专利名称：车床刀架的制作方法
技术领域：
本发明涉及机械加工设备，特别涉及用于加工非圆轮廓零件的车床，具体是一种车床刀架。
背景技术：
机械产品性能和质量的提高，与设计技术和制造技术的进步密不可分。近年来，非圆设计已经在一些产品设计中广泛应用。例如活塞的设计已普遍采用外表面关键部位中凸变椭圆、异形销孔等设计。非圆柱车削加工技术成为这项技术中将设计变为产品的关键技术之一，其发展历程分为以下三个阶段(1)机械运动合成法加工阶段。机械运动合成法通过机构的运动合成产生异形外圆的车削运动轨迹。其优点是生产效率高，适于大批量生产； 缺点是柔性差，加工精度较低。( 靠模仿形法加工阶段。靠模仿形法利用靠模控制车刀和工件的相对运动轨迹，形成所需的表面形状。优点是加工范围广；缺点是加工精度较低。数控加工阶段。通过编程将异形外圆形状数据输入计算机，由计算机控制进给机构驱动车刀往复进给，直接车削出异形外圆。优点是可以实现高速车削，获得较高的表面质量、 加工范围广；其缺点是造价昂贵，对大批量生产的活塞经济性较差。从非圆加工车床的应用现状来看，靠模加工技术更适合大批量生产。提高立体靠模加工方法的精度，可实现高精度非圆产品的低成本、大批量加工。中国发明专利“立体靠模仿形车削装置”(申请日1996年 11月8日，授权公告日2005年3月16日，授权公告号CN1192838C)公开了一种仿形车削装置，其刀座和仿形触头座设于一个摆动体上，通过摆动体在垂直于靠模轴线平面内摆动，调节车刀相对于工作的角度，从而提高仿形车削加工效果。但是，其刀头与靠模触头的运动轨迹相同，或者调节时需要手动调节车刀向工件伸出的长度，不便于加工出外形相似、比例缩放的工件，尤其是非圆轮廓的工件。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车床刀架，所述的这种车床刀架要解决现有技术中在车床上采用靠模加工非圆轮廓零件时精度低的技术问题。本发明的目的是通过以下技术方案实现的该车床刀架，包括刀具安装座，该车床刀架还包括一个固定底座和可动底座，可动底座一端通过轴承设于固定底座上，轴承的轴线垂直于固定底座，在固定底座与可动导轨之间还设有圆弧导轨，该圆弧导轨的回转中心线与轴承的轴线重合，可动底座通过该圆弧导轨支承于固定底座上，刀具安装座设于可动底座上，可动底座上还设有靠模触头安装座，在固定底座上设有靠模触头抵紧件，该靠模触头抵紧件与靠模触头安装座之间设有弹簧。圆弧导轨固定于可动底座下侧面，在圆弧导轨下部还设有圆球滚动体，，在固定底座上与圆弧导轨位置相对应开设一个圆弧槽，可动底座通过圆弧导轨和圆球滚动体支承于固定底座的圆弧槽中。在可动底座上开设有沿其长度方向的槽，刀具安装座由螺栓通过该槽设于可动底
3座上，靠模触头安装座由螺栓通过该槽设于可动底座上，在固定底座上开设有另一个槽，该另一个槽与可动底座上的槽平行，靠模触头抵紧件由螺栓通过该另一个槽设于固定底座上，靠模触头安装座与轴承的距离大于刀具安装座与轴承的距离。车刀通过刀具压板设于刀具安装座上，刀具压板与刀具安装座通过螺栓相连接， 刀具压板上设有沿车刀长度方向的滑槽，在该滑槽中设有螺栓，螺栓的螺杆穿设于刀具安装座上，刀具后端与一个调节螺杆相连接，调节螺杆是由两段螺距不同的螺纹组成，螺杆头端的螺纹螺距小于螺杆后端的螺纹螺距，螺杆头端与刀具连，螺杆后端与一个固定座相连。可动底座由铝合金构成。可动底座与固定底座之间的轴承为角接触球轴承。本发明和已有技术相比，其效果是积极和明显的。本车床刀架中采用固定底座和可动底座，可动底座可以绕其一端的轴承转动，在固定底座与可动底座之间还设有圆弧导轨，该圆弧导轨起托持可动底座的作用；将刀具和靠模触头安装于可动底座上，靠模触头依靠弹簧的作用力，紧贴在靠模上，靠模形状决定了靠模触头的运动轨迹；这样，靠模就可以决定车刀的运动轨迹，实现非圆零件的加工。车刀由刀具压板设于刀具安装座上，通过调节螺杆可以微量调整车刀伸出的长度。在可动底座上开设沿其长度方向的槽，用于安装刀具安装座和靠模触头安装座，这便于调节刀具和靠模触头与可动底座的回转中心之间的距离，加工出不同的非圆轮廓工件。可动底座由铝合金构成，整体质量较小，减小运动部件的惯性，提高其随动性。轴承采用角接触球轴承，可以使可动底座回转轴的回转间隙为零，保证回转时无误差叠加，角接触轴承的球滚动体反应灵敏能适应刀架的高频往复运动，无运动滞后。
图1是本发明的主视图。图2是本发明的俯视图。图3是本发明中车刀和刀具安装座结构示意图。图4是本发明车床刀架在车床中的应用示意图。
具体实施例方式下面结合附图通过实施例对本发明作进一步详细说明。如图1、图2、图3和图4所示，在本实施例中，该车床刀架，包括刀具安装座7，该车床刀架还包括一个固定底座6和可动底座4，可动底座4 一端通过轴承3设于固定底座6 上，在固定底座6上设有竖直的转轴2，轴承3套设于转轴2上，轴承3为角接触球轴承，这样，轴承3的轴线垂直于固定底座6，在可动底座下侧面还设有圆弧导轨1，该圆弧导轨1的回转中心线与轴承3的轴线重合，与圆弧导轨位置相对应、在固定底座上开设有一个圆弧形凹槽62，该凹槽62的回转中心线与轴承3的轴线重合，凹槽62与导轨1构成导轨副，圆弧导轨中内嵌有圆球滚动体，可动底座通过导轨和圆球滚动体支承于固定底座上，凹槽和导轨的高度需要配合恰当，使装配后可动底座与固定底座之间需要保留一个小的间隙，当可动底座绕轴承转动时，该导轨副起支承作用，在固定底座4上设有靠模触头抵紧件81，该靠模触头抵紧件81与靠模触头安装座8之间设有弹簧82，靠模触头83固定于靠模触头安装座8上。在可动底座4上开设有沿其长度方向的槽41，刀具安装座7由螺栓通过该槽41 设于可动底座4上，靠模触头安装座8由螺栓通过该槽41设于可动底座4上，在固定底座 6上开设有另一个槽61，该另一个槽61与可动底座上的槽41平行，靠模触头抵紧件81由螺栓通过该另一个槽61设于固定底座6上，靠模触头安装座8与轴承的距离大于刀具安装座7与轴承的距离。车刀71通过刀具压板72设于刀具安装座7上，刀具压板72与刀具安装座7通过螺栓相连接，刀具压板72上设有沿车刀长度方向的滑槽73，在该滑槽73中设有螺栓，螺栓的螺杆穿设于刀具安装座7上，车刀71后端与一个调节螺杆5相连接，调节螺杆 5是由两段螺距不同的螺纹组成，螺杆头端的螺纹螺距小于螺杆后端的螺纹螺距，螺杆头端通过螺纹副与刀具71相连，螺杆后端通过螺纹副与一个固定座51相连。当螺杆旋转时，后端的螺距转一圈距离大，头端的螺距转一圈距离小，这样就改变了刀具与固定座之间的距离，通过调节螺杆可以微量调整车刀伸出的长度。在装配时，使回转轴2与轴承3之间的回转间隙为零，保证回转时无误差叠加；角接触轴承3的球滚动体反应灵敏能适应刀架的高频往复运动，无运动滞后；可动底座采用优质铝合金材料构成，使该机构具有较小的运动惯性和较好的运动随动性；车刀的微量调节可由螺杆实现。如图4所示，使用时本发明车床刀架通过固定底座固定于车床的溜板上，靠模102 和工件103通过卡紧装置连接于主轴头上，并与主轴101同轴线，工件由尾架104顶紧，在靠模触头抵紧件81和弹簧82的作用下，靠模触头83与靠模102抵靠在一起，这样当主轴带动靠模和工件旋转过程中便由车刀71切削出工件的外轮廓，由于刀具安装座与靠模触头安装座位于同一个滑槽中，靠模触头安装座与轴承之间的距离大于刀具安装座与轴承的距离，因此所切削出的工件外轮廓与靠模的外轮廓相似，并作了比例缩小，这个比例系数等于靠模触头安装座与轴承之间的距离L2与刀具安装座与轴承之间距离Ll的比值。由此可见，通过滑槽调整刀具安装座与靠模触安装座的相对位置便可以得到与靠模外形相似、比例缩放的工件，调节十分方便；圆弧导轨中内嵌圆球滚动体支承导轨和可动底座，圆球滚动体反应灵敏能适应刀架的高频往复运动，无运动滞后。除了上述方案之外，本发明中的刀具安装座和靠模触头安装座也可以安装于可动底座上的两个滑槽中；车刀伸出长度的调节装置也可以不采用螺杆结构，比如可以采用齿轮齿条结构或蜗轮蜗杆结构，同样可以实现细微调节车刀伸出长的功能；可动底座与固定底座之间的圆弧导轨，其横截可以是矩形，也可以是工字形；靠模触头抵紧件也可由一个设于固定底座上的弹簧片构成，通过弹簧片的作用力也可将靠模触头与靠模抵靠在一起。
权利要求
1.一种车床刀架，包括刀具安装座，其特征在于该车床刀架还包括一个固定底座和可动底座，可动底座一端通过轴承设于固定底座上，轴承的轴线垂直于固定底座，在固定底座与可动导轨之间还设有圆弧导轨，该圆弧导轨的回转中心线与轴承的轴线重合，可动底座通过该圆弧导轨支承于固定底座上，刀具安装座设于可动底座上，可动底座上还设有靠模触头安装座，在固定底座上设有靠模触头抵紧件，该靠模触头抵紧件与靠模触头安装座之间设有弹簧。
2.如权利要求1所述的车床刀架，其特征在于圆弧导轨固定于可动底座下面，在圆弧导轨下部还设有圆球滚动体，在固定底座上与圆弧导轨位置相对应开设一个圆弧槽，可动底座通过圆弧导轨和圆球滚动体支承于固定底座的圆弧槽中。
3.如权利要求1所述的车床刀架，其特征在于在可动底座上开设有沿其长度方向的槽，刀具安装座由螺栓通过该槽设于可动底座上，靠模触头安装座由螺栓通过该槽设于可动底座上，在固定底座上开设有另一个槽，该另一个槽与可动底座上的槽平行，靠模触头抵紧件由螺栓通过该另一个槽设于固定底座上，靠模触头安装座与轴承的距离大于刀具安装座与轴承的距离。
4.如权利要求1所述的车床刀架，其特征在于车刀通过刀具压板设于刀具安装座上， 刀具压板与刀具安装座通过螺栓相连接，刀具压板上设有沿车刀长度方向的滑槽，在该滑槽中设有螺栓，螺栓的螺杆穿设于刀具安装座上，刀具后端与一个调节螺杆相连接，调节螺杆是由两段螺距不同的螺纹组成，螺杆头端的螺纹螺距小于螺杆后端的螺纹螺距，螺杆头端与刀具连，螺杆后端与一个固定座相连。
5.如权利要求1所述的车床刀架，其特征在于可动底座由铝合金构成。
6.如权利要求1所述的车床刀架，其特征在于可动底座与固定底座之间的轴承为角接触球轴承。
全文摘要
一种车床刀架，该车床刀架，包括刀具安装座，该车床刀架还包括一个固定底座和可动底座，可动底座一端通过轴承设于固定底座上，轴承的轴线垂直于固定底座，在固定底座与可动导轨之间还设有圆弧导轨，该圆弧导轨的回转中心线与轴承的轴线重合，刀具安装座设于可动底座上，可动底座上还设有靠模触头安装座，在固定底座上设有靠模触头抵紧件，该靠模触头抵紧件与靠模触头安装座之间设有弹簧。本车床刀架中采用固定底座和可动底座，可动底座可以绕其一端的轴承转动，在固定底座与可动底座之间还设有圆弧导轨托持可动底座；靠模触头依靠弹簧的作用力，紧贴在靠模上，靠模形状决定了靠模触头的运动轨迹，实现非圆零件的加工。
文档编号B23B21/00GK102398045SQ201010278220
公开日2012年4月4日 申请日期2010年9月10日 优先权日2010年9月10日
发明者倪莉, 孙许方, 席建普, 张洪, 李彬, 李金明, 梁颖, 赵则祥, 赵惠英 申请人:中原工学院