[发明专利]一种渐进成形机床

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械加工用的机床，尤其是一种渐进成形机床，属于机械加工技术领域。

背景技术

渐进成形是一种较新的加工技术，其典型的加工方法见申请号为201110199118.8的中国专利《渐进成形工件的方法》。据申请人了解，现有渐进成形机床支撑待加工件的矩形工作台普遍采用四角分布的螺旋机构控制升降。为了保证加工时工具头与工件之间的压力稳定，需要借助控制电路接收压力传感信号后，控制步进或伺服电机驱动螺旋机构适当升降运动。此类现有技术不仅控制电路和机械结构复杂，而且对螺旋机构的同步精度要求高，因此整机制造难度大，成本高。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的问题，提出一种可以在保持所需恒压前提下，控制电路和机械结构大大简化的渐进成形机床，从而满足高精度渐进成形加工的需求。

为了达到以上目的，本发明渐进成形机床的基本技术方案为：包括底部床身以及固定在床身上的龙门架，所述龙门架的横梁上装有与之构成水平移动副的拖板，所述拖板上装有与之构成垂向移动副的刀具架，所述刀具架上装有工具头驱动装置，所述工具头驱动装置的下端安装工具头；所述床身的工作台上方安置呈矩形框的升降托架，所述升降托架上安装工件支撑夹持装置；所述升降托架的四角分别固连垂向导柱，各垂向导柱分别插装在固定于工作台下的对应垂向导套内构成移动副，所述升降托架的两对边中部与垂向气缸的活塞上端铰接，所述垂向气缸的缸体下端铰装在床身上；所述缸体的下腔经设有旁路储气瓶的控制气路接压缩空气源，且两气缸的缸体气路并联。

本发明以气浮结构取代传统的传感控制机械传动，大大简化了控制传动，由于气路中设有足够容量的储气装置，因此可以有效保障工具头与工件之间的压力始终稳定，尤其是可以保证工具头垂向进给过程中与工件之间的动态压力稳定，并且压力调控方便；同时本发明将升降驱动与运动导向分离，因此制造容易，加工时升降平稳，能够承受大载荷，十分适合渐进成形。

本发明进一步的完善是，所述垂向导套内装有垂向直线轴承。这样进一步确保了升降运动自如，杜绝了卡死现象。

本发明更进一步的完善是，所述控制气路设有切换阀，所述缸体的上腔由消音器接大气。因此，气缸运动稳定无冲击，为保证升降架的平稳运行提供了有利条件。

本发明还进一步的完善是，所述切换阀为三位四通切换阀，当其第一位置时，所述缸体下腔接通压缩空气源，升降架顶升；当其处于第二位置时，切断所有气路，缸体处于保持静止状态；当其处于第三位置时，缸体下腔经另一消音器接大气，升降架下降。因此，可以通过简单的操控使机床处于各种所需的工作状态。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明一个优选实施例的立体结构示意图。

图2为图1实施例的剖视结构示意图。

图3为图1实施例的升降机构结构示意图。

图4为图1实施例的气路原理图。

具体实施方式

实施例一

本实施例基于气压系统渐进成形加工用的机床结构如图1和图1所示，底部的床身1工作台面上固定龙门架2，龙门架2由两侧顶面具有纵向滑轨的立撑2-1以及支撑在两侧立撑2-1上且与纵向滑轨构成移动副的横梁2-2构成。横梁2-2上装有与之构成水平移动副的拖板3，拖板3上装有与之构成垂向移动副的刀具架4，刀具架4上装有作为工具头驱动装置的电机，该电机与下端安装工具头7的主轴6传动连接。各移动副分别由相应电机带动的移动机构——通常为螺旋机构带动，因此可以使工具头受控实现纵向、横向以及垂向三维移位，完成加工所需的运动轨迹，并通过自身的旋转，使工件渐进成形。

床身1的工作台1-1上方安置呈矩形框的升降托架9，该升降托架9上安装具有倒T形滑槽的工件支撑夹持装置9-1，工件支撑夹持装置9-1通过压板压紧顶部夹紧工件10的支撑台8。

升降托架9的具体结构如图3所示，为矩形框结构，其四角分别通过四个过盈配合孔与垂向导柱9-2固定连接。垂向导柱9-2插装在使用时固定于床身1安装孔内的直线轴承垂向导套9-3内构成移动副，直线轴承采用法兰加长型，从而易于保证四根导柱具有足够的平行度。

升降架9的两对边中部下表面与垂向的不锈钢气缸5的活塞上端通过球铰头9-4（俗称鱼眼接头）铰接，不锈钢气缸5的缸体下端铰装在机床床身1上。这样将升降驱动与导向分离，不仅降低了气缸的安装难度，更重要的是气缸可以相对导柱有小幅度的自由度，从而不会与导柱的引导产生冲突，有效杜绝了移动时的卡滞现象。