数控单柱立式车床的制作方法

本实用新型涉及数控机床技术领域，尤其涉及用于中小型回转体零件加工用机床。

背景技术：

中国大陆目前生产的1.6米普通单柱立式车床，存在着结构设计烦琐，传动尺寸链长，制作维修困难，精度不高等缺点；很难适应当今加工高精度的旋转曲面、斜面，由于近年来生产供大于求，出现了市场饱和的局面。在此基础上改进的数控单柱立式车床形式各异，但都不免留下了原机床不合理的成分。

技术实现要素：

为了解决现有的1.6米单柱立式车床存在的上述问题，本实用新型提供了一种1.6米数控单柱立式车床。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：数控单柱立式车床，包括立柱、液压两挡无级变速箱、工作台、横梁、蜗轮箱、垂直滑座、液压工作站和按钮站，工作台底座上安装工作台和立柱，立柱和工作台呈前后拼接结构，液压两档无级变速箱安装于立柱的后下侧，横梁安装于立柱的前侧，横梁前面安装横梁滑座，横梁滑座上安装垂直滑座，垂直滑座上安装滑枕，滑枕下方安装刀架，垂直滑座安装于横梁的前侧，蜗轮箱安装于立柱上部，蜗轮箱与横梁连接，液压工作站分别同工作台、横梁、垂直滑座连接。

所述工作台上安装长主轴，长主轴与工作台底座连接，工作台底座上安装II轴，II轴下部安装伞齿轮，II轴上部安装斜齿轮，II轴的伞齿轮和液压两档无级变速箱的伞齿轮连接，斜齿轮和齿圈连接，齿圈安装在工作台上，工作台底座上部及工作台的下部设有滑动导轨，长主轴通过主轴轴承和轴承连接工作台底座，工作台和长主轴上端安装编码器。

立柱的内下腔为液压工作站的油室，油路与工作台底座连接，立柱的后面安装配电柜，蜗轮箱通过丝杠连接横梁，横梁安装于立柱导轨上。

滚珠丝杠通过轴承套、支架、端盖、第二轴承、螺母安装在横梁上，滚珠丝杠的右端通过支架与弹性膜片联轴器、行星齿轮减速箱、交流伺服电机连接，横梁后部的导轨通过压板与立柱连接。

横梁滑座通过压板与横梁连接，横梁滑座的前面通过螺钉、定位轴等与垂直滑座连接；滑枕通过滚珠丝杠、支架、第二轴承、第三轴承轴承和平衡油缸安装在垂直滑座上；滚珠丝杠的上端通过支架与弹性膜片联轴器、行星齿轮减速箱、交流伺服电机连接。

液压两挡无级变速箱安装在立柱的后下侧，通过伞齿轮与工作台底座上的II轴连接。

所述滑枕为方滑枕结构或T形滑枕结构。

整机外部设有设有半封闭防护罩。

所述整机外部设有框架式半封闭机床防护罩，服了普通立式车床十六级变速箱传动尺寸链长，机构繁琐，成本高，装配、维修难度大的缺陷，具有操作、使用便捷，节能省电等优势，由于主电机功率较大，实际工作中占总耗电量的80％以上，由于使用数控技术、液压两挡无级变速箱技术，可以使数控立式车床比普通立式车床节省电能大约40％；另外，本变速箱和工作台齿轮全部采用6级精度设计，并采用磨齿工艺，大大降低了机床噪音，具有绿色环保的功效。并配备了冷却水泵和排屑机，按钮站安装在防护罩的前右侧，这种设计，宜人化程度高，提高了刀片使用寿命，防止了工件的热变形，同时，对于文明生产和安全生产起到了积极的促进作用。

附图说明

图1是本实用新型数控单柱立式车床整体结构左视图。

图2是本实用新型数控单柱立式车床的工作台部分剖视结构图。

图3是本实用新型数控单柱立式车床立柱及横梁升降蜗轮箱部分主视结构图。

图4是本实用新型数控单柱立式车床横梁部分剖视结构图。

图5是本实用新型数控单柱立式车床垂直滑座部分剖视结构图。

图中：1、立柱，2、液压两挡无级变速箱，3、工作台，4、工作台底座，5、横梁，6、蜗轮箱，7、横梁滑座，8、垂直滑座，9、滑枕，10、支架，11、行星齿轮减速箱，12、交流伺服电机，13、刀架，14、防护罩，15、按钮站，16、夹爪，17、电动润滑泵，18、液压工作站，19、齿圈，20、间隔套，21、螺母，22、支撑管，23、端盖，24、主轴轴承，25、轴承，26、螺母、27、伞齿轮，28、轴承，29、斜齿轮，30、II轴，31、长主轴，32、编码器，33、吊钩，34、双轴伸电机，35、丝杠，36、液压夹紧装置，37、轴承套，38、端盖，39、第二轴承，40、螺母，41、滚珠丝杠，42支架，43弹性膜片联轴器，44行星齿轮减速箱，45、交流伺服电机，46、间隔套，47、垫，48、轴承套，49、第三轴承，50、端盖，51、平衡油缸，52、刀架，53、定位轴。

具体实施方式

本实用新型的共分：立柱1部分、液压两挡无级变速箱2部分、工作台3部分、横梁5 部分、蜗轮箱6部分、垂直滑座8部分、液压及润滑部分、防护罩14部分、按钮站15部分、电气及数控部分等组成。

如图1和图2所示，立柱1与工作台底座4呈前后拼接结构，工作台底座4上安装工作台3，立柱1前面安装横梁5，立柱1上部安装蜗轮箱6，横梁5前面安装横梁滑座7，横梁滑座7的前面安装垂直滑座8，垂直滑座8上安装滑枕9，滑枕9下方安装刀架13，立柱1后下侧安装液压两挡无级变速箱2，液压工作站18，立柱1后侧安装主电机，横梁5、立柱1主导轨采用淬火磨削硬导轨结构，副导轨全部粘贴聚四氟乙烯导轨软带，滑枕9采用方滑枕结构，也可采用T型滑枕结构，工作台3部分的长主轴31安装了编码器32，车床设计精度为6级，车床可以对国内外黑色金属、有色金属及非金属零件的内外圆柱面、圆锥面、断面、切槽、任意回转曲面、螺纹等进行粗、半精、精加工；可广泛用于对国内外高、精、尖回转零部件的车削加工。

工作台部分：工作台部分结构主要由：工作台3、工作台底座4、齿圈19，间隔套20，螺母21、支撑管22、端盖23、主轴轴承24、轴承25、螺母26、伞齿轮27，轴承28、斜齿轮29，II轴30，长主轴31，编码器32等组成。

工作台3上安装长主轴31，并和工作台底座4连接，工作台3位于工作台底座4的上方，工作台底座4上安装II轴30，II轴30下部安装伞齿轮27，上部安装斜齿轮29，伞齿轮27和液压两档无级变速箱2连接，斜齿轮29和齿圈19连接，齿圈19安装在工作台3 上，工作台底座4上部及工作台3的下部设有滑动导轨，长主轴31通过主轴轴承24，轴承 25连接工作台底座4，工作台3和长主轴31上端安装编码器32。

工作台3选用长主轴31结构，导轨选用恒流静压滑动导轨技术，其承载能力是动压结构的140％，工作台3传送部分由液压两挡无级变速箱2和主电机构成，主电机通过皮带轮和三角带与液压两挡无级变速箱2连接，液压两挡无级变速箱2通过伞齿轮27与工作台|| 轴30连接，由于使用交流伺服驱动器驱动主电机，使工作台3具有低速大扭矩功能，可以实现恒扭矩切削；液压无级变速箱采用液压两挡(或四挡)无级变速箱，可以实现高速、低速旋转，所以，本机床具备低速粗车，高速精车功能。主轴下端安装了编码器32，机床具有车螺纹功能。

立柱1及蜗轮箱6部分如图3所示：本部分由立柱1、吊钩33、蜗轮箱6，双轴伸电机34、丝杠35等组成。

立柱1与工作台底座4呈前后拼接结构，立柱1的内下腔为液压工作站18的油室，油路与工作台底座4连接，立柱1的前面安装横梁5，立柱1的后面安装配电柜，蜗轮箱6安装在立柱1前上方，通过丝杠35带动横梁5沿立柱1导轨完成上下动作。

横梁部分如图4所示，主要由横梁5、液压夹紧装置36、轴承套37、端盖38、第二轴承39、螺母40、滚珠丝杠41、支架42、弹性膜片联轴器43、行星齿轮减速箱44、交流伺服电机45等组成。

滚珠丝杠41通过轴承套37、支架42、端盖38、第二轴承39、螺母40安装在横梁5 上，滚珠丝杠41的右端通过支架42与弹性膜片联轴器43、行星齿轮减速箱44、交流伺服电机45连接。

横梁5采用HT300优质铸铁，矩形导轨采用淬火磨削工艺，横梁5与立柱1用压板和斜铁连接，并有液压夹紧装置36；横梁5上安装了滚珠丝杠41，滚珠丝杠41采用过定位技术和第二轴承39连接，并通过弹性膜片联轴器43与支架42、行星齿轮减速箱44和交流伺服电机45连接，滚珠丝杠41带动横梁滑座7可以完成机床的X向运行。横梁5、横梁滑座 7的副导轨全部粘贴聚四氟乙烯软带，降低了摩擦阻力，提高了机床寿命。

垂直滑座部分结构如图5所示，主要由：横梁滑座7、垂直滑座8、滑枕9、轴承套37、第二轴承39、螺母40、滚珠丝杠41、支架42，弹性膜片联轴器43、行星齿轮减速箱44、交流伺服电机45、间隔套46、垫47、轴承套48、轴承49、端盖50、平衡油缸51、刀架 52、定位轴53等组成。

横梁滑座7通过压板与横梁5连接，横梁滑座7的前面通过螺钉、定位轴53等与垂直滑座8连接；滑枕9通过滚珠丝杠41、支架42、第二轴承39、第三轴承49、平衡油缸51 等安装在垂直滑座8上；滚珠丝杠41的上端通过支架42与弹性膜片联轴器43、行星齿轮减速箱44、交流伺服电机45连接；滑枕9的下端安装刀架52。

其中，滑枕9采用优质球墨铸铁，垂直滑座8、横梁滑座7采用优质灰口铸铁，滑枕9 采用淬火磨削工艺，垂直滑座8、横梁滑座7的副导轨全部粘贴聚四氟乙烯软带，降低了摩擦阻力，提高了机床寿命。垂直滑座8上安装了平衡油缸51，用于平衡滑枕9，防止出现掉刀现象。刀架52上安装了水嘴，可以用切削液冷却工件，防止工件热变形，同时，提高了刀片寿命。刀架52可以选用普通刀架，也可以选用数控刀架。

液压两挡无级变速箱2采用交流伺服技术、液压技术、机械技术设计而成。

本机床还设计制作了简洁美观的钢结构框架式半封闭机床防护罩14，并配备了排屑机，有切削液水泵冷却刀片，防止工件热变形，对于文明生产，和提高产品质量极为有利。

液压工作站部分和电动润滑部分：本机床还设计了单独的液压工作站18，分别控制恒流静压工作台3的浮起和齿轮润滑；控制横梁5的夹紧与放松；通过平衡油缸51控制滑枕 9的平衡，防止掉刀；实现液压两挡无级变速箱2的换挡和润滑。

电动润滑部分则对立柱1、横梁5、横梁滑座7、垂直滑座8、滑枕9的导轨实现定时、定量润滑，对降低机床摩擦，提高机床寿命极为有利。

电气部分和数控系统部分：电气部分设计制作了单独的电气柜，用交流伺服驱动器控制主电机，通过液压两挡无级变速箱2、三角带及三角带轮、齿轮等带动工作台3运转；控制NC交流伺服电机12，45通过行星齿轮减速箱11和弹性膜片联轴器43实现X、Z轴运行；控制双轴伸电机34通过蜗轮箱6、丝杠35带动横梁5上升、下降；通过控制液压泵电机完成液压工作站18的功能；控制水泵完成刀片冷却；控制排屑电机完成排屑。数控系统部分可选取西门子、发那科、台湾新代、广数等，由客户任选。

采用此种方案分别对齐齐哈尔第一机床厂、瓦房店重型机床厂、俄罗斯等生产的1.6米单柱普通立车进行了数控化改造，同时，还设计制作了单柱数控立车，经过多年来的实践证明，都达到了预期的使用效果。本设计方案适用于C5112，C5116，C5120，C5123，C5126普通单柱立式车床的数控化改造，同样，适合于CK5112，CK5116，CK5120，CK5123，CK5126数控单柱立式车床的加工制作。