[实用新型]一种自由曲面单点端面车床

说明书

本实用新型公开了一种自由曲面单点端面车床，包括床身、第一夹具、电机、车刀、X向、Z向进给机构、Y轴旋转机构和第二夹具，该电机装设在床身且带动第一夹具和第一夹具上的工件绕Z向转动；该X向进给机构装接在床身和Z向进给机构之间，该Z向进给机构装接在X向进给机构和Y轴旋转机构之间，该Y向旋转装置装接在Z向进给机构和第二夹具，该第二夹具上装接车刀，通过车刀沿X向、Z向的进给及Y向的旋转使车刀的中心轴线始终通过工件表面的法线方向及车刀的刀尖点始终与工件相接触。它具有如下优点：减小车刀受到冲击和磨损，提高刀具寿命；车刀所需的窗口角显著减小，有利于车刀特别是单点超硬材料车刀刃口的修磨；提升加工表面质量。

技术领域

本实用新型涉及一种精密超精密加工技术领域，尤其涉及一种自由曲面单点端面车床。

背景技术

单点车削工艺方法广泛应用于精密超精密加工领域，加工尺寸精度可达到微米量级，而表面粗糙度值可达到纳米量级。现有的大多数单点车削工艺应用于平面加工，曲面的加工一般需要利用刀具在工件轴向和工件径向的直线进给插补获得，但是两个方向的直线进给插补形成曲面存在以下几个问题：(1)刀具和工件的接触点在不断变化，造成单点刀具的冲击，影响切削过程的稳定性和刀具寿命；(2)刀具刃口接触点的变化范围较大，使得单点刀具的窗口角变大，增加了刀具刃磨的难度和加工成本；(3)工件轴向进给在曲面切线方向的分量是不断变化的，造成实际进给量的不均匀变化，影响已加工表面质量的一致性。

实用新型内容

本实用新型提供了一种自由曲面单点端面车床，其克服了背景技术中车床所存在的不足。

本实用新型解决其技术问题的所采用的技术方案是：

一种自由曲面单点端面车床，包括床身、能转动装设在床身并用于连接工件的第一夹具、电机和车刀，该电机装设在床身且传动连接第一夹具以带动第一夹具和第一夹具上的工件绕Z向转动；还包括X向进给机构、Z向进给机构、Y轴旋转机构和第二夹具，该X向进给机构装接在床身和Z向进给机构之间并使Z向进给机构能沿X向进给，该Z向进给机构装接在X向进给机构和Y轴旋转机构之间并使Y轴旋转机构能沿Z向进给，该Y向旋转装置装接在Z向进给机构和第二夹具并使第二夹具能沿Y向转动，该第二夹具上装接车刀，通过车刀沿X向、Z向的进给及Y向的旋转使车刀的中心轴线始终通过工件表面的法线方向及车刀的刀尖点始终与工件相接触。

该电机通过电主轴传动连接第一夹具，该第一夹具包含有能吸附工件的吸盘。

该工件为轴对称的回转体的零件，该零件的端面截面形状为一条自由曲线。

该车刀材料选用金刚石和立方氮化硼中的一种。

该车刀还具有刀杆，该第二夹具夹接该刀杆，该车刀具有中心轴线，该中心轴线是一条通过车刀的刀尖点且与刀杆轴线平行的直线。

该床身设有一工作台及两固设在工作台上且沿X向间隔布置的支撑架，该电机位于工作台之下，该第一夹具位于工作台之上，该X向进给机构连接该两支撑架。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

车刀能沿X向、Z向的进给及Y向的旋转，以使车刀的中心轴线始终通过工件表面的法线方向及车刀的刀尖点始终与工件相接触，即车刀与工件的接触点固定，因此能产生如下技术效果：其一，减小车刀受到冲击和磨损，提高刀具寿命；其二，车刀所需的窗口角显著减小，有利于车刀特别是单点超硬材料车刀刃口的修磨；其三，提升加工表面质量，改善了传统自由曲面单点端面车削进给方法造成的加工后自由曲面粗糙度均匀性差的问题，克服了传统刀具进给方法所引起的问题。

附图说明

下面结合附图和本具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

图1-1为一种自由曲面单点端面车床的结构示意图。

图1-2是图1-1的I处放大示意图。