一種用于加工大直徑薄壁盤類零件的數控雙面車床的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于薄壁零件加工設備領域，更具體地，涉及一種用于加工大直徑薄壁盤類零件的數控雙面車床。
【背景技術】
[0002]薄壁零件因其節約材料、重量輕、結構緊湊等特點已日益廣泛地應用在各工業部門，但薄壁零件強度弱、剛性差、易變形，尤其是大直徑薄壁盤類零件的直徑大、壁厚薄，因此在加工過程中很難保證零件形位精度和加工質量，其容易產生加工變形，嚴重影響零件的加工精度，并且在加工過程中大直徑薄壁盤類零件難以裝夾和定位，因此解決大直徑薄壁盤類零件的定位夾緊，如何減小定位夾緊時的變形，如何提高其加工質量和品質，是加工過程中的一個難點。
[0003]現有的大直徑薄壁盤類零件主要采用普通車床進行單面加工，其通過兩次裝夾分別對盤類零件兩側面進行單獨加工，由于薄壁零件壁厚較薄、結構復雜、有較高的尺寸精度和表面粗糙度要求，尤其是大直徑薄壁盤類零件的直徑大、壁厚薄，因此采用普通車床進行單面加工難以保證兩平面的平面度精度要求和生產需要，零件變形大、質量差，同時加工效率低。
【發明內容】
[0004]針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種用于加工大直徑薄壁盤類零件的數控雙面車床，其中通過設置大直徑的中空結構的主軸，在主軸兩側設置可同步控制的進給系統，實現大直徑薄壁盤類零件的雙面車削加工，并通過對主軸和進給系統中各部件的具體結構和具體布置方式及位置的研究和設計，有效解決大直徑薄壁盤類零件在加工過程中出現的加工問題，使被加工零件在加工過程中受到的法向切削力互相抵消，有效減小薄壁件加工變形，同時還具備加工精度高、加工效率高等優點，因而尤其適用于大直徑薄壁盤類零件的在線加工。
[0005]為實現上述目的，本發明提出了一種用于加工大直徑薄壁盤類零件的數控雙面車床，其特征在于，包括主軸箱、進給系統、床身和伺服電機，其中:
[0006]該主軸箱安裝在所述床身之上，其內部設置有主傳動系統，并且其上設置有橫向貫穿其箱體的主軸；所述主傳動系統與所述伺服電機相連；所述主軸為中空結構，并且其外圓周為齒形結構，其用于安裝夾具體；所述夾具體用于夾持待加工零件，其包括夾具基體和壓板；
[0007]該進給系統共設有兩組，所述的兩組進給系統對稱設置在所述主軸箱的兩側；每組所述進給系統均包括X向運動組件、Z向運動組件和刀架，其中，所述X向運動組件沿著所述主軸的徑向安裝在所述床身上，所述Z向運動組件沿著所述主軸的軸向安裝在所述X向運動組件上，所述刀架安裝在所述Z向運動組件上；通過所述X向運動組件和Z向運動組件實現刀架X向和Z向的移動。
[0008]作為進一步優選的，所述主傳動系統包括輸入軸、一級傳動主動齒輪、一級傳動從動齒輪、傳動軸I1、二級傳動主動齒輪、二級傳動從動齒輪和傳動軸III ;其中，所述一級傳動主動齒輪安裝在所述輸入軸上；所述一級傳動從動齒輪和二級傳動主動齒輪安裝在所述傳動軸II上；所述二級傳動從動齒輪安裝在所述傳動軸III上；所述一級傳動主動齒輪與所述一級傳動從動齒輪相互嚙合，所述二級傳動從動齒輪分別與所述二級傳動主動齒輪和所述主軸相互嚙合；所述輸入軸的一端安裝有從動多楔帶輪，該從動多楔帶輪位于所述主軸箱的外部，并且其通過多楔傳動帶與所述伺服電機相連。
[0009]作為進一步優選的，所述X向運動組件包括X軸固定滑座、X軸滾珠絲杠、X軸伺服電機和X軸移動滑臺；其中，所述X軸固定滑座沿著所述主軸的徑向安裝在所述床身上，所述X軸移動滑臺可移動的安裝在所述X軸固定滑座上，通過所述X軸伺服電機和X軸滾珠絲杠驅動所述X軸移動滑臺沿著所述主軸的徑向做X向移動。
[0010]作為進一步優選的，所述z向運動組件包括z軸固定滑座、Z軸滾珠絲杠、z軸伺服電機和Z軸移動滑臺；其中，所述Z軸固定滑座沿著所述主軸的軸向安裝在所述X軸移動滑臺上，所述Z軸移動滑臺可移動的安裝在所述z軸固定滑座上，通過所述z軸伺服電機和z軸滾珠絲杠驅動所述Z軸移動滑臺沿著所述主軸的軸向做Z向移動；所述刀架安裝在所述Z軸移動滑臺上。
[0011]作為進一步優選的，所述主軸采用一對大直徑角接觸球軸承進行支撐，并采用迷宮密封圈進行密封。
[0012]作為進一步優選的，所述夾具基體通過夾具體固定螺栓固定在所述主軸的中空內腔中，所述壓板通過壓板固定螺栓將待加工零件夾緊在所述夾具基體上。
[0013]作為進一步優選的，所述從動多楔帶輪采用卸荷帶輪的形式，以將張緊力傳遞到所述主軸箱上，避免所述輸入軸受到彎矩作用，改善所述輸入軸的受力情況。
[0014]作為進一步優選的，所述的兩組進給系統同步運動，以實現對大直徑薄壁盤類零件的雙面同步車削加工。
[0015]總體而言，通過本發明所構思的以上技術方案與現有技術相比，主要具備以下的技術優點:
[0016]1.本發明的數控雙面車床在所述主軸的兩側對稱設置進給系統，每套進給系統均設置有與主軸垂直和平行的X向和z向兩個進給軸，從而實現零件的平面、斜面和圓弧面的雙車刀對頂加工，通過對兩個進給系統的同步控制，保證兩個車刀較好的同步性，通過雙面車削加工使得被加工零件在加工過程中受到的法向切削力互相抵消，有效減小薄壁盤類零件在加工過程中的加工變形問題，并且通過一次裝夾完成盤類零件兩側面的加工，避免了普通車床多次裝夾帶來的裝夾誤差，提高了零件的加工精度和加工效率，同時也能夠保證零件兩平面較好的平面度等精度要求，廣泛適用于大直徑薄壁盤類零件的加工。
[0017]2.本發明在所述主軸箱上設置橫向布置的大直徑中空結構的主軸，并配合可同步控制的兩套進給系統，實現了大直徑盤類零件的雙面加工，減小了大直徑盤類零件在加工過程中的變形，保證了其加工質量和精度；本發明的數控雙面車床主軸直徑大，加工范圍廣，最大可加工直徑650_的薄壁盤類零件。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發明數控雙面車床整體裝配圖；
[0019]圖2是主傳動系統裝配圖；
[0020]圖3是進給系統裝配圖；
[0021]圖4是夾具體裝配圖。
【具體實施方式】
[0022]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。此外，下面所描述的本發明各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。
[0023]如圖1所示，一種用于加工大直徑薄壁盤類零件的數控雙面車床，其包括主軸箱116、進給系統3、床身4和伺服電機6，主軸箱116、進給系統3和伺服電機6均安裝在床身4上，主軸箱116內部的左側設置有主傳動系統1，主軸箱116的中部偏右位置設置有橫向貫穿其箱體的主軸113 (如圖1所示)；主傳動系統I與伺服電機6相連；主軸113為中空結構，并且其外圓周為齒形結構，其用于安裝夾具體2 ;夾具體2用于實現對待加工零件206的定位和夾持，其包括彼此固連的夾具基體201和壓板205 ;在所述主軸113的兩側對稱設置有一套進給系統3，通過數控系統控制兩套進給系統保持高度同步性，實現盤類零件的雙面車削，雙面車削的加工工藝能夠使被加工零件在加工過程中受到的法向切削力互相抵消，能夠有效減小薄壁盤類零件在加工過程中的加工變形問題。進給系統3包括X向運動組件、z向運動組件和用于安裝刀具的刀架306，其中X向運動組件沿著所述主軸113的徑向(即平行于主軸113的端面)安裝在所述床身4上向運動組件沿著主軸113的軸向(即垂直于主軸113的端面)安裝在所述X向運動組件上；刀架306安裝在所述z向運動組件上，其上安裝有面向待加工零件的刀具；通過X向運動組件和z向運動組件實現刀架306的X向和z向兩個自由度的運動，以實現零件端面、斜面和圓弧面的加工。
[0024]如圖2所示，所述主傳動系統I采用伺服電機驅動，通過一級多楔帶輪傳動和三級齒輪傳動驅動主軸，其包括安裝在主軸箱116內部的輸入軸106、一級傳動主動齒輪104、一級傳動從動齒輪109、傳動軸II108、二級傳動主動齒輪107、二級傳動從動齒輪110和傳動軸IIIlll ;其中，輸入軸106、傳動軸II108和傳動軸IIIlll均固定在主軸箱116上，一級傳動主動齒輪104安裝在所述輸入軸106上，一級傳動齒輪104通過輸入軸106上的軸肩和輸入軸定位套筒105完成定位，輸入軸上的兩個輸入軸支撐軸承103均通過輸入軸上的軸肩、輸入軸定位套筒105和軸承蓋102完成定位；一級傳動從動齒輪109和二級傳動主動齒輪107安裝在傳動軸II108上，二級傳動從動齒輪110安裝在傳動軸IIIlll上，傳動軸II108和傳動軸IIIlll上的軸承和齒輪定位均和輸入軸106的相似；一級傳動主動齒輪104與一級傳動從動齒輪109相互嚙合，二級傳動從動齒輪110分別與二級傳動主動齒輪107和主軸113的外圓周齒形結構相互嚙合；在輸入軸106的一端安裝有從動多楔帶輪101，該從動多楔帶輪101位于主軸箱116外部的左下角(如圖1所示)，其通過多楔傳動帶5與伺服電機6相連，多楔傳動帶5將主軸伺服電機6的動力傳入主軸箱內，從動多楔帶輪101采用卸荷帶輪設計形式，卸荷帶輪的設計能夠將帶輪受到的張緊力傳遞到主軸箱116上，避免輸入軸106受到彎矩作用，改善了輸入軸106的受力情況，提高了輸入軸106的使用壽命。
[0025]如圖3所示，X向運動組件包括X軸固定滑座307、x軸滾珠絲杠308、x軸伺服電機309和X軸移動滑臺301，X軸固定滑座307沿著所述主軸113的徑向安裝在所述床身4上，X軸移動滑臺301可移動的安裝在X軸固定滑座307上，X軸移動滑臺301與x軸滾珠絲杠308螺母相連，通過X軸伺服電機309驅動X軸滾珠絲杠308進而帶動x軸移動滑臺301在X軸固定滑座307上沿著主軸113的徑