專利名稱：加工螺紋鋼軋輥的多功能數(shù)控機(jī)床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)床的車削、銑削、刻字等多種功能，屬多功能機(jī)床。
生產(chǎn)螺紋鋼時(shí)要用有螺紋槽的軋輥，因軋輥上的螺紋槽呈間斷分布，形似月牙，所以又叫月牙槽，它的加工方法是軋輥坯材，用普通車床加工成軋輥外形、環(huán)槽，然后用專用機(jī)床在環(huán)槽內(nèi)加工月牙槽，在加工月牙槽時(shí)，在一定槽間留出空槽，刻制廠牌、規(guī)格、精度等符號(hào)。
螺紋鋼軋輥月牙槽的加工，需要一種復(fù)合進(jìn)給成形的機(jī)床，通常用普通臥式銑床或滾齒機(jī)改裝成月牙槽加工專用機(jī)床，用盤形銑刀或單齒飛刀切削，切槽時(shí)的分度，變換月牙槽螺旋升角等均有交換齒輪來實(shí)現(xiàn)，由于分齒掛輪及差動(dòng)掛輪數(shù)的限制，使月牙槽形的等分和螺旋升角等參數(shù)，難以達(dá)到國(guó)標(biāo)或用戶要求；再則，由于月牙槽圓弧中心在軋輥環(huán)槽內(nèi)，刀具的回轉(zhuǎn)中心必須進(jìn)入環(huán)槽內(nèi)，受到原機(jī)床結(jié)構(gòu)限制，刀桿的直徑小、剛性差，影響加工質(zhì)量；第三，軋輥上的廠牌、規(guī)格、精度等標(biāo)記符號(hào)，需要另外配置電刻字裝置。《軋輥螺紋槽加工方法及加工機(jī)床》專利號(hào)為92107698.3，提出了銑刀擺動(dòng)銑削軋輥月牙槽的方法和機(jī)床，實(shí)踐表明，銑刀在銑削中擺動(dòng)，對(duì)步進(jìn)電機(jī)及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)易損壞；該方法和機(jī)床要求使用指狀成形銑刀，加工月牙槽時(shí)，一次成形，銑刀易磨損，壽命短，指狀成形銑刀刃磨困難，對(duì)高硬度軋輥難以加工。
本實(shí)用新型的目的是克服上述二種機(jī)床加工螺紋鋼軋輥月牙槽時(shí)存在的缺點(diǎn)，改進(jìn)機(jī)床結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)一種飛刀切削月牙槽的多功能機(jī)床，在這種機(jī)床上，既能完成前道的軋輥外形，環(huán)槽的加工，又能完成后道的刻字加工，并便于將工件的所有加工參數(shù)用數(shù)字設(shè)定，進(jìn)行數(shù)字控制的多功能機(jī)床。
本實(shí)用新型具體的技術(shù)方案是一種加工螺紋鋼軋輥的多功能數(shù)控機(jī)床，包括床身、頭架、拖板、尾架，其現(xiàn)有技術(shù)不同點(diǎn)是，在機(jī)床頭架的左側(cè)設(shè)置一個(gè)車、銑回轉(zhuǎn)切換機(jī)構(gòu)，床身中部有可沿床身山形導(dǎo)軌移動(dòng)的大拖板，在大拖板的橫向燕尾導(dǎo)軌上設(shè)置中拖板，中拖板上有飛刀(或車刀)機(jī)構(gòu)和螺紋鋼軋輥刻字機(jī)構(gòu)；車、銑回轉(zhuǎn)切換機(jī)構(gòu)、大拖板、中拖板、飛刀機(jī)構(gòu)和螺紋鋼軋輥刻字機(jī)構(gòu)均由相應(yīng)的步進(jìn)電機(jī)和普通電機(jī)，通過對(duì)應(yīng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分別驅(qū)動(dòng)；在頭架后側(cè)裝有電氣箱，頭架上方設(shè)置數(shù)控操縱箱。
本實(shí)用新型機(jī)床中，在中拖板上的飛刀桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)卸荷軸，經(jīng)齒形帶輪和內(nèi)齒皮帶，從動(dòng)卸荷軸，帶動(dòng)飛刀桿飛刀的切削運(yùn)動(dòng)。
本實(shí)用新型機(jī)床中，銑削和車削的變換是通過機(jī)床頭架左側(cè)的車、銑回轉(zhuǎn)切換機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的飛刀銑削相應(yīng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)與電磁離合器連接的蝸桿，及與蝸桿嚙合的蝸輪，蝸輪通過平鍵連接機(jī)床主軸，帶動(dòng)主軸及其工件回轉(zhuǎn)；車刀車削相應(yīng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，由主電機(jī)驅(qū)動(dòng)主、從動(dòng)皮帶輪，同樣轉(zhuǎn)動(dòng)上述的蝸桿及與蝸桿嚙合的蝸輪，蝸輪通過平鍵連接機(jī)床主軸，帶動(dòng)主軸及其工件回轉(zhuǎn)。
本實(shí)用的新型機(jī)床中，在中拖板上的飛刀機(jī)構(gòu)上的飛刀桿具有等剛度結(jié)構(gòu)，下部和上部設(shè)計(jì)成不同直徑的圓柱，中部是雙曲圓臺(tái)(或錐臺(tái))的等剛度懸臂，下部圓柱插入從動(dòng)卸荷軸的圓柱孔接口，用平鍵連接，上部刀桿支承在兩個(gè)V形滑塊上本實(shí)用新型機(jī)床中，在中拖板左面還有螺紋鋼軋輥刻字機(jī)構(gòu)，在該機(jī)構(gòu)上用一對(duì)向心推力球軸承和一個(gè)向心球軸支承銑頭主軸，主軸端部裝有銑刀，銑刀的主運(yùn)動(dòng)有電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)。
由于采用上述方案，在加工螺紋鋼軋輥時(shí)，從軋輥坯材加工成軋輥外形、環(huán)槽、銑削環(huán)槽內(nèi)的月牙槽，留出槽間空槽及刻制廠牌、規(guī)格、精度符號(hào)等加工，在同一機(jī)床上一次完成。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明


圖1是加工螺紋鋼軋輥多功能數(shù)控機(jī)床示意圖。
圖2是
圖1的飛刀裝置(24)剖示圖。
圖3是圖2的飛刀桿(49)等剛度結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1給示了本實(shí)用新型的機(jī)床，它是選用了規(guī)格適用的普通車床的床身、頭架、尾架、拖板結(jié)構(gòu)。在頭架部份的齒輪變速箱用變頻調(diào)速器代替，頭架(15)主要有主軸(16)，前后有一對(duì)向心推力圓錐滾子軸承支承，主軸端部裝頂尖(17)、卡盤或其他夾頭以便傳遞動(dòng)力；頭架的后側(cè)設(shè)有電氣箱，頭架上方設(shè)有數(shù)控操縱箱，它放置在一個(gè)轉(zhuǎn)盤上，可隨意轉(zhuǎn)動(dòng)方向，只要把車削軋輥外形、環(huán)槽，銑削環(huán)槽內(nèi)月牙槽，留空槽，和在空槽上刻制廠牌、規(guī)格、精度符號(hào)等加工工序及技術(shù)參數(shù)編制程序，通過四座標(biāo)、三聯(lián)動(dòng)的數(shù)控系統(tǒng)，控制四個(gè)步進(jìn)電機(jī)作單獨(dú)運(yùn)動(dòng)或聯(lián)合插補(bǔ)的復(fù)合進(jìn)給加工螺紋鋼軋輥；尾架(29)部份主要有手輪(28)、絲桿(27)，尾頂尖(26)配合前頂尖(17)頂緊工件軋輥，尾架可沿床身山形導(dǎo)軌作縱向移動(dòng)，調(diào)整到位后，經(jīng)壓板固定在床身上。床身中部是大拖板(18)，通過步進(jìn)電機(jī)(6)驅(qū)動(dòng)齒輪(5、7)經(jīng)滾珠絲杠(32)，通過固定在掛腳上螺母，帶動(dòng)大拖板沿床身山形導(dǎo)軌作縱向移動(dòng)，并帶動(dòng)與大拖板相連的中拖板(23)同時(shí)作縱向移動(dòng)；中拖板(23)設(shè)在大拖板的橫向燕尾導(dǎo)軌上，通過步進(jìn)電機(jī)(19)驅(qū)動(dòng)齒輪(20、21)經(jīng)滾珠絲杠(22)和固定在中拖板上的螺母支架，帶動(dòng)中拖板在燕尾導(dǎo)軌上作橫向移動(dòng)。設(shè)在頭架左側(cè)的車、銑回轉(zhuǎn)切換機(jī)構(gòu)的匯合點(diǎn)是蝸桿(11)，切換點(diǎn)是電磁離合器(13)，銑切由同步進(jìn)電機(jī)(14)轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿(11)，通過蝸桿與蝸輪(12)嚙合，蝸輪與主軸(16)用平鍵連接，帶動(dòng)主軸及其工件回轉(zhuǎn)；車切由主電機(jī)(8)驅(qū)動(dòng)皮帶輪(9、10)，同樣轉(zhuǎn)動(dòng)上述蝸桿(11)嚙合蝸輪(12)，帶動(dòng)主軸及其工件回轉(zhuǎn)。
圖2是飛刀裝置(24)的剖視圖、圖3是飛刀桿(49)等剛度結(jié)構(gòu)圖，工作時(shí)步進(jìn)電機(jī)(25)驅(qū)動(dòng)卸荷軸(41)經(jīng)齒形帶輪(43)、內(nèi)齒皮帶(44)、齒形皮輪(45)、從動(dòng)卸荷軸(47)帶動(dòng)飛刀桿(49)旋轉(zhuǎn)。為了步進(jìn)電機(jī)(25)的輸出軸與飛刀桿(49)不受齒形帶輪(44)的張緊力影響，設(shè)計(jì)了兩個(gè)相同結(jié)構(gòu)的卸荷軸(41、47)，分別由向心推力球軸承(42、46)支承，飛刀桿(49)插入從動(dòng)卸荷軸(47)的圓柱孔中，用平鍵連接，為了增強(qiáng)飛刀桿(49)的剛性，最大限度減少切削變形，飛刀桿有三個(gè)輔助支承，下支承設(shè)在支架(48)的下部，即從動(dòng)卸荷軸(47)的圓柱孔，兩個(gè)上支承設(shè)在滑塊(52)上，由兩個(gè)V形塊組成，兩個(gè)V形塊之間設(shè)空槽，保證飛刀(50)作圓周運(yùn)動(dòng)。在中拖板上卸去飛刀機(jī)構(gòu)(24)；裝上車刀架即成為數(shù)控車床。螺紋鋼軋輥刻字銑頭(30)，用螺釘、錐銷固定在中拖板(23)左側(cè)，銑頭主軸(34)用一對(duì)向心推力球軸承和一個(gè)向心球軸承支承，以承受軸向切削力，并保證回轉(zhuǎn)精度，主軸上裝有銑刀(31)，銑刀(31)的主運(yùn)動(dòng)直接由電機(jī)(33)驅(qū)動(dòng)。
實(shí)施例1車削螺紋鋼軋輥外形和環(huán)槽卸下中拖板(23)上的飛刀機(jī)構(gòu)(24)，按裝車刀架和車刀，按上工件，通過頂尖(17)和(16)及卡盤夾緊工件。
電磁離合器(13)斷電，步進(jìn)電機(jī)與螺桿(11)脫開，啟動(dòng)電機(jī)(8)、經(jīng)帶輪(9、10)、蝸桿(11)、蝸輪(12)，驅(qū)動(dòng)頭架主軸(16)及工件回轉(zhuǎn)，由變頻調(diào)速器改變電機(jī)(8)的電源頻率，以改變其輸出轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)頭架主軸(16)的變速，在數(shù)控裝置控制下，車削軋輥外形和環(huán)槽。
實(shí)施例2飛刀銑削螺紋鋼軋輥月牙槽在加工好螺紋鋼軋輥外形和環(huán)槽后，在中拖板(23)上卸去車刀機(jī)構(gòu)，按裝飛刀機(jī)構(gòu)(24)。飛刀銑削軋輥月牙槽由工件的回轉(zhuǎn)和飛刀桿的回轉(zhuǎn)兩個(gè)主要進(jìn)給運(yùn)動(dòng)線性插補(bǔ)而成。
電磁離合器(13)通電結(jié)合，步進(jìn)電機(jī)(14)與蝸桿(11)聯(lián)接，步進(jìn)電機(jī)(14)驅(qū)動(dòng)蝸桿(11)和蝸輪(12)，帶動(dòng)頭架主軸(16)驅(qū)動(dòng)工件軋輥回轉(zhuǎn)；步進(jìn)電機(jī)(25)經(jīng)主動(dòng)軸(41)、齒形帶輪(43)、內(nèi)齒皮帶(44)、齒形帶輪(45)、從動(dòng)軸(47)、帶動(dòng)飛刀桿(49)及飛刀(50)作切削旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在計(jì)算機(jī)控制下作二維線性插補(bǔ)；飛刀(50)旋轉(zhuǎn)一周，完成一個(gè)切削循環(huán)，若軋輥周圍有n個(gè)月牙槽和m個(gè)跳槽(在軋輥月牙槽之間空出適當(dāng)位置備作刻字)，則軋輥轉(zhuǎn)一周要進(jìn)行上述動(dòng)作的n次循環(huán)和m個(gè)跳槽；然后在步進(jìn)電機(jī)(19)驅(qū)動(dòng)下，中拖板(23)在橫向作適量進(jìn)給，讓月牙槽增加一個(gè)深度，再繼續(xù)周期性切削，直到月牙槽符合設(shè)計(jì)要求，完成一個(gè)環(huán)槽的月牙槽切削，在步進(jìn)電機(jī)(6)的驅(qū)動(dòng)下，大拖板(18)驅(qū)動(dòng)中拖板(23)在床身上縱向移動(dòng)一個(gè)環(huán)槽的距離，重復(fù)上述的加工。改變工件軋輥和飛刀桿(49)中任一轉(zhuǎn)動(dòng)方向即可改變被加工月牙槽的螺旋方向。
實(shí)施例3螺紋鋼軋輥空槽刻字啟動(dòng)銑頭電機(jī)(33)帶動(dòng)銑頭主軸(34)、銑刀(31)高速旋轉(zhuǎn)，軋輥在步進(jìn)電機(jī)(14)的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，步進(jìn)電機(jī)(6)驅(qū)動(dòng)大拖板(18)作縱向移動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)(19)驅(qū)動(dòng)中拖板(23)作橫向移動(dòng)，在計(jì)算機(jī)軟件的控制下，三軸聯(lián)合插補(bǔ)，自動(dòng)地在軋輥空槽上刻有廠牌、規(guī)格、精度等標(biāo)記的英文字母及數(shù)字等字符。為便于用戶操作，在數(shù)控系統(tǒng)中配有專用刻字軟件。
本實(shí)用新型多功能數(shù)控機(jī)床，設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)優(yōu)化，由數(shù)控裝置控制各步進(jìn)電機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，各軸坐標(biāo)的移動(dòng)均可按控制程序進(jìn)行。本機(jī)床可加工各種規(guī)格的螺紋鋼軋輥，特別是∮10mm以下的小規(guī)格軋輥和碳化鎢高硬度軋輥的加工。
權(quán)利要求1.一種加工螺紋鋼軋輥的多功能數(shù)控機(jī)床，包括床身、頭架、拖板、尾架，其特征是機(jī)床頭架的左側(cè)設(shè)置一個(gè)車、銑回轉(zhuǎn)切換機(jī)構(gòu)，床身中部有可沿床身山形導(dǎo)軌移動(dòng)的大拖板，在大拖板的橫向燕尾導(dǎo)軌上設(shè)置中拖板，中拖板上有飛刀(或車刀)機(jī)構(gòu)和螺紋鋼軋輥刻字機(jī)構(gòu)；車、銑回轉(zhuǎn)切換機(jī)構(gòu)、大拖板、中拖板、飛刀機(jī)構(gòu)和螺紋鋼軋輥刻字機(jī)構(gòu)均由相應(yīng)的步進(jìn)電機(jī)和普通電機(jī)，通過對(duì)應(yīng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分別驅(qū)動(dòng)；在頭架后側(cè)裝有電氣箱，頭架上方設(shè)置數(shù)控操縱箱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工螺紋鋼軋輥的多功能數(shù)控機(jī)床，其特征是中拖板上的飛刀傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)卸荷軸，經(jīng)齒形帶輪和內(nèi)齒皮帶，帶動(dòng)從動(dòng)卸荷軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的加工螺紋鋼軋輥的多功能數(shù)控機(jī)床，其特征是飛刀銑削和車削是通過機(jī)床頭架左側(cè)的車、銑回轉(zhuǎn)切換機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的飛刀銑削相應(yīng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，與電磁離合器連接的蝸桿，及與蝸桿嚙合的蝸輪，蝸輪通過平鍵連接機(jī)床主軸，帶動(dòng)主軸及其工件回轉(zhuǎn)；車削相應(yīng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，由主電機(jī)驅(qū)動(dòng)主、從動(dòng)皮帶輪，同樣轉(zhuǎn)動(dòng)上述的蝸桿及與蝸桿嚙合的蝸輪，蝸輪通過平鍵連接機(jī)床主軸，帶動(dòng)主軸及其工件回轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的加工螺紋鋼軋輥的多功能數(shù)控機(jī)床，其特征是中拖板上飛刀機(jī)構(gòu)上的飛刀桿具有等剛度結(jié)構(gòu)，下部和上部設(shè)計(jì)成不同直徑的圓柱，中部是雙曲圓臺(tái)(或錐臺(tái))的等剛度懸臂，下部圓柱插入從動(dòng)卸荷軸的圓柱孔接口，用平鍵連接，上部刀桿支承在兩個(gè)V形滑塊上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的加工螺紋鋼軋輥的多功能數(shù)控機(jī)床，其特征是在中拖板左側(cè)還有螺紋鋼軋輥刻字機(jī)構(gòu)，在該機(jī)構(gòu)上用一對(duì)向心推力球軸承和一個(gè)向心球承軸支承銑頭主軸，主軸前端裝有銑刀，銑刀的主運(yùn)動(dòng)有電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)。
專利摘要本實(shí)用新型是車、銑、刻字一體的多功能數(shù)控機(jī)床，在床身頭架(15)的左側(cè)設(shè)計(jì)車、銑回轉(zhuǎn)切換機(jī)構(gòu)，床身中部是大拖板(18)，大拖板上的中拖板(23)設(shè)置飛刀(或車刀)機(jī)構(gòu)(24)和螺紋鋼軋輥刻字機(jī)構(gòu)；由數(shù)控裝置控制各步進(jìn)電機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，各軸坐標(biāo)的移動(dòng)均可按控制程序進(jìn)行，本機(jī)床可加工各種規(guī)格的螺紋鋼軋輥，特別是∮10mm以下的小規(guī)格和碳化鎢高硬度螺紋鋼軋輥的加工。
文檔編號(hào)B23P23/00GK2254391SQ9524055
公開日1997年5月21日 申請(qǐng)日期1995年9月22日 優(yōu)先權(quán)日1995年9月22日
發(fā)明者凌嘉熙 申請(qǐng)人:凌嘉熙