[发明专利]球形(球面)镜面滚压车床

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种能加工球形球面零件的且机构简单易于维护的机床。本发明特别是能将球形零件表面加工出镜面Ra≤0.1μm效果的球形球面镜面滚压车床。

背景技术

目前，能加工球形球面的机床具有以下特质：

一、都是在刀架位置安装一个能作圆周运动的回转刀架，将工件回转轴线和刀具回转轴线形成夹角，进而加工出球形球面零件。

二、这种机床的回转刀架的圆周回转运动靠蜗轮蜗杆机构来传动，机构复杂体积庞大。动力源有二种：一是手动转动蜗轮蜗杆作圆周回转运动；二是由电机转动蜗轮蜗杆作圆周回转运动。

三、没有对球形球面表面进行镜面Ra≤0.1μm处理的机构和系统。

四、经过文献检索分析，能生产这种机床的厂家不多，加工后的最好工件粗糙度Ra＝0.2μm～0.5μm，椭圆度＜0.005mm。

综合上述，这种机床只有一个回转刀架且是蜗轮蜗杆机构来传动，机构复杂，制造、装配难度高且不利于维护，加工精度受部件制造、装配等因素的影响及加工过程中动力源传动的匀速性、平稳性影响，限制了球形球面工件的精度；同时，经这种机床加工后的工件还必须用另外的机床设备进行二次抛光或磨削加工，以得到镜面精度要求，造成生产效率低下、二次装夹加工工件报废率高；同时，一个回转刀架也不能在机床上进行技术再开发升级，不能适应和满足多个行业球形球面零件加工需要。

发明内容

本发明就是为了提供一种刀架机构简单的利于维护的球形球面镜面滚压车床，它能克服现有的球形球面机床的缺点，在进行球形球面切削加工后，不停机能对工件进行镜面加工，加工的工件粗糙度Ra≤0.1μm，椭圆度≤0.005mm；还能对其进行钻、铣、磨、抛光、淬火等技术开发升级，成为一个技术开发平台，适应多行业球形球面零件加工需要。

采用的技术方案是：球形球面镜面滚压车床，包括机床主轴与斜置床身连接构成的机床，在机床内有2个能做回转运动的圆盘回转刀架，一个圆盘回转刀架上装夹表面专用滚压工具，另一个圆盘回转刀架上装夹仿形车刀；圆盘回转刀架与中拖板组合连接，中拖板与大拖板通过导轨连接，大拖板与斜置床身通过导轨连接；机床主轴夹持球形工件毛胚做固定速度的绕机床主轴轴心的旋转运动；圆盘回转刀架夹持仿形车刀做回转运动，将工件车削至所需尺寸外形后并移动离开，机床主轴不停止旋转，圆盘回转刀架夹持表面专用滚压工具移动到球形工件前，将圆盘刀架的圆盘中心与球形工件的旋转轴线重合，使表面专用滚压工具在预设定好的起点位置上，接触滚压在球形工件表面，将球形工件滚压出镜面精度。

上述球形球面镜面滚压车床床身采用斜置床身。

在X轴方向的托板上设置二个能做回转运动的圆盘回转刀架。

上述圆盘回转刀架的回转传动机构采用同步带、轮与伺服电机直接连接，机构简单，重心低，回转加工精度高。

上述圆盘回转刀架的运动受伺服电机控制，多轴联动时，能做圆弧或非圆弧运动，从而加工球形球面或非球形球面工件。

采用高精度大直径推压力圆锥轴承做圆盘回转刀架的回转轨道和连接支撑，稳定性好。

在刀架上设计专用微量长度调节装置调节刀具与工件的位置，来确定球形的R大小。

在其中一个刀架上采用专用的、可拆卸的滚压工具，进行表面加工，使工件表面粗糙度Ra≤0.1μm，椭圆度≤0.005mm。

本发明的核心技术就是圆盘回转刀架的回转传动机构采用同步带、同步轮与伺服电机直接连接，机构简单，重心低，回转加工精度高。抛弃机构体积庞大、制造复杂、装配难度大、传动中对加工精度影响大的蜗轮蜗杆机构。

本发明工作时，被加工的工件在机床主轴上做单纯的绕自身轴线的旋转运动，刀架的旋转中心点与工件轴线重合。刀架回转运动是伺服电机通过在轴上的同步轮带动同步带，再带动旋转刀架底部的同步轮，使刀架作受伺服电机控制的回转运动，进而加工出所需要的球形球面工件，不停机再进行表面加工。

本发明的有益效果是：

1、机床刀架机构简单，制造、装配容易保证精度要求，动力传动对加工没有影响，维修也简单方便。

2、在一个圆盘回转刀架切削加工出球形工件后，不停机再用另一个刀架上的滚压工具或刀具进行工件表面镜面滚压处理加工，生产效率及品质成倍提高能一次将球形球面工件加工至表面粗糙度Ra≤0.1μm，椭圆度≤0.005mm。

3、根据需要，还能在其中一个圆盘回转刀架上加装相应装置，对其进行钻、铣、磨、抛光、淬火等其中一项进行技术开发升级，满足多行业对球形球面的高精度要求，具有广阔的应用前景。

附图说明