專利名稱：加工圓柱和圓孔方法及立式鉆銑機(jī)床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種加工圓柱和圓孔方法及立式鉆銑機(jī)床，尤其是一種適用于單工序或?qū)I(yè)加工性能高的加工圓柱和圓孔方法及立式鉆銑機(jī)床。
二背景技術(shù)：
在制造業(yè)中， 一個(gè)裝備是由多個(gè)零部件裝配而成，零部件的加工精度對保證裝備的性能起到很重要的作用，同時(shí)零部件的加工能力的高低，也決定了制造業(yè)的水平的高低，因此在制造業(yè)中，機(jī)床是一個(gè)重要的設(shè)備，
對提高整個(gè)制造業(yè)的水平起到重要作用；在現(xiàn)有的機(jī)床中，特別是在現(xiàn)有的加工圓柱和圓孔方法及立式鉆銑機(jī)床中，在對工件進(jìn)行加工時(shí)，在水平面上采用了X、 Y軸相對直線運(yùn)動(dòng)的方法，受刃具的中心位置的確定，通常要使工件在X、 Y軸上移動(dòng)來保證工件的運(yùn)動(dòng)，因而使在X、 Y軸移動(dòng)距離為工件加工面的直徑的2倍，從而使加工圓柱和圓孔方法及立式鉆銑機(jī)床占用面積大，如加工小600mm直徑的圓柱體，需要使工件在X、 Y軸上移動(dòng)至少為1200mm的距離。
三
發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述的技術(shù)缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供一種加工圓柱和圓孔方法及立式鉆銑機(jī)床，減少了機(jī)床的占用面積。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是一種加工圓柱的方法
圓柱工件的園周設(shè)置為被四等分的第一、第二、第三和第四區(qū)間。工作臺(tái)設(shè)置為圓形旋轉(zhuǎn)式并其中心點(diǎn)設(shè)置為01。
在對工件進(jìn)行外圓周面進(jìn)行加工時(shí)，刃具的中心點(diǎn)、'工件的等分點(diǎn)I與刃具接觸點(diǎn)、工件的中心點(diǎn)和工作臺(tái)的中心點(diǎn)01連線設(shè)置為X軸，工作臺(tái)的中心點(diǎn)01設(shè)置為X、 Y軸的原點(diǎn)O，刃具的直徑設(shè)置為C，工件的直徑設(shè)置為d，工件的中心點(diǎn)與工作臺(tái)的中心點(diǎn)01的之間的距離設(shè)置為R，工作臺(tái)的中心點(diǎn)01在X軸的移動(dòng)距離設(shè)置為x，工件的中心點(diǎn)與X軸的夾角設(shè)置為a 。
在對工件進(jìn)行外圓周面進(jìn)行加工時(shí)，工作臺(tái)的中心點(diǎn)01在X軸上移動(dòng)同時(shí)工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)使工件的中心點(diǎn)與X軸之間的夾角變化。
當(dāng)刃具開始加工時(shí)，工件的在x軸上的等分點(diǎn)時(shí)，工件的中心點(diǎn)與x軸的
夾角a設(shè)置為O。；工件的在Y軸等分點(diǎn)時(shí)，工件的中心點(diǎn)與Y軸的夾角a設(shè)置為e并0 =arctan (C X d / R)。
第一步驟加工工件的第一區(qū)間
工件中心點(diǎn)、刃具的中心點(diǎn)和工作臺(tái)的中心點(diǎn)01在X軸上，工件與刃具接觸，工作臺(tái)的中心點(diǎn)01與X、 Y軸的原點(diǎn)0重合，工作臺(tái)按順時(shí)針或逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)沿X軸移動(dòng)，刃具加工工件的第一區(qū)間，工作臺(tái)的中心點(diǎn)01在X軸的移動(dòng)距離x與工件的中心點(diǎn)與X軸的夾角a之間關(guān)系設(shè)置為cos ct =[R+(C+d) /2-x]2+ R2-[ (C+d) /2]2/2 R[R十(C+d) / 2-x] ， x設(shè)置為負(fù)值，當(dāng)加工到在Y軸上的等分點(diǎn)時(shí)，a=p、 x=-xl，工作臺(tái)的中心點(diǎn)01與X、 Y軸的原點(diǎn)O之間的距離為xl。
第二步驟加工工件的第二區(qū)間
把X、 Y軸的原點(diǎn)O再重新設(shè)置為工作臺(tái)的中心點(diǎn)Ol，工作臺(tái)按與第一步驟的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)沿X軸移動(dòng)，刃具11加工工件的第二區(qū)間，工作臺(tái)的中心點(diǎn)01在X軸的移動(dòng)距離x與工件的中心點(diǎn)與X軸的夾角a之間關(guān)系設(shè)置為cosa=[R+ (C+d) /2-x]2+ R2-[ (C+d) /2]2/2 R[R+ (C+d) /2-x]， x設(shè)置為負(fù)值，當(dāng)加工到在X軸上的另一個(gè)等分點(diǎn)時(shí)，d=0、 x=-x2，工作臺(tái)的中心點(diǎn)01與X、 Y軸的原點(diǎn)0之間的距離為x2。
第三步驟加工工件的第三區(qū)間
把X、 Y軸的原點(diǎn)0再次重新設(shè)置為工作臺(tái)的中心點(diǎn)01，工作臺(tái)按與第二步驟的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的和與第一步驟的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同的方向轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)沿X軸反方向移動(dòng)，刃具加工工件的第三區(qū)間，工作臺(tái)的中心點(diǎn)01在X軸的移動(dòng)距離x與工件的中心點(diǎn)與X軸的夾角a之間關(guān)系設(shè)置為cos a =[R+(C+d) / 2-x]2+R2-[ (C+d) /2]2/2R[R+ (C+d) /2-x]， x設(shè)置為正值，當(dāng)加工到在Y軸上的另一個(gè)等分點(diǎn)時(shí)，a=p 、 x=+x2，工作臺(tái)的中心點(diǎn)01與X、 Y軸的原點(diǎn)0之間的距離為x2，即工作臺(tái)的中心點(diǎn)01移動(dòng)到在加工工件第二區(qū)間時(shí)的X、 Y軸的原點(diǎn)O。
第四步驟加工工件的第四區(qū)間
把X、 Y軸的原點(diǎn)O再次重新設(shè)置為工作臺(tái)的中心點(diǎn)Ol，工作臺(tái)按與第三步驟的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的和與第二步驟的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同的方向轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)沿x軸
移動(dòng)，刃具加工工件的第四區(qū)間，工作臺(tái)的中心點(diǎn)01在X軸的移動(dòng)距離x與 工件的中心點(diǎn)與X軸的夾角a之間關(guān)系設(shè)置為C0Sa=[R+ (C+d) /2-x]2+ R2-[ (C+d) /2]V2R[R十(C+d) /2-x]， x設(shè)置為正值，當(dāng)加工到在X軸上 的第一個(gè)原等分點(diǎn)時(shí)，a二0、 x二+xl，工作臺(tái)的中心點(diǎn)01與X、 Y軸的原點(diǎn)0 之間的距離為xl，即工作臺(tái)的中心點(diǎn)01移動(dòng)到在加工工件第一區(qū)間區(qū)間時(shí)的 X、 Y軸的原點(diǎn)0。
在工件每加工四分之一的圓周時(shí)，工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)工件的外圓周面繞 刃具作圓周運(yùn)動(dòng)，同時(shí)工作臺(tái)在X軸上移動(dòng)從而使工件對刃具有一個(gè)切削量， 并在對工件相鄰的四分之一的圓周加工時(shí)，工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向設(shè)置為相 反，這樣通過工作臺(tái)不斷的相反方向的轉(zhuǎn)動(dòng)和在X軸上移動(dòng)，從而對工件的外 圓周面進(jìn)行加工；由于工件在Y軸的移動(dòng)距離是通過工作臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的， 并且工件在Y軸的移動(dòng)距離是工件的直徑，在Y軸上大幅度地減少了移動(dòng)長度， 同時(shí)由于工件沿刃具的外圓周運(yùn)動(dòng)進(jìn)行切削加工，在進(jìn)行極坐標(biāo)和X、 Y座標(biāo) 轉(zhuǎn)換時(shí)，工件在Y軸上的運(yùn)動(dòng)軌跡為圓弧形，更利于工件圓柱的成型；同時(shí)由 于在X、 Y軸上的運(yùn)動(dòng)距離為被加工的工件的直徑，使加工機(jī)床通過極坐標(biāo)運(yùn) 動(dòng)就滿足在Y軸上的運(yùn)動(dòng)距離，不再需要在Y軸上設(shè)置軌道；因此減少了機(jī)床 的占用面積。
一種加工行星架上的圓柱的方法
行星架上的圓柱之間的夾角設(shè)置為S ，把行星架的中心點(diǎn)02設(shè)置為與工 作臺(tái)的中心點(diǎn)01重合后，在把行星架裝夾在工作臺(tái)上，按照一種加工圓柱的 方法加工行星架上的第一個(gè)圓柱，在行星架上的第一個(gè)圓柱加工完畢后，使工 作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)S角，使行星架上的第二個(gè)圓柱再按照一種加工圓柱的方法進(jìn)行加 工，依次使工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)S角，使行星架上的圓柱依次再按照一種加工圓柱的方 法進(jìn)行加工。
由于使用了一種加工圓柱的方法進(jìn)行行星架上的圓柱加工，在Y軸上的移 動(dòng)距離只是圓柱的直徑的長度，不是按照常規(guī)加工方法時(shí)，需要在Y軸上的移 動(dòng)距離是圓柱之間的長度，因而使Y軸上的移動(dòng)距離只通過工作臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)就可 以滿足，因此減少了機(jī)床的占用面積。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是加工圓孔的方法工件夾裝
7在工作臺(tái)上，設(shè)定工件的中心與工作臺(tái)中心之間距離，刃具的直徑設(shè)置為與工 件的孔的直徑相等，刃具的位置設(shè)置為固定位置，使工件和刃具的中心重合并 設(shè)置為極坐標(biāo)的初始位置，即a =0、 Y等于工件的中心與工作臺(tái)中心之間距離， 工作臺(tái)不轉(zhuǎn)動(dòng)、刃具轉(zhuǎn)動(dòng)對工件進(jìn)行加工圓孔方法；在加工另一個(gè)工件時(shí)，調(diào) 整工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)a角度、Y等于另一個(gè)工件與工作臺(tái)中心之間距離，使另一個(gè)工 件和刃具的中心重合并設(shè)置為極坐標(biāo)的初始位置，再工作臺(tái)不轉(zhuǎn)動(dòng)、刃具轉(zhuǎn)動(dòng) 對另一個(gè)工件進(jìn)行加工圓孔方法。
由于工件使用了通過工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的極座標(biāo)與刃具進(jìn)行定位，在工件被裝夾 在工作臺(tái)時(shí)，在工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)下，使刃具與不同的工件快速定位，節(jié)省了 裝夾時(shí)間。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是包含有機(jī)床座、床頭箱、主 軸、托板、工作臺(tái)、傳動(dòng)裝置和伺服電機(jī)；機(jī)床座設(shè)置有Z軸方向的導(dǎo)軌和X 軸方向的導(dǎo)軌，床頭箱設(shè)置在機(jī)床座Z軸方向的導(dǎo)軌上并設(shè)置為與機(jī)床座滑動(dòng) 聯(lián)接，主軸設(shè)置在床頭箱上并設(shè)置為與床頭箱轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接，主軸的一端設(shè)置為與 伺服電機(jī)的輸出軸聯(lián)接并另一端設(shè)置為與鉆銑刃具聯(lián)接，托板設(shè)置在機(jī)床座X 軸方向的導(dǎo)軌上并設(shè)置為與機(jī)床座滑動(dòng)聯(lián)接，工作臺(tái)設(shè)置在托板上并設(shè)置為與 托板轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接，工作臺(tái)設(shè)置為通過傳動(dòng)裝置與伺服電機(jī)聯(lián)接。
在加工園柱形的孔或柱時(shí)，使床頭箱在Z軸移動(dòng)、托板在X軸移動(dòng)，使主 軸上的鉆銑刃具與工件的加工面接觸，使主軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)鉆銑刃具轉(zhuǎn)動(dòng)，在使裝 夾了工件的工作臺(tái)在傳動(dòng)裝置帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，在由Z軸或X軸方向給加工量，從 而對工件加工；由于主軸和工作臺(tái)的同時(shí)在轉(zhuǎn)動(dòng)，使鉆銑刃具不在以被加工面 的中心線為定位，而是以被加工面為定位，使鉆銑刃具與被加工件的相互運(yùn)動(dòng) 距離減少了一半，由于工作臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)，使工件在水平面上，可以采用極座標(biāo)方 法進(jìn)行加工，不再需要在Y軸方向上移動(dòng)；如加工4)600mm直徑的圓柱體，只 需要使工件在X上移動(dòng)300mm的距離，因此減少了機(jī)床的占用面積。
本發(fā)明設(shè)計(jì)了，傳動(dòng)裝置包含有渦輪和蝸桿，蝸桿的兩端設(shè)置為串通在托 板上并設(shè)置為與托板轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接，蝸桿的一端設(shè)置為與伺服電機(jī)的輸出軸聯(lián)接， 渦輪設(shè)置為與工作臺(tái)固定聯(lián)接，渦輪設(shè)置為與蝸桿嚙合聯(lián)接。 四

圖1為刃具11加工工件12 I -IV區(qū)間示意圖圖2為刃具11加工工件12IV-III區(qū)間示意圖
圖3為刃具11加工工件1211I-II區(qū)間示意圖 圖4為刃具11加工工件1211- I區(qū)間示意圖 圖5為刃具11加工工件12 I -II區(qū)間示意圖 圖6為刃具11加工工件121I-III區(qū)間示意圖 圖7為刃具11加工工件1211I-IV區(qū)間示意圖 圖8為刃具11加工工件12IV- I區(qū)間示意圖 圖9為一種加工行星架上的圓柱的方法的示意圖 圖10為一種加工圓孔方法的示意圖
圖11為本發(fā)明的立式鉆銑機(jī)床的示意圖 圖12為圖11的A向視圖。
五具體實(shí)施例方式
圖1至圖8為一種加工圓柱的方法的示意圖。
按逆時(shí)針方向工件12的園周四等分后設(shè)置為等分點(diǎn)I、 II、 III和IV點(diǎn)并 設(shè)置為I -II 、 II-III、 III-IV、 I -IV加工區(qū)。工作臺(tái)5設(shè)置為圓形旋轉(zhuǎn)式并其 中心點(diǎn)設(shè)置為01。在對工件12進(jìn)行外圓周面進(jìn)行加工時(shí)，
刃具11的中心點(diǎn)、工件12的等分點(diǎn)I與刃具11接觸點(diǎn)、工件12的中心 點(diǎn)和工作臺(tái)5的中心點(diǎn)01連線設(shè)置為X軸，工作臺(tái)5的中心點(diǎn)01設(shè)置為X、 Y軸的原點(diǎn)O，在對工件12進(jìn)行外圓周面進(jìn)行加工時(shí)，工作臺(tái)5的中心點(diǎn)01 在X軸上移動(dòng)同時(shí)工作臺(tái)5轉(zhuǎn)動(dòng)使工件12的中心點(diǎn)與X軸之間的夾角變化。
刃具11的直徑設(shè)置為C，工件12的直徑設(shè)置為d，工件12的中心點(diǎn)與工 作臺(tái)5的中心點(diǎn)01的之間的距離設(shè)置為R，工作臺(tái)5的中心點(diǎn)01在X軸的移 動(dòng)距離設(shè)置為x，工件12的中心點(diǎn)與X軸的夾角設(shè)置為a 。
當(dāng)刃具11加工工件12的等分點(diǎn)I和III時(shí)，工件12的中心點(diǎn)與X軸的夾 角a設(shè)置為(T 。當(dāng)刃具11加工工件12的等分點(diǎn)II和IV時(shí)，工件12的中心 點(diǎn)與X軸的夾角a設(shè)置為e并e =arctan (CX d / R)。
圖1至圖4為本發(fā)明加工圓柱形工件12的一個(gè)實(shí)施例，結(jié)合圖1至圖4 具體說明本實(shí)施例。
圖1為刃具11加工工件12 I -W區(qū)間示意圖
在工件12的等分點(diǎn)I與刃具11接觸時(shí)，工作臺(tái)5的中心點(diǎn)01與X、 Y軸的原點(diǎn)O重合，工作臺(tái)5按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)沿X軸移動(dòng)，刃具ll加工 工件12 I -IV區(qū)間，工作臺(tái)5的中心點(diǎn)01在X軸的移動(dòng)距離x與工件12的中 心點(diǎn)與乂軸的夾角(1之間關(guān)系設(shè)置為(:05(1=[1^ (C+d) /2-x]2+ R2-[ (C+d) /2]2/2 R[R+ (C+d) /2-x]， x設(shè)置為負(fù)值，當(dāng)加工到等分點(diǎn)IV時(shí)，ct = e、 x二-xl，工作臺(tái)5的中心點(diǎn)Ol與X、 Y軸的原點(diǎn)O之間的距離為xl。 圖2為刃具11加工工件12IV-ni區(qū)間示意圖
X、 Y軸的原點(diǎn)0再重新設(shè)置為工作臺(tái)5的中心點(diǎn)01，工作臺(tái)5按逆時(shí)針 方向轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)沿X軸移動(dòng)，刃具11加工工件12IV-III區(qū)間，工作臺(tái)5的中心 點(diǎn)01在X軸的移動(dòng)距離x與工件12的中心點(diǎn)與X軸的夾角a之間關(guān)系設(shè)置為 cosa=[R+ (C+d) /2-x]2+R2—[ (C+d) /2]2/2R[R+ (C+d) / 2—x] ， x設(shè)置 為負(fù)值，當(dāng)加工到等分點(diǎn)m時(shí)，a=0、 x=-x2，工作臺(tái)5的中心點(diǎn)Ol與X、 Y 軸的原點(diǎn)0之間的距離為x2。
圖3為刃具11加工工件12III-II區(qū)間示意圖
X、 Y軸的原點(diǎn)0再重新設(shè)置為工作臺(tái)5的中心點(diǎn)01，工作臺(tái)5按順時(shí)針
方向轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)沿x軸反方向移動(dòng)，刃具ii加工工件12in-n區(qū)間，工作臺(tái)5
的中心點(diǎn)01在X軸的移動(dòng)距離x與工件12的中心點(diǎn)與X軸的夾角a之間關(guān)系 設(shè)置為(:03€1=[1^ (C+d) /2—x]2+R2-[ (C+d) /2]2/2R[R+ (C+d) / 2—x]， x設(shè)置為正值，當(dāng)加工到等分點(diǎn)II時(shí)，a=3、 x=+x2，工作臺(tái)5的中心點(diǎn)01 與X、 Y軸的原點(diǎn)0之間的距離為x2，即工作臺(tái)5的中心點(diǎn)01移動(dòng)到在加工 工件12IV-in區(qū)間時(shí)的X、 Y軸的原點(diǎn)0。
圖4為刃具11加工工件1211- I區(qū)間示意圖
X、 Y軸的原點(diǎn)0再重新設(shè)置為工作臺(tái)5的中心點(diǎn)01，工作臺(tái)5按逆時(shí)針 方向轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)沿X軸移動(dòng)，刃具11加工工件1211-I區(qū)間，工作臺(tái)5的中心 點(diǎn)01在X軸的移動(dòng)距離x與工件12的中心點(diǎn)與X軸的夾角ci之間關(guān)系設(shè)置為 cosa=[R+ (C+d) /2-x]2+R2-[ (C+d) /2]2/2R[R+ (C+d) / 2-x] ， x設(shè)置 為正值，當(dāng)加工到等分點(diǎn)I時(shí)，a=0、 x=+xl，工作臺(tái)5的中心點(diǎn)Ol與X、 Y 軸的原點(diǎn)0之間的距離為xl，即工作臺(tái)5的中心點(diǎn)01移動(dòng)到在加工工件12 I-IV區(qū)間時(shí)的X、 Y軸的原點(diǎn)O。
圖5至圖8為本發(fā)明加工圓柱形工件12的另一個(gè)實(shí)施例，結(jié)合圖5至圖 8具體說明本實(shí)施例。圖5為刃具ii加工工件121 -n區(qū)間示意圖-
在工件12的等分點(diǎn)I與刃具11接觸時(shí)，工作臺(tái)5的中心點(diǎn)01與X、 Y 軸的原點(diǎn)O重合，工作臺(tái)5按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)沿X軸移動(dòng)，刃具ll加工 工件12 I -II區(qū)間，工作臺(tái)5的中心點(diǎn)01在X軸的移動(dòng)距離x與工件12的中 心點(diǎn)與乂軸的夾角(1之間關(guān)系設(shè)置為(:05(1=[1^ (C+d) /2-x]2+ R2-[ (C+d) /2]2/2 R[R+ (C+d) /2-x]， x設(shè)置為負(fù)值，當(dāng)加工到等分點(diǎn)II時(shí)，a=p、 x=-xl，工作臺(tái)5的中心點(diǎn)01與X、 Y軸的原點(diǎn)O之間的距離為xl。 圖6為刃具11加工工件121I-III區(qū)間示意圖
X、 Y軸的原點(diǎn)0再重新設(shè)置為工作臺(tái)5的中心點(diǎn)01，工作臺(tái)5按順時(shí)針
方向轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)沿x軸移動(dòng)，刃具ii加工工件i2ii-in區(qū)間，工作臺(tái)5的中心
點(diǎn)01在X軸的移動(dòng)距離x與工件12的中心點(diǎn)與X軸的夾角a之間關(guān)系設(shè)置為 cosa=[R+ (C+d) /2-x]2+R2-[ (C+d) /2]2/2R[R+ (C+d) / 2—x] ， x設(shè)置 為負(fù)值，當(dāng)加工到等分點(diǎn)III時(shí)，a=0、 x=-x2，工作臺(tái)5的中心點(diǎn)01與X、 Y 軸的原點(diǎn)0之間的距離為x2 。
圖7為刃具11加工工件1211I-IV區(qū)間示意圖
X、 Y軸的原點(diǎn)0再重新設(shè)置為工作臺(tái)5的中心點(diǎn)01，工作臺(tái)5按逆時(shí)針 方向轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)沿X軸反方向移動(dòng)，刃具11加工工件1211I-IV區(qū)間，工作臺(tái)5 的中心點(diǎn)01在X軸的移動(dòng)距離x與工件12的中心點(diǎn)與X軸的夾角a之間關(guān)系 設(shè)置為 5。=[1^ (C+d) /2—x]2+R2-[ (C+d) /2]2/2R[R+ (C+d) / 2—x]， x設(shè)置為正值，當(dāng)加工到等分點(diǎn)IV時(shí)，a=p、 x=+x2，工作臺(tái)5的中心點(diǎn)01 與X、 Y軸的原點(diǎn)0之間的距離為x2，即工作臺(tái)5的中心點(diǎn)01移動(dòng)到在加工 工件121I-III區(qū)間時(shí)的X、 Y軸的原點(diǎn)O。
圖8為刃具11加工工件12IV- I區(qū)間示意圖
X、 Y軸的原點(diǎn)0再重新設(shè)置為工作臺(tái)5的中心點(diǎn)Ol，工作臺(tái)5按順時(shí)針 方向轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)沿X軸移動(dòng)，刃具11加工工件12IV-I區(qū)間，工作臺(tái)5的中心 點(diǎn)01在X軸的移動(dòng)距離x與工件12的中心點(diǎn)與X軸的夾角a之間關(guān)系設(shè)置為 cosa=[R+ (C+d) /2-x]2+R2-[ (C+d) /2]2/2R[R+ (C+d) / 2-x] ， x設(shè)置 為正值，當(dāng)加工到等分點(diǎn)I時(shí)，a=0、 x=+xl，工作臺(tái)5的中心點(diǎn)01與X、 Y 軸的原點(diǎn)0之間的距離為xl，即工作臺(tái)5的中心點(diǎn)01移動(dòng)到在加工工件12 I-II區(qū)間時(shí)的X、 Y軸的原點(diǎn)O。圖9為一種加工行星架上的圓柱的方法的示意圖。
行星架上的圓柱之間的夾角設(shè)置為S ，把行星架的中心點(diǎn)02設(shè)置為與工 作臺(tái)5的中心點(diǎn)01重合后，在把行星架裝夾在工作臺(tái)5上，按照實(shí)施例一或 實(shí)施例二的步驟加工行星架上的第一個(gè)圓柱，在行星架上的第一個(gè)圓柱加工完 畢后，使工作臺(tái)5轉(zhuǎn)動(dòng)S角，使行星架上的第二個(gè)圓柱再按照實(shí)施例一或?qū)嵤?例二的步驟進(jìn)行加工，依次使工作臺(tái)5轉(zhuǎn)動(dòng)S角，使行星架上的圓柱依次再按
照實(shí)施例一或?qū)嵤├牟襟E進(jìn)行加工。
圖10為本發(fā)明加工圓孔方法的一個(gè)實(shí)施例，結(jié)合圖10具體說明本實(shí)施例，
工件13夾裝在工作臺(tái)5上，設(shè)定工件13的中心與工作臺(tái)5中心之間距離，刃 具11的直徑設(shè)置為與工件13的孔的直徑相等，刃具11的位置設(shè)置為固定位 置，使工件13和刃具11的中心重合并設(shè)置為極坐標(biāo)的初始位置，即a二0、 S 等于工件13的中心與工作臺(tái)5中心之間距離，工作臺(tái)5不轉(zhuǎn)動(dòng)、刃具11轉(zhuǎn)動(dòng) 對工件13進(jìn)行加工圓孔方法。
在加工另一個(gè)工件13時(shí)，調(diào)整工作臺(tái)5轉(zhuǎn)動(dòng)a角度、S等于另一個(gè)工件 13與工作臺(tái)5中心之間距離，使另一個(gè)工件13和刃具11的中心重合并設(shè)置 為極坐標(biāo)的初始位置，再工作臺(tái)5不轉(zhuǎn)動(dòng)、刃具11轉(zhuǎn)動(dòng)對另一個(gè)工件13進(jìn)行 加工圓孔方法。
圖11為本發(fā)明的立式鉆銑機(jī)床的一個(gè)實(shí)施例，結(jié)合圖11具體說明本實(shí)施 例，包含有機(jī)床座l、床頭箱2、主軸3、托板4、工作臺(tái)5、渦輪6、蝸桿7 和伺服電機(jī)8;機(jī)床座1設(shè)置有Z軸方向的導(dǎo)軌和X軸方向的導(dǎo)軌，床頭箱2 設(shè)置在機(jī)床座1 Z軸方向的導(dǎo)軌上并設(shè)置為與機(jī)床座1滑動(dòng)聯(lián)接，主軸3設(shè)置 在床頭箱2上并設(shè)置為與床頭翁2轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接，主軸3的一端設(shè)置為與伺服電機(jī) 8的輸出軸聯(lián)接并另一端設(shè)置為與鉆銑刃具聯(lián)接，托板4設(shè)置在機(jī)床座1 X軸 方向的導(dǎo)軌上并設(shè)置為與機(jī)床座1滑動(dòng)聯(lián)接，蝸桿7的兩端設(shè)置為串通在托板 4上并設(shè)置為與托板4轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接，在蝸桿7與托板4連接部位設(shè)置有軸承，蝸 桿7的一端設(shè)置為與伺服電機(jī)8的輸出軸聯(lián)接，工作臺(tái)5設(shè)置在托板4上并設(shè) 置為與托板4轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接，渦輪6設(shè)置為與工作臺(tái)5固定聯(lián)接，渦輪6設(shè)置為與 蝸桿7嚙合聯(lián)接。
在本實(shí)施例中，渦輪6和蝸桿7組成的渦輪蝸桿回旋機(jī)構(gòu)設(shè)置為模數(shù)為 m5、減速比為1\84。由于使用了渦輪蝸桿回旋機(jī)構(gòu)，其徑向跳動(dòng)量小，定位
12性能好，切削力高。
在本實(shí)施例中，與主軸3聯(lián)接的伺服電機(jī)8的扭矩設(shè)置為1 ONm，與蝸 桿7聯(lián)接的伺服電機(jī)8的扭矩設(shè)置為1 5 Nm。在進(jìn)行對工件進(jìn)行加工時(shí)，其 切削力大，滿足了加工要求。
在本實(shí)施例中，床頭箱2和托板4設(shè)置為通過滾珠絲杠與機(jī)床座1滑動(dòng)聯(lián) 接，滾珠絲杠的規(guī)格為4)40X6。由于使用了滾珠絲杠，其軸向承受力大，不 易變形，滑動(dòng)平穩(wěn)。
在本實(shí)施例中，主軸3的材料設(shè)置為BT40或BT50。提高了主軸3的強(qiáng)度， 保證了在加工過程中，主軸3不變形，提高了加工精度。
在加工園孔或圓柱時(shí)，使床頭箱2在Z軸移動(dòng)、托板4在X軸移動(dòng)，使主 軸3上的鉆銑刃具與工件的加工面接觸，使主軸3轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)鉆銑刃具轉(zhuǎn)動(dòng)，在 使裝夾了工件的工作臺(tái)5在渦輪6和蝸桿7帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，在由Z軸或X軸方向 給加工量，從而對工件加工。
在使用本實(shí)施時(shí)，由于使用了渦輪6和蝸桿7帶動(dòng)工作臺(tái)5轉(zhuǎn)動(dòng)；使工作 臺(tái)5轉(zhuǎn)動(dòng)更平穩(wěn)，軸向和徑向串動(dòng)量更小，傳動(dòng)比更適合工件的切割要求。由 于工作臺(tái)5的轉(zhuǎn)動(dòng)；使工件在水平面上，可以采用極座標(biāo)方法進(jìn)行加工，不再 需要在Y軸方向上移動(dòng)。
在實(shí)施本發(fā)明時(shí)，主要針對加工行星架上的圓柱，由于行星架上的圓柱之 間的距離很大，在進(jìn)行加工行星架上的圓柱時(shí)，不但需要在X軸方向上移動(dòng)距 離，而且需要在Y軸方向上移動(dòng)距離，這樣就需要同時(shí)在X、 Y軸方向上設(shè)置 滑軌，因而使整個(gè)加工設(shè)備體積龐大，而采用本發(fā)明，由于使用了對行星架上 的圓柱的每個(gè)圓柱進(jìn)行了重新定位，并使行星架上的圓柱旋轉(zhuǎn)來代替其在Y 軸方向上的移動(dòng)，不需要在Y軸方向上移動(dòng)距離，這樣就僅需要在X軸方向上 設(shè)置滑軌，因而使整個(gè)加工設(shè)備體積減少。本發(fā)明的技術(shù)難點(diǎn)在于把本發(fā)明的 方法轉(zhuǎn)換成控制程序，特別是轉(zhuǎn)換成具有計(jì)算機(jī)語言的軟件，通過控制程序， 使在X軸的移動(dòng)距離x和與X軸的夾角ci之間按照其公式關(guān)系，使圓柱轉(zhuǎn)動(dòng)和 在X軸的移動(dòng)。在應(yīng)用本發(fā)明的設(shè)備中，加裝數(shù)控機(jī)床的刃具自動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)， 就可以實(shí)現(xiàn)對行星架上的圓柱數(shù)控機(jī)床式加工， 一次性完成對行星架上的圓柱 加工。
本發(fā)明的特點(diǎn)在于對行星架上的圓柱加工時(shí)，整個(gè)設(shè)備體積小。
13在加工圓柱和圓孔方法及立式鉆銑機(jī)床技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，凡是包含有在工件
12每加工四分之一的圓周時(shí)、工作臺(tái)5轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)工件12的外圓周面繞刃 具11作圓周運(yùn)動(dòng)、同時(shí)工作臺(tái)5在X軸上移動(dòng)從而使工件12對刃具11有一 個(gè)切削量、并在對工件12相鄰的四分之一的圓周加工時(shí)、工作臺(tái)5轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn) 動(dòng)方向設(shè)置為相反、這樣通過工作臺(tái)5不斷的相反方向的轉(zhuǎn)動(dòng)和在X軸上移動(dòng)、 從而對工件12的外圓周面進(jìn)行加工的技術(shù)內(nèi)容都在本發(fā)明的保護(hù)范圍中。
權(quán)利要求
1、一種加工圓柱的方法；在對工件(12)進(jìn)行外圓周面進(jìn)行加工時(shí)，刃具(11)的中心點(diǎn)、工件(12)的等分點(diǎn)I與刃具(11)接觸點(diǎn)、工件(12)的中心點(diǎn)和工作臺(tái)(5)的中心點(diǎn)O1連線設(shè)置為X軸，工作臺(tái)(5)的中心點(diǎn)O1設(shè)置為X、Y軸的原點(diǎn)O，刃具(11)的直徑設(shè)置為C，工件(12)的直徑設(shè)置為d，工件(12)的中心點(diǎn)與工作臺(tái)(5)的中心點(diǎn)O1的之間的距離設(shè)置為R，工作臺(tái)(5)的中心點(diǎn)O1在X軸的移動(dòng)距離設(shè)置為x，工件(12)的中心點(diǎn)與X軸的夾角設(shè)置為α；當(dāng)刃具(11)開始加工時(shí)，工件(12)的在X軸上的等分點(diǎn)時(shí)，工件(12)的中心點(diǎn)與X軸的夾角α設(shè)置為0°；工件(12)的在Y軸等分點(diǎn)時(shí)，工件(12)的中心點(diǎn)與Y軸的夾角α設(shè)置為β并β＝arctan(C×d/R)；其特征是在對工件(12)進(jìn)行外圓周面進(jìn)行加工時(shí)，工作臺(tái)(5)的中心點(diǎn)O1在X軸上移動(dòng)同時(shí)工作臺(tái)(5)轉(zhuǎn)動(dòng)使工件(12)的中心點(diǎn)與X軸之間的夾角變化；圓柱工件(12)的園周設(shè)置為被四等分的第一、第二、第三和第四區(qū)間，工作臺(tái)(5)設(shè)置為圓形旋轉(zhuǎn)式并其中心點(diǎn)設(shè)置為O1；第一步驟加工工件(12)的第一區(qū)間工件(12)中心點(diǎn)、刃具(11)的中心點(diǎn)和工作臺(tái)(5)的中心點(diǎn)O1在X軸上，工件(12)與刃具(11)接觸，工作臺(tái)(5)的中心點(diǎn)O1與X、Y軸的原點(diǎn)O重合，工作臺(tái)(5)按順時(shí)針或逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)沿X軸移動(dòng)，刃具(11)加工工件(12)的第一區(qū)間，工作臺(tái)(5)的中心點(diǎn)O1在X軸的移動(dòng)距離x與工件(12)的中心點(diǎn)與X軸的夾角α之間關(guān)系設(shè)置為cosα＝[R+(C+d)/2-x]2+R2-[(C+d)/2]2/2R[R+(C+d)/2-x]，x設(shè)置為負(fù)值，當(dāng)加工到在Y軸上的等分點(diǎn)時(shí)，α＝β、x＝-x1，工作臺(tái)(5)的中心點(diǎn)O1與X、Y軸的原點(diǎn)O之間的距離為x1；第二步驟加工工件(12)的第二區(qū)間把X、Y軸的原點(diǎn)O再重新設(shè)置為工作臺(tái)(5)的中心點(diǎn)O1，工作臺(tái)(5)按與第一步驟的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)沿X軸移動(dòng)，刃具(11)加工工件(12)的第二區(qū)間，工作臺(tái)(5)的中心點(diǎn)O1在X軸的移動(dòng)距離x與工件(12)的中心點(diǎn)與X軸的夾角α之間關(guān)系設(shè)置為cosα＝[R+(C+d)/2-x]2+R2-[(C+d)/2]2/2R[R+(C+d)/2-x]，x設(shè)置為負(fù)值，當(dāng)加工到在X軸上的另一個(gè)等分點(diǎn)時(shí)，α＝0、x＝-x2，工作臺(tái)(5)的中心點(diǎn)O1與X、Y軸的原點(diǎn)O之間的距離為x2；第三步驟加工工件(12)的第三區(qū)間把X、Y軸的原點(diǎn)O再次重新設(shè)置為工作臺(tái)(5)的中心點(diǎn)O1，工作臺(tái)(5)按與第二步驟的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的和與第一步驟的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同的方向轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)沿X軸反方向移動(dòng)，刃具(11)加工工件(12)的第三區(qū)間，工作臺(tái)(5)的中心點(diǎn)O1在X軸的移動(dòng)距離x與工件(12)的中心點(diǎn)與X軸的夾角α之間關(guān)系設(shè)置為cosα＝[R+(C+d)/2-x]2+R2-[(C+d)/2]2/2R[R+(C+d)/2-x]，x設(shè)置為正值，當(dāng)加工到在Y軸上的另一個(gè)等分點(diǎn)時(shí)，α＝β、x＝+x2，工作臺(tái)(5)的中心點(diǎn)O1與X、Y軸的原點(diǎn)O之間的距離為x2，即工作臺(tái)(5)的中心點(diǎn)O1移動(dòng)到在加工工件(12)第二區(qū)間時(shí)的X、Y軸的原點(diǎn)O；第四步驟加工工件(12)的第四區(qū)間把X、Y軸的原點(diǎn)O再次重新設(shè)置為工作臺(tái)(5)的中心點(diǎn)O1，工作臺(tái)(5)按與第三步驟的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的和與第二步驟的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同的方向轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)沿X軸移動(dòng)，刃具(11)加工工件(12)的第四區(qū)間，工作臺(tái)(5)的中心點(diǎn)O1在X軸的移動(dòng)距離x與工件(12)的中心點(diǎn)與X軸的夾角α之間關(guān)系設(shè)置為cosα＝[R+(C+d)/2-x]2+R2-[(C+d)/2]2/2R[R+(C+d)/2-x]，x設(shè)置為正值，當(dāng)加工到在X軸上的第一個(gè)原等分點(diǎn)時(shí)，α＝0、x＝+x1，工作臺(tái)(5)的中心點(diǎn)O1與X、Y軸的原點(diǎn)O之間的距離為x1，即工作臺(tái)(5)的中心點(diǎn)O1移動(dòng)到在加工工件(12)第一區(qū)間區(qū)間時(shí)的X、Y軸的原點(diǎn)O。
2、 一種加工行星架上的圓柱的方法；其特征是行星架上的圓柱之間的 夾角設(shè)置為S，把行星架的中心點(diǎn)02設(shè)置為與工作臺(tái)(5)的中心點(diǎn)01重合 后，在把行星架裝夾在工作臺(tái)(5)上，按照權(quán)利要求1加工行星架上的第一 個(gè)圓柱，在行星架上的第一個(gè)圓柱加工完畢后，使工作臺(tái)(5)轉(zhuǎn)動(dòng)S角，使 行星架上的第二個(gè)圓柱再按照權(quán)利要求1進(jìn)行加工，依次使工作臺(tái)(5)轉(zhuǎn)動(dòng)S 角，使行星架上的圓柱依次再按照權(quán)利要求l進(jìn)行加工。
3、 一種加工圓孔方法；其特征是工件(13)夾裝在工作臺(tái)(5)上，設(shè)定工 件(13)的中心與工作臺(tái)(5)中心之間距離，刃具(ll)的直徑設(shè)置為與工件(13)的孔的直徑相等，刃具(ll)的位置設(shè)置為固定位置，使工件(13)和刃具(11) 的中心重合并設(shè)置為極坐標(biāo)的初始位置，即aW、 Y等于工件(13)的中心 與工作臺(tái)(5)中心之間距離，工作臺(tái)(5)不轉(zhuǎn)動(dòng)、刃具ll轉(zhuǎn)動(dòng)對工件(13) 進(jìn)行加工圓孔方法；在加工另一個(gè)工件(13)時(shí)，調(diào)整工作臺(tái)(5)轉(zhuǎn)動(dòng)ci角 度、Y等于另一個(gè)工件(13)與工作臺(tái)(5)中心之間距離，使另一個(gè)工件(13) 和刃具(ll)的中心重合并設(shè)置為極坐標(biāo)的初始位置，再工作臺(tái)(5)不轉(zhuǎn)動(dòng)、刃 具(11)轉(zhuǎn)動(dòng)對另一個(gè)工件(13)進(jìn)行加工圓孔方法。
4、 應(yīng)用權(quán)利要求1或3方法的一種立式鉆銑機(jī)床；其特征是包含有機(jī)床 座(1)、床頭箱(2)、主軸(3)、托板(4)、工作臺(tái)(5)和伺服電機(jī)(8); 機(jī)床座(1)設(shè)置有Z軸方向的導(dǎo)軌和X軸方向的導(dǎo)軌，床頭箱(2)設(shè)置在 機(jī)床座(1) Z軸方向的導(dǎo)軌上并設(shè)置為與機(jī)床座(1)滑動(dòng)聯(lián)接，主軸(3) 設(shè)置在床頭箱(2)上并設(shè)置為與床頭箱(2)轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接，其特征是還包含 有傳動(dòng)裝置，主軸(3)的一端設(shè)置為與伺服電機(jī)(8)的輸出軸聯(lián)接并另一 端設(shè)置為與鉆銑刃具聯(lián)接，托板(4)設(shè)置在機(jī)床座(1) X軸方向的導(dǎo)軌上 并設(shè)置為與機(jī)床座(1)滑動(dòng)聯(lián)接，工作臺(tái)(5)設(shè)置在托板(4)上并設(shè)置為 與托板(4)轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接，工作臺(tái)(5)設(shè)置為通過傳動(dòng)裝置與伺服電機(jī)(8)聯(lián) 接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的立式鉆銑機(jī)床；其特征是所述的傳動(dòng)裝置包 含有渦輪(6)和蝸桿(7)，蝸桿(7)的兩端設(shè)置為串通在托板(4)上并設(shè) 置為與托板(4)轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接，蝸桿(7)的一端設(shè)置為與伺服電機(jī)(8)的輸出 軸聯(lián)接，渦輪(6)設(shè)置為與工作臺(tái)(5)固定聯(lián)接，渦輪(6).設(shè)置為與蝸桿(7)嚙合聯(lián)接。
全文摘要
本發(fā)明是一種加工圓柱和圓孔方法及立式鉆銑機(jī)床，在工件(12)每加工四分之一的圓周時(shí)，工作臺(tái)(5)轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)工件(12)的外圓周面繞刃具(11)作圓周運(yùn)動(dòng)，同時(shí)工作臺(tái)(5)在X軸上移動(dòng)從而使工件(12)對刃具(11)有一個(gè)切削量，并在對工件(12)相鄰的四分之一的圓周加工時(shí)，工作臺(tái)(5)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向設(shè)置為相反，這樣通過工作臺(tái)(5)不斷的相反方向的轉(zhuǎn)動(dòng)和在X軸上移動(dòng)，從而對工件(12)的外圓周面進(jìn)行加工；及機(jī)床座(1)設(shè)置有Z軸方向的導(dǎo)軌和X軸方向的導(dǎo)軌、托板(4)設(shè)置在機(jī)床座(1)X軸方向的導(dǎo)軌上并設(shè)置為與機(jī)床座(1)滑動(dòng)聯(lián)接、工作臺(tái)(5)設(shè)置在托板(4)上并設(shè)置為與托板(4)轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接、工作臺(tái)(5)設(shè)置為通過傳動(dòng)裝置與伺服電機(jī)(8)聯(lián)接的立式鉆銑機(jī)床；因此減少了機(jī)床的占用面積。
文檔編號B23P23/00GK101642876SQ20091001765
公開日2010年2月10日 申請日期2009年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月14日
發(fā)明者劉宜經(jīng), 張振泉, 牛云田, 麗 王, 陳偉東, 陶仲法 申請人:泰安泰山福神齒輪箱有限責(zé)任公司