[发明专利]一种大型轴类工件的分度加工装置及方法

权利要求书

1.一种大型轴类工件的分度加工装置，包括床身、设于床身上的前、后支撑装置、分度装置、至少一个检测工件转动角度的圆光栅、设于床身至少一侧的导轨、滑动设于各自导轨上的数控机床、PLC，其特征在于前、后支撑装置均包括设于床身上的支撑底座、固定于支撑底座上的静压轴瓦和支架，静压轴瓦均设有凹弧面，并在凹弧面上设有一道以上的凹槽，凹槽在凹弧面底部母线两侧对称设置，前、后静压轴瓦内的凹槽相同设置，在静压轴瓦内设有与每道凹槽相连的油路，每条油路通过管路均与一分配器相连，分配器与油泵相连，在每条管路上均设有调压器和节流阀，在每个支架上固设有卡紧油缸，卡紧油缸的活塞杆与卡紧体固联，卡紧体位于各自的静压轴瓦上方；分度装置包括设于床身上的箱体、伺服电机、通过轴承设于箱体上的蜗杆和分度主轴，蜗杆一端通过联轴器和减速机与伺服电机相连，分度主轴上固设有与蜗杆啮合的蜗轮，分度主轴与一装夹卡盘固联，装夹卡盘设有三个以上可调节的卡爪；伺服电机和圆光栅均与PLC相连。

2.如权利要求1所述的一种大型轴类工件的分度加工装置，其特征在于所述圆光栅设于工件的后端和与后支撑装置相邻的支座上。

3. 如权利要求1所述的一种大型轴类工件的分度加工装置，其特征在于所述圆光栅设于分度主轴的前端和箱体上。

4. 如权利要求1或2所述的一种大型轴类工件的分度加工装置，其特征在于所述分度主轴的前端还固联一卡紧盘，在箱体内还设有两锁紧油缸，两锁紧油缸的活塞杆分别位于卡紧盘的两侧。

5. 如权利要求4所述的一种大型轴类工件的分度加工装置，其特征在于在卡紧盘的前端和箱体上设有圆光栅。

6. 如权利要求5所述的一种大型轴类工件的分度加工装置，其特征在于在卡紧体内设有导向孔，在支架上设有与导向孔配合的导向销；在支架上还设有上、下两接近开关，上、下接近开关和数控机床的数控系统均与PLC相连。

7. 如权利要求6所述的一种大型轴类工件的分度加工装置，其特征在于在床身两侧均设有导轨，所述数控机床为数控铣床，两数控铣床在工件的两侧对称布置。

8. 如权利要求6所述的一种大型轴类工件的分度加工装置，其特征在于在床身两侧均设有导轨，所述数控机床为数控钻床，两数控钻床在工件的两侧对称布置。

9. 一种大型轴类工件的分度加工方法，其特征在于包括以下步骤：a）装夹：将工件两端的轴颈置于前、后支撑装置静压轴瓦的凹弧面内，一装夹卡盘通过其上的数个卡爪将工件的前端卡紧；b）设置初始位置：设置分别检测工件两端转动角度的两圆光栅，并将两圆光栅与PLC相连，通过PLC和一圆光栅判断工件是否处于处于分度的预设参考点，如否，对前、后支撑装置静压轴瓦内凹槽通入高压油，在两端轴颈的下方形成静压油膜，将工件向上垂直顶升，轴颈与凹弧面分离， PLC再延时控制伺服电机转动一定角度，伺服电机通过传动机构、分度主轴和装夹卡盘使得工件转动回到参考点；c）锁紧：当工件处于分度的参考点，延时对前、后支撑装置静压轴瓦内凹槽的高压油同时卸压，工件下降，再启动前、后支撑装置上的卡紧油缸，卡紧油缸的活塞杆带动卡紧体下降到位，将工件卡紧；d）分度加工：PLC通过前、后支撑装置上的下接近开关检测到卡紧体下降到位后， PLC再延时启动两数控机床同时对工件进行加工，当一个加工行程完成后，PLC发出指令，两数控机床停止加工并退刀，卡紧油缸的活塞杆上升，如PLC检测到前、后支撑装置上的下接近开关得电，表明卡紧体此时仍卡紧工件的轴颈，操作卡紧油缸使得活塞杆继续上行，卡紧体松开轴颈；如PLC检测到上接近开关得电，则表明卡紧体此时松开轴颈，再次通过两端的静压油膜将工件向上同步的垂直顶升，PLC再延时控制伺服电机转动一定角度，伺服电机通过传动机构、分度主轴和装夹卡盘使得工件转动预设的分度角度，转动到位后，PLC比较两圆光栅检测到的工件两端转动角度，当二者的角度差超过预设值时， PLC发出报警信号，再将工件反向转动回到本次分度前的初始位置进行调整，直到角度差未超过预设值；如角度差未超过预设值，转动到位后，延时对前、后支撑装置静压轴瓦内凹槽的高压油同时卸压，工件下降，通过卡紧油缸的活塞杆带动卡紧体下降，将工件卡紧，PLC检测到下接近开关得电后， PLC再延时启动两数控机床同时对工件进行加工，完成一个加工行程；不断重复分度加工工序，可完成对整个工件预设结构的加工。