[发明专利]一种细长筒类零件内孔键槽加工用数控机床

说明书

本发明公开了一种细长筒类零件内孔键槽加工用数控机床，包括立柱、上滑座机构、下滑座机构、动力头机构；立柱用作竖向装夹零件，并在所装夹零件上侧装配上滑座机构、下侧装配下滑座机构；上、下滑座机构分别以线性位移结构装配在立柱上，上滑座机构具有朝下延伸的主轴，下滑座机构具有朝上延伸的主轴，上、下主轴能穿入零件内孔，下主轴内可旋转装配有单独驱动的传动轴；动力头机构可拆卸连接在上、下主轴之间，且输入轴与传动轴连接，外周具有在输入轴驱动下进行加工动作的刀具，动力头机构在上、下滑座机构的同步向下线性位移动作中，能穿入零件内孔、并进行对应键槽加工。本发明具有加工精确、稳定、不振动等特点，主轴整体刚性好。

技术领域

本发明涉及数控机床，具体是一种细长筒类零件的内孔键槽加工用的数控机床。

背景技术

在机械结构中，键连接及类似连接（以下统称为键连接）是常见的一种结构形式，通常用于传递扭矩或需要导向的机械结构中。因此，零件上的对应键槽加工精度，直接决定着键连接的可靠性和稳定性。

关于键槽的加工，若对应键槽处在轴外圆上，加工工具受零件结构的限制较小，则加工较为容易，可通过铣削、拉削或刨削等方式获得，且可保证较高的加工精度。但是，若对应键槽处在零件的内孔上，加工工具受限于零件内孔结构，则加工技术难度较大，这尤其以细长筒类零件内孔上的键槽加工最为突出。

通常，细长筒类零件的长径比达12倍以上，例如长度超过1500mm、但内孔孔径却小于120mm。在此类细长筒类零件的内孔上进行键槽加工时，要么存在刀具无法伸入的技术问题，或者，虽然能够伸入、但达不到键槽设计长度的技术问题；要么存在装夹刀具的主轴因伸入过长而刚性不足，导致加工出的键槽精度达不到设计要求的技术问题，例如精密场合所需要的键槽侧面直线度≤0.02/1000mm、对称度≤0.02mm、表面粗糙度≤Ra1.6μm的技术要求，就是刚性不足的主轴所装夹刀具难以加工出来的。

目前，零件内孔键槽的常见加工方法，主要有铣削、拉削、插削、线切割等，其中，尤以铣削加工和拉削加工的质量及效果较高。

以铣削加工零件上的内孔键槽时，虽然可获得较好的加工质量及较高的加工效率，但其主要适用于内孔较大或孔深较短的加工场合。对于长径比较大的细长筒类零件内孔上的键槽加工，铣削加工存在局限性，即使制作特定的悬臂式结构，由于空间结构及结构刚性的限制，也难以满足于细长筒类零件内孔的高精度键槽加工技术要求。

拉削加工一般零件内孔上的键槽时，可获得很高的加工质量，且效率亦较高。但是，其存在的缺点是，组合拉刀制作复杂、成本高。加之，由于细长筒类零件呈细长状，拉削加工产生的铁屑较长，在拉刀内难以排出，形成堆积，易挤压拉刀刃口及键槽加工表面，从而造成加工困难、加工状态不稳定、及加工质量不高等缺陷。

综上所述，针对细长筒类零件内孔上的键槽加工，特别是精密场合所需要的细长筒类零件内孔上的键槽加工，现有加工技术难以满足其技术要求。

发明内容

本发明的技术目的在于：针对上述细长筒类零件（以下非特定描述之外，均简称“零件”）内孔上的键槽特殊性，以及现有加工技术的不足，提供一种主轴能够稳定地轴向穿入零件内孔内，并以上、下双主轴轴向对接而装夹刀具的数控机床。

本发明的技术目的通过下述技术方案实现：一种细长筒类零件内孔键槽加工用数控机床，所述数控机床包括：

-立柱，所述立柱竖向排布于安装基础上，所述立柱的正面用作竖向装夹零件，并在所装夹零件的上侧区域装配上滑座机构、下侧区域装配下滑座机构；

-上滑座机构，所述上滑座机构以可线性位移结构装配在立柱上，所述上滑座机构具有朝向下滑座机构延伸的上主轴，所述上主轴能够轴向穿入所述零件的内孔；