一种用于轧辊孔型粗加工的专用数控车床制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于轧辊孔型粗加工的专用数控车床，由主传动系统、进给传动系统和辅助装置组成，所述的主传动系统由主轴伺服电机、小支架、主电机减速机、大支架、主动同步带轮、同步带、被动同步带轮、主轴单元、主轴箱、同步带中心距调节装置和三爪卡盘组成；所述的进给传动系统由Z轴伺服电机、数控十字滑台、X轴伺服电机、刀架支座、方刀架、车刀和刀具压紧螺钉组成；所述的辅助装置主要由床身座、冷却润滑站等组成；本实用新型专利技术具有结构和控制简单、体积小、成本较低和性价比高的优点，用于轧辊“环状孔型工作曲面”在淬火和磨削前的粗、半精加工。

【技术实现步骤摘要】
一种用于轧辊孔型粗加工的专用数控车床
本技术属于机械制造加工设备
，尤其涉及一种用于轧辊孔型粗加工的专用数控车床。
技术介绍
机床作为“工作母机”，在国家工业发展过程中具有重要的战略意义。机床包括普通机床和数控机床两大类。按机床的通用化程度又可分为通用机床、专门化机床和专用机床。其中通用机床已标准化和系列化，其加工工艺范围广，结构复杂，用于单件小批量生产；而专用机床是专用于某一、两类零件中一至两道工序的加工，其特点是加工工艺范围窄，结构较简单，但需要进行研发、设计和制造，专用机床一般用于成批大量生产，而其中进行计算机数字控制的专用机床称为专用数控机床，用于车削加工的专用数控机床称为专用数控车床。与二辊式冷轧管机相配套的轧制工具是轧辊和芯棒，本技术就是为了有效地解决轧辊环状孔型工作曲面的粗加工和半精加工的车削工艺。经研发设计了一种新型高效、简便实用的专用数控设备——专用数控车床。本专用数控车床主要针对轧辊孔型的轧制变形区(bc段)，专用于完成磨削前的车削加工(粗车或粗车→半精车)。针对轧辊孔型的轧制变形区(bc段)，其磨削前传统原始的加工方法是：工序1：先组合一对轧辊，在卧式镗床上，借助于回转分度式专用夹具对称装夹后，采用扩钻和镗削方式，通过逐级分度、多次加工成型；工序2：再通过钳工对折线孔型段交接处的凸出部位，采用修磨和修锉等方法，使折线段孔型逐渐过渡，接近光滑为止，并使环状孔型的磨削余量达到基本均匀。不难看出传统原始加工方法的缺点是需要专用工装，加工工艺落后，自动化程度低，加工精度和效率很低，后续余量不均匀，工人劳动强度大等。随着国内冷轧管行业的迅猛发展，在二辊冷轧管机上配套使用的轧辊需求量剧增，但用于轧辊环状孔型曲面加工的专用车床及其制造企业却几乎没有。目前，国内只有为数很少的制造企业具有轧辊环状孔型曲面专用车床的数控改造能力，它们大多只是在旧的普通车床上进行局部结构改进和局部数控化改造，但只是低档次的简式开环控制系统，精度无法提高，一般只能满足自用，不能作为批量产品投放市场。同时市场上几乎找不到专用于轧辊孔型粗加工和半精加工的专用数控车床。目前国内外生产的具有C轴功能的车削中心，其加工对象主要是复杂零件的锥面、以复杂曲线为母线的回转体等，但一般无法加工轧辊的“环状孔型曲面”，且机床结构和控制复杂、体积庞大，价格较高。当前轧辊制造已成为专业化的成批大量生产类型，为了提高生产率和加工精度，降低制造成本，不断满足市场的需要，必须及时研发具有结构和控制简单、体积小、成本较低和性价比高的高效专用数控车床，以完成轧辊“环状孔型工作曲面”在淬火和磨削前的粗、半精加工。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种用于轧辊孔型粗加工的专用数控车床，具有结构和控制简单、体积小、成本较低和性价比高，用于轧辊“环状孔型工作曲面”在淬火和磨削前的粗、半精加工。本技术的目的是通过如下技术方案来完成的，机床由主传动系统、进给传动系统和辅助装置组成，所述的主传动系统由主轴伺服电机、小支架、主电机减速机、大支架、主动同步带轮、同步带、被动同步带轮、主轴单元、主轴箱、同步带中心距调节装置和三爪卡盘组成。该主轴伺服电机和主电机减速机通过小支架和大支架固定在主轴箱的顶面上，主轴伺服电机的输出轴与主电机减速机的输入轴孔相配合，小支架通过螺钉固定在大支架上，且大支架通过六个T型螺钉固定在主轴箱的顶面上，主轴单元位于主轴箱内，且主轴单元的两端外径与主轴箱的两端大孔相配合定位，主轴箱位于床身座左后侧的上面，主动同步带轮、同步带和被动同步带轮组成同步带传动装置，并位于机床的左上侧，同步带中心距调节装置位于主轴箱的顶面上，三爪卡盘位于主轴单元的右端。所述的进给传动系统由Z轴伺服电机、数控十字滑台、X轴伺服电机、刀架支座、方刀架、车刀和刀具压紧螺钉组成。数控十字滑台位于床身座的右前侧上面，Z轴伺服电机位于数控十字滑台的左侧，且Z轴伺服电机的输出轴与数控十字滑台下层的丝杠输入轴采用联轴器联接，X轴伺服电机位于数控十字滑台的后面，且X轴伺服电机的输出轴与数控十字滑台上层的丝杠输入轴采用联轴器联接，刀架支座位于数控十字滑台的正上方，方刀架位于刀架支座的上平面，车刀安装在方刀架的左右两侧槽内，每侧通过四个刀具压紧螺钉对车刀进行压紧固定。所述的辅助装置主要由床身座、冷却润滑站等组成，该冷却润滑站放置于床身座左前侧的地面上。作为优选，所述的主动同步带轮位于同步带传动装置的左上方，通过轴毂联接，用压板和螺栓固定在主电机减速机的输出轴上，被动同步带轮位于同步带传动装置的左下方，通过轴毂联接，用压板和螺栓固定在主轴单元的输入轴上，同步带同时与主动同步带轮和被动同步带轮通过同步齿进行啮合传动，主动同步带轮和被动同步带轮的节圆直径相等，其传动比为1。作为优选，所述的刀具压紧螺钉共八个，对称均布于方刀架的左右两侧，每个刀具压紧螺钉与方刀架的上端螺孔组成螺纹联接，形成简易螺旋机构。本技术的有益效果为：采用“模组化封闭式优化设计”，简化了结构设计过程，大大缩短了设计与制造周期，降低了产品成本；同时产品结构紧凑、互换性好、可靠性高、质量保证、成功率高；采用卧式车削方式与结构布局，使机床具有刚性好、加工尺寸大、车削效率高、传动结构简单、性价比高和编程操作方便等优点；车床采用三轴联动、闭环控制系统，自动化程度高，并实现环状孔型轧辊数控加工工艺参数的智能选择和模拟加工，同时简化了各种规格孔型加工的数控编程；加工时不需要专用工装，加工精度和效率大大提高，而且余量均匀，降低了工人劳动强度，从而为专业化、成批生产轧辊，解决了轧辊系列孔型粗、半精加工和开口等高效专用数控设备问题。附图说明图1是轧辊孔型的结构示意图。图2是图1中A-A剖的轧辊孔型三个区域示意图。图3是轧辊孔型加工的工艺流程图。图4是本专用数控车床图5的左视结构示意图。图5是本专用数控车床图4中A-A剖主视结构示意图。图6是本专用数控车床图5的俯视结构示意图。附图中的标号分别为：1、主轴伺服电机；2、小支架；3、主电机减速机；4、大支架；5、主动同步带轮；6、同步带；7、被动同步带轮；8、主轴单元；9、主轴箱；10、床身座；11、Z轴伺服电机；12、冷却润滑站；13、同步带中心距调节装置；14、数控十字滑台；15、X轴伺服电机；16、刀架支座；17、方刀架；18、车刀；19、刀具压紧螺钉；20、三爪卡盘。具体实施方式下面将结合附图对本技术作详细的介绍：如附图1至6所示，本技术主要由主传动系统、进给传动系统和辅助装置三大系统(或装置)组成，每大系统(或装置)均由各种零部件构成。其中主传动系统主要由主轴伺服电机1、小支架2、主电机减速机3、大支架4、主动同步带轮5、同步带6、被动同步带轮7、主轴单元8、主轴箱9、同步带中心距调节装置13和三爪卡盘20等零部件组成，见图5、6所示；进给传动系统主要由Z轴伺服电机11、数控十字滑台14、X轴伺服电机15、刀架支座16、方刀架17、车刀18和刀具压紧螺钉19等零部件组成，见图5、6所示；辅助装置主要由床身座10、冷却润滑站12及电气控制装置(外协)和其它机床附件(外购)等零部件组成，见图5所示。下面简述各主要零部件的相互位置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于轧辊孔型粗加工的专用数控车床，由主传动系统、进给传动系统和辅助装置组成，其特征在于：所述的主传动系统由主轴伺服电机(1)、小支架(2)、主电机减速机(3)、大支架(4)、主动同步带轮(5)、同步带(6)、被动同步带轮(7)、主轴单元(8)、主轴箱(9)、同步带中心距调节装置(13)和三爪卡盘(20)组成，该主轴伺服电机(1)和主电机减速机(3)通过小支架(2)和大支架(4)固定在主轴箱(9)的顶面上，主轴伺服电机(1)的输出轴与主电机减速机(3)的输入轴孔相配合，小支架(2)通过螺钉固定在大支架(4)上，且大支架(4)通过六个T型螺钉固定在主轴箱(9)的顶面上，主轴单元(8)位于主轴箱(9)内，且主轴单元(8)的两端外径与主轴箱(9)的两端大孔相配合定位，主轴箱(9)位于床身座(10)左后侧的上面，主动同步带轮(5)、同步带(6)和被动同步带轮(7)组成同步带传动装置，并位于机床的左上侧，同步带中心距调节装置(13)位于主轴箱(9)的顶面上，三爪卡盘(20)位于主轴单元(8)的右端；所述的进给传动系统由Z轴伺服电机(11)、数控十字滑台(14)、X轴伺服电机(15)、刀架支座(16)、方刀架(17)、车刀(18)和刀具压紧螺钉(19)组成，数控十字滑台(14)位于床身座(10)的右前侧上面，Z轴伺服电机(11)位于数控十字滑台(14)的左侧，且Z轴伺服电机(11)的输出轴与数控十字滑台(14)下层的丝杠输入轴采用联轴器联接，X轴伺服电机(15)位于数控十字滑台(14)的后面，且X轴伺服电机(15)的输出轴与数控十字滑台(14)上层的丝杠输入轴采用联轴器联接，刀架支座(16)位于数控十字滑台(14)的正上方，方刀架(17)位于刀架支座(16)的上平面，车刀(18)安装在方刀架(17)的左右两侧槽内，每侧通过四个刀具压紧螺钉(19)对车刀(18)进行压紧固定；所述的辅助装置主要由床身座(10)、冷却润滑站(12)组成，该冷却润滑站(12)放置于床身座(10)左前侧的地面上。...

【技术特征摘要】
1.一种用于轧辊孔型粗加工的专用数控车床，由主传动系统、进给传动系统和辅助装置组成，其特征在于：所述的主传动系统由主轴伺服电机(1)、小支架(2)、主电机减速机(3)、大支架(4)、主动同步带轮(5)、同步带(6)、被动同步带轮(7)、主轴单元(8)、主轴箱(9)、同步带中心距调节装置(13)和三爪卡盘(20)组成，该主轴伺服电机(1)和主电机减速机(3)通过小支架(2)和大支架(4)固定在主轴箱(9)的顶面上，主轴伺服电机(1)的输出轴与主电机减速机(3)的输入轴孔相配合，小支架(2)通过螺钉固定在大支架(4)上，且大支架(4)通过六个T型螺钉固定在主轴箱(9)的顶面上，主轴单元(8)位于主轴箱(9)内，且主轴单元(8)的两端外径与主轴箱(9)的两端大孔相配合定位，主轴箱(9)位于床身座(10)左后侧的上面，主动同步带轮(5)、同步带(6)和被动同步带轮(7)组成同步带传动装置，并位于机床的左上侧，同步带中心距调节装置(13)位于主轴箱(9)的顶面上，三爪卡盘(20)位于主轴单元(8)的右端；所述的进给传动系统由Z轴伺服电机(11)、数控十字滑台(14)、X轴伺服电机(15)、刀架支座(16)、方刀架(17)、车刀(18)和刀具压紧螺钉(19)组成，数控十字滑台(14)位于床身座(10)的右前侧上面，Z轴伺服电机(11)位于数控十字滑台(14)的左侧，且Z轴伺服电...

【专利技术属性】
技术研发人员：缪飞军，沈莹吉，马野，
申请(专利权)人：浙江纺织服装职业技术学院，
类型：新型
国别省市：浙江,33