加工船用发动机缸盖数控机床制造技术

加工船用发动机缸盖数控机床，包括电气控制系统、液压系统、排屑及冷却过滤系统，其特征在于径向加工单元位于高精度Ａ轴分度夹具的侧面，轴向加工单元位于高精度Ａ轴分度夹具的正对面，通过一套电气控制系统、液压系统、排屑及冷却过滤系统构成一台专用数控机床；径向和轴向加工单元的结构完全相同：Ｚ轴和Ｗ轴为互相平行并与地面保持水平的两个沿刀具轴线方向的数控直线轴，Ｘ轴平行于地面并与Ｙ轴和Ｚ轴垂直，Ｙ轴垂直于地面并垂直于Ｚ轴和Ｗ轴，Ｂ轴为数控回转轴，其回转轴线平行于Ｙ轴，夹具固定在Ａ轴上，Ａ轴分度夹具是Ｘ轴、Ｙ轴、Ｚ轴、Ｗ轴、Ｂ轴五个数控轴的方位参照基准轴。本机床可以实现一次装夹，同时完成大重量工件的径向和轴向不同角度和位置的长孔钻削和铣削加工。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机械设备，一种专门加工船用发动机缸盖数控机床。
技术介绍
加工船用发动机缸盖涉及车、铣、钻、攻丝等加工工艺。目前国内加工船用发动机 缸盖的设备主要为大型车床、大型镗铣床、大型摇臂钻床等。由于船用发动机缸盖重量较大 (2000 12000kg)，内部孔系结构复杂，因此采用以上常规机床进行孔系及铣削加工时，工 件需要频繁装夹，同时需要大量的复杂夹具，加工精度和效率低下。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种加工船用发动机缸盖数控机床，专门加工大重量的船用 发动机缸盖，提高质量和效率。加工船用发动机缸盖数控机床，包括电气控制系统、液压系统、排屑及冷却过滤系 统，其特征在于径向加工单元、轴向加工单元、高精度A轴分度夹具是各自独立的装置，径 向加工单元位于高精度A轴分度夹具的侧面，轴向加工单元位于高精度A轴分度夹具的正 对面，通过一套电气控制系统、液压系统、排屑及冷却过滤系统将三个装置构成一台专用数 控机床；径向加工单元和轴向加工单元的结构完全相同，各有X轴、Y轴、Z轴、W轴、B轴五 个数控轴Z轴和W轴为互相平行并与地面保持水平的两个沿刀具轴线方向的数控直线轴， X轴平行于地面并与Y轴和Z轴垂直，X轴是使径向或轴向加工单元移动的数控直线轴，以 实现工件沿床身长度方向不同位置的加工，Y轴垂直于地面并垂直于Z轴和W轴，Y轴是使 Z轴上下移动的数控直线轴，以实现工件上下不同位置的加工，B轴为数控回转轴，其回转 轴线平行于Y轴，使刀具沿Y轴方向回转，以实现工件不同角度的加工，夹具固定在平行于 地面的A轴上，绕A轴旋转，A轴分度夹具是X轴、Y轴、Z轴、W轴、B轴五个数控轴的方位 参照基准轴。本专利技术机床将高精度A轴分度夹具与两个结构相同的径向加工单元和轴向加工 单元通过一套电气控制、液压、排屑及冷却过滤系统组合为一体，可以实现一次装夹，同时 完成大重量工件的径向和轴向不同角度和位置的深孔钻削和铣削加工。附图说明图1是本专利技术的数控机床坐标轴示意图；图2是本专利技术的数控机床主视图；图3是本专利技术的数控机床左视图；图4是本专利技术的数控机床俯视图；图5是该数控机床的径向加工单元主视图；图6是该数控机床的径向加工单元左视图；图7是该数控机床的径向加工单元俯视图8是该数控机床的轴向加工单元主视图；图9是该数控机床的轴向加工单元左视图；图10是该数控机床的轴向加工单元俯视图；图11是高精度A轴分度夹具装置径向剖视图；图12是图11的A-A剖视图；图13是X轴滑台20的主视图；图14是X轴滑台20的俯视图；图15是B轴转盘19的主视图；图16是B轴转盘19的A-A剖视图；图17是轴向加工单元的主轴及伺服轴驱动控制第一电源连接图；图18是径向主轴加工单元的主轴及伺服轴控制第二电源连接图；图19是本机床控制系统NC操作及外围控制部分示意图；图20的本机床的加工控制流程图。具体实施例方式加工船用发动机缸盖数控机床，包括电气控制系统2、液压系统4、排屑6及冷却过 滤系统5，从图1-4的整体可见轴向加工单元和径向加工单元的五轴与夹具所固定的A轴之 间的关系，其特征在于径向加工单元1、轴向加工单元7、高精度A轴分度夹具3是各自独立 的装置，径向加工单元1位于高精度A轴分度夹具3的侧面，轴向加工单元7位于高精度A 轴分度夹具3的正对面，通过一套电气控制系统2、液压系统4、排屑6及冷却过滤系统5以 及防护围板，见图4，将三个装置构成一台完整的专用数控机床；径向加工单元1和轴向加 工单元7的结构完全相同，各有X轴、Y轴、Z轴、W轴、B轴五个数控轴，平行于地面的高精 度A轴分度夹具3是X轴、Y轴、Z轴、W轴、B轴五个数控轴的方位参照基准轴。如图1所示，Z轴和W轴为两个平行并与地面保持水平、沿刀具轴线方向移动的数 控直线轴，其中Z轴主要完成钻削和铣削的进给，W轴主要完成深孔钻削时刀具长度和位置 的调整。X轴平行于地面并与Y轴和Z轴垂直，X轴是使径向加工单元或轴向加工单元沿床 身长度方向移动的数控直线轴，以实现对A轴夹具上工件不同位置的加工。Y轴垂直于地面 并垂直于Z轴和W轴，Y轴是使Z轴上下移动的数控直线轴，以实现工件上下不同位置的加 工。B轴为数控回转轴，其回转轴线平行于Y轴，使刀具沿Y轴方向回转，以实现工件不同角 度的加工。径向加工单元1和轴向加工单元7的结构完全相同。径向加工单元1的结构如图 5-7，该部分结构说明见下述轴向加工单元的图8-10的说明。轴向加工单元，见图8-10 :X轴直线导轨23沿X轴底座24长度方向安装，X轴滑 台20通过滑块安装面安装在X轴直线导轨23的滑块上，X轴滑台20上的丝母座与X轴滚 珠丝杠21相连，X轴滚珠丝杠21由伺服电机XI驱动，使X轴滑台20沿X轴方向运动。B 轴转盘19通过轴承18安装在X轴滑台20的上表面，B轴转盘上安装有小齿轮22，并由伺 服电机B1驱动与安装在X轴滑台20上的大齿轮17啮合，使其沿B轴方向回转。W轴滑座 15通过与X轴垂直的水平方向W轴直线导轨16安装在B轴转盘19的上表面，Y轴立柱9 垂直把合在W轴滑座15上，并由伺服电机通过W轴滚珠丝杠25驱动沿W轴方向运动。Y轴6滑板8通过与X轴及地面垂直的Y轴直线导轨11安装在Y轴立柱9上并由伺服电机通过 滚珠丝杠10驱动沿Y轴方向运动。Z轴滑板12通过与W轴直线导轨16平行的Z轴直线导 轨13安装在Y轴滑板8上并由伺服电机Z1通过Z轴滚珠丝杠14驱动沿Z轴方向运动。高精度A轴分度夹具的结构，见图11、图12 主要参数相同的长蜗杆轴27和短蜗 杆轴34的末端通过固定在变速箱36中部的花键套31同心相向连接，长蜗杆轴27和短蜗 杆轴34的另一端通过轴承支撑安装在变速箱36侧壁的安装孔内，两个圆螺母28和圆螺母 35安装在两根蜗杆轴的外侧以固定其轴向位置，A轴伺服电机29通过联轴器30与长蜗杆 27同心连接，其轴线与主轴42垂直，两个相同的蜗轮26、33以及两个相同的小齿轮分别安 装在与主轴42平行的两个小齿轮轴25、32上，并且两个蜗轮26、33分别与长蜗杆轴27和 短蜗杆轴34啮合，以上的蜗轮蜗杆结构均置于变速箱36内。主轴42安装在主轴箱37内， 大齿轮44装在主轴42末端，同时两个小齿轮轴25、32上的小齿轮与大齿轮44啮合，在主 轴42后端直联了一个高精度的角度编码器43。刹车盘40通过刹车盘套41连接在主轴42 中部，置于刹车体39的凹槽内，且与主轴42同心，刹车体39安装在主轴箱37上面中部，五 个相同的刹车活塞38分别安装在刹车体39上，刹车活塞38与主轴42同轴向。X轴滑台20的形状见图13、14 :X轴滑台20为一扇形圆盘，X轴滑台的上平面为B 轴转盘回转时的滑动支撑面，该支撑面分为前后二部分，包含扇形圆心的为前端支撑面，包 含外圆的为后端支撑面，中间的凹槽为空刀槽，滑台靠近扇形圆心的部位是B轴回转轴承 的安装孔，在扇形滑台上平面的最外端有一阶梯圆弧平面，平面上有安装螺纹孔，用于安装 驱动B轴回转的大齿轮，X轴滑台下面两个直线边各有二个凸起的等高平台，用于安装X轴 导轨滑块，滑台下面接近一条直边处有安装X轴丝杠的梯形丝母座。如图15、16所示B轴转盘19主体为中间凹两长边凸起的不规则长方形结构，一 端为半圆形，中部有安本文档来自技高网...

【技术保护点】
加工船用发动机缸盖数控机床，包括电气控制系统、液压系统、排屑及冷却过滤系统，数控系统应用一个双位置反馈技术，能同时监控电机编码器及外部编码器的位置进行双重全闭环控制，其特征在于径向加工单元（１）、轴向加工单元（７）、高精度Ａ轴分度夹具（３）是各自独立的装置，径向加工单元（１）位于高精度Ａ轴分度夹具的侧面，轴向加工单元（７）位于高精度Ａ轴分度夹具（３）的正对面，通过一套电气控制系统、液压系统、排屑及冷却过滤系统将三个装置构成一台专用数控机床；径向加工单元（１）和轴向加工单元（７）的结构完全相同，各有Ｘ轴、Ｙ轴、Ｚ轴、Ｗ轴、Ｂ轴五个数控轴：Ｚ轴和Ｗ轴为互相平行并与地面保持水平的两个沿刀具轴线方向的数控直线轴，Ｘ轴平行于地面并与Ｙ轴和Ｚ轴垂直，Ｘ轴是使径向或轴向加工单元沿床身长度方向移动的数控直线轴，以实现Ａ轴夹具上工件不同位置的加工，Ｙ轴垂直于地面并垂直于Ｚ轴和Ｗ轴，Ｙ轴是使Ｚ轴上下移动的数控直线轴，以实现对工件上下不同位置的加工，Ｂ轴为数控回转轴，其回转轴线平行于Ｙ轴，使刀具沿Ｙ轴方向回转，以实现工件不同角度的加工，夹具固定在平行于地面的Ａ轴上，绕Ａ轴旋转，Ａ轴分度夹具是Ｘ轴、Ｙ轴、Ｚ轴、Ｗ轴、Ｂ轴五个数控轴的方位参照基准轴。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张继昌，田大伟，张宝东，贾国辉，那树杰，刘廷辉，张新宇，张勇，徐卓然，张立彬，王子臣，顾红光，姜华，
申请(专利权)人：沈阳机床集团成套设备有限责任公司，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]