專利名稱:一種可用于錐形深孔鏜削的普通車床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬于加工錐形孔裝置的技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種可用于錐形深孔鏜削的普通車床。
背景技術(shù):
鏜削圓柱孔已有成熟的技術(shù),鏜削錐形淺孔也容易實(shí)現(xiàn)。鏜削很深的錐孔,其難度在于第一,鏜刀桿懸伸量大,鏜刀桿容易變形,不容易保證加工質(zhì)量。第二,淺孔加工中,鏜刀徑向進(jìn)給容易實(shí)現(xiàn),而鏜削很深的錐孔時(shí),鏜刀難以按照鏜削淺孔時(shí)的方式徑向進(jìn)給。第三,難以直接采用槍鉆、BTA鉆、DF鉆等深孔加工技術(shù)完成錐形深孔的鏜削。上個(gè)世紀(jì),人類攻克了機(jī)械加工中深孔加工的技術(shù)難題,形成了科學(xué)的現(xiàn)代深孔加工技術(shù),但該技術(shù)主要 適用于圓柱深孔的加工,其主要特點(diǎn)是采用自導(dǎo)向定尺寸圓柱形刀具,而圓錐孔直徑是變量,直接套用深孔加工技術(shù)解決錐形深孔的加工有一定難度。盡管在設(shè)計(jì)時(shí),人們盡量避免圓錐深孔結(jié)構(gòu),但在有些情況下,難以完全回避圓錐深孔結(jié)構(gòu)。比如,鑄造或注塑時(shí),有時(shí)即使是圓柱形工件,往往也要設(shè)計(jì)拔模斜度,這就使得模具會(huì)帶有錐孔,而當(dāng)零件較長(zhǎng)時(shí),就使模具具有錐形深孔。在實(shí)際工作中,人們探索了加工錐形深孔的一些方法,但這些方法往往具有局限性,比如只能適應(yīng)孔徑較大的情況,或者,只能適應(yīng)孔不是太深的情況。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的為了解決現(xiàn)有普通車床不能適應(yīng)孔太深,孔徑小加工的情況,提供了一種原理簡(jiǎn)單,適應(yīng)性廣,能與現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)結(jié)合,可精確控制錐孔孔徑的一種可用于錐形深孔鏜削的普通車床。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種可用于錐形深孔鏜削的普通車床,包括床身、主軸、主軸箱、三爪卡盤、中心架、回轉(zhuǎn)件、輸油器支架、輸油器座、溜板以及鏜桿和鏜刀,輸油器支架根據(jù)工件的長(zhǎng)度固定于床身導(dǎo)軌上,輸油器支架上固連輸油器座,回轉(zhuǎn)件的后端通過軸承安裝在輸油器座上,回轉(zhuǎn)件的前端與工件后端面接觸,其特征在于鏜桿的軸向中心和徑向都開孔,鏜桿的徑向孔內(nèi)安裝鏜刀,鏜桿的軸向孔內(nèi)設(shè)置有雙錐面芯桿,雙錐面芯桿的前端設(shè)置兩個(gè)錐面體、其兩個(gè)錐面的錐度相等,鏜桿上還安裝有浮動(dòng)支撐,浮動(dòng)支撐包括支撐桿、螺套以及彈簧,螺套固定于鏜桿,支撐桿穿過螺套中心的孔,支撐桿下部帶有環(huán)形凸起,環(huán)形凸起與螺套之間安裝有彈簧,支撐桿上加工有鍵槽,鍵槽內(nèi)卡有防轉(zhuǎn)銷,鏜刀上開有錐孔,錐孔的軸線方向平行于鍵桿軸線方向,
所述的雙錐面芯桿的前錐面穿過鏜刀上所開設(shè)的錐孔,雙錐面芯桿的前錐面與錐孔的一側(cè)接觸,另一側(cè)分離,雙錐面芯桿的后錐面與支撐桿的一端接觸,支撐桿該端面的斜度與雙錐面芯桿的后錐面相一致,支撐桿的另外一端與工件已鏜削過的內(nèi)孔表面接觸,支撐桿該端面的斜度與工件的內(nèi)孔錐度相一致,浮動(dòng)支撐設(shè)置有兩個(gè),其中一個(gè)浮動(dòng)支撐軸線與鏜刀軸線平行,且相對(duì)于鏜桿軸線位于鏜刀刀尖的對(duì)側(cè),另外一個(gè)浮動(dòng)支撐軸線與鏜刀軸線異面垂直,且位于鏜刀的下方;
鏜桿的軸向孔內(nèi)還設(shè)置有圓柱芯桿和螺紋花鍵芯桿,雙錐面芯桿與圓柱芯桿、螺紋花鍵芯桿同軸,雙錐面芯桿的后端有孔,孔與圓柱芯桿前端小直徑部位相配,有一銷橫向穿過兩者的配合部位,圓柱芯桿的后端有孔,孔與螺紋花鍵芯桿前端小直徑端相配合,有一銷橫向穿過兩者的配合部位,螺紋花鍵芯桿上螺紋部分與鏜桿后端孔內(nèi)的螺紋相配合,螺紋花鍵芯桿上的花鍵部分與花鍵套相配合,花鍵部分及其鄰近部位設(shè)置有在空間上與芯桿軸線交錯(cuò)垂直的多條刻度線,花鍵套通過聯(lián)軸器與伺服電機(jī)相連;伺服電機(jī)與數(shù)控控制裝置相連,數(shù)控控制裝置與脈沖發(fā)生器相連,脈沖發(fā)生器通過傳動(dòng)比為I比I的一對(duì)齒輪式機(jī)械傳動(dòng)副與主軸相連,
鏜刀上安裝有對(duì)稱的兩長(zhǎng)螺釘,兩長(zhǎng)螺釘穿出鏜桿上所開設(shè)的導(dǎo)向槽,通過拉簧與固定于鏜桿上的短螺釘相連,導(dǎo)向槽沿鏜刀軸線方向的長(zhǎng)度大于長(zhǎng)螺釘?shù)闹睆剑?br>
鏜桿上還開孔安裝有工業(yè)內(nèi)窺鏡,
鏜桿的后端穿出輸油器座與溜板固定連接,輸油器座的壁上設(shè)置有兩個(gè)徑向通孔,輸油器座壁上還設(shè)置有軸向通孔,軸向通孔一端與靠近回轉(zhuǎn)件一端的徑向通孔相通,軸向通孔另一端與回轉(zhuǎn)件上的環(huán)形槽相通,輸油器座的內(nèi)部空間、回轉(zhuǎn)件的內(nèi)部空間和工件的內(nèi)部空間相連通,固定工件前端的三爪卡盤外設(shè)置有三爪卡盤罩,三爪卡盤罩下部設(shè)置排屑□。本發(fā)明的有益效果
第一,利用錐面控制刀具徑向運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)了普通車床加工錐孔深孔的需要。第二,設(shè)置兩個(gè)浮動(dòng)支撐,分別分擔(dān)徑向切削力和切向切削力,克服了深錐孔加工過程中,鏜桿容易變形的缺點(diǎn)。第三,設(shè)置了雙錐面芯桿,兩個(gè)錐面的錐度相同,使得刀具的徑向運(yùn)動(dòng)與浮動(dòng)支撐的徑向運(yùn)動(dòng)相一致,使得浮動(dòng)支撐在加工過程中能夠始終發(fā)揮作用。由于浮動(dòng)支撐一端與已加工過的表面接觸,一定程度上可以起到自為基準(zhǔn)、自動(dòng)導(dǎo)向的作用,有利于提高加工精度。第四,利用伺服電動(dòng)機(jī)及其控制裝置,同時(shí)運(yùn)用花鍵套23和螺紋機(jī)構(gòu)控制刀具的徑向運(yùn)動(dòng),技術(shù)方案簡(jiǎn)單、精確、可靠,能滿足加工高質(zhì)量錐形深孔的需要。配以多條刻度線,可進(jìn)一步掌握、核對(duì)錐孔直徑,防止加工質(zhì)量問題的發(fā)生。第五,工業(yè)內(nèi)窺鏡便于觀察加工過程,一旦發(fā)現(xiàn)問題可以及時(shí)處理,避免通常深孔加工過程中難以觀察切削狀況的弊端。
圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖,
圖2為A-A向結(jié)構(gòu)示意圖,
圖3為雙錐面芯桿結(jié)構(gòu)示意圖,
圖4為圓柱芯桿結(jié)構(gòu)不意圖,
圖5為螺紋花鍵芯桿結(jié)構(gòu)示意圖,
圖6為Il桿結(jié)構(gòu)示意圖,圖7為鏜桿C-C向結(jié)構(gòu)示意圖,
圖中1-床身,2-工件,3- 二爪卡盤,4-主軸箱,5-主軸,6-鍵桿端蓋,7-鍵桿,8-鍵桿端蓋密封件,9-雙錐面芯桿,10-鏜刀,11-鏜刀密封件,12-螺套,13-防轉(zhuǎn)銷,14-支撐桿,15-浮動(dòng)支撐密封件,16-彈簧,17-螺蓋密封件,18-工件密封件,19-密封圈,20-軸承,21-Y形密封件,22-0形密封件,23-花鍵套,24-聯(lián)軸器,25-伺服電機(jī),26-溜板,27-螺紋花鍵芯桿,28,圓柱芯桿,29-輸油器座,30-輸油器支架,31-伺服電機(jī)控制裝置,32-回轉(zhuǎn)件,33-中心架,34-工業(yè)內(nèi)窺鏡,35-透明密封蓋,36-脈沖發(fā)生器,37-三爪卡盤罩,38-短螺釘,39-長(zhǎng)螺釘,40-拉簧。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)有的普通車床本身具有鏜孔的功能,本發(fā)明對(duì)普通車床進(jìn)行了改制,可以完成錐形深孔鏜削。改制或者增加的零件包括鏜桿7、鏜刀10、雙錐面芯桿9、圓柱芯桿28、螺紋花鍵芯桿27等。車床主軸箱4上的三爪卡盤3,將帶有錐形深孔的工件2夾住,中心架33 按托住工件的另一端。輸油器支架30根據(jù)工件的長(zhǎng)度被固定于床身I導(dǎo)軌的某一位置,輸油器支架30上固連有輸油器座29,回轉(zhuǎn)件32的一端通過軸承安裝在輸油器座29上,另一端與工件端面接觸。鏜桿7的一端與溜板26固定連接,鏜桿7隨溜板26沿床身導(dǎo)軌的移動(dòng)作軸向進(jìn)給,伺服電機(jī)25及與之相連的聯(lián)軸器24、花鍵套23也隨之移動(dòng)。溜板運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力來源為主電動(dòng)機(jī)。在輸油器座29的壁上加工兩個(gè)徑向通孔,從大孔進(jìn)入油液,油液通過輸油器座29的內(nèi)部空間、回轉(zhuǎn)件32的內(nèi)部空間,流向鏜刀處,沖走鐵屑,冷卻、潤(rùn)滑加工部位。鐵屑、油液從工件的另外一段流出。在三爪卡盤處設(shè)置有三爪卡盤罩37,在主軸孔被人工事先封堵的情況下,鐵屑、油液在離心力的作用下,從卡爪之間的空間甩到三爪卡盤罩內(nèi),防止油液甩出,產(chǎn)生污染,三爪卡盤罩的下部設(shè)有排屑口,采用現(xiàn)有技術(shù)及時(shí)將鐵屑清理,防止鐵屑堆積。從輸油器座29壁上的小的徑向通孔進(jìn)入另外的高壓油液,通過輸油器座29壁上的軸向通孔推壓回轉(zhuǎn)件32,防止其軸向松動(dòng)。在鏜桿7的橫向孔內(nèi)安裝有可相對(duì)于鏜桿移動(dòng)的鏜刀10,在鏜桿中心的軸向孔內(nèi)放置有雙錐面芯桿9、圓柱芯桿28、螺紋花鍵芯桿27,在鏜桿上安裝有螺套12、彈簧16,浮動(dòng)支撐14。鏜刀10有錐孔,雙錐面芯桿9的前部錐面穿過鏜刀所開設(shè)的錐孔,與其一側(cè)接觸,另一側(cè)不接觸,即相對(duì)偏置。由于拉簧14對(duì)鏜刀的拉緊作用,單邊接觸始終保持。當(dāng)伺服電機(jī)25旋轉(zhuǎn),通過聯(lián)軸器24和花鍵套23帶動(dòng)螺紋花鍵芯桿27旋轉(zhuǎn)時(shí)、螺紋花鍵芯桿27及與之相連的圓柱芯桿28、雙錐面芯桿9相對(duì)于鏜桿7軸向移動(dòng),通過雙錐面芯桿9前錐面的作用,使得鏜刀徑向運(yùn)動(dòng),加工出錐孔。雙錐面芯桿9的后部錐面與浮動(dòng)支撐14的一端接觸,浮動(dòng)支撐的另外一端與工件2接觸,浮動(dòng)支撐14穿過固定于鏜桿的螺套12中部的孔,可相對(duì)于螺套運(yùn)動(dòng)。浮動(dòng)支撐14一端帶有環(huán)形凸起,環(huán)形凸起與螺套之間安裝彈簧16,彈簧16使得浮動(dòng)支撐14的一端始終與雙錐面芯桿9的錐面接觸,當(dāng)雙錐面芯桿9軸向運(yùn)動(dòng)時(shí),使得浮動(dòng)支撐14徑向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)所鏜的孔變小時(shí),由于雙錐面芯桿9兩個(gè)錐面錐度相同,浮動(dòng)支撐14向內(nèi)運(yùn)動(dòng),與所加工的孔相適應(yīng)。浮動(dòng)支撐的存在,起到了輔助支撐的作用,可減少鏜桿的變形,這對(duì)于孔很深,鏜桿較長(zhǎng)時(shí)的錐孔加工,作用很大。浮動(dòng)支撐14的兩端帶有斜度,與雙錐面芯桿9接觸的一端,斜度與芯桿錐面相一致,與工件接觸的一端,斜度與工件錐度相一致。 浮動(dòng)支撐上加工有鍵槽,可拆卸的防轉(zhuǎn)銷13卡入鍵槽內(nèi);防止浮動(dòng)支撐14繞自身軸線回轉(zhuǎn)。浮動(dòng)支撐14有兩個(gè),其中一個(gè)浮動(dòng)支撐軸線與鏜刀軸線平行或接近水平,且相對(duì)于鏜桿軸線位于鏜刀刀尖的對(duì)側(cè),幫助承擔(dān)徑向切削力,另外一個(gè)浮動(dòng)支撐軸線與鏜刀軸線空間交錯(cuò),且垂直或接近垂直,位于鏜刀下方,幫助承擔(dān)切向切削力,減少鏜桿的變形。、
鏜刀10上安裝有長(zhǎng)螺釘39,長(zhǎng)螺釘39位于鏜桿7上所開設(shè)的腰子形槽內(nèi),通過拉簧40與固定于鏜桿7上的短螺釘38相連,借助彈簧的拉力使得鏜刀10的錐孔與雙錐面芯桿9的錐面始終保持單邊接觸。雙錐面芯桿9與圓柱芯桿28、螺紋花鍵芯桿27同軸,雙錐面芯桿9的右端有孔,孔與圓柱芯桿28左端小直徑部位相配,有一銷橫向穿過兩者的配合部位,圓柱芯桿28的右端有孔,孔與螺紋花鍵芯桿27左端小直徑端相配合,有一銷橫向穿過兩者的配合部位,螺紋花鍵芯桿27上螺紋部分與鏜桿右端孔內(nèi)的螺紋相配合,螺紋花鍵芯桿27上的花鍵部分與花鍵套23相配合,花鍵部分及其鄰近部位有在空間上與芯桿軸線交錯(cuò)垂直的多條刻度線,花鍵套通過聯(lián)軸器24與伺服電機(jī)25相連。多條刻度線可幫助了解和核對(duì)螺紋花鍵芯桿27軸向移動(dòng)距離,由此幫助了解和核對(duì)與之相連的鏜刀徑向運(yùn)動(dòng)距離,即幫助了解和核對(duì)錐孔孔徑。工業(yè)內(nèi)窺鏡34安裝于鏜桿7上所開設(shè)的孔內(nèi)。鏡頭位置設(shè)計(jì)以能觀察刀尖處的切削過程為宜,但離開刀尖一定距離,防止鐵屑損壞鏡頭前安裝的透明密封蓋35。雙錐面芯桿9的兩個(gè)錐面錐度相等。螺套12固定于鏜桿,浮動(dòng)支撐14穿過螺套中心的孔,在螺套一個(gè)端面上加工有兩個(gè)孔,用于擰緊或松開螺套。系統(tǒng)多處設(shè)置密封件,以防止油液泄漏。在螺套另外一個(gè)端面和螺套中心孔孔壁上加工有環(huán)形槽,槽內(nèi)分別放置螺蓋密封件17、浮動(dòng)支撐密封件15,防止油液泄漏。在鏜刀10錐形孔的兩側(cè)分別加工有環(huán)形槽,槽內(nèi)放置密封件11,防止泄漏。鏜桿7的一端安裝有鏜桿端蓋6,鏜桿端蓋6端面開設(shè)環(huán)形槽,槽內(nèi)放置密封件8。防止泄油。在圓柱芯桿28外圓與鏜桿7內(nèi)孔接觸處安裝有0形密封圈。伺服電機(jī)25通過數(shù)控控制裝置31與脈沖發(fā)生器36相連,脈沖發(fā)生器與車床主軸5相連。車床主軸每一轉(zhuǎn)發(fā)出n個(gè)脈沖,經(jīng)過電線傳至所配備的數(shù)控系統(tǒng)的控制裝置31,根據(jù)程序的指令,使得控制裝置31輸出所需的脈沖,讓伺服電動(dòng)機(jī)25做所需速度的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這樣使得鏜刀沿工件軸線方向的運(yùn)動(dòng)與鏜刀沿工件徑向運(yùn)動(dòng)相協(xié)調(diào),保證加工出的錐度合乎要求。
權(quán)利要求
1.一種可用于錐形深孔鏜削的普通車床,包括床身(I)、主軸(5)、主軸箱(4)、三爪卡盤(3)、中心架(33)、回轉(zhuǎn)件(32)、輸油器支架(30)、輸油器座(29)、溜板(26)以及鏜桿(7)和鏜刀(10),輸油器支架(30)根據(jù)工件的長(zhǎng)度固定于床身(I)導(dǎo)軌上,輸油器支架(30)上固連輸油器座(29),回轉(zhuǎn)件(32)的后端通過軸承安裝在輸油器座(29)上,回轉(zhuǎn)件(32)的前端與工件后端面接觸,其特征在于鏜桿(7)的軸向中心和徑向都開孔,鏜桿(10)的徑向孔內(nèi)安裝鏜刀(10),鏜桿(7)的軸向孔內(nèi)設(shè)置有雙錐面芯桿(9),雙錐面芯桿(9)的前端設(shè)置兩個(gè)錐面體、其兩個(gè)錐面的錐度相等,鏜桿(7)上還安裝有浮動(dòng)支撐,浮動(dòng)支撐包括支撐桿(14)、螺套(12)以及彈簧(16),螺套(12)固定于鏜桿(7),支撐桿(14)穿過螺套(12)中心的孔,支撐桿(14)下部帶有環(huán)形凸起,環(huán)形凸起與螺套(12)之間安裝有彈簧(16),支撐桿(14)上加工有鍵槽,鍵槽內(nèi)卡有防轉(zhuǎn)銷(13);鏜刀(10)上開有錐孔,錐孔的軸線方向平行于鏜桿(7)軸線方向, 所述的雙錐面芯桿(9)的前錐面穿過鏜刀(10)上所開設(shè)的錐孔,雙錐面芯桿(9)的前錐面與錐孔的一側(cè)接觸,另一側(cè)分離,雙錐面芯桿(9)的后錐面與支撐桿(14)的一端接觸,支撐桿(14)該端面的斜度與雙錐面芯桿(9)的后錐面相一致,支撐桿(14)的另外一端與工件(2)已鏜削過的內(nèi)孔表面接觸,支撐桿(14)該端面的斜度與工件的內(nèi)孔錐度相一致,浮動(dòng)支撐設(shè)置有兩個(gè),其中一個(gè)浮動(dòng)支撐軸線與鏜刀軸線平行,且相對(duì)于鏜桿軸線位于鏜刀刀尖的對(duì)側(cè),另外一個(gè)浮動(dòng)支撐軸線與鏜刀(10)軸線異面垂直,且位于鏜刀(10)的下方; 鏜桿(7 )的軸向孔內(nèi)還設(shè)置有圓柱芯桿(28 )和螺紋花鍵芯桿(27 ),雙錐面芯桿(9 )與圓柱芯桿(28)、螺紋花鍵芯桿(27)同軸,雙錐面芯桿(9)的后端有孔,孔與圓柱芯桿(28)前端小直徑部位相配,有一銷橫向穿過兩者的配合部位,圓柱芯桿(28)的后端有孔,孔與螺紋花鍵芯桿(27)前端小直徑端相配合,有一銷橫向穿過兩者的配合部位,螺紋花鍵芯桿(27)上螺紋部分與鏜桿后端孔內(nèi)的螺紋相配合,螺紋花鍵芯桿(27)上的花鍵部分與花鍵套(23)相配合,花鍵部分及其鄰近部位設(shè)置有在空間上與芯桿軸線交錯(cuò)垂直的多條刻度線,花鍵套通過聯(lián)軸器(24)與伺服電機(jī)(25)相連;伺服電機(jī)(25)與數(shù)控控制裝置(31)相連,數(shù)控控制裝置(31)與脈沖發(fā)生器(36)相連,脈沖發(fā)生器(36)通過傳動(dòng)比為I比I的一對(duì)齒輪式機(jī)械傳動(dòng)副與主軸(5)相連, 鏜刀(10)上安裝有對(duì)稱的兩長(zhǎng)螺釘(39),兩長(zhǎng)螺釘(39)穿出鏜桿(7)上所開設(shè)的導(dǎo)向槽,通過拉簧(40)與固定于鏜桿(7)上的短螺釘(38)相連,導(dǎo)向槽沿鏜刀軸線方向的長(zhǎng)度大于長(zhǎng)螺釘?shù)闹睆剑? 鏜桿(7 )上還開孔安裝有工業(yè)內(nèi)窺鏡, 鏜桿(7 )的后端穿出輸油器座(29 )與溜板(26 )固定連接,輸油器座(29 )的壁上設(shè)置有兩個(gè)徑向通孔,輸油器座(29)壁上還設(shè)置有軸向通孔,軸向通孔一端與靠近回轉(zhuǎn)件(32) —端的徑向通孔相通,軸向通孔另一端與回轉(zhuǎn)件(32)上的環(huán)形槽相通,輸油器座(29)的內(nèi)部空間、回轉(zhuǎn)件(32)的內(nèi)部空間和工件的內(nèi)部空間相連通,固定工件前端的三爪卡盤(3)外設(shè)置有三爪卡盤罩(37),三爪卡盤罩(37)下部設(shè)置排屑口。
全文摘要
本發(fā)明屬于加工錐形孔裝置的技術(shù)領(lǐng)域,具體是一種可用于錐形深孔鏜削的普通車床,解決了現(xiàn)有普通車床不能適應(yīng)孔太深,孔徑小加工的情況,其包括床身、鏜桿和鏜刀,鏜桿的軸向中心和徑向都開孔,鏜桿的徑向孔內(nèi)安裝鏜刀,鏜桿的軸向孔內(nèi)設(shè)置有雙錐面芯桿,雙錐面芯桿的前端設(shè)置兩個(gè)錐面體、其兩個(gè)錐面的錐度相等,鏜桿上還安裝有浮動(dòng)支撐,鏜刀上開有錐孔,錐孔的軸線方向平行于鏜桿軸線方向。本發(fā)明的有益效果實(shí)現(xiàn)了普通車床加工錐孔深孔的需要,克服了深錐孔加工過程中,鏜桿容易變形的缺點(diǎn),提高了加工精度。
文檔編號(hào)B23B29/02GK102717119SQ20121021009
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月25日
發(fā)明者于大國(guó), 龐俊忠, 李艷蘭, 沈興全, 黃曉斌 申請(qǐng)人:中北大學(xué)