本實(shí)用新型涉及機(jī)床技術(shù)領(lǐng)域，具體為臥式螺栓球?qū)Ｓ眉庸ぶ行臋C(jī)床。

背景技術(shù)：

螺栓球加工通常采用普通車床改造刀架的方法進(jìn)行，由于螺栓球孔型較大，加工載荷重，鉆削力在加工大孔條件下超過1噸，而攻絲力矩超過了2000牛米，所以只能使用大型5軸加工中心機(jī)床加工螺栓球，無論精度還是效率，行業(yè)成本均無法接受。因此，主要問題是設(shè)計(jì)開發(fā)能夠承受螺栓球加工載荷，精度高，軸數(shù)少，低成本的螺栓球?qū)Ｓ眉庸ぶ行臋C(jī)床。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供臥式螺栓球?qū)Ｓ眉庸ぶ行臋C(jī)床，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：臥式螺栓球?qū)Ｓ眉庸ぶ行臋C(jī)床，包括縱向滑臺、橫向滑臺、基座和臥式圓盤刀庫，所述的縱向滑臺和橫向滑臺設(shè)置在基座平面上，所述的臥式圓盤刀庫設(shè)置在縱向滑臺一側(cè)，還包括四軸進(jìn)給系統(tǒng)和換刀系統(tǒng)，所述的四軸進(jìn)給系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)、縱向滑臺和橫向滑臺，每個(gè)軸采用伺服電機(jī)驅(qū)動；所述的轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)設(shè)置在橫向滑臺上，轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)包括經(jīng)向轉(zhuǎn)臺和緯向轉(zhuǎn)臺，所述的經(jīng)向轉(zhuǎn)臺連接轉(zhuǎn)臺連接器，所述的轉(zhuǎn)臺連接器連接緯向轉(zhuǎn)臺，經(jīng)向轉(zhuǎn)臺與緯向轉(zhuǎn)臺軸心線相互垂直且相交于一固定點(diǎn)；所述的換刀系統(tǒng)包括臥式圓盤刀庫、機(jī)械手和加工中心主軸，加工中心主軸設(shè)置在縱向滑臺正上方，機(jī)械手連接在加工中心主軸上靠近臥式圓盤刀庫的一側(cè)。

優(yōu)選的，所述的經(jīng)向轉(zhuǎn)臺可以在360度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)，所述的緯向轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)角角度以位于縱向滑臺中軸線并且垂直于橫向滑臺移動方向的垂直面為起始處，順時(shí)針轉(zhuǎn)動，緯向轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)角角度不超過115度，這樣的轉(zhuǎn)角角度可以加工到螺栓球所需加工全部的面積，又能維持必要的剛度和強(qiáng)度；經(jīng)向轉(zhuǎn)臺和緯向轉(zhuǎn)臺都有鎖緊裝置。

優(yōu)選的，所述的經(jīng)向轉(zhuǎn)臺前端設(shè)置螺栓球夾具，所述的螺栓球夾具中包括自定心三爪卡盤、卡爪和連接軸，所述的連接軸連接經(jīng)向轉(zhuǎn)臺前端；連接軸依靠后端凸起固定螺栓球基準(zhǔn)面，可以通過調(diào)節(jié)連接軸中的h值，使螺栓球球心重合于經(jīng)向轉(zhuǎn)臺和緯向轉(zhuǎn)臺軸心線交點(diǎn)。

優(yōu)選的，所述的縱向滑臺的行程長度大于最長鉆頭的長度、最大的螺栓球半徑及臥式圓盤刀庫的機(jī)械手拔刀長度三者長度的總長度。

優(yōu)選的，所述的橫向滑臺的行程長度大于加工最大的螺栓球切削面直徑。

優(yōu)選的，所述的加工中心主軸前端設(shè)置有飛刀盤，飛刀盤通過墊片使刀片沿徑向和軸向形成梯形錯(cuò)位排列；加工中心主軸采用齒輪減速，減速比為2或4，對于小于螺孔規(guī)格M45的螺孔紋，齒輪減速比為2，另外大于螺孔規(guī)格M45的螺孔紋，齒輪減速為4。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：所述的臥式螺栓球?qū)Ｓ眉庸ぶ行臋C(jī)床設(shè)置轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)，以經(jīng)向轉(zhuǎn)臺和緯向轉(zhuǎn)臺的軸心線交點(diǎn)為加工原點(diǎn)，消除了由于球心不固定帶來的各項(xiàng)誤差因素，顯著提高加工精度，減少加工控制軸數(shù)，降低機(jī)床制作成本；所述轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)使螺栓球受力均勻可靠，結(jié)合臥式結(jié)構(gòu)，臥式結(jié)構(gòu)可通過增大機(jī)床底座和滑臺尺寸提高承載能力，使機(jī)床能夠承受螺栓球加工載荷。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型主視圖的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型俯視圖的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型中螺栓球夾具的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型中飛刀盤的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中： 1、經(jīng)向轉(zhuǎn)臺，2、緯向轉(zhuǎn)臺，3、轉(zhuǎn)臺連接器，4、縱向滑臺，5、橫向滑臺，6、基座，7、臥式圓盤刀庫，8、螺栓球，9、連接軸，10、卡爪，11、自定心三爪卡盤，12、飛刀盤，13、墊片，14、刀片，15、機(jī)械手，16、加工中心主軸，17、螺栓球夾具。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

請參閱圖1-4，本實(shí)用新型提供一種技術(shù)方案：臥式螺栓球?qū)Ｓ眉庸ぶ行臋C(jī)床，包括縱向滑臺4、橫向滑臺5、基座6和臥式圓盤刀庫7，縱向滑臺4和橫向滑臺5設(shè)置在基座6平面上，臥式圓盤刀庫7設(shè)置在縱向滑臺4一側(cè)，還包括四軸進(jìn)給系統(tǒng)和換刀系統(tǒng)，四軸進(jìn)給系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)、縱向滑臺4和橫向滑臺5，每個(gè)軸采用伺服電機(jī)驅(qū)動；轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)設(shè)置在橫向滑臺5上，轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)包括經(jīng)向轉(zhuǎn)臺1和緯向轉(zhuǎn)臺2，經(jīng)向轉(zhuǎn)臺1連接轉(zhuǎn)臺連接器3，轉(zhuǎn)臺連接器3連接緯向轉(zhuǎn)臺2，經(jīng)向轉(zhuǎn)臺1與緯向轉(zhuǎn)臺2軸心線相互垂直且相交于一固定點(diǎn)；換刀系統(tǒng)包括臥式圓盤刀庫7、機(jī)械手15和加工中心主軸16，加工中心主軸16設(shè)置在縱向滑臺4正上方，機(jī)械手15連接在加工中心主軸16上靠近臥式圓盤刀庫7的一側(cè)。

其中，在實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)向轉(zhuǎn)臺1可以在360度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)，緯向轉(zhuǎn)臺2的轉(zhuǎn)角角度以位于縱向滑臺4中軸線并且垂直于橫向滑臺5移動方向的垂直面為起始處，順時(shí)針轉(zhuǎn)動，緯向轉(zhuǎn)臺2的轉(zhuǎn)角角度不超過115度，這樣的轉(zhuǎn)角角度可以加工到螺栓球8所需加工全部的面積，又能維持必要的剛度和強(qiáng)度；經(jīng)向轉(zhuǎn)臺1和緯向轉(zhuǎn)臺2都有鎖緊裝置，鎖緊力矩在最大加工扭矩的3倍以上；經(jīng)向轉(zhuǎn)臺1和緯向轉(zhuǎn)臺2為專用數(shù)控轉(zhuǎn)臺，分度精度0.1度，軸向載荷最大10噸，鎖緊力矩對于小于螺孔規(guī)格M45的螺紋孔為1000牛米，另外大于螺孔規(guī)格M45的螺紋孔為2000牛米。

經(jīng)向轉(zhuǎn)臺1前端設(shè)置螺栓球夾具17，螺栓球夾具17中包括自定心三爪卡盤11、卡爪10和連接軸9，連接軸9連接經(jīng)向轉(zhuǎn)臺1前端，在經(jīng)向轉(zhuǎn)臺1前端使用連接軸9依靠后端凸起固定螺栓球8基準(zhǔn)面，并且螺栓球8的球心點(diǎn)重合于經(jīng)向轉(zhuǎn)臺1和緯向轉(zhuǎn)臺2軸心線的交點(diǎn)；球心點(diǎn)實(shí)際上無法找到，螺栓球8通過基準(zhǔn)孔上的面和螺紋孔作為安裝基準(zhǔn)與經(jīng)向轉(zhuǎn)臺1連接，裝夾后螺栓球8的毛坯外表面沿經(jīng)向方向和緯向方向旋轉(zhuǎn)的直徑誤差不超過2毫米，通過使用磁力表架和百分表測量球體表面的跳動值是否超過2毫米，若超過通過調(diào)整螺栓球夾具17中連接軸9的h值，確定螺栓球8球心點(diǎn)重合于經(jīng)向轉(zhuǎn)臺1和緯向轉(zhuǎn)臺2軸心線的交點(diǎn)，使用該點(diǎn)作為加工原點(diǎn)進(jìn)行加工。

縱向滑臺4的行程長度大于最長鉆頭的長度、最大的螺栓球8半徑及臥式圓盤刀庫7的機(jī)械手15拔刀長度三者長度的總長度；橫向滑臺5的行程長度大于加工最大的螺栓球8切削面直徑；加工中心主軸16前端設(shè)置有飛刀盤12，飛刀盤12通過墊片13使刀片14沿徑向和軸向形成梯形錯(cuò)位排列；加工中心主軸16采用齒輪減速，減速比為2或4，對于小于螺孔規(guī)格M45的螺孔紋，齒輪減速比為2，另外大于螺孔規(guī)格M45的螺孔紋，齒輪減速為4。

臥式螺栓球?qū)Ｓ眉庸ぶ行臋C(jī)床的工作原理：本實(shí)用新型加工過程中確定螺栓球8球心點(diǎn)重合于經(jīng)向轉(zhuǎn)臺1和緯向轉(zhuǎn)臺2軸心線的交點(diǎn)，使用該點(diǎn)作為加工原點(diǎn)進(jìn)行加工，進(jìn)行螺栓球8銑削面加工過程中，該點(diǎn)與加工中心主軸16位于同一水平面中，進(jìn)行螺栓球8鉆孔加工過程中，該點(diǎn)與加工中心主軸16位于同一直線上，由于均為對心加工，四軸進(jìn)給系統(tǒng)不需要聯(lián)動，只要單向進(jìn)給即可完成加工；旋轉(zhuǎn)經(jīng)向轉(zhuǎn)臺1和緯向轉(zhuǎn)臺2到第一個(gè)需要加工螺紋孔的位置并鎖緊，加工中心主軸16前端更換為面銑刀，縱向滑臺4快速移動至平行于橫向滑臺5且與螺栓球相切的直線上停止，橫向滑臺5同時(shí)移動至進(jìn)給出發(fā)點(diǎn)，橫向滑臺5開始進(jìn)給進(jìn)行銑削面加工，加工完畢后，縱向滑臺4快速后退，經(jīng)向轉(zhuǎn)臺1和緯向轉(zhuǎn)臺2鎖緊裝置放松并旋轉(zhuǎn)至下一個(gè)加工面，重復(fù)第一個(gè)面的加工過程，按這種方式直至所有需要的面加工完畢；使用機(jī)械手15為加工中心主軸16換鉆頭，機(jī)械手15為單臂雙爪回轉(zhuǎn)式機(jī)械手，機(jī)械手15手臂的兩端各有一個(gè)夾爪，兩個(gè)夾爪可同時(shí)抓取刀庫及主軸上的刀具，回轉(zhuǎn)180度后，又同時(shí)將刀具放回刀庫及加工中心主軸16；調(diào)整經(jīng)向轉(zhuǎn)臺1和緯向轉(zhuǎn)臺2到一個(gè)相應(yīng)尺寸螺紋孔加工面位置并鎖緊，橫向滑臺5移動至加工中心主軸16的軸線上停止，快速移動縱向滑臺4至加工面附近進(jìn)行進(jìn)給鉆孔，完畢后快速回退，放松并調(diào)整經(jīng)向轉(zhuǎn)臺1和緯向轉(zhuǎn)臺2至下一個(gè)相應(yīng)尺寸螺紋孔加工面位置，重復(fù)以上過程進(jìn)行鉆孔加工；如有不同尺寸螺紋孔，則在相同尺寸螺紋孔加工完畢換刀進(jìn)行螺紋孔加工，直至所有螺紋孔完成加工，重復(fù)螺紋孔加工過程，更換倒角刀和絲錐進(jìn)行倒角及攻絲加工。

以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及其改進(jìn)構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。