CN113500417A - 一种实时位置误差补偿的不落轮加工的火车镟轮机 - Google Patents

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吴继春
周灭旨
胡柱
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范大鹏
周会成
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    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种实时位置误差补偿的不落轮加工的火车镟轮机。实时误差补偿的不落轮加工的火车镟轮机包括蜗杆驱动电机、固定座、高度调节座、轨底板、z向导轨总成、电机座，z向电机、x向导轨总成、刀具、刀架、滑鞋、轴承座、转角箱、x向电机、滑块、螺栓及螺母、轴支座、轴、传动齿轮、蜗轮、蜗杆支承块、蜗杆、齿条；加工过程中，通过蜗杆传动和齿轮齿条传动，蜗杆驱动电机带动高度调节座升降校正误差，又利用蜗轮反行程锁死的特性，保证加工过程的刀架位置的可靠性；针对不同直径的火车车轮，能在修正数控加工过程中，消除刀具进给延长线不过火车车轮的轴心带来的误差积累，使所述的一种不落轮加工的火车镟轮机装置始终实现火车轮踏面加工过程中的精准切削。

Description

一种实时位置误差补偿的不落轮加工的火车镟轮机
技术领域：
本发明涉及数控机床领域。具体涉及一种不落轮火车轮踏面的镟修加工的数控机床。
背景技术：
不落轮加工，是一种不拆卸火车轮对的加工方式。将需要加工的火车车轮悬置在前后分离导轨上，导轨中间放置地坑，地坑上用螺栓安装加工设备，并用一对定位轮固定火车车轮的外圆轮廓踏面，定位轮并带动车轮，使车轮相对刀具一个回转的主运动。地坑提供专用夹具，向轴箱施加向下的夹紧力。加工过程中，由于火车车外轮廓踏面随着刀具进给，半径逐渐减小，火车车轮轮心下移。基准发生位移，导致切削过程中轮心没有经过刀具的延长线，从而刀具进给量和车轮外圆轮廓踏面实际的切削量之间产生的位置误差。
发明内容：
本发明所述的高度调节座在加工过程中可控的校正误差，能有效修正数控加工过程中，刀具进给延长线不过火车车轮的轴心带来的误差积累，使所述的一种不落轮加工的火车镟轮机装置始终实现火车轮踏面加工过程中的精准切削。
一种实时位置误差补偿的不落轮加工的火车镟轮机包括包括蜗杆驱动电机、固定座、高度调节座、轨底板、z向导轨总成、电机座，z向电机、x向导轨总成、刀具、刀架、滑鞋、轴承座、转角箱、x向电机、滑块、螺栓及螺母、轴支座、轴、传动齿轮、蜗轮、蜗杆支承块、蜗杆、齿条。
所述的火车镟轮机，其特征在于：高度调节座、轨底板、z向导轨用螺钉连接，十字台连接上下四个滑块分别嵌套在z向导轨和x向导轨上；z向丝杠与十字台构成丝杠副，与轴承座和电机座形成转动副，x丝杠与刀架构成丝杠副，与轴承座、电机座、转角箱和x向电机相连接，所述镟轮机的上端固定刀架，用于安放刀具，当伺服电机运转时，丝杠副将旋转运动转为直线运动，实现安装刀具的刀架x和z方向分别的运动。
通过蜗杆传动和齿轮齿条传动，蜗杆驱动电机带动高度调节座升降校正误差，又利用蜗轮反行程锁死的特性，保证加工过程的刀架位置的可靠性；刀具进给延长线不过火车车轮的轴心带来的误差积累，竖直方向的***误差，分解为蜗杆驱动电机和x向电机两个方向的运动控制量，实现火车轮踏面加工过程中的精准切削。
蜗杆驱动电机装配在固定座上，固定座的左右槽口与滑块构成平动副，滑块通过螺栓装配在高度调节座上，实现导向功能。
传动要求蜗轮、蜗杆旋向相同模数相同，切蜗轮的端面压力角等于蜗杆的轴面压力角。高度调节座的位移表达式为：
Figure BDA0003137383930000021
式中，s为高度调节座的位移，d为传动齿轮分度圆直径，k为蜗杆头数，z为蜗轮齿数，θ为蜗杆驱动电机的旋转角。
蜗杆装配在固定座上，一端连接蜗杆驱动电机，一端安装蜗杆支承块，蜗轮啮合蜗杆、蜗轮以及两侧的传动齿轮安装在轴上，轴支承在轴支座上，与固定座相连，齿条连接在高度调节座上，通过蜗杆传动和齿轮齿条传动实现高度调节座升降的自动可控。
附图说明：
图1是本发明的装置示意图。
图中：1、蜗杆驱动电机，2、固定座，3、高度调节座，4、轨底板，5、z向导轨总成，6、电机座，7、z向电机，8、x向导轨总成，9、刀具，10、刀架，11、滑鞋，12、轴承座，13、转角箱，14、x向电机。
图2是本发明的细节示意图。
图中：15、滑块，16、螺栓及螺母，17、轴支座，18、轴，19、传动齿轮，20、蜗轮，21、蜗杆支承块，22蜗杆、23，齿条。
图3是本发明的固定座槽口示意图。
图4是本发明的机构运动简图。
图中：1、蜗杆，2、蜗轮，3、传动齿轮，4、齿条。
具体实施方式：
高度调节座、轨底板、z向导轨用螺钉连接，十字台连接上下四个滑块分别嵌套在z向导轨和x向导轨上。
z向丝杠与十字台构成丝杠副，与轴承座和电机座形成转动副，x丝杠与刀架构成丝杠副，与轴承座、电机座、转角箱和x向电机相连接。
蜗杆装配在固定座上，一端连接蜗杆驱动电机，一端安装蜗杆支承块。
蜗轮以及两侧的传动齿轮安装在轴上，轴支承在轴支座上，与固定座相连，齿条连接在高度调节座上。
传动要求蜗轮、蜗杆旋向相同模数相同，切蜗轮的端面压力角等于蜗杆的轴面压力角。高度调节座的位移表达式为：
Figure BDA0003137383930000041
式中，s为高度调节座的位移，d为传动齿轮分度圆直径，k为蜗杆头数，z为蜗轮齿数，θ为蜗杆驱动电机的旋转角。
上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此为本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做出的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护之内。

Claims (3)

1.一种实时位置误差补偿的不落轮加工的火车镟轮机，其特征在于：一种实时位置误差补偿的不落轮加工的火车镟轮机包括蜗杆驱动电机、固定座、高度调节座、轨底板、z向导轨总成、电机座，z向电机、x向导轨总成、刀具、刀架、滑鞋、轴承座、转角箱、x向电机、滑块、螺栓及螺母、轴支座、轴、传动齿轮、蜗轮、蜗杆支承块、蜗杆、齿条；通过蜗杆传动和齿轮齿条传动，蜗杆驱动电机带动高度调节座升降校正误差，又利用蜗轮反行程锁死的特性，保证加工过程的刀架位置的可靠性；刀具进给延长线不过火车车轮的轴心带来的误差积累，竖直方向的***误差，分解为蜗杆驱动电机和x向电机两个方向的运动控制量，实现火车轮踏面加工过程中的精准切削。
2.根据权利要求1所述的一种实时位置误差补偿的不落轮加工的火车镟轮机，其特征在于：高度调节座、轨底板、z向导轨用螺钉连接，十字台连接上下四个滑块分别嵌套在z向导轨和x向导轨上；z向丝杠与十字台构成丝杠副，与轴承座和电机座形成转动副，x丝杠与刀架构成丝杠副，与轴承座、电机座、转角箱和x向电机相连接；所述镟轮机的上端固定刀架，用于安放刀具，当伺服电机运转时，丝杠副将旋转运动转为直线运动，实现安装刀具的刀架x和z方向分别的运动。
3.根据权利要求2所述的一种实时位置误差补偿的不落轮加工的火车镟轮机，其特征在于：蜗杆驱动电机装配在固定座上，固定座的左右槽口与滑块构成平动副，滑块通过螺栓装配在高度调节座上，实现导向功能；蜗杆装配在固定座上，一端连接蜗杆驱动电机，一端安装蜗杆支承块；蜗轮啮合蜗杆、蜗轮以及两侧的传动齿轮安装在轴上，轴支承在轴支座上，与固定座相连，齿条连接在高度调节座上，通过蜗杆传动和齿轮齿条传动实现高度调节座升降的自动可控。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1355074A1 (de) * 2002-04-18 2003-10-22 Güdel AG Antriebs- und Lineartechnik Linearantrieb
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CN211431495U (zh) * 2019-08-09 2020-09-08 武汉科技大学 一种基于蜗轮蜗杆的升降桌
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