專利名稱：數(shù)控車軸端面螺紋孔加工機(jī)床的制作方法
數(shù)控車軸端面螺紋孔加工機(jī)床技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明的新型機(jī)床屬于數(shù)控組合機(jī)床，主要用于鐵路行業(yè)對(duì)機(jī)車、客、貨車輛、地鐵、輕軌和高鐵車輛的車軸兩端螺紋孔的加工。
背景技術(shù)：
早在上世紀(jì)七、八、九十年代，各車輛廠家多數(shù)采用搖臂鉆床，將火車軸下地坑，采用鉆模來加工軸端螺紋孔。加工完一端，翻轉(zhuǎn)掉頭再加工另一端。原始工藝方法使工人的勞動(dòng)強(qiáng)度很大，精度不穩(wěn)定，效率也很低。每加工一根車軸要用30分鐘。
后在九十年代，我公司及國(guó)內(nèi)其他兩個(gè)機(jī)床生產(chǎn)廠家各自研制出轉(zhuǎn)塔式專用組合機(jī)床，用于加工車軸軸端螺紋孔。但由于受機(jī)床結(jié)構(gòu)的限制，雖然該型式機(jī)床工作效率有所提高(15 20分/根)，精度卻不穩(wěn)，定位也不穩(wěn)定。尤其是還沒有解決絲錐損耗過大問題， 絲錐折斷率較高。且往往是由于絲錐斷在車軸里無法取出而造成整根車軸報(bào)廢。每廢一根車軸損失大約4000元 6000元，絲錐損耗每個(gè)班次在20 30根之間。
本申請(qǐng)人現(xiàn)在申請(qǐng)專利，公開號(hào)為CN201217146，該機(jī)床具有工序集中、效率高、加工精度高，主軸剛性強(qiáng)等特點(diǎn)。獨(dú)立的攻絲主軸箱內(nèi)設(shè)有機(jī)械、電器、液壓一體化的攻絲過載保護(hù)機(jī)構(gòu)，徹底解決了折絲錐的頭痛難題，折斷率在0.05%之內(nèi)。節(jié)拍分鐘/根， 變換軸型加工時(shí)需要更換主軸箱總成來完成。
目前、我國(guó)鐵路行業(yè)各種車輛車軸端面螺紋孔分配圓尺寸多變、螺紋孔數(shù)也有變化，如、高鐵車軸為空心軸，在軸二端面分別有四個(gè)對(duì)稱分布的螺紋孔。傳統(tǒng)車軸二端的螺紋孔均為三個(gè)，且分配圓大小不同。有些專業(yè)生產(chǎn)車軸的廠家還加工國(guó)外的各種車軸，軸端螺紋孔為各種規(guī)格的英制螺紋。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種生產(chǎn)效率高、可減少絲錐的折損率、能適應(yīng)各種分配圓和孔數(shù)的數(shù)控車軸螺紋孔加工機(jī)床，它科技含量高，能適應(yīng)國(guó)內(nèi)外各種車軸端面螺紋孔分配圓尺寸規(guī)格、螺紋孔數(shù)量增加，軸身長(zhǎng)短變化等多品種，是鐵路行業(yè)改變傳統(tǒng)工藝、更新老舊加工車軸端面螺紋孔的首選機(jī)床。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的它包括有床身、鉆擴(kuò)主軸箱、攻絲主軸箱、電箱和液壓站，其特征是在床身上側(cè)中間部位設(shè)置托料裝置，在托料裝置兩側(cè)床身的縱向軌道上由近至遠(yuǎn)依次對(duì)稱設(shè)置有數(shù)控伺服分度轉(zhuǎn)盤、液壓旋轉(zhuǎn)卡盤和縱向伺服滑臺(tái)，在縱向伺服滑臺(tái)上設(shè)有縱橫數(shù)控十字滑臺(tái)，在縱橫數(shù)控十字滑臺(tái)的橫滑板上設(shè)置有鉆擴(kuò)主軸箱和攻絲主軸才苜。
在床身下側(cè)設(shè)置有自動(dòng)排屑器。
在自動(dòng)排屑器的排屑端下側(cè)設(shè)置有運(yùn)屑小車。
在床身一端的側(cè)面上設(shè)置有操縱控制屏。
本機(jī)床是以車軸軸頸定位，具有自動(dòng)對(duì)中功能。設(shè)有二套數(shù)控通孔旋轉(zhuǎn)分度夾盤來實(shí)現(xiàn)軸向調(diào)整和自動(dòng)對(duì)中，其重復(fù)定位精度為0. 03mm。機(jī)床可配有自動(dòng)上、下料裝置(可根據(jù)用戶需要而定)。中間設(shè)有托料裝置且有緩沖及軸向、徑向旋轉(zhuǎn)、移動(dòng)功能。
機(jī)床鉆孔采用韓國(guó)BPK內(nèi)冷機(jī)卡刀片鉆頭，實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)速、大進(jìn)給量，保證加工的生產(chǎn)效率。擴(kuò)孔及倒角工位采用復(fù)合鉆、將鉆工序孔孔徑的精度進(jìn)行修正同時(shí)倒角(簡(jiǎn)化了刀具提高了質(zhì)量)。攻絲主軸箱的仿形進(jìn)給是采用單獨(dú)數(shù)控伺服軸控制，以適應(yīng)任意公、英制螺紋規(guī)格的切削條件，并設(shè)有過載保護(hù)功能。縱向滑臺(tái)保持了公開號(hào)為CN201217146專利產(chǎn)品的成熟經(jīng)驗(yàn)，由大功率伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，以保證機(jī)床的剛性和大功率的要求。兩端螺紋孔口的1X120°倒角具有以軸端定位(彈簧等力平衡)裝置，在軸長(zhǎng)公差變化大的情況下均能保證彡士0. 2mm。
本發(fā)明的有益效果1、機(jī)床結(jié)構(gòu)先進(jìn)、合理、效率高機(jī)床在結(jié)構(gòu)布局方面，構(gòu)成兩端對(duì)稱；工藝方面車軸兩端孔的加工同步進(jìn)行；機(jī)床的鉆孔、擴(kuò)孔及倒角、攻螺紋三個(gè)工位位置，由主軸箱滑臺(tái)作橫向移動(dòng)、定位確定；鉆孔、擴(kuò)孔及倒角主軸設(shè)在一個(gè)箱體，每個(gè)工位為單主軸加工，攻絲箱為獨(dú)立箱體。兩箱體安裝在同一個(gè)縱橫數(shù)控十字滑臺(tái)的上滑板上。因此，對(duì)主軸箱及滑臺(tái)的整體剛性具有良好的狀態(tài)，對(duì)加工精度的穩(wěn)定性得到保障，而且絲錐不易折壞。機(jī)床功率配置也充分，鉆孔選用7. 5KW變頻主電機(jī)，攻絲選用9KW伺服電機(jī)，具備頻繁變化正反轉(zhuǎn)功能。機(jī)床自動(dòng)化程度高，車軸在一次裝夾狀態(tài)下自動(dòng)完成全部作業(yè)，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)率。單件生產(chǎn)節(jié)拍 (7分鐘/件；2、機(jī)床柔性高、工藝范圍廣機(jī)床采用二套數(shù)控伺服分度轉(zhuǎn)盤和液壓旋轉(zhuǎn)卡盤支撐，可實(shí)現(xiàn)軸端螺紋孔位置的任意孔數(shù)及坐標(biāo)值的變化和任意標(biāo)準(zhǔn)的螺紋規(guī)格，免去了更換主軸箱的麻煩。提高了變換產(chǎn)品加工的調(diào)整速度，具有良好的工藝性，只需調(diào)出不同軸型的加工程序便可實(shí)現(xiàn)。擴(kuò)大了機(jī)床的工藝范圍。
加工車軸長(zhǎng)度在1700 2700mm范圍內(nèi)；車軸軸頸可在Φ 120 Φ 230mm范圍內(nèi)； 適用于國(guó)內(nèi)外各種型號(hào)車軸的分配圓變化條件及孔數(shù)的變化條件的螺紋孔加工。
3、加工車軸的質(zhì)量穩(wěn)定、精度高鐵道部的標(biāo)準(zhǔn)為三螺孔加工后的位置度Φ0. 2mm，平行度Φ0. 2mm。本機(jī)床加工車軸的質(zhì)量控制范圍可達(dá)位置度< Φ0. 08mm，平行度< 0. 08mm。兩端螺紋孔口的1 X 120°倒角具有以軸端定位(彈簧等力平衡)裝置，在軸長(zhǎng)公差變化大的情況下均能保證< 士0. 2mm。
4、工藝簡(jiǎn)單，定位精度高本機(jī)床雖然是專用設(shè)備，但是、由于采用數(shù)控伺服分度轉(zhuǎn)盤和液壓旋轉(zhuǎn)卡盤支撐，可實(shí)現(xiàn)軸端螺紋孔位置的任意孔數(shù)及分度圓的變化條件，提高了變換產(chǎn)品加工的調(diào)整速度，具有良好的工藝性，只需調(diào)出不同軸型的加工程序便可實(shí)現(xiàn)。
攻絲主軸箱的仿形進(jìn)給是采用單獨(dú)數(shù)控伺服軸控制，以適應(yīng)任意公、英制螺紋規(guī)格的切削條件，并設(shè)有過載保護(hù)功能。
本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)1、將傳統(tǒng)的主軸尋找坐標(biāo)位置、改為零件旋轉(zhuǎn)到要求分布的角度，提高零件位置精度。
2、減少主軸尋找坐標(biāo)位置時(shí)移動(dòng)零件的磨損。
3、將主軸尋找坐標(biāo)位置時(shí)的勾股弦運(yùn)動(dòng)改變成零件旋轉(zhuǎn)到分布的角度上，縮短了零件加工時(shí)間。
4、主軸與零件中心高在機(jī)床生產(chǎn)時(shí)已經(jīng)保證，不用由于零件外徑改變重新找等高，減少設(shè)備調(diào)整時(shí)間。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1的右視圖；圖3是圖1的俯視圖。
具體實(shí)施方式
如圖1-3所示，本發(fā)明主要結(jié)構(gòu)它包括有床身8、鉆擴(kuò)主軸箱10、攻絲主軸箱11、電箱15和液壓站13，在床身8上側(cè)中間部位設(shè)置托料裝置1，在托料裝置兩側(cè)床身的縱向軌道上對(duì)稱設(shè)置有數(shù)控伺服分度轉(zhuǎn)盤2、液壓旋轉(zhuǎn)卡盤3和縱向伺服滑臺(tái)6，在縱向伺服滑臺(tái) 6上設(shè)有縱橫數(shù)控十字滑臺(tái)4，在縱橫數(shù)控十字滑臺(tái)4的橫滑板上設(shè)置有鉆擴(kuò)主軸箱10和攻絲主軸箱11。在床身下側(cè)設(shè)置有自動(dòng)排屑器7，在自動(dòng)排屑器的排屑端下側(cè)設(shè)置有運(yùn)屑小車14。在床身一端的側(cè)面上設(shè)置有操縱控制屏12。另外圖中還包括有縱向伺服5和橫向私服9。
下面結(jié)合

本發(fā)明創(chuàng)造新型機(jī)床一次循環(huán)加工過程首先，在原始狀態(tài)時(shí)，中間的托料裝置1處于抬起的最大高度，操作工人用吊車將被加工零件車軸吊放在托料裝置上，車軸在托料裝置上可實(shí)現(xiàn)軸向的預(yù)定位和徑向的定位。
按操作面板12上的自動(dòng)循環(huán)按鈕，托料裝置1落下，左右二套縱向伺服滑臺(tái)6快速移動(dòng)到位；二套數(shù)控伺服分度轉(zhuǎn)盤2、液壓旋轉(zhuǎn)卡盤3，實(shí)現(xiàn)軸向調(diào)整和自動(dòng)對(duì)中并夾緊被加工零件車軸；左右二套縱橫數(shù)控十字滑臺(tái)4快速移動(dòng)到第一工位、由鉆擴(kuò)主軸箱10的鉆孔主軸完成鉆孔；左右二套縱橫數(shù)控十字滑臺(tái)4快退再橫向快速移動(dòng)到第二工位、由鉆擴(kuò)主軸箱10的擴(kuò)孔主軸完成擴(kuò)孔并倒角；左右二套縱橫數(shù)控十字滑臺(tái)4快退再次橫向快速移動(dòng)到第三工位、由攻絲主軸箱11完成攻螺紋；完成攻絲、絲錐退出后，左右二套縱橫數(shù)控十字滑臺(tái)4快速退回到原點(diǎn)；二套數(shù)控伺服分度轉(zhuǎn)盤2、液壓旋轉(zhuǎn)卡盤3松開，二套縱向伺服滑臺(tái)6快速退回到原點(diǎn)；托料裝置1將被加工零件車軸舉起，完成全部加工作業(yè)。
此時(shí)機(jī)床完成一套自動(dòng)循環(huán)動(dòng)作。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)控車軸端面螺紋孔加工機(jī)床，它包括有床身、鉆擴(kuò)主軸箱、攻絲主軸箱、電箱和液壓站，其特征是在床身上側(cè)中間部位設(shè)置托料裝置，在托料裝置兩側(cè)床身的縱向軌道上由近至遠(yuǎn)依次對(duì)稱設(shè)置有數(shù)控伺服分度轉(zhuǎn)盤、液壓旋轉(zhuǎn)卡盤和縱向伺服滑臺(tái)，在縱向伺服滑臺(tái)上設(shè)有縱橫數(shù)控十字滑臺(tái)，在縱橫數(shù)控十字滑臺(tái)的橫滑板上設(shè)置有鉆擴(kuò)主軸箱和攻絲主軸箱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控車軸端面螺紋孔加工機(jī)床，其特征是在床身下側(cè)設(shè)置有自動(dòng)排屑器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)控車軸端面螺紋孔加工機(jī)床，其特征是在自動(dòng)排屑器的排屑端下側(cè)設(shè)置有運(yùn)屑小車。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控車軸端面螺紋孔加工機(jī)床，其特征是在床身一端的側(cè)面上設(shè)置有操縱控制屏。
全文摘要
一種數(shù)控車軸端面螺紋孔加工機(jī)床，它包括有床身、鉆擴(kuò)主軸箱、攻絲主軸箱、電箱和液壓站，其技術(shù)要點(diǎn)是在床身上側(cè)中間部位設(shè)置托料裝置，在托料裝置兩側(cè)床身的縱向軌道上由近至遠(yuǎn)依次對(duì)稱設(shè)置有數(shù)控伺服分度轉(zhuǎn)盤、液壓旋轉(zhuǎn)卡盤和縱向伺服滑臺(tái)，在縱向伺服滑臺(tái)上設(shè)有縱橫數(shù)控十字滑臺(tái)，在縱橫數(shù)控十字滑臺(tái)的橫滑板上設(shè)置有鉆擴(kuò)主軸箱和攻絲主軸箱。本發(fā)明的機(jī)床結(jié)構(gòu)先進(jìn)、合理、效率高、柔性高、工藝范圍廣、加工車軸的質(zhì)量穩(wěn)定、精度高、工藝簡(jiǎn)單，定位精度高。
文檔編號(hào)B23Q1/25GK102501070SQ20111035678
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月11日
發(fā)明者高樹星 申請(qǐng)人:沈陽興業(yè)機(jī)床有限公司