CN115889824A

CN115889824A - 一种高效精密并行多向切削数控机床

Info

Publication number: CN115889824A
Application number: CN202310149221.4A
Authority: CN
Inventors: 蔡维; 项靖阳; 何彦; 李顺江; 李丽; 张元慧
Original assignee: Southwest University
Current assignee: Southwest University
Priority date: 2023-02-22
Filing date: 2023-02-22
Publication date: 2023-04-04

Abstract

本发明公开了一种高效精密并行多向切削数控机床，包括机床床身、车床卡盘、溜板箱、刀架、刀具和尾座，所述车床卡盘夹装工件，所述机床床身设有导轨，所述溜板箱安装在机床床身的导轨上，所述刀架安装在溜板箱上，溜板箱和刀架均对称设置有前后两组：前溜板箱和前刀架、后溜板箱和后刀架，所述刀具分别安装在前、后刀架上工件断面圆180°等分的位置，所述尾座安装在机床床身的导轨上。由于采用了上述结构，本专利具有结构新颖，高效精密的特点，由现有的单刀加工变为双刀加工，并采用正反多向切削刀片，可实现高效精密的并行多向切削，减小加工过程中的振动，可以极大地提高切削加工效率和加工精度，具有较高的实用推广价值。

Description

一种高效精密并行多向切削数控机床

技术领域

本发明涉及机械加工领域，尤其涉及一种并行多向切削数控机床。

背景技术

目前，现有的数控机床通常只装有一个刀架，只使用一把刀具对工件进行单向的切削，在工件加工余量较大的情况下，要经过多次走刀才能完成整个加工过程，加工效率较低。同时，切削力尤其是径向力会使工件发生变形，继而造成振动，影响切削加工精度；特别是在加工细长杆件时，振动对精度的影响尤为突出。

发明内容

为了克服现有技术领域存在的上述技术问题，本发明的目的在于，提供一种高效精密并行多向切削数控机床，利用双刀具对工件进行并行多向切削加工，既能极大地提高生产效率，又能显著减小切削振动，提高加工精度。

本发明提供的高效精密并行多向切削数控机床，包括机床床身、车床卡盘、溜板箱、刀架、刀具和尾座，所述车床卡盘夹装工件，所述机床床身设有导轨，所述溜板箱安装在机床床身的导轨上，所述刀架安装在溜板箱上，溜板箱和刀架均对称设置有前后两组：前溜板箱和前刀架、后溜板箱和后刀架，所述刀具分别安装在前、后刀架上，所述尾座安装在机床床身的导轨上。

通过采用上述技术方案，使用车床卡盘夹装工件后，安装在前、后刀架上的两把刀具能够同时对工件进行切削加工，大幅提高生产效率。

进一步，所述机床床身设有四条平行导轨，导轨分为前后两组，两组导轨分别安装前、后溜板箱。

通过采用上述技术方案，前、后溜板箱能够沿工件轴线方向上互不干涉的自由运动。

进一步，所述尾座安装在机床床身中间的两条导轨上，通过尾座卡紧机构固定在导轨上，满足装夹顶尖的需要。

通过采用上述技术方案，切削轴类零件尤其是细长轴零件时，一端用卡盘装夹，另一端用顶尖装夹，从而减小加工过程中工件的变形。顶尖安装在尾座上，尾座卡紧机构松开时，尾座可沿导轨在工件轴线方向上运动，以适应不同工件的长度。确定尾座位置后，扳动扳手可使尾座卡紧机构卡紧，将尾座固定在导轨上的某一位置。

进一步，所述机床床身两侧分别设有一个横向伺服电机，横向伺服电机通过丝杠带动前、后溜板箱，横向伺服电机通过数控系统由数控程序控制，可分别实现前、后溜板箱各自独立的横向运动。

进一步，所述前、后溜板箱分别设有一个纵向伺服电机，纵向伺服电机分别通过丝杠带动前、后刀架，纵向伺服电机通过数控系统由数控程序控制，可分别实现前、后刀架各自独立的纵向运动。

通过采用上述技术方案，两把刀具在机床上的横向和纵向位置可通过数控系统各自独立地控制。当加工余量较小时对工件进行精加工，可控制两刀具背吃刀量和进给量相同并切削共享表面，使径向力相互抵消，从而提高加工精度；当加工余量较大时对工件进行粗加工和半精加工，可分别独立控制两刀具的背吃刀量和进给量，使两刀具切削非共享表面，提高生产效率。

进一步，所述前、后刀架上的刀具分别安装在工件断面圆180°等分的位置，前刀架上的刀具正向安装，后刀架上的刀具倒置安装。

通过采用上述技术方案，能够使两把刀具的基面均与工件回转中心平面重合，减小因刀具安装位置而产生的加工误差，尤其是精加工时能够保证两刀具切削共享表面，提高加工精度。

进一步，所述刀具上的刀片为正反多向切削刀片。

通过采用上述技术方案，两刀具作正向进给或反向进给时均可切削工件，实现并行多向切削，消除了传统车削加工中的空回行程，一次走刀后无需退刀，可直接作反向进给，提高切削加工效率。

本发明提供的高效精密并行多向切削数控机床，其有益效果在于，由现有的单刀加工变为双刀加工，前、后刀具的横向和纵向进给均可独立控制，并采用正反多向切削刀片，可实现精加工时切削共享平面以及粗加工、半精加工时切削非共享平面两种切削模式。既可实现高效精密的并行多向切削，极大地提高生产效率，又可显著减小加工过程中的振动，提高切削加工精度，具有较高的实用推广价值。

附图说明

图1是本发明一种高效精密并行多向切削数控机床的整体结构示意图；

图2是本发明一种高效精密并行多向切削数控机床的俯视结构示意图；

图3是本发明一种高效精密并行多向切削数控机床的侧视结构示意图；

图中标注：

1、机床床身；2、车床卡盘；3、前溜板箱；4、后溜板箱；5、前刀架；6、后刀架；7、前刀具；8、后刀具；9、尾座；10、横向伺服电机；11、纵向伺服电机。

具体实施方式

下面结合附图，结合一个实施例，对本发明提供的高效精密并行多向切削数控机床进行详细地说明。

如图1、图2、图3所示，本实施例的高效精密并行多向切削数控机床，包括机床床身1、车床卡盘2、溜板箱、刀架、刀具和尾座9，所述车床卡盘2夹装工件，所述机床床身1设有导轨，所述溜板箱安装在机床床身1的导轨上，所述刀架安装在溜板箱上，溜板箱和刀架均对称设置有前后两组：前溜板箱3和前刀架5、后溜板箱4和后刀架6，所述刀具分别安装在前、后刀架上，所述尾座9安装在机床床身1的导轨上。使用车床卡盘夹装工件后，安装在前、后刀架上的两把刀具能够同时对工件进行切削加工，大幅提高生产效率。

本实施例中，所述机床床身1设有四条平行导轨，导轨分为前后两组，两组导轨分别安装前溜板箱3、后溜板箱4，以实现前、后溜板箱沿工件轴线方向上互不干涉的自由运动。

本实施例中，所述尾座9安装在机床床身1中间的两条导轨上，通过尾座卡紧机构固定在导轨上，满足装夹顶尖的需要。切削轴类零件尤其是细长轴零件时，一端用卡盘装夹，另一端用顶尖装夹，从而减小加工过程中工件的变形。顶尖安装在尾座上，尾座卡紧机构松开时，尾座可沿导轨在工件轴线方向上运动，以适应不同工件的长度。确定尾座位置后，扳动扳手可使尾座卡紧机构卡紧，将尾座固定在导轨上的某一位置。

本实施例中，所述机床床身1两侧分别设有一个横向伺服电机10，横向伺服电机10通过丝杠带动溜板箱，横向伺服电机通过数控系统通过数控程序控制。

本实施例中，所述前、后溜板箱分别设有一个纵向伺服电机11，纵向伺服电机11分别通过丝杠带动前、后刀架，横向伺服电机通过数控系统通过数控程序控制。

本实施例中的两把刀具在机床上的横向和纵向位置可通过数控系统各自独立地控制。当加工余量较小时对工件进行精加工，可控制两刀具背吃刀量和进给量相同并切削共享表面，使径向力相互抵消，从而提高加工精度；当加工余量较大时对工件进行粗加工和半精加工，可分别独立控制两刀具的背吃刀量和进给量，使两刀具切削非共享表面，提高生产效率。

本实施例中，所述前、后刀架上的刀具分别安装在工件断面圆180°等分的位置，前刀具7正向安装，后刀具8倒置安装，使两把刀具的基面均与工件回转中心平面重合，减小因刀具安装位置而产生的加工误差，尤其是精加工时能够保证两刀具切削共享表面，提高加工精度。

本实施例中，所述刀具7、8上的刀片为正反多向切削刀片，两刀具作正向进给或反向进给时均可切削工件，实现并行多向切削，消除了传统车削加工中的空回行程，一次走刀后无需退刀，可直接作反向进给，提高切削加工效率。

本实施例中，前、后刀具的横向和纵向进给均可独立控制，并采用正反多向切削刀片，可实现两种切削模式，即精加工时的共享平面切削以及粗加工、半精加工时的非共享平面切削。既可实现高效精密的并行多向切削，极大地提高生产效率，又可显著减小加工过程中的振动，提高切削加工精度。

本发明未尽事宜为公知技术。

上述实施例为本发明的较佳实施例，只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施。显然，所描述的实施例并没有详尽所有的细节，也并不能以此限制本发明的保护范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应涵盖在本发明保护的范围之内。

Claims

1.一种高效精密并行多向切削数控机床，其特征在于：包括机床床身、车床卡盘、溜板箱、刀架、刀具和尾座，所述车床卡盘夹装工件，所述机床床身设有导轨，所述溜板箱安装在机床床身的导轨上，所述刀架安装在溜板箱上，溜板箱和刀架均对称设置有前后两组：前溜板箱和前刀架、后溜板箱和后刀架，所述刀具分别安装在前、后刀架上，所述尾座安装在机床床身的导轨上。

2.根据权利要求1所述的高效精密并行多向切削数控机床，其特征在于：所述机床床身设有四条平行导轨，导轨分为前后两组，两组导轨分别安装前、后溜板箱。

3.根据权利要求1所述的高效精密并行多向切削数控机床，其特征在于：所述尾座安装在机床床身中间的两条导轨上，通过尾座卡紧机构固定在导轨上。

4.根据权利要求1所述的高效精密并行多向切削数控机床，其特征在于：所述机床床身两侧分别设有一个横向伺服电机，横向伺服电机通过丝杠带动溜板箱，横向伺服电机通过数控系统由数控程序控制，实现溜板箱和刀架的横向运动。

5.根据权利要求1所述的高效精密并行多向切削数控机床，其特征在于：所述前、后溜板箱分别设有一个纵向伺服电机，纵向伺服电机分别通过丝杠带动前、后刀架，纵向伺服电机通过数控系统由数控程序控制，实现刀架的纵向运动。

6.根据权利要求1所述的高效精密并行多向切削数控机床，其特征在于：所述前、后刀架上的刀具分别安装在工件断面圆180°等分的位置，前刀架上的刀具正向安装，后刀架上的刀具倒置安装，两把刀具的基面均与工件中心平面重合。

7.根据权利要求1所述的高效精密并行多向切削数控机床，其特征在于：所述刀具上的刀片为正反多向切削刀片。