CN101121206A - 长悬伸单臂镗床 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及机械加工专用机床技术领域,具体为一种长悬伸单臂镗床,解决现有各种用于大型电机机座的切削机床由于结构上的缺陷而影响其加工性能的问题,包括床身以及可沿床身滑动的工作台,工作台下底面固定丝母,床身上安装有贯穿于丝母的纵向进给长丝杠,床身尾端设有纵向进给机构,纵向进给机构的输出轴与纵向进给长丝杠连接,床身前端与内设有油箱的底座连接,底座上固定变速箱,变速箱一侧设置径向进给机构,另一侧设置悬臂组件,径向进给机构与悬臂组件连接,悬臂组件前端固定有镗头组件。本发明具有加工精度高、范围广、结构简单、操作方便、可靠性好等特点,而且成本较低,具有一定的使用价值和推广价值。

Description

长悬伸单臂镗床
技术领域
本发明涉及机械加工专用机床技术领域,具体为一种长悬伸单臂镗床。
背景技术
目前,用于大型电机机座镗两端止口、内腔孔以及两端面的专用切削机床主要有以下几种结构形式,
1、单杆镗床
加工动作原理:工件不动,镗头既旋转又纵向进给完成镗孔,加工端面时镗头纵向进给停止,活动刀杆径向进给车端面;其缺点如下:(1)镗孔的直线度、同轴度、园度较差;(2)易振刀,不能间断切削,即不能加工内腔带纵向筋的机座,径向进给无法安装数显;(3)该机床构成复杂、零部件多、工艺难度大、成本高、生产效率一般。
2、工作台(工件)移动的双头镗床
加工动作原理:工作台(工件)沿床身导轨作纵向进给,镗头在固定位置旋转二轴联动镗孔;工作台停止不动,镗头旋转活动刀杆径向进给车端面;镗孔时工作台向一端进给,镗出孔的一部分,向另一端进给镗出孔的另一部分;两个端面由两个镗头分别加工,缺点如下:(1)镗孔的同轴度差;(2)整体机座的内腔孔直线度差;(3)构成复杂、零部件多、工艺难度大、精度保持性差、成本较高、生产效率低。
3、工作台(工件)不动的双头镗床
加工动作原理:工作台(工件)不动,镗头(刀具)两套既作旋转运动又纵向进给完成镗孔;镗头移动停止,活动刀杆径向进给车端面。存在缺点如下(1)镗出孔的园度、同轴度、直线度较差,但略好于单杆镗床;(2)易产生振刀,难于加工内腔带纵向筋的机座;(3)构成复杂、零部件多而庞大,成本较高。
4、大型镗床、落地镗床:其缺点是效率低、劳动强度大,不适于大量、批量生产。
5、立车或数控立车:装夹刚性差,测量困难,不适于在立车上加工。
发明内容
本发明为了解决上述各种用于大型电机机座的切削机床由于结构上的缺陷而影响其加工性能的问题,提供一种长悬伸单臂镗床。
本发明是采用如下技术方案实现的:长悬伸单臂镗床,包括床身以及可沿床身滑动的工作台,工作台下底面固定丝母,床身上安装有贯穿于丝母的纵向进给长丝杠,床身尾端设有纵向进给机构,纵向进给机构的输出轴与纵向进给长丝杠连接,床身前端与内设有油箱的底座连接,底座上固定变速箱,变速箱一侧设置径向进给机构,另一侧设置悬臂组件,径向进给机构与悬臂组件连接,悬臂组件前端固定有镗头组件;本发明所述的切削机床的加工原理是:具有长悬伸臂的镗头,在固定位置作旋转运动(主切削运动),工作台(工件)沿床身导轨作纵向进给,二轴联动镗孔;当工作台(工件)停止不动,镗头旋转,镗头上的刀杆径向进给车端面。
所述的悬臂组件包括悬臂壳体以及通过轴承支承在悬臂壳体内的主轴,悬臂壳体一端设置与主轴通过键连接的连接盘,连接盘与设置在变速箱内悬臂上的滑移齿轮相啮合,主轴另一端与镗头组件固定,通过变速箱调节滑移齿轮的转速,滑移齿轮带动连接盘转动,连接盘通过键连接带动主轴转动,进而主轴驱动镗头旋转进行主切削运动。通过变频电机频频调速与滑移齿轮机械变速箱结合,实现镗头旋转速度的无级调控。根据被加工零件的孔径的大小,选择适宜的转速进行镗削加工。根据不同孔径加工的具体要求,可以方便的进行镗头转速的调整;主轴内贯穿设置拉杆,拉杆一端固定有***镗头组件内的齿条,另一端与径向进给机构后端的花键轴连接,径向进给机构通过蜗轮旋转,带动丝杆进行直线运动,通过花键轴带动拉杆沿轴线方向进行移动,拉动镗头内的齿条进行运动,从而带动镗头内的活动刀杆进行垂直于轴线的往复运动,从而实现刀杆的径向运动,实现端面的加工。
所述的镗头组件包括镗头,镗头内设置滑套,滑套内设置可沿其运动的刀杆,刀杆一侧呈平面状,该平面上固定与悬臂组件内拉杆前端的齿条互相啮合的刀杆齿条,由于齿条与刀杆齿条互相啮合的结构,使得由径向进给机构控制的拉杆沿主轴轴线的直线运动,转换成刀杆垂直于主轴轴线运动,刀杆另一侧设置与其键配合的定位块,可有效防止刀杆沿其轴线旋转,而只能沿其上的键槽作轴向运动;刀杆内贯穿固定螺杆,螺杆上端固定与刀杆键连接的刀柄,刀柄上固定刀具,刀柄及刀具随着刀杆一起作径向运动;当进行内孔加工时,所述的镗头组件中,镗头外壳上设置用于锁紧刀杆的锁紧销,保证活动刀杆在切削过程中,不会发生微量的移动,以免影响加工精度;所述的镗头组件中,***镗头内的齿条外侧设置用于调节齿条与刀杆齿条之间间隙的可调镶条,进一步提高径向进给加工精度。
所述的纵向进给机构包括纵向进给电机,纵向进给电机的输入轴通过齿轮与I级传动轴连接,I级传动轴通过齿轮与II级传动轴连接,II级传动轴通过行星减速齿轮系与作为III级传动轴的偏心轴连接,所述行星减速齿轮系是本领域的普通技术人员所熟知的,偏心轴通过齿轮与IV级传动轴连接,IV级传动轴通过齿轮与作为输出轴的V级传动轴的一端连接,V级传动轴的另一端通过齿轮与VI级传动轴连接,V级传动轴两端的齿轮内侧装有电磁离合器,V级传动轴通过联轴器与床身上的纵向进给长丝杠连接,上述各级传动轴与齿轮均设置在纵向进给壳体内,纵向进给壳体与床身固定;纵向进给机构的作用有两个,一是工进,传动过程为:V级传动轴上一侧的电磁离合器吸合,由纵向进给电机的输入轴输出的动力依次经I级传动轴→II级传动轴→III级传动轴→VI级传动轴→V级传动轴传递给与床身固定的丝杠,通过调节纵向进给电机的转速,实现工作台的工进;另一作用是工作台的快进与快退,V级传动轴上另一侧的电磁离合器吸合,由纵向进给电机的输入轴输出的传动力依次经I级传动轴→II级传动轴→VI级传动轴→V级传动轴传递给与床身固定的纵向进给长丝杠,实现工作台的快进与快退。
所述的径向进给机构包括径向进给电机,径向进给电机的输出轴通过联轴器与设置在径向进给壳体内的输入轴连接,输入轴通过齿轮与蜗杆、蜗轮连接,输入轴上的齿轮内侧装有电磁离合器,蜗轮中心设置丝母,丝母中心贯穿设置丝杆,丝杆一端通过内设推力轴承的连接块与花键轴连接;径向进给机构的作用是当进行端面加工时,驱动镗头组件内的刀具作平行于回转面的径向进给,其具体工作过程如下,启动径向进给电机和电磁离合器,径向进给电机的输出轴将动力传递至输入轴,输入轴通过齿轮驱动蜗杆旋转,蜗杆再带动蜗轮作圆周运动,既而将动力传递至丝母,丝母将蜗轮的圆周运动转换成丝杆的直线运动,丝杆通过连接块与花键轴带动拉杆沿轴线方向进行移动,拉动镗头内的齿条进行运动,从而带动镗头内的刀杆进行垂直于轴线的往复运动。
与现有技术相比,具有以下优点:
1、本发明所述的切削机床的加工精度等级为IT7级:镗孔的圆度为0.02-0.04mm;两端止口对内腔孔的同轴度≤0.04mm;两端止口端面对止口中心线垂直度≤0.08mm;加工表面的粗糙度为:两端止口孔1.6,两端面3.2,内腔孔(间断切削)3.2,该形位公差和加工面粗糙度高于产品要求,也高于在其它同类机床的加工精度和粗糙度;
2、本发明所述的切削机床的加工范围:镗内腔及止口直径:Φ450~Φ1500mm,加工Φ450时,大端止口≥Φ500mm,两端面间距≤1000mm;车端面直径:Φ500~Φ1500mm,最大镗孔长度≤2300mm,与其它同类机床相比,加工范围宽泛,最大限度满足不同需求;
3、本发明所述的切削机床具有长悬伸抗振刀的悬臂组件,具有很强的抗振能力,能加工内腔带纵向筋的间断切削机座;
总之,本发明具有加工精度高、范围广、结构简单、操作方便、可靠性好等特点,而且成本较低,具有一定的使用价值和推广价值。
附图说明
图1为本发明的结构示意图
图2为图1中悬臂组件与镗头组件的结构示意图
图3为图1中镗头组件的结构示意图
图4为图3的A-A剖视图
图5为图3的B-B剖视图
图6为图3的C-C剖视图
图7为图1中纵向进给构件的结构示意图
图8为图7的展开图
图9为图1中径向进给构件的结构示意图
图10为图9的右视图
图11为图9的D-D剖视图
图中:1-床身;2-工作台;3-丝母;4-纵向进给长丝杆;5-纵向进给机构;6-底座;7-变速箱;8-径向进给机构;9-悬臂组件;10-镗头组件;11-花键轴;12-小箱体;5.1-纵向进给电机;5.2-输入轴;5.3-I级传动轴;5.4-II级传动轴;5.5-行星减速齿轮系;5.6-III级传动轴;5.7-IV级传动轴;5.8-V级传动轴;5.9-VI级传动轴;5.10-电磁离合器;5.11-联轴器;5.12-纵向进给壳体;8.1-径向进给电机;8.2-径向进给壳体;8.3-输入轴;8.4-蜗杆;8.5-蜗轮;8.6-电磁离合器;8.7-丝母;8.8-丝杆;8.9-连接块;8.10-导向杆;9.1-悬臂壳体;9.2-主轴;9.3-连接盘;9.4-滑移齿轮;9.5-拉杆;9.6-齿条;10.1-镗头;10.2-滑套;10.3-刀杆;10.4-刀杆齿条;10.5-定位块;10.6-螺杆;10.7-刀柄;10.8-锁紧销;10.9-防护罩;10.10-可调镶条
具体实施方式
长悬伸单臂镗床,如图1所示,包括床身1以及可沿床身滑动的工作台2,工作台下底面固定丝母3,床身1上安装有贯穿于丝母3的纵向进给长丝杠4,床身1尾端设有纵向进给机构5,纵向进给机构的输出轴与纵向进给长丝杠4连接,床身1前端与内设油箱的底座6连接,底座6上固定变速箱7,变速箱7一侧设置径向进给机构8,另一侧设置悬臂组件9,径向进给机构8与悬臂组件9连接,悬臂组件9前端固定有镗头组件10;
如图2所示,所述的悬臂组件9包括悬臂壳体9.1以及通过轴承支承在悬臂壳体9.1内的主轴9.2,悬臂壳体9.1一端设置与主轴9.2通过键连接的连接盘9.3,连接盘9.3与设置在变速箱7内悬臂上的滑移齿轮9.4相啮合,主轴9.2另一端与镗头组件10固定;主轴9.2内贯穿设置拉杆9.5,拉杆9.5一端固定有***镗头组件内的齿条9.6,另一端与径向进给机构8后端的花键轴11连接;
如图3、4、5、6所示,所述的镗头组件10包括镗头10.1,镗头外壳上设置用于锁紧刀杆10.3的锁紧销10.8,镗头10.1内设置滑套10.2,滑套10.2内设置可沿其运动的刀杆10.3,刀杆10.3一侧呈平面状,该平面上固定与悬臂组件9内拉杆9.5前端的齿条9.6互相啮合的刀杆齿条10.4,齿条9.6外侧设置用于调节齿条9.6与刀杆齿条10.4之间间隙的可调镶条10.10,刀杆10.3另一侧设置与其键配合的定位块10.5;刀杆10.3内贯穿固定螺杆10.6,螺杆10.6上端固定与刀杆10.3键连接的刀柄10.7,刀柄10.7上固定刀具;镗头10.1一侧固定有用于保护齿条9.6的防护罩10.9;
如图7、8所示,所述的纵向进给机构5包括纵向进给电机5.1,纵向进给电机的输入轴5.2通过齿轮与I级传动轴5.3连接,I级传动轴5.3通过齿轮与II级传动轴5.4连接,II级传动轴5.4通过行星减速齿轮系5.5与作为III级传动轴5.6的偏心轴连接,偏心轴通过齿轮与IV级传动轴5.7连接,IV级传动轴5.7通过齿轮与作为输出轴的V级传动轴5.8的一端连接,V级传动轴的另一端通过齿轮与VI级传动轴5.9连接,V级传动轴5.8两端的齿轮内侧装有电磁离合器5.10,V级传动轴通过联轴器5.11与床身1上的纵向进给长丝杠4连接,上述各级传动轴与齿轮均设置在纵向进给壳体5.12内,纵向进给壳体与床身1固定;
如图9、10、11所述的径向进给机构8包括径向进给电机8.1,径向进给电机的输出轴通过联轴器与设置在径向进给壳体8.2内的输入轴8.3连接,输入轴8.3通过齿轮与蜗杆8.4、蜗轮8.5连接,输入轴8.3上的齿轮内侧装有电磁离合器8.6,蜗轮8.5中心设置丝母8.7,丝母中8.7心贯穿设置丝杆8.8,丝杆8.8一端通过内设推力轴承的连接块8.9与花键轴11连接,径向进给壳体8.2与变速箱7的壳体之间设置小箱体12,小箱体12内壁固定两根与丝杆8.8平行的导向杆8.10,连接块8.9悬挂于两根导向杆上。
当进行端面加工时,启动纵向进给电机,驱动工作台作纵向进给运动,直至工件与镗头上的刀具位置适当,然后锁住工作台,同时启动径向进给电机和输入轴上的电磁离合器,通过蜗轮旋转,带动丝杆进行直线运动,通过花键轴与丝母带动拉杆沿轴线方向进行移动,拉杆带动齿条转动,既而带动镗头组件内的刀杆、刀柄、刀具作平行于回转面的径向进给运动,同时通过变速箱调节滑移齿轮的转速,滑移齿轮带动连接盘转动,连接盘通过键连接带动主轴转动,进而主轴驱动镗头旋转进行主切削运动,实现了端面的加工;
镗孔及两端止口时,启动纵向进给电机,驱动工作台作纵向进给运动,包括工作台的快进、快退以及工件的逐渐进给,使得工件作垂直于回转面的纵向进给,而径向进给构件不工作,根据所镗内孔的直径,通过镗头外壳上的锁紧销将刀杆固定在适当高度,通过变速箱调节滑移齿轮的转速,滑移齿轮带动连接盘转动,连接盘通过键连接带动主轴转动,进而主轴驱动镗头旋转进行主切削运动,使得刀具在固定位置作旋转运动,从而实现了内孔及两端止口的加工。

Claims (5)

1.一种长悬伸单臂镗床,包括床身(1)以及可沿床身滑动的工作台(2),工作台下底面固定丝母(3),床身(1)上安装有贯穿于丝母(3)的纵向进给长丝杠(4),床身(1)尾端设有纵向进给机构(5),纵向进给机构的输出轴与纵向进给长丝杠(4)连接,床身(1)前端与内设油箱的底座(6)连接,底座(6)上固定变速箱(7),变速箱(7)一侧设置径向进给机构(8),另一侧设置悬臂组件(9),径向进给机构(8)与悬臂组件(9)连接,悬臂组件(9)前端固定有镗头组件(10),其特征是:
所述的悬臂组件(9)包括悬臂壳体(9.1)以及通过轴承支承在悬臂壳体(9.1)内的主轴(9.2),悬臂壳体(9.1)一端设置与主轴(9.2)通过键连接的连接盘(9.3),连接盘(9.3)与设置在变速箱(7)内悬臂上的滑移齿轮(9.4)相啮合,主轴(9.2)另一端与镗头组件(10)固定;主轴(9.2)内贯穿设置拉杆(9.5),拉杆(9.5)一端固定有***镗头组件内的齿条(9.6),另一端与径向进给机构(8)后端的花键轴(11)连接;
所述的镗头组件(10)包括镗头(10.1),镗头(10.1)内设置滑套(10.2),滑套(10.2)内设置可沿其运动的刀杆(10.3),刀杆(10.3)一侧呈平面状,该平面上固定与悬臂组件(9)内拉杆(9.5)前端的齿条(9.6)互相啮合的刀杆齿条(10.4),刀杆(10.3)另一侧设置与其键配合的定位块(10.5);刀杆(10.3)内贯穿固定螺杆(10.6),螺杆(10.6)上端固定与刀杆(10.3)键连接的刀柄(10.7),刀柄(10.7)上固定刀具;
所述的纵向进给机构(5)包括纵向进给电机(5.1),纵向进给电机的输入轴(5.2)通过齿轮与I级传动轴(5.3)连接,I级传动轴(5.3)通过齿轮与II级传动轴(5.4)连接,II级传动轴(5.4)通过行星减速齿轮系(5.5)与作为III级传动轴(5.6)的偏心轴连接,偏心轴通过齿轮与IV级传动轴(5.7)连接,IV级传动轴(5.7)通过齿轮与作为输出轴的V级传动轴(5.8)的一端连接,V级传动轴的另一端通过齿轮与VI级传动轴(5.9)连接,V级传动轴(5.8)两端的齿轮内侧装有电磁离合器(5.10),V级传动轴通过联轴器(5.11)与床身(1)上的纵向进给长丝杠(4)连接,上述各级传动轴与齿轮均设置在纵向进给壳体(5.12)内,纵向进给壳体与床身(1)固定;
所述的径向进给机构(8)包括径向进给电机(8.1),径向进给电机的输出轴通过联轴器与设置在径向进给壳体(8.2)内的输入轴(8.3)连接,输入轴(8.3)通过齿轮与蜗杆(8.4)、蜗轮(8.5)连接,输入轴(8.3)上的齿轮内侧装有电磁离合器(8.6),蜗轮(8.5)中心设置丝母(8.7),丝母中(8.7)心贯穿设置丝杆(8.8),丝杆(8.8)一端通过内设推力轴承的连接块(8.9)与花键轴(11)连接。
2.根据权利要求1所述的长悬伸单臂镗床,其特征是所述的镗头组件(10)中,镗头外壳上设置用于锁紧刀杆(10.3)的锁紧销(10.8)。
3.根据权利要求1或2所述的长悬伸单臂镗床,其特征是所述的镗头组件(10)中,***镗头内的齿条(9.6)外侧设置用于调节齿条(9.6)与刀杆齿条(10.4)之间间隙的可调镶条(10.10)。
4.根据权利要求1或2所述的长悬伸单臂镗床,其特征是所述的镗头组件(10)中,镗头(10.1)一侧固定有用于保护齿条(9.6)的防护罩(10.9)。
5.根据权利要求1或2所述的长悬伸单臂镗床,其特征是所述径向进给壳体(8.2)与变速箱(7)的壳体之间设置小箱体(12),小箱体(12)内壁固定两根与丝杆(8.8)平行的导向杆(8.10),连接块(8.9)悬挂于两根导向杆上。
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