專利名稱：繩槽復合加工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于加工機床技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及的是一種用于多繩摩擦式礦井提升機摩擦襯塊繩槽的繩槽復合加工裝置。廣泛應(yīng)用于各種外圓直線溝槽或螺旋溝槽的加工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
多繩摩擦式礦井提升機在初次安裝、襯墊更換以及磨損不均勻時，都需要對摩擦襯墊的繩槽進行車削，使各繩槽底徑一致，以保證多根鋼絲繩能夠平穩(wěn)得同步運行，減少鋼絲繩與襯墊間的相對摩擦，延長鋼絲繩和摩擦襯墊的使用壽命，提高提升機運行的安全性 和平穩(wěn)性。目前，多繩摩擦式礦井提升機摩擦襯墊的繩槽普遍是采用單刀固定進給的小型手動車床進行車削的，即把車刀固定在車床四方向直線運動刀架上，通過手動調(diào)節(jié)裝置移動刀架，進行刀具的進給；車削繩槽時需要使礦井提升機的主滾筒旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)被車削襯塊的旋轉(zhuǎn)運動，通過被車削工件的旋轉(zhuǎn)運動，與小型手動車床刀具進給機構(gòu)的配合動作，完成礦井提升機主滾筒襯塊的車削。這種繩槽車削方式存在的主要缺陷有I.車刀一次進給量少，車削速度慢，過程耗時長，工作效率低。在加工過程中，刀具的進給量一般受刀具與工件的相對移動速度、刀具與工件的位移形式、刀具材質(zhì)、工件材質(zhì)、潤滑和冷卻等因素的制約。由于現(xiàn)有的繩槽車床其刀頭為固定結(jié)構(gòu)，其是通過工件的旋轉(zhuǎn)進行繩槽切削的，車削過程中，車刀相對于工件的徑向產(chǎn)生直線位移。這種切削形式?jīng)Q定了刀具在工件的單個運轉(zhuǎn)周期內(nèi)，需要切削的材料體積較大，承受的切削力矩也較大。所以，在假設(shè)刀具材質(zhì)、工件材質(zhì)、潤滑和冷卻等其他參數(shù)為常量的前提下，必須控制工件的旋轉(zhuǎn)速度不能過快，單次進刀量不能過大，否則有可能由于承受過大的切削力矩而損傷刀具或被車削工件。也正是由于上述原因，現(xiàn)在的繩槽車削裝置普遍存在車削過程耗時較長，工作效率低等弊端。2.車削操作時容易出現(xiàn)啃刀、震刀，導致被車削襯墊工件損壞等情況?，F(xiàn)有繩槽車床的刀架進給機構(gòu)為手動操作，進刀量需要操作工人手動調(diào)整。這樣一來，容易出現(xiàn)因為一次進刀量調(diào)整過大，而使刀具在切削過程中承受巨大的切削力矩，導致啃刀或震刀情況的發(fā)生。另外，工件的旋轉(zhuǎn)速度控制不當和工件本身具有的塑性也是經(jīng)常導致啃刀和震刀的重要原因之一。3.車削尺寸準確性和一致性較差。摩擦式礦井提升機一般具有四到六個繩槽，每個繩槽的深度均要求準確一致。但是，現(xiàn)有的繩槽車床，其對刀、進刀和尺寸的掌握都需要人工操作。加工尺寸的測量一般是采用卡尺。這樣一來加工精度的保障往往因為操作人員的操作經(jīng)驗和測量誤差而產(chǎn)生差異。在車削每個繩槽的時候均要反復進行對刀、車削、測量、再對刀、再車削、再測量等過程。這樣的車削方式，不僅難于保證多個繩槽在一次車削過程中加工尺寸和誤差的一致性，也難于保障在多次車削過程中車削量的一致性，而且非常耗費時間，大大降低了加工效率。[0007]4.加工光潔度、圓整度較差?，F(xiàn)有繩槽車床由于受到刀具與工件相對位移速度和直線運動形式的制約，其表面加工光潔度也相對較差。車削完成以后表面加工刀痕以及啃刀和震刀的痕跡比較明顯，加工圓整度欠佳。5.操作難度大、不安全。由于現(xiàn)有繩槽車床的各個機構(gòu)均為手動操作裝置，所以操作難度較大，需要操作人員有一定的經(jīng)驗才能夠掌握，不當?shù)牟僮饔锌赡茉斐稍O(shè)備事故或人身事故。6.繩槽的車削受到設(shè)備的運行狀況的制約。由于礦井提升機繩槽的車削主要是通過工件的轉(zhuǎn)動來完成的，而工件的轉(zhuǎn)動又是靠轉(zhuǎn)動提升機的滾筒來實現(xiàn)。但是，提升機的滾筒在一個運行周期內(nèi)能夠轉(zhuǎn)動的圈數(shù)受到井深條件的制約。一般來講，井深越深，提升機一個運行周期內(nèi)可以運行的圈數(shù)就越多，井深越淺則運行的圈數(shù)就越少。由于很多井深較淺的提升機一個運行周期運轉(zhuǎn)的圈數(shù)較少，往往不能在其到達停車位置之前完成單個繩槽的車削。并且，車削作業(yè)要求工件的轉(zhuǎn)動方向始終是同一方向，工件反轉(zhuǎn)的時候無法進行車削；所以就需要退刀之后，將提升機滾筒反轉(zhuǎn)至起始位置，重新測量、重新對刀，再次進行車肖IJ，直到達到加工尺寸要求位置，操作比較麻煩。另外，車削過程中提升機滾筒運行 速度的快慢，也需要提升機操作人員進行嚴格的控制，速度太快或太慢則容易導致安全事故或?qū)庸べ|(zhì)量造成影響。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的由此產(chǎn)生，提出一種繩槽復合加工裝置，解決了現(xiàn)有繩槽車削存在的耗時長，效率低、操作難度大、易出現(xiàn)啃刀、震刀，損壞工件、加工的精度光潔度、圓整度和一致性較差等問題，通過車、銑、鏜復合加工方式，達到提高加工效率，縮短加工時間，避免啃刀、震刀現(xiàn)象的發(fā)生，提高加工精度、光潔度、圓整度和一致性，降低操作的復雜程度，提高操作安全性的目的。本實用新型實現(xiàn)上述目的采取的技術(shù)方案是一種繩槽復合加工裝置包括主軸電機、傳動機構(gòu)、主軸、切削刀具、主軸進給電機和主軸平移電機,所述主軸電機與主軸通過傳動機構(gòu)連接，切削刀具固定連接在主軸上并與主軸同步轉(zhuǎn)動，切削刀具的前后進給由主軸進給電機進行驅(qū)動，切削刀具的左右進給由主軸平移電機進行驅(qū)動。本實用新型所述的主軸設(shè)置在主軸箱體內(nèi)。本實用新型所述的傳動機構(gòu)為皮帶輪傳動機構(gòu)，即在主軸電機I的輸出軸上固定連接一個皮帶輪，在主軸的一端固定連接一個皮帶輪，該兩個皮帶輪通過皮帶連接。本實用新型所述的進給電機和平移電機均采用伺服電機輔以激光測距儀或編碼器進行控制，編碼器為伺服電機自帶的附加元件，激光測距儀安裝在主軸箱體上。本實用新型在所述的主軸箱體的下底面設(shè)有燕尾槽，與進給托板滑動連接；通過滾珠絲杠傳動裝置驅(qū)動刀具的前后進給，具有電動和手動操作功能。本實用新型在所述的進給托板的下底面固定連接有角度調(diào)整板，角度調(diào)整板通過滑動卡軌與主軸平移托板進行連接。本實用新型在所述的主軸平移托板的下底面設(shè)有燕尾槽，與機架滑動連接；通過滾珠絲杠傳動裝置，驅(qū)動刀具的左右進給，具有電動和手動操作功能。本實用新型的有益效果主要表現(xiàn)在通過車、銑、鏜復合加工工藝的使用；以及采用高速旋轉(zhuǎn)刀具；并將數(shù)字控制系統(tǒng)等先進技術(shù)加以應(yīng)用。使得繩槽復合加工裝置能夠有效的提高繩槽切削加工的效率，縮短加工的時間，提升機只需運行一周即可將襯墊車削到位；避免啃刀、震刀情況的發(fā)生；大幅度的提高加工的精度、光潔度、圓整度和一致性；降低設(shè)備操作的復雜程度，減少不必要的重復測量和對刀；增加了設(shè)備操作的安全性；突破了礦井提升機的運行速度、運行方向和運行距離對繩槽加工過程的局限；具有顯著地經(jīng)濟效益。并且，可以將該設(shè)備廣泛的應(yīng)用于各種外圓直線溝槽或螺旋溝槽的加工領(lǐng)域。

圖I是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是實用新型的使用狀態(tài)示意圖。圖中1.主軸電機、2.傳動機構(gòu)、3.主軸、4.切削刀具、5.主軸進給電機、6.主軸箱體、7.激光測距儀、8.進給托板、9.主軸平移電機、10.角度調(diào)整板、11.主軸平移托 板、12、機架，13、提升機主滾筒。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明，但本實用新型不局限以下實施例。如圖I所示本實用新型所述的一種繩槽復合加工裝置包括主軸電機I、傳動機構(gòu)
2、主軸3、切削刀具4、主軸進給電機5、主軸箱體6、激光測距儀7、進給托板8、主軸平移電機9、角度調(diào)整板10、主軸平移托板11和機架12。其中，主軸電機I采用螺栓連接固定在主軸箱體6的上方；主軸3設(shè)置在主軸箱體6內(nèi)，由軸承加以支撐。主軸電機I與主軸3通過傳動機構(gòu)2連接，傳動機構(gòu)2可采用皮帶輪傳動機構(gòu)，也可采用齒輪傳動機構(gòu)或其它類似的傳動機構(gòu)。本實施例采用的是皮帶輪傳動機構(gòu)，即在主軸電機I的輸出軸上固定連接一個皮帶輪，在主軸3的一端固定連接一個皮帶輪，該兩個皮帶輪通過皮帶連接。采用皮帶輪傳動機構(gòu)可通過更換不同規(guī)格尺寸的皮帶輪實現(xiàn)主軸轉(zhuǎn)速和扭矩的調(diào)節(jié)。在主軸3的另一端通過螺栓鎖緊裝置安裝有切削刀具4，與主軸同步旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)對工件的切削。由進給電機
5、主軸箱體6、進給托板8、平移電機9、角度調(diào)整板10、主軸平移托板11共同構(gòu)成移動刀架系統(tǒng)。實現(xiàn)單個切削刀具在同一水平上四個方向的移動以及切削角度的調(diào)整。。由于切削方式采用工件旋轉(zhuǎn)運動配合刀具旋轉(zhuǎn)運動進行切削，且工件旋轉(zhuǎn)方向無要求，這樣通過高速動力單元或高速電機驅(qū)動刀具的旋轉(zhuǎn)對繩槽進行切削加工，將傳統(tǒng)的直線切削改為旋轉(zhuǎn)切削，由此減小了刀具單次切削過程中承受的切削力矩，提高了切削效率。刀具采用公知的切削刀具，國標刀具或非標刀具均可(刀具尺寸的選擇主要依據(jù)加工尺寸進行選擇)。為實現(xiàn)同一水平高度內(nèi)刀具在前后左右四個方向上的移動，切削刀具4的前后進給通過主軸進給電機5進行驅(qū)動，主軸進給電機5通過法蘭與主軸箱體6固定連接，采用滾珠絲杠副進行傳動。滾珠絲杠副是由絲杠及螺母兩個配套件組成的，通過絲杠或螺母的旋轉(zhuǎn)將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動，實現(xiàn)主軸箱體6與進給托板8的直線相對位移，完成刀具4按照主軸軸向前后進給的功能。滾珠絲杠副是目前傳動機械中精度最高也是最常用的傳動裝置。滾珠絲杠副的安裝方式可以進行互換，可以將絲杠安裝在主軸箱體6內(nèi)，將螺母體安裝在進給托板8內(nèi)；也可以將絲杠安裝在進給托板8內(nèi)，將螺母體安裝在主軸箱體6內(nèi)。切削刀具4的左右進給通過主軸平移電機9進行驅(qū)動，主軸平移電機9通過法蘭與主軸平移托板11固定連接，采用滾珠絲杠進行傳動。滾珠絲杠副是由絲杠及螺母兩個配套件組成的，通過絲杠或螺母的旋轉(zhuǎn)將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動，實現(xiàn)主軸平移托板11與機架12的直線相對位移，完成刀具4按照主軸軸向左右進給的功能。滾珠絲杠副是目前傳動機械中精度最高也是最常用的傳動裝置。滾珠絲杠副的安裝方式可以進行互換，可以將絲杠安裝在主軸平移托板11內(nèi)，將螺母體安裝在機架12內(nèi)；也可以將絲杠安裝在機架12內(nèi)，將螺母體安裝在主軸平移托板11內(nèi)。進給電機5和平移電機9均采用伺服電機輔以激光測距儀7或編碼器進行控制，編碼器為伺服電機自帶的附加元件，激光測距儀7安裝在主軸箱體6上，采用常規(guī)的控制方式對伺服電機進行分別控制，通 過激光測距儀或高分辨率編碼器進行走刀位置的精確測量和反饋控制，不僅將使加工的精度得到大幅的提高，保證加工尺寸的重復性和一致性處于最佳狀態(tài)，定位和加工精度最高可達到10 μ m。而且還能夠減少人工操作時重復對刀和測量的工作量，降低操作的復雜程度。由于刀具四方向進給的傳動裝置采用滾珠絲杠，具有電動和手動操作功能，因此，當電動機構(gòu)出現(xiàn)故障時可以采用手動裝置進行控制，完成切削作業(yè)。在主軸箱體6的下底面設(shè)有燕尾槽與進給托板8進行滑動連接，形成刀具前后進給的承托結(jié)構(gòu)。在進給托板8的下底面使用緊固件與角度調(diào)整板10進行固定連接，角度調(diào)整板10的傳動采用螺桿齒條配合的傳動方式，通過人工搖動搖柄進行刀具仰角和傾角的調(diào)整，使刀具盡量垂直于加工面；角度調(diào)整板10通過滑動卡軌與主軸平移托板11進行連接，形成刀具角度調(diào)整的承托結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)被切削工件與刀具切削夾角的調(diào)整。主軸平移托板11的下底面設(shè)有燕尾槽與機架12進行滑動連接，形成刀具左右平移進給的承托結(jié)構(gòu)。機架12采用中空鑄鋼件或焊接鋼結(jié)構(gòu)件，與地面基礎(chǔ)件的連接采用水泥灌漿地腳螺栓固定方式，負責承載整個設(shè)備的重量。每臺繩槽復合加工裝置可以并列安裝多套數(shù)量不等的移動刀架?？赏瑫r完成多條繩槽的車削，或單個螺旋繩槽的車削。電器控制系統(tǒng)可采用計算機配合基礎(chǔ)電路進行控制，也可采用操作箱、控制柜、控制箱、手持操作器以及觸摸控制操作系統(tǒng)進行控制。操作界面可以使用不同的語言。本實用新型使用狀態(tài)如圖2所示圖2中的提升機主滾筒13為被加工工件的承載體，指的是多繩摩擦式提升機。多繩摩擦式提升機廣泛用于煤炭、有色金屬、黑色金屬、非金屬、化工等礦山的提升運輸系統(tǒng)，主要用作提升礦物、升降人員和物料及設(shè)備等。多繩摩擦式提升機的驅(qū)動原理采用柔性體摩擦傳動原理。即在提升機主滾筒13的表面安裝有一層帶有鋼絲繩槽的摩擦襯墊，鋼絲繩圍繞在摩擦襯墊的繩槽內(nèi)，利用鋼絲繩與摩擦襯墊間的摩擦力來提供驅(qū)動力，提升或下放重物以及人員。摩擦式提升機主滾筒外壁一周鋪設(shè)的摩擦襯墊就是繩槽復合加工裝置需要加工的工件。進行繩槽加工前需要將繩槽復合加工裝置安裝在提升機主滾筒13的一側(cè)，找正后將機架12通過地腳螺栓與地面進行可靠的連接，設(shè)備安裝完成后即可長期使用，不必移動。接下來就可以進行的繩槽的加工和修整了。步驟如下一、根據(jù)鋼絲繩的直徑選擇合適的切削刀具，并將刀具裝卡到主軸3上。二、通過手輪調(diào)整角度調(diào)整板10，進行刀具角度的調(diào)整，使主軸3的軸線垂直于被切削工件。三，啟動電器控制系統(tǒng)，驅(qū)動進給電機5或平移電機9運轉(zhuǎn)，使刀具移動到正確的初始位置進行對刀，并且錄切削初始位置。四、設(shè)置切削過程和切削量。通過電器控制系統(tǒng)設(shè)定切削任務(wù)執(zhí)行的先后順序，并設(shè)定每一個切削過程的走刀量。五、啟動主軸電機I使主軸3和刀具4高速旋轉(zhuǎn)。六、操作電器控制系統(tǒng)，執(zhí)行預先設(shè)定的程序，完成一個或多個繩槽的自 動化加工過程。切削的過程中提升機主滾筒13的旋轉(zhuǎn)方向采用順時針或逆時針方向均可。
權(quán)利要求1.一種繩槽復合加工裝置，包括主軸(3)、切削刀具(4)，其特征是還包括主軸電機(I)、傳動機構(gòu)(2)、主軸進給電機(5)和主軸平移電機(9)，所述主軸電機與主軸通過傳動機構(gòu)連接，切削刀具固定連接在主軸上并與主軸同步轉(zhuǎn)動，切削刀具的前后進給由主軸進給電機進行驅(qū)動，切削刀具的左右進給由主軸平移電機進行驅(qū)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的繩槽復合加工裝置，其特征是所述的主軸(3)設(shè)置在主軸箱體(6)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的繩槽復合加工裝置，其特征是所述的傳動機構(gòu)(2)為皮帶輪傳動機構(gòu)，即在主軸電機(I)的輸出軸上固定連接一個皮帶輪，在主軸(3)的一端固定連接一個皮帶輪，該兩個皮帶輪通過皮帶連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的繩槽復合加工裝置，其特征是所述的進給電機(5)和平移電機(9)均采用伺服電機輔以激光測距儀(7)或編碼器進行控制，編碼器為伺服電機自帶的附加元件，激光測距儀(7)安裝在主軸箱體(6)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的繩槽復合加工裝置，其特征是在所述的主軸箱體(6)的下底面設(shè)有燕尾槽，與進給托板(8)滑動連接；通過滾珠絲杠傳動裝置驅(qū)動刀具的前后進給，具有電動和手動操作功能。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的繩槽復合加工裝置，其特征是在所述的進給托板(8)的下底面固定連接有角度調(diào)整板(10)，該角度調(diào)整板通過滑動卡軌與主軸平移托板(11)進行連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的繩槽復合加工裝置，其特征是在所述的主軸平移托板(11)的下底面設(shè)有燕尾槽，與機架(12)滑動連接；通過滾珠絲杠傳動裝置，驅(qū)動刀具的左右進給，具有電動和手動操作功能。
專利摘要本實用新型公開的繩槽復合加工裝置，包括主軸(3)、切削刀具(4)，主軸電機(1)、傳動機構(gòu)(2)、主軸進給電機(5)和主軸平移電機(9)，所述主軸電機與主軸通過傳動機構(gòu)連接，切削刀具固定連接在主軸上并與主軸同步轉(zhuǎn)動，切削刀具的前后進給由主軸進給電機進行驅(qū)動，切削刀具的左右進給由主軸平移電機進行驅(qū)動。解決了現(xiàn)有繩槽車削存在的耗時長，效率低、操作難度大、易出現(xiàn)啃刀、震刀，損壞工件、加工的精度光潔度、圓整度和一致性較差等問題，通過車、銑、鏜復合加工方式，達到提高加工效率，縮短加工時間，避免啃刀、震刀現(xiàn)象的發(fā)生，提高加工精度、光潔度、圓整度和一致性，降低操作的復雜程度，提高操作安全性的目的。
文檔編號B23Q5/40GK202655892SQ20122006000
公開日2013年1月9日 申請日期2012年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月23日
發(fā)明者張文斌, 鄧濤, 劉凱, 柴慶鵬, 王超, 高丹丹, 郭旭, 錢川 申請人:洛陽百克特摩擦材料有限公司