CN116329625A - 一种加工特大螺纹元件的数控旋风铣机床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加工特大螺纹元件的数控旋风铣机床，属于数控加工机床技术领域，其包括：床身；主轴箱，位于床身的上端；主轴箱具有能够实现圆周运动的回转伺服主轴；回转伺服主轴的输出端位于主轴箱外侧，回转伺服主轴的输出端设置有三爪卡盘；回转伺服主轴的转速范围为0‑10转/分钟，输出扭矩大于等于6170.5N•m；床身上安装有可沿直线Z轴运动的横向进给X轴，横向进给X轴的运动方向与回转伺服主轴的中心轴线平行；横向进给X轴安装有旋风铣刀盘，旋风铣刀盘的直径为1200mm；旋风铣刀盘周向均匀布置24、30或36把刀具。本发明能够通过一次装夹即可完成特大螺纹元件加工，保证了加工效率和精度。

Description

一种加工特大螺纹元件的数控旋风铣机床

技术领域

本发明属于数控加工机床技术领域，具体涉及一种加工特大螺纹元件的数控旋风铣机床。

背景技术

旋风铣加工技术是一种先进实用的螺纹加工技术，现已广泛应用于螺纹加工领域，其主要通过旋风铣削螺纹装置与普通车床的配合使用来实现螺纹加工的。与传统的螺纹加工技术相比具有装卸方便、易于操作、螺旋升角可调、效率高、精度高、设备费用低等优点。

在现有技术中，直径400螺纹元件属于特大螺纹元件，且特大螺纹元件是形线复杂的大型和重型工件，材料硬度高，目前，还没有特大螺纹元件的专用加工机床；传统加工方法的旋风铣机床由于零件尺寸较大，需要进行多次装卡，无法保证加工效率和精度。

因此，急需一种能够通过一次装夹即可完成特大螺纹元件加工的专用旋风铣机床。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够通过一次装夹即可完成特大螺纹元件加工的专用旋风铣机床，采取了如下技术方案：

一种加工特大螺纹元件的数控旋风铣机床，包括：

床身；

主轴箱，所述主轴箱位于所述床身的上端；所述主轴箱具有能够实现圆周运动的回转伺服主轴；所述回转伺服主轴的输出端位于所述主轴箱外侧，所述回转伺服主轴的输出端设置有三爪卡盘，所述三爪卡盘用于装卡待加工的特大螺纹元件；所述回转伺服主轴的转速范围为0-10转/分钟，输出扭矩大于等于6170.5N•m；所述回转伺服主轴上设置有主轴消隙结构；

所述床身上安装有可沿直线Z轴运动的横向进给X轴，所述横向进给X轴的运动方向与所述回转伺服主轴的中心轴线平行；所述横向进给X轴上设置有旋风铣座，所述旋风铣座上安装有旋风铣刀盘，所述旋风铣刀盘的直径为1200mm；所述旋风铣刀盘周向均匀布置24、30或36把刀具。

进一步地，所述特大螺纹元件为直径400mm的螺纹元件。

进一步地，所述床身的上端设置有床轨和床鞍，所述床鞍可滑动地设置在所述床轨上；所述床轨的宽度为1.0m；所述床身和床轨为一体式设置。

进一步地，所述旋风铣刀盘的切削动力头为进给电动机；所述进给电动机与所述旋风铣刀盘之间设置有液压张紧装置。

进一步地，还包括输料装置、罩设在所述主轴箱和所述旋风铣座外侧的箱体；

所述输料装置包括：

输料架，所述输料架的一端位于所述箱体外侧，另一端延伸至所述箱体内；

输送机构，所述输送机构设置在所述输料架上，用于输送；

输料组件，所述输料组件固定安装在所述输送机构上；

所述输料组件包括：

升降机构，所述升降机构设置在所述输送机构上；

输料台，所述输料台可滑移地设置在所述升降机构上；

滑移板，所述滑移板可滑移地设置在所述输料台上，且所述滑移板的滑移方向与所述输料台的滑移方向垂直；

夹紧机构，所述夹紧机构设置在所述滑移板上，所述夹紧机构用于夹持待加工的特大螺纹元件。

进一步地，所述夹紧机构包括两个夹紧气缸和设置在所述夹紧气缸的活塞端部的夹紧块；

两个所述夹紧气缸相对设置在特大螺纹元件的两侧，并安装在所述滑移板上；

所述夹紧块设置有与待加工的特大螺纹元件贴合的圆弧面。

进一步地，所述输料组件为两组，两组所述输料组件分别设置在所述输送机构的两侧，用于特大螺纹元件的上料和下料；

所述输送机构包括同步辊、同步带、同步电机和接触开关；

所述同步辊为多个，并可转动地间隔设置在输料架上；

所述同步带套设在多个所述同步辊的外侧；所述升降机构固定安装在所述同步带上；

所述同步电机设置在所述输料架上，并与远离所述箱体的同步辊驱动连接；

所述接触开关设置在所述输料架上且可与所述输料台接触；所述接触开关与所述同步电机电连接。

进一步地，还包括接料装置，所述接料装置包括接料板、接料辊和定位板，所述接料板设置在所述输料架上，所述接料辊为多个，多个所述接料辊可转动地排列设置在所述接料板上，且特大螺纹元件放置在所述接料辊上；所述定位板设置在所述接料板上，并抵触在特大螺纹元件上，以对特大螺纹元件进行定位。

进一步地，还包括与箱体连接的固定架，所述输料架通过转轴转动设置在所述固定架上；

所述固定架上设置有与所述转轴驱动连接的驱动装置，所述驱动装置包括驱动电机和定位机构，所述驱动电机设置在固定架上，并与所述转轴驱动连接；所述定位机构设置在固定架上，用于对所述输料架进行定位。

有益效果：本发明提供的一种加工特大螺纹元件的数控旋风铣机床，是针对直径400的螺纹元件加工的专业旋风铣机床，能够通过一次装夹即可完成特大螺纹元件加工，保证了加工效率和精度。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的整体结构的另一视角；

图3为本发明的整体结构（不带右侧密封板）的结构示意图；

图4为本发明的整体结构（不带右侧密封板）的正视图；

图5为本发明的整体结构（不带右侧密封板）的左视图；

图6为本发明的整体结构（不带右侧密封板）的右视图；

图7为图4中A-A剖视图；

图8为图4中B-B剖视图；

图9为带输料装置的结构示意图；

其中，1、输入轮；2、主轴箱；3、三爪卡盘；4、床轨；5、旋风铣座；6、进给电动机；7、尾座；8、床身；9、床鞍；10、刀具；11、旋风铣刀盘；12、驱动电机；13、箱体；14、特大螺纹元件；15、夹紧块；16、夹紧气缸；17、滑移板；18、输料台；19、升降机构；20、同步辊；21、输料架；22、同步电机；23、谐波减速机；24、安装架；25、控制模块。

具体实施方式

实施例1

参考图1-8，一种加工特大螺纹元件的数控旋风铣机床，包括：

床身8；

主轴箱2，主轴箱2位于床身8的上端；主轴箱2具有能够实现圆周运动的回转伺服主轴；回转伺服主轴的输出端位于主轴箱2外侧，回转伺服主轴的输出端设置有三爪卡盘3，三爪卡盘3用于装卡待加工的特大螺纹元件14；回转伺服主轴的转速范围为0-10转/分钟，输出扭矩大于等于6170.5N•m；回转伺服主轴上设置有主轴消隙结构；

在本实施例中，主轴箱2上端设置有安装架24，谐波减速机23的输入端和驱动电机12的输出端驱动连接，并通过安装架24固定安装在主轴箱2上，谐波减速机23的输出端与主轴箱的输入轮1驱动连接，输入轮1连接在回转伺服主轴的输入端，谐波减速机23的输出端与主轴箱的输入轮1之间优选为皮带传动连接；

床身8上安装有可沿直线Z轴运动的横向进给X轴，横向进给X轴的运动方向与回转伺服主轴的中心轴线平行；横向进给X轴上设置有旋风铣座5，旋风铣座5上安装有旋风铣刀盘11，旋风铣刀盘11的直径为1200mm；旋风铣刀盘11周向均匀布置24、30或36把刀具10。

在本实施例中，特大螺纹元件为直径400mm的螺纹元件。

本实施例提供的加工特大螺纹元件的数控旋风铣机床，主轴箱2的回转伺服主轴的输出端低速进给，并实现高扭矩输出，同时，还设置了回转伺服主轴的消隙结构，保证了主轴箱2的输出精度。

旋风铣刀盘周周向均匀布置24、30或36把刀具10，实现了旋风铣刀盘的模块化管理，根据加工需要布置合适数量的刀具，加工过程中无需重新安装刀具。通过上述设置，旋风铣刀盘的旋转精度、动平衡、静平衡以及安装定位均有大幅提升，进而提高了整个设备的加工精度和加工效率。

实施例2

为了更好地提高加工特大螺纹元件的数控旋风铣机床的加工特性，本实施例在实施例1的基础上进行进一步的设置。

在本实施例中，床身8上设有床轨4，床轨4上端滑动连接有床鞍9，旋风铣座5固定安装在床鞍9的上端，以实现旋风铣座5能够沿着横向进给X轴的直线运动。

其中，床轨4的宽度为1.0m；床身8和床轨4优选为一体式设置。

在本实施例中，旋风铣刀盘的切削动力头为进给电动机6；进给电动机6与旋风铣刀盘之间设置有液压张紧装置。其中，进给电动机6安装在旋风铣座5上。液压张紧装置属于现有技术，这里不再赘述。

在旋风铣座5远离主轴箱2的一侧设置有尾座7，尾座7可移动地安装在床轨4上。

本实施例提供的加工特大螺纹元件的数控旋风铣机床，由于床轨4和床鞍9的加大、加宽的结构设置以及床身8和床轨4为一体式设置，使其抗振性、刚性和抗扭性得到大幅提升。其中，在Z轴的调整采用丝杠机构，丝杠采用加粗设置，使最大传动扭矩能够增加50%。

本实施例提供的加工特大螺纹元件的数控旋风铣机床，还包括控制模块25，控制模块25与进给电动机6、驱动电机12信号连接。

实施例3

参考图9，为了提高加工特大螺纹元件的数控旋风铣机床的加工效率，本实施例在实施例2的基础上进行了进一步的设置。

本实施例提供的加工特大螺纹元件的数控旋风铣机床，还包括输料装置、罩设在主轴箱2和旋风铣座5外侧的箱体13；

输料装置包括：

输料架21，输料架21的一端位于箱体13外侧，另一端延伸至箱体13内；

输送机构，输送机构设置在输料架21上，用于输送；

输料组件，输料组件固定安装在输送机构上。

输料组件包括：

升降机构19，升降机构19设置在输送机构上；

输料台18，输料台18可滑移地设置在升降机构19上；

滑移板17，滑移板17可滑移地设置在输料台18上，且滑移板17的滑移方向与输料台18的滑移方向垂直；

夹紧机构，夹紧机构设置在滑移板17上，夹紧机构用于夹持待加工的特大螺纹元件14。

在本实施例中，夹紧机构包括两个夹紧气缸16和设置在夹紧气缸16的活塞端部的夹紧块15；

两个夹紧气缸16相对设置在特大螺纹元件14的两侧，并安装在滑移板17上；

夹紧块15设置有与待加工的特大螺纹元件14贴合的圆弧面。

通过采用上述设置，夹紧气缸16启动带动夹紧块15移动，两个夹紧块15相互靠近来夹持特大螺纹元件14，夹持特大螺纹元件14时圆弧面与特大螺纹元件14贴合，提高了夹紧块15对特大螺纹元件14的夹紧效果。

在本实施例中，输送机构包括同步辊20、同步带、同步电机22和接触开关；

同步辊20为多个，并可转动地间隔设置在输料架21上；

同步带套设在多个同步辊20的外侧；升降机构19固定安装在同步带上；

同步电机22设置在输料架21上，并与远离箱体13的同步辊20驱动连接；

接触开关设置在输料架21上且可与输料台18接触；接触开关与同步电机22电连接。

在本实施例中，输料组件为两组，两组输料组件分别设置在输送机构的两侧，用于特大螺纹元件14的上料和下料；其中，两组输料组件分别设置在同步带的上下对角，其中一组上料时，另一组下料。

在本实施例中，升降机构19为液压缸、气缸或电动活塞中的一种，优先为液压缸。

通过采用上述设置，同步电机22启动带动同步辊20转动，同步辊20转动带动同步带移动，同步带移动带动输料组件移动，接触开关与输料台18接触来控制输料台18的位置，以此来实现同步电机22启动同时带动两个输料组件移动至预设位置。

其中，接触开关还可以替换为光电传感器或接近开关。同步电机22启动带动同步辊20转动，同步辊20转动带动同步带移动，同步带移动带动输料组件移动，光电传感器（或接近开关）与输料台18配合来控制输料台18的位置，即输料台18遮挡光电传感器的光电信号（输料台18接近接近开关的感应区），以此来实现同步电机22启动同时带动两个输料组件移动至预设位置。

本实施例提供的输料装置的具体工作过程为：

推动运输车移至输料架21一侧，松开三爪卡盘3；其中，一组输料组件中升降机构19启动带动输料台18、滑移板17和夹紧机构靠近加工好的特大螺纹元件14，然后夹紧机构启动夹持加工好的特大螺纹元件14，升降机构19启动带动加工好的特大螺纹元件14远离三爪卡盘3，输送机构启动带动输料组件移动，输料组件移动带动加工好的特大螺纹元件14移至箱体13外部，夹紧机构启动松开加工好的特大螺纹元件14将加工好的特大螺纹元件14放置到输料架21上，将加工好的特大螺纹元件14推动到运输车上进行存放。

然后将待加工的特大螺纹元件14推动放置到输料架21上，夹紧机构夹持待加工的特大螺纹元件14。

同时，另一组输料组件在输送机构带动待加工的特大螺纹元件14移至三爪卡盘3上方，升降机构19启动带动待加工的特大螺纹元件14靠近三爪卡盘3，使得待加工的特大螺纹元件14安装到三爪卡盘3上，夹紧机构松开使得特大螺纹元件14，然后升降机构19带动夹紧机构远离三爪卡盘3，锁紧三爪卡盘3，即可对特大螺纹元件14进行加工。

本实施例提供的输料装置能够上料和下料同时进行，中间无需停顿，因此节省了时间和能源，也提高了上下料的效率，减少了人工搬运特大螺纹元件14的时间，降低了对人身造成伤害的概率。

实施例4

为了提高了工人移动特大螺纹元件时的便利性，本实施例在实施例3的基础上进行了进一步的设置。

本实施例提供的加工特大螺纹元件的数控旋风铣机床，还包括接料装置，接料装置设置在输料架21上；

接料装置包括接料板、接料辊和定位板，接料板设置在输料架21上，接料辊为多个，多个接料辊可转动地排列设置在接料板上，且特大螺纹元件14放置在接料辊上；定位板设置在接料板上，并抵触在特大螺纹元件14上，以对特大螺纹元件14进行定位。

通过上述设置，推动运输车靠近输料架21，然后推动特大螺纹元件14移至接料辊上，然后接料辊转动推动特大螺纹元件14至输料组件下方，而定位板对特大螺纹元件14进行定位，方便输料组件的取料，提高了工人移动特大螺纹元件14时的便利性。

实施例5

为了提高了加工特大螺纹元件的数控旋风铣机床的便利性，本实施例在实施例3的基础上进行了进一步的设置。

在本实施例提供的加工特大螺纹元件的数控旋风铣机床，还包括与箱体13连接的固定架，输料架21通过转轴转动设置在固定架上；

固定架上设置有与转轴驱动连接的驱动装置，驱动装置包括驱动电机和定位机构，驱动电机设置在固定架上，并与转轴驱动连接；定位机构设置在固定架上，用于对输料架21进行定位。

在本实施例中，定位机构可以为定位柱、定位光电传感器或定位接近开关中的一种。

通过上述设置，驱动装置启动带动输料架21相对转轴转动，定位机构控制输料架21的旋转角度，以保证输料架21到达预设位置；当需要加工时，驱动装置启动带动输料架21旋转进入箱体13内；当不加工时，驱动装置启动带动输料架21旋转至箱体13外。

以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种加工特大螺纹元件的数控旋风铣机床，其特征在于，包括：

床身；

主轴箱，所述主轴箱位于所述床身的上端；所述主轴箱具有能够实现圆周运动的回转伺服主轴；所述回转伺服主轴的输出端位于所述主轴箱外侧，所述回转伺服主轴的输出端设置有三爪卡盘，所述三爪卡盘用于装卡待加工的特大螺纹元件；所述回转伺服主轴的转速范围为0-10转/分钟，输出扭矩大于等于6170.5N•m；所述回转伺服主轴上设置有主轴消隙结构；

所述床身上安装有可沿直线Z轴运动的横向进给X轴，所述横向进给X轴的运动方向与所述回转伺服主轴的中心轴线平行；所述横向进给X轴上设置有旋风铣座，所述旋风铣座上安装有旋风铣刀盘，所述旋风铣刀盘的直径为1200mm；所述旋风铣刀盘周向均匀布置24、30或36把刀具。

2.根据权利要求1所述的加工特大螺纹元件的数控旋风铣机床，其特征在于，所述特大螺纹元件为直径400mm的螺纹元件。

3.根据权利要求1所述的加工特大螺纹元件的数控旋风铣机床，其特征在于，所述床身的上端设置有床轨和床鞍，所述床鞍可滑动地设置在所述床轨上；所述床轨的宽度为1.0m；所述床身和床轨为一体式设置。

4.根据权利要求1所述的加工特大螺纹元件的数控旋风铣机床，其特征在于，所述旋风铣刀盘的切削动力头为进给电动机；所述进给电动机与所述旋风铣刀盘之间设置有液压张紧装置。

5.根据权利要求1所述的加工特大螺纹元件的数控旋风铣机床，其特征在于，还包括输料装置、罩设在所述主轴箱和所述旋风铣座外侧的箱体；

所述输料装置包括：

输料架，所述输料架的一端位于所述箱体外侧，另一端延伸至所述箱体内；

输送机构，所述输送机构设置在所述输料架上，用于输送；

输料组件，所述输料组件固定安装在所述输送机构上；

所述输料组件包括：

升降机构，所述升降机构设置在所述输送机构上；

输料台，所述输料台可滑移地设置在所述升降机构上；

滑移板，所述滑移板可滑移地设置在所述输料台上，且所述滑移板的滑移方向与所述输料台的滑移方向垂直；

夹紧机构，所述夹紧机构设置在所述滑移板上，所述夹紧机构用于夹持待加工的特大螺纹元件。

6.根据权利要求5所述的加工特大螺纹元件的数控旋风铣机床，其特征在于，所述夹紧机构包括两个夹紧气缸和设置在所述夹紧气缸的活塞端部的夹紧块；

两个所述夹紧气缸相对设置在特大螺纹元件的两侧，并安装在所述滑移板上；

所述夹紧块设置有与待加工的特大螺纹元件贴合的圆弧面。

7.根据权利要求5所述的加工特大螺纹元件的数控旋风铣机床，其特征在于，所述输料组件为两组，两组所述输料组件分别设置在所述输送机构的两侧，用于特大螺纹元件的上料和下料；

所述输送机构包括同步辊、同步带、同步电机和接触开关；

所述同步辊为多个，并可转动地间隔设置在输料架上；

所述同步带套设在多个所述同步辊的外侧；所述升降机构固定安装在所述同步带上；

所述同步电机设置在所述输料架上，并与远离所述箱体的同步辊驱动连接；

所述接触开关设置在所述输料架上且可与所述输料台接触；所述接触开关与所述同步电机电连接。

8.根据权利要求5所述的加工特大螺纹元件的数控旋风铣机床，其特征在于，还包括接料装置，所述接料装置包括接料板、接料辊和定位板，所述接料板设置在所述输料架上，所述接料辊为多个，多个所述接料辊可转动地排列设置在所述接料板上，且特大螺纹元件放置在所述接料辊上；所述定位板设置在所述接料板上，并抵触在特大螺纹元件上，以对特大螺纹元件进行定位。

9.根据权利要求5所述的加工特大螺纹元件的数控旋风铣机床，其特征在于，还包括与箱体连接的固定架，所述输料架通过转轴转动设置在所述固定架上；

所述固定架上设置有与所述转轴驱动连接的驱动装置，所述驱动装置包括驱动电机和定位机构，所述驱动电机设置在固定架上，并与所述转轴驱动连接；所述定位机构设置在固定架上，用于对所述输料架进行定位。

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