(dǎo)軌面的內(nèi)側(cè)設(shè)有長(zhǎng)楔鐵(91)并用大調(diào)整螺釘(65)限制大拖板(85)左右間隙。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于球面切削的高速精密自動(dòng)化數(shù)控機(jī)床，其特征在于所述小拖板(58)導(dǎo)軌面粘貼塑帶11(66)后與X向?qū)к?77)貼合，所述小拖板(58)導(dǎo)軌面還設(shè)有可以限制小拖板(58)上下間隙的小拖板左壓板(59)和小拖板右壓板(60)，在小拖板(58)導(dǎo)軌面的內(nèi)側(cè)設(shè)有短楔鐵(62)并用小調(diào)整螺釘(109)限制小托板(58)左右間隙。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于球面切削的高速精密自動(dòng)化數(shù)控機(jī)床，其特征在于所述四工位刀塔(71)上安裝車(chē)刀(72)，或者同時(shí)安裝滾壓刀具或光整刀具。
全文摘要
提供一種用于球面切削的高速精密自動(dòng)化數(shù)控機(jī)床，具有底座，底座上部一側(cè)設(shè)有主軸裝置，底座上部位于主軸裝置同一側(cè)安裝有沿主軸裝置的主軸軸線作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的床鞍拖板裝置，床鞍拖板裝置上設(shè)置有直驅(qū)型力矩電機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)裝置且直驅(qū)型力矩電機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)裝置的回轉(zhuǎn)軸線與主軸裝置的回轉(zhuǎn)軸線在空間絕對(duì)相交，直驅(qū)型力矩電機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)裝置上端與回轉(zhuǎn)鞍座裝置連接且?guī)?dòng)回轉(zhuǎn)鞍座裝置繞直驅(qū)型力矩電機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)裝置的軸線作旋轉(zhuǎn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，回轉(zhuǎn)鞍座裝置上端安裝有沿與主軸裝置的主軸軸線垂直的作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的刀架拖板裝置，刀架拖板裝置的直線運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)鞍座裝置的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)構(gòu)成對(duì)工件的切削運(yùn)動(dòng)使夾持在主軸裝置前端的工件被切削為正球形。
文檔編號(hào)B23B5/40GK102366889SQ20111027923
公開(kāi)日2012年3月7日 申請(qǐng)日期2011年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月21日
發(fā)明者劉峰, 吳小剛, 李會(huì)生, 李忠緒 申請(qǐng)人:李忠緒