专利名称：异形孔精密镗床的制作方法
技术领域：
本发明提供了一种异形孔的精密加工设备，尤其是一种镗床。
背景技术：
在异形孔(如活塞异形销孔中的喇叭口形孔、椭圆形孔、喇叭口与椭圆组合形孔)的加工方面，国内曾有人进行过研究，但未取得突破性进展。国外曾研制出一种利用液压弹性变形原理的异形孔加工设备，但机构复杂，分辨精度低(仅为0.10μm/脉冲)，达不到高精度活塞异形孔的精度要求。申请人的前身山东活塞厂曾研制出申请号为91107945.9的异形孔镗床，其加工精度仍较低(分辨精度最高为0.03μm/脉冲)，且不能调整所加工孔的椭圆度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种异形孔精密镗床，以满足高精度异形孔的加工精度，并能调整所加工孔的椭圆度度。
本发明是这样实现的，异形孔精密镗床，主要由床身、主电机、工件定位机构、轴向进刀机构、径向进刀机构、刀杆和数控装置组成，在所述的径向进刀机构上，伺服电机的齿形带轮通过齿形带与滚珠丝杠上的齿形带轮连接在一起，滚珠丝杠上连接有小滑台，小滑台上安装有花键轴，花键轴外有花键套与斜槽导套固定在一起，斜槽导套通过其上面的燕尾槽与燕尾块连接在一起，燕尾块安装在内轴上，花键轴上固定有传动小轴，传动小轴上的四个滚轮无间隙地装配于螺旋槽支架的螺旋槽中，螺旋槽支架与锥形盘固定在一起，锥形盘固定在外轴上，外轴带轮连接盘分别与锥形盘、外轴带轮连接在一起，安装有刀杆的内轴的中心线偏心于外轴的中心线，它还有椭圆度调整装置，在椭圆度调整装置上，斜形滑块与可摆动底板之间一端通过转轴铰接在一起、另一端安装有蜗轮蜗杆机构，斜形滑块下方两侧有移动滑块安装在底座上，移动滑块内安装有左右旋双螺纹丝杠，左右旋双螺纹丝杠上有手柄。
采用上述结构的异形孔精密镗床，可实现异形孔(如活塞异形销孔中的喇叭口形孔、椭圆形孔、喇叭口与椭圆组合形孔)的加工成形，加工精度高(分辨精度为0.005～0.03μm/脉冲)，且能方便地调整所加工孔的椭圆度，操作容易，可靠性强。
图1是本发明整体结构的示意图。图2是其径向进刀机构的后视剖面示意图。图3是轴向进刀机构的示意图。图4表示了滑台结构的示意图。图5～图7表示了椭圆形孔的加工成形原理。
具体实施例方式
下面结合
本发明的具体结构和工作原理。
如附图所示，本发明之异形孔精密镗床，主要由床身(42)、主电机(6)、工件夹紧机构(38)、轴向进刀机构、径向进刀机构、刀杆(37)和数控装置(39)组成，在所述的径向进刀机构上，伺服电机(15)的齿形带轮(16)通过齿形带(17)与滚珠丝杠(19)上的齿形带轮(18)连接在一起，滚珠丝杠(19)上连接有小滑台(20)，小滑台上安装有花键轴(14)，花键轴外有花键套(13)与斜槽导套(12)固定在一起，斜槽导套通过其上面的燕尾槽与燕尾块(10)连接在一起，燕尾块安装在内轴(1)上，花键轴(14)上固定有传动小轴(11)，传动小轴上的四个滚轮(25)无间隙地装配于螺旋槽支架(9)的螺旋槽中，螺旋槽支架与锥形盘(8)固定在一起，锥形盘固定在外轴(2)上，外轴带轮连接盘(28)分别与锥形盘、外轴带轮(29)连接在一起，安装有刀杆(37)的内轴(1)的中心线偏心于外轴(2)的中心线，它还有椭圆度调整机构，在椭圆度调整机构上，斜形滑块(26)与可摆动底板(36)之间一端通过转轴(34)铰接在一起、另一端安装有蜗轮蜗杆机构(21)，斜形滑块下方两侧有移动滑块(24)安装在底座(52)上，移动滑块内安装有左右旋双螺纹丝杠(31)，左右旋双螺纹丝杠上有手柄(22)。
使用时，被加工件(如活塞)通过滑台(41)上的工件夹紧机构(38)、定位机构(40)实现固定、定位。
主电机(6)固定在电机支架(5)上。电机支架安装在主轴箱(35)上。主电机轴上的带轮(7)通过多楔带与外轴带轮(29)连接在一起，外轴带轮与锥形盘(8)连接在一起。外轴带轮连接盘(28)通过圆柱销钉(27)与锥形盘(8)连接在一起。
主电机(6)通过带轮(7)及多楔带带动外轴带轮(29)转动，外轴带轮通过外轴带轮连接盘(28)及锥形盘(8)将这一转动传递给外轴(2)，使外轴作高速旋转运动，外轴通过固定在锥形盘上的螺旋槽支架(9)、螺旋槽中的滚轮(25)、传动小轴(11)、花键套(13)，将高速旋转运动传递给花键轴(14)，花键轴通过斜槽导套(12)和燕尾块(10)组成的燕尾机构将运动传递给装有刀杆的内轴(1)，完成了刀杆的高速镗削运动。
伺服电机(15)通过齿形带轮(16)、齿形带(17)、齿形带轮(18)带动滚珠丝杠(19)转动，滚珠丝杠带动小滑台(20)作直线运动；小滑台通过花键轴(14)带动传动小轴(11)运动，由于传动小轴上的滚轮(25)是装配于螺旋槽支架(9)的螺旋槽中的，因此，传动小轴产生相对于花键轴轴线的旋转运动，花键轴(14)同时作旋转运动，花键轴通过花键套(13)、与花键套连接在一起的由斜槽导套(12)、燕尾槽(10)组成的燕尾机构将这一运动传递给内轴(1)，变成内轴对外轴的相对旋转运动。由于内轴对外轴相对偏心，因此这一运动就变成安装在内轴上的刀杆的径向进刀运动。
在滑台(41)下方的床身内还有轴向进刀机构。在轴向进刀机构上，伺服电机(43)安装在电机支架(44)上，伺服电机轴经弹性联轴器(45)与丝杠支架(50)上的滚珠丝杠(46)连接在一起，滚珠丝杠上的丝杠螺母(49)通过丝杠螺母座(48)固定在连接盘(47)上，连接盘固定在滑台(41)上。轴向进给电机带动滚珠丝杠转动，进而带动滑台移动，带动固定在工件夹紧机构上的工件移动，实现轴向进刀运动。
由于内轴偏心的存在，当内轴相对于外轴作相对运动时，必然产生内轴相对于外轴的相对径向移动。而斜槽导套(11)与外轴是同轴的，所以内轴与斜槽导套的传动环节上就有相对径向移动。斜槽导套安装在燕尾槽内组成燕尾机构，就可消除这种径向移动。燕尾机构的可相对移动方向与内轴偏心方向一致。
喇叭口形孔的加工成形原理是，伺服电机(15)带动径向进刀机构形成刀杆的径向进刀运动，伺服电机(43)带动滑台(41)形成刀杆的轴向进刀运动，两者的插补运动，可完成各种喇叭口形孔的加工成形。
椭圆形孔的加工成形原理是，根据图5～图7所示，内、外轴(即刀杆)轴线相对于轴向进给方向形成一定的夹角，所加工出的孔即为椭圆形孔。
喇叭口与椭圆组合形孔的加工成形原理是，在进行椭圆形异形孔加工的同时，伺服电机(15)带动的径向进刀机构和伺服电机(43)带动的轴向进刀机构两者进行插补运动，可完成各种喇叭口与椭圆形孔的加工成形。
椭圆度调整机构的工作原理是，转动蜗轮蜗杆机构(21)，使可摆动底板(36)绕转轴(34)转动，实现内、外轴轴线相对于轴向进给方向夹角的调整，完成椭圆度的调整。因内、外轴轴线角度的调整所造成的刀杆高度的变化，可通过转动手轮(22)，调整移动滑块(24)之间的相对距离，使斜形滑块(26)上、下移动来实现。调整完成后，可以通过锁紧螺钉(33)，使可摆动底板(36)和斜形滑块(26)上的锁紧压板(23)、(32)锁紧定位。
如图4所示，本发明中的滑台为双V形毛细管节流式精密液体静压滑台。
在床身(42)上安装有滑台(41)。毛细管节流器(51)经滑台上的油孔与滑台V形导轨面上的油槽相通。液压油经毛细管节流器节流后，经油槽进入床身与滑台V形导轨面之间的缝隙，在滑台重力的作用下，滑台与底座间形成静压油膜，降低了滑台移动的摩擦力，提高了滑台的导向精度。
外轴(2)的前后轴承采用小孔节流式高速精密液体静压轴承(3)，以提高外轴的回转精度。这种轴承的上面接有压力表(4)。
权利要求
1.异形孔精密镗床，主要由床身(42)、主电机(6)、工件夹紧机构(38)、轴向进刀机构、径向进刀机构、刀杆(37)和数控装置(39)组成，其特征在于，在所述的径向进刀机构上，伺服电机(15)的齿形带轮(16)通过齿形带(17)与滚珠丝杠(19)上的齿形带轮(18)连接在一起，滚珠丝杠(19)上连接有小滑台(20)，小滑台上安装有花键轴(14)，花键轴外有花键套(13)与斜槽导套(12)固定在一起，斜槽导套通过其上面的燕尾槽与燕尾块(10)连接在一起，燕尾块安装在内轴(1)上，花键轴(14)上固定有传动小轴(11)，传动小轴上的四个滚轮(25)无间隙地装配于螺旋槽支架(9)的螺旋槽中，螺旋槽支架与锥形盘(8)固定在一起，锥形盘固定在外轴(2)上，外轴带轮连接盘(28)分别与锥形盘、外轴带轮(29)连接在一起，安装有刀杆(37)的内轴(1)的中心线偏心于外轴(2)的中心线，它还有椭圆度调整装置，在椭圆度调整装置上，斜形滑块(26)与可摆动底板(36)之间一端通过转轴(34)铰接在一起、另一端安装有蜗轮蜗杆机构(21)，斜形滑块下方两侧有移动滑块(24)安装在底座(52)上，移动滑块内安装有左右旋双螺纹丝杠(31)，左右旋双螺纹丝杠上有手柄(22)。
全文摘要
本发明提供了一种异形孔精密镗床，属于一种异形孔的精密加工设备，主要由床身(42)、主电机(6)、工件夹紧机构(38)、轴向进刀机构、径向进刀机构、刀杆(37)和数控装置(39)组成，这种异形孔精密镗床，可实现异形孔(如活塞异形销孔中的喇叭口形孔、椭圆形孔、喇叭口与椭圆组合形孔)的加工成形，加工精度高(分辨精度为0.005～0.03μm/脉冲)，且能方便地调整所加工孔的椭圆度，操作容易，可靠性强。
文档编号B23B41/00GK1406696SQ0112736
公开日2003年4月2日 申请日期2001年8月29日 优先权日2001年8月29日
发明者王宝沛, 谢茹华, 翟鹏, 王海华, 王海涛 申请人:山东滨州渤海活塞股份有限公司