弧面凸轮加工机床制造技术

本发明专利技术公开了一种弧面凸轮加工机床，包括三爪卡盘夹持装置、工件切削装置、顶尖尾座、机床底座、控制器，机床底座上一端安装三爪卡盘夹持装置，另一端安装顶尖尾座，工件切削装置设置在三爪卡盘夹持装置和顶尖尾座间一侧，工件切削装置与机床底座间设有弧面凸轮箱、刀具进给装置、刀具支撑底座、转盘轴承，弧面凸轮箱设在机床底座上，弧面凸轮箱上端固定连接有转盘轴承，分度盘输出轴一端与弧面凸轮箱底座连接，另一端穿出弧面凸轮箱与刀具支撑底座连接，工件切削装置经刀具进给装置与刀具支撑底座连接，弧面凸轮输入轴一端穿出弧面凸轮箱与三爪卡盘夹持装置中的齿轮箱的输出轴固定连接，本发明专利技术具有结构简单、设备成本低、加工精度高等优点。

Globoidal cam machine

【技术实现步骤摘要】
弧面凸轮加工机床
本专利技术涉及机床
，特别是涉及一种弧面凸轮加工机床。
技术介绍
弧面凸轮机构在动力学性能、承载能力、分度精度等方面均有不可比拟的优越性，被誉为最理想的间歇传动机构，具有广阔的市场前景。但弧面凸轮的加工具有较高的难度，普通的机床无法完成。经检索,CN2015202780578公开了一种加工弧面凸轮的专用机床的技术专利、CN2019101185402公开了一种加工复合凸轮的专用机床的专利技术专利，如上两个专利的结构都是采用四轴双联动的方式对弧面凸轮进行加工，通过在机床床体上设置两个线性轴、两个旋转轴，并通过数控系统控制运动，刀具、加工弧面凸轮的工作台分别沿着两个线性轴做往复直线运动，弧面凸轮以及加工弧面凸轮的工作台通过两个旋转轴做旋转运动，加工时，加工弧面凸轮的工作台沿着线性轴移动，弧面凸轮随着旋转轴旋转实现双联动，通过两个旋转轴的旋转保证刀具在任意角度接触凸轮，通过设置两个线性轴，可以保证凸轮的任意部位都在刀具的可达范围。此种结构的不足之处在于：一是采用四轴双联动的数控机床对弧面凸轮进行加工，机床结构复杂、数控系统复杂，设备采购成本高；二是采用四轴双联动来实现刀具对弧面凸轮的加工，存在曲线插补误差，编程时连续的曲线段需要用多直线段或多圆弧段来拟合形成，两坐标轴插补的精度会影响凸轮的运动规律，同样弦长和拟合误差会使得弧面凸轮的加工精度降低，弧面凸轮的加工精度无法保证；三是加工不同规格大小的弧面凸轮，需要根据凸轮运动规律和机构参数，借助专用弧面凸轮加工系统生成凸轮廓面坐标点，利用CAD/CAM软件生成三维模型、刀具轨迹和加工程序或者根据凸轮运动规律，利用更专业的弧面凸轮加工用CAD/CAM系统生成加工程序，再测试加工效果，调试时间长。
技术实现思路
本专利技术的目的是为解决上述现有技术存在的不足，提出了一种结构简单、设备成本低、加工精度高的弧面凸轮加工机床。本专利技术可以通过如下措施达到。一种弧面凸轮加工机床，包括三爪卡盘夹持装置、工件切削装置、顶尖尾座、机床底座、控制器，所述三爪卡盘夹持装置和工件切削装置经控制器控制，所述机床底座上一端安装三爪卡盘夹持装置，另一端安装顶尖尾座，所述工件切削装置设置在三爪卡盘夹持装置和顶尖尾座间一侧，其特征在于：所述工件切削装置与机床底座间设有弧面凸轮加工装置，其包括弧面凸轮箱、刀具进给装置、刀具支撑底座、转盘轴承，所述弧面凸轮箱设在机床底座上，所述弧面凸轮箱内设有弧面凸轮、分度盘、弧面凸轮输入轴、分度盘输出轴、辊轴和辊筒，弧面凸轮箱上端固定连接有转盘轴承，所述分度盘输出轴一端与分度盘固定套接并经轴承与弧面凸轮箱底座连接，另一端穿出弧面凸轮箱并经转盘轴承与刀具支撑底座下端固定连接，所述工件切削装置经刀具进给装置与刀具支撑底座固定连接，所述分度盘外周均匀固定连接有若干个辊轴，所述辊轴上可滚动的安装有辊筒，所述辊轴的轴线与分度盘的轴线相垂直，所述分度盘经其中的两个辊筒与弧面凸轮的两端弧形凸面贴合，弧面凸轮与弧面凸轮输入轴固定套接，弧面凸轮输入轴经轴承、轴承座与弧面凸轮箱固定连接，所述弧面凸轮输入轴一端穿出弧面凸轮箱与三爪卡盘夹持装置中的齿轮箱的第二输出轴固定连接，以利于通过三爪卡盘夹持装置驱动弧面凸轮旋转，使得弧面凸轮与三爪卡盘夹持的工件的旋转速度同步，所述的弧面凸轮中心线到分度盘中心线的间距等于三爪卡盘中心线到分度盘中心线的间距，以达到模拟弧面凸轮的形状来加工工件的作用。本专利技术所述三爪卡盘夹持装置包括齿轮箱、三爪卡盘驱动装置、三爪卡盘，所述齿轮箱下端与机床底座固定连接，所述齿轮箱第一输出轴与三爪卡盘相连接，所述第一输出轴经齿轮箱内的齿轮与第二输出轴连接，所述三爪卡盘经三爪卡盘驱动装置控制开合，所述三爪卡盘驱动装置采用现有技术，此不赘述。本专利技术所述顶尖尾座上设有顶尖，所述顶尖与顶尖尾座的结构与现有技术相同，此不赘述。本专利技术所述工件切削装置包括主轴支撑座、加工主轴、刀具、旋切电机，所述加工主轴经轴承与主轴支撑座固定连接，所述加工主轴一端与刀具固定连接，另一端与旋切电机固定连接，所述旋切电机与主轴支撑座固定连接，所述旋切电机经控制器控制，以使旋切电机控制刀具切削凸轮毛坯。本专利技术所述刀具进给装置包括轴向进给电机、轴向进给工作台、轴向固定座、第一丝杠、第一螺母、径向进给电机、径向进给工作台、径向固定座、第二丝杠、第二螺母，所述轴向固定座下端与刀具支撑底座固定连接，上端面上设有平行的轴向滑轨，所述轴向滑轨间设有第一丝杠，所述第一丝杠经轴承、轴承座与轴向固定座连接，所述第一丝杠经固定在轴承座或轴向固定座上的轴向进给电机驱动，第一螺母与第一丝杠螺纹连接，所述轴向进给工作台下端与第一螺母固定连接，两侧分别与轴向固定座上设有的轴向滑轨滑动连接；所述径向固定座下端与轴向进给工作台固定连接，上端面上设有平行的径向滑轨，所述径向滑轨间设有第二丝杠，所述第二丝杠经轴承、轴承座与径向固定座连接，所述第二丝杠经固定在轴承座或径向固定座上的径向进给电机驱动，第二螺母与第二丝杠螺纹连接，所述径向进给工作台下端与第二螺母固定连接，两侧分别与径向固定座上设有的径向滑轨滑动连接，所述主轴支撑座固定在径向进给工作台上，所述轴向进给电机、径向进给电机分别与控制器连接，通过轴向进给电机、径向进给电机驱动调整轴向进给工作台、径向进给工作台的位置，以达到调整刀具与凸轮毛坯切削距离的作用。本专利技术所述弧面凸轮输入轴一端与齿轮箱第二输出轴通过电磁离合器连接，另一端与手动位置调整手轮连接，所述电磁离合器与控制器连接，刀具支撑底座的转角位置可以通过手动位置调整手轮调整，达到调整旋切刀具初始位置的作用。本专利技术所述机床底座与弧面凸轮箱之间设有弧面凸轮箱径向移动装置，所述弧面凸轮箱径向移动装置包括滑台平板、第三丝杠、第三螺母、滑台调整手轮、滑台底座，所述滑台底座下端与机床底座固定连接，上端面上设有平行的滑台滑轨，所述滑台滑轨间设有第三丝杠，所述第三丝杠经轴承、轴承座与滑台底座固定连接，所述第三丝杠经滑台调整手轮驱动，第三螺母与第三丝杠螺纹连接，所述滑台平板下端与第三螺母固定连接，两侧分别与滑台底座上设有的滑台滑轨滑动连接，所述弧面凸轮箱下端固定在滑台平板上，以使更换不同尺寸规格的弧面凸轮后，用于调整弧面凸轮箱的水平径向位置使弧面凸轮输入轴能够与齿轮箱第二输出轴连接。本专利技术所述弧面凸轮箱径向移动装置与弧面凸轮箱之间设有高度调节装置，所述高度调节装置包括调整螺杆、滑块、固定底座、支撑板，所述固定底座下端与滑台平板固定连接，上端面上设有平行的斜坡滑轨，所述固定底座一侧固定连接有支撑板，所述支撑板上开有U形槽，所述斜坡滑轨间设有调整螺杆，所述调整螺杆一端经轴肩约束在U形槽上并沿U形槽上下滑动，所述调整螺杆与滑块螺纹连接，所述滑块下端面两侧为斜面并与固定底座上设有的斜坡滑轨滑动连接，所述滑块上端面为水平面，旋转调整螺杆带动滑块沿固定底座斜坡滑轨移动，用于调整弧面凸轮箱的高度使弧面凸轮输入轴与齿轮箱的第二输出轴连接，同时可以调整使刀具支撑底座保持水平放置。本专利技术所述转盘轴承本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种弧面凸轮加工机床，包括三爪卡盘夹持装置、工件切削装置、顶尖尾座、机床底座、控制器，所述三爪卡盘夹持装置和工件切削装置经控制器控制，所述机床底座上一端安装三爪卡盘夹持装置，另一端安装顶尖尾座，所述工件切削装置设置在三爪卡盘夹持装置和顶尖尾座间一侧，其特征在于：所述工件切削装置与机床底座间设有弧面凸轮加工装置，其包括弧面凸轮箱、刀具进给装置、刀具支撑底座、转盘轴承，所述弧面凸轮箱设在机床底座上，所述弧面凸轮箱内设有弧面凸轮、分度盘、弧面凸轮输入轴、分度盘输出轴、辊轴和辊筒，弧面凸轮箱上端固定连接有转盘轴承，所述分度盘输出轴一端与分度盘固定套接并经轴承与弧面凸轮箱底座连接，另一端穿出弧面凸轮箱并经转盘轴承与刀具支撑底座下端固定连接，所述工件切削装置经刀具进给装置与刀具支撑底座固定连接，所述分度盘外周均匀固定连接有若干个辊轴，所述辊轴上可滚动的安装有辊筒，所述辊轴的轴线与分度盘的轴线相垂直，所述分度盘经其中的两个辊筒与弧面凸轮的两端弧形凸面贴合，弧面凸轮与弧面凸轮输入轴固定套接，弧面凸轮输入轴经轴承、轴承座与弧面凸轮箱固定连接，所述弧面凸轮输入轴一端穿出弧面凸轮箱与三爪卡盘夹持装置中的齿轮箱的第二输出轴固定连接，所述弧面凸轮中心线到分度盘中心线的间距等于三爪卡盘中心线到刀具支撑底座中心线的间距。/n...

【技术特征摘要】
1.一种弧面凸轮加工机床，包括三爪卡盘夹持装置、工件切削装置、顶尖尾座、机床底座、控制器，所述三爪卡盘夹持装置和工件切削装置经控制器控制，所述机床底座上一端安装三爪卡盘夹持装置，另一端安装顶尖尾座，所述工件切削装置设置在三爪卡盘夹持装置和顶尖尾座间一侧，其特征在于：所述工件切削装置与机床底座间设有弧面凸轮加工装置，其包括弧面凸轮箱、刀具进给装置、刀具支撑底座、转盘轴承，所述弧面凸轮箱设在机床底座上，所述弧面凸轮箱内设有弧面凸轮、分度盘、弧面凸轮输入轴、分度盘输出轴、辊轴和辊筒，弧面凸轮箱上端固定连接有转盘轴承，所述分度盘输出轴一端与分度盘固定套接并经轴承与弧面凸轮箱底座连接，另一端穿出弧面凸轮箱并经转盘轴承与刀具支撑底座下端固定连接，所述工件切削装置经刀具进给装置与刀具支撑底座固定连接，所述分度盘外周均匀固定连接有若干个辊轴，所述辊轴上可滚动的安装有辊筒，所述辊轴的轴线与分度盘的轴线相垂直，所述分度盘经其中的两个辊筒与弧面凸轮的两端弧形凸面贴合，弧面凸轮与弧面凸轮输入轴固定套接，弧面凸轮输入轴经轴承、轴承座与弧面凸轮箱固定连接，所述弧面凸轮输入轴一端穿出弧面凸轮箱与三爪卡盘夹持装置中的齿轮箱的第二输出轴固定连接，所述弧面凸轮中心线到分度盘中心线的间距等于三爪卡盘中心线到刀具支撑底座中心线的间距。


2.根据权利要求1所述的一种弧面凸轮加工机床，其特征在于：所述三爪卡盘夹持装置包括齿轮箱、三爪卡盘驱动装置、三爪卡盘，所述齿轮箱下端与机床底座固定连接，所述齿轮箱第一输出轴与三爪卡盘相连接，所述第一输出轴经齿轮箱内的齿轮与第二输出轴连接，所述三爪卡盘经三爪卡盘驱动装置控制开合。


3.根据权利要求1所述的一种弧面凸轮加工机床，其特征在于：所述顶尖尾座上设有顶尖。


4.根据权利要求1所述的一种弧面凸轮加工机床，其特征在于：所述工件切削装置包括主轴支撑座、加工主轴、刀具、旋切电机，所述加工主轴经轴承与主轴支撑座固定连接，所述加工主轴一端与刀具固定连接，另一端与旋切电机固定连接，所述旋切电机与主轴支撑座固定连接，所述旋切电机经控制器控制。


5.根据权利要求4所述的一种弧面凸轮加工机床，其特征在于：所述刀具进给装置包括轴向进给电机、轴向进给工作台、轴向固定座、第一丝杠、第一螺母、径向进给电机、径向进给工作台、径向固定座、第二丝杠、第二螺母，所述轴向固定座下端与刀具支撑底座固定连接，上端面上设有平行的轴向滑轨，所述轴向滑轨间设有第一丝杠，所述第一丝杠经轴承、轴承座与轴向固定座连接，所述第一丝杠经固定在轴承座或轴向固定座上的轴向进给电机驱动，第一螺母与第一丝杠螺纹连接，所述轴向进给工作台下端与第一螺母固定连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：付振山，于春玲，
申请(专利权)人：山东交通学院，
类型：发明
国别省市：山东;37