一种高精度圆柱套内壁闭合异形曲线槽的加工装置

摘要

种高精度圆柱套内壁闭合曲线槽的加工装置，尤其是可用于高强度、高刚性的圆柱套内壁闭合异形曲线槽的整体精密加工，该装置由工件主轴传动系统、床身、液压夹钳系统、刀具铣主轴传动系统、深度进给轴传动系统、直线进给轴传动系统、数据采集反馈系统及数控系统组成，提高了圆柱套内壁闭合异形曲线槽的制造精度和整体强度及刚性，降低了生产周期和成本，解决了数控铣削时加工刀具变形和刀具振动控制、数控磨削时砂轮磨损与修正等关键技术问题，可满足高强度、高刚性、高精度的圆柱套内壁闭合异形曲线槽的加工需求。

主权项

一种高精度圆柱套内壁闭合异形曲线槽的加工装置，其特征是：该装置由工件主轴传动系统、床身(2)、液压夹钳系统(3)、刀具铣主轴传动系统、深度进给轴传动系统、直线进给轴传动系统、数据采集反馈系统及数控系统组成；工件主轴传动系统包括交流伺服电机(7)、减速机(26)、电机支架(27)、圆弧传动带(8)、轴承(1)、工件主轴(9)、四爪夹钳（24）；工件主轴传动系统由交流伺服电机(7)、减速机(26)以及圆弧传动带(8)带动主轴(9)旋转；液压夹钳系统(3)由液压站（10）、三点自定心液压夹钳（11）组成，三点自定心液压夹钳（11）包括液压缸（57）、液压中心架（56）、摆杆1（51）、摆杆2（52）、左滚轮（47）、右滚轮（48）、左导柱（49）、右导柱(50)、燕尾支撑（54）、上压板（53）、下压板（55）；三点自定心液压夹钳（11）上压板（53）、下压板（55）平行安装于床身 (2)直线导轨1（25）上，通过液压启动夹紧，液压缸（57）通过活塞推动活塞杆（58）带动下滚轮向上运动，同时通过燕尾支撑（54）带动摆杆1（51）、摆杆2（52）将左滚轮（47）、右滚轮（48）与下滚轮（59）同时接触装夹工件（12）外壁，实现三点自定心；预紧力可通过调节液压油压力进行调节；数据采集反馈系统由直线光栅尺(13)、绝对值旋转编码器(14)组成；直线光栅尺(13)平行安装于直线导轨（28）上，绝对值旋转编码器(14)安装于工件主轴（9）上，绝对值旋转编码器(14)输出轴与工件主轴(9)同轴；刀具铣主轴传动系统包括交流变频电机(15)、调整垫板（29）、电机带轮1（30）、电机带轮2（32）、圆弧形皮带3（31）、铣主轴系统（6）；铣主轴系统（6）包括铣主轴铣箱（4）、前端盖（34）、后端盖（33）、拉杆（38）、角度头导柱（42）、前端盖密封环（36）、后端盖密封环（35）、角度头限位块（41）、连接套（40）、垫圈（37）、螺母（39）、角度头（17）；交流变频电机(15)通过调整垫板（29）安装于X轴滑台（19）上，铣主轴系统(4)由交流变频电机(15)通过圆弧传动带（16）带动拉杆（35）和精密角度头(17)旋转；深度进给轴传动系统由X轴滑台（19）、交流伺服电机(20)、联轴器（43）及精密滚珠丝杠1(22)、轴承支座组成；交流伺服电机（20）安装于Z轴滑台(19)上，带动X轴滑台(18)做上下运动，进行深度进给；直线进给轴传动系统包括Z轴滑台(19)、交流伺服电机(21)、电机支架（45）及精密滚珠丝杠2(23)、轴承支座（46）组成；交流伺服电机(21)通过圆弧传动带（16）带动Z轴滑台(19)进行直线运动；各部件间相互关系： Z轴滑台(19)都安装在床身(2)直线导轨1（25）上，X轴滑台(18) 安装Z轴滑台(19)上，且X轴滑台(18)与Z轴滑台(19)相互垂直；铣主轴系统(4)通过连接套（40）安装在X轴滑台(19)上，并且与主轴(9)中心线同轴，与X轴滑台(18)运行方向垂直；用四爪夹钳和液压夹钳固定工件保证工件的轴向、径向定位，使工件轴中心线与Z轴平行；用主轴传动系统带动四爪夹钳（24）从而带动工件旋转；通过绝对值旋转编码器(14)、直线光栅尺(13)采集角度和位移信息，将信息传递给数控系统，形成全闭环控制；在加工过程中，依靠铣刀对工件的内圆柱面进行铣削加工，通过Z轴滑台（19）给定加工深度，X轴滑台(18)和工件主轴（9）联动，完成内壁闭合曲线槽的铣削加工。