專利名稱：雙軸立式數(shù)控活塞外圓和槽部切削機床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于活塞外圓和槽部切削的機床，更具體地說是供非正圓形或橢圓形活塞的加工之用。用這類機床，車外圓直徑是利用刀架的快速進、退來產(chǎn)生橢圓的形狀。以往是采用凸輪機構(gòu)來控制刀具的運動，這類機床的造型大都是雙軸立式以增加產(chǎn)量。
按照1987年3月31日頒發(fā)的4，653，360號美國專利，為這類機床所作的改進設(shè)計名為“計算機數(shù)控車床”中所描述的車刀是由線性運動的電動機或“音圈”電動機來控制的。
在以前的雙軸凸輪控制機床中所涉及的機床部件的運動是相應(yīng)復(fù)雜的，還需要有加載和卸載機構(gòu)，由于車削和切槽刀具機構(gòu)的布置而造成地位狹窄的困難。某些設(shè)計中，切槽機構(gòu)成了所謂“刮削”，這里遇到了要改變刀具切削角度的問題，導(dǎo)致了切槽動作的不可靠性。
本發(fā)明的目的是提高計算機控制的數(shù)控雙軸立式活塞車床的生產(chǎn)效率，并使自動裝卸活塞所需運動的復(fù)雜性減少到最低限度。
本發(fā)明包括一臺車床結(jié)構(gòu)，在一對立軸上裝有并排的轉(zhuǎn)軸，各帶一個卡盤，用來分別夾持活塞。上面還裝有對準的尾架，使它可以向下移動靠到裝在相應(yīng)卡盤內(nèi)的一個活塞上，使它在車圓和切槽時定位。
一個計算機數(shù)控車制用模擬件位于各轉(zhuǎn)軸的外側(cè)，彼此處于對準的和互相面對的方向。各有一把車刀沿軸向由電動控制進刀和退刀。每個模擬件被分別裝在一個滑座上，通過適當驅(qū)動機構(gòu)，例如滾珠絲杠，可以使它上升或下降，最好是以公用的驅(qū)動電動機驅(qū)動，并由各自的傳動帶來傳動。
一個切槽機構(gòu)位于各個轉(zhuǎn)軸的后面，每一機構(gòu)包括一個成角度形的刀架，以便繞轉(zhuǎn)軸正后方的垂直軸搖擺轉(zhuǎn)動。一個供粗加工用的切槽刀具裝在一條支臂上，通過一個支承機構(gòu)的作用使支臂轉(zhuǎn)向被卡盤夾住的活塞，使刀具進入工位。
精切槽口部與倒角工具被裝在刀架的另一條臂上，當支臂搖轉(zhuǎn)到另一方向時，使刀具進入到加工活塞的工位。
當計算機數(shù)控模擬件及尾架提升時，一個裝卸機構(gòu)能夠在機床前裝卸活塞，使裝卸機構(gòu)的相對運動最少。
因此，雙軸立式計算機數(shù)控車床的生產(chǎn)量得以提高，使機床前用裝卸機構(gòu)裝卸活塞的地位比較寬裕。這樣，與其它立式車活塞外圓和切槽的車床相比較，車床和裝卸機構(gòu)的復(fù)雜性就減少了。
附圖簡要說明

圖1是按照本發(fā)明的數(shù)控活塞外圓和槽部切削機床的正視圖;
圖2為圖1所示機床的側(cè)視圖;
圖3為圖2所示機床另一側(cè)的部分視圖，表明主滑座的細部與數(shù)控車制用的模擬件;
圖4為圖1所示機床轉(zhuǎn)軸驅(qū)動部件的頂視圖;
圖5為圖1所示機床的轉(zhuǎn)軸驅(qū)動部分的一個視圖;
圖6是一個放大的車圓與切槽的平面圖，圖上的假想線部分用來說明車制用的模擬件與活塞，圖中分別表示粗車與精車槽部的情況;
圖7示出切槽機構(gòu)在中間位置時的平面圖;
圖8為圖6所示切槽刀具的正視圖;
圖9是切槽機構(gòu)裝在圖1所示機床上時的平面圖;
圖10是表示機床上裝有自動化裝卸部件的示意圖;
圖11為圖10所示裝載機的正視圖。
在以下詳細描述中，為了清晰起見，將用到某些專門名詞以及某些按35USC112要求的實施例。但對此應(yīng)理解為并非用來限制本發(fā)明，這是因為本發(fā)明在所附的權(quán)利要求書范圍內(nèi)有可能對之采取各種不同形式和變化。
圖1示出裝在機床框架12上的車床10和一個活塞主要部件的布置。
兩個計算機控制車制用的模擬件14、16，各有一把車刀沿軸向由電動控制進刀和退刀，它們各裝在一個主滑座18，20上。每個計算機控制的數(shù)控車制用的模擬件14，16是水平布置的，從車床10的有關(guān)側(cè)面對面排列，使帶有刀具的兩個柱塞22，24的位置與活塞卡盤26，28的軸線相一致，后者分別裝在直立的轉(zhuǎn)軸組件30，32上。
每個直立的轉(zhuǎn)軸組件30，32是在一個尾架組件34，36的下面并與之對準。尾架組件34，36具有尾架38，40能由動力缸42，44將之提升或下降。也可裝設(shè)一個由動力缸43，45操作的防止轉(zhuǎn)動的插銷，它可能是一個橫向伸出來的銷子(未在圖上表明)，由動力缸43，45經(jīng)滑座凸輪操作驅(qū)動，以防尾架縮回時轉(zhuǎn)動。
動力缸46，48可以用來操作卡盤26，28，它可能被設(shè)計成一個彈性的指狀物以便牢固地夾住要裝上去的活塞(W)。設(shè)有一排冷卻液噴咀35以便在加工時噴射冷卻液。
用螺栓把轉(zhuǎn)軸30，32裝在機床框架12的垂直安裝的法蘭31上，它的定位塊33也固定在法蘭31上。
圖2與5示出轉(zhuǎn)軸30，32均由一單獨的裝在殼體12后面的電動機50，經(jīng)由滑輪52、54傳動?；?2有一個傳動帶56，帶動了固定在轉(zhuǎn)軸組件30上的轉(zhuǎn)軸60的滑輪58旋轉(zhuǎn);而滑輪54驅(qū)動傳動帶62，帶動了轉(zhuǎn)軸組件32上的轉(zhuǎn)軸66的滑輪64旋轉(zhuǎn)。
每個主滑座18，20系裝在導(dǎo)板70上由滾珠絲杠72，74的旋轉(zhuǎn)，使滑座上升或下降。滾珠絲杠的一端由軸承76，78支承，滾珠絲杠驅(qū)動了裝在滑座18和20上的滾珠螺母80，82。
圖1，2和4示出滾珠絲杠72，74由一單獨驅(qū)動電動機84驅(qū)動一時滑輪86，88，每個滑輪上裝有傳動帶90，92。
傳動帶90帶動了固定在滾珠絲杠74上的滑輪94，傳動帶92帶動固定在滾珠絲杠72上的滑輪96。
每個尾座38、40被裝在與尾座一起的殼體98、100內(nèi)，然后又固定在緊挨著與尾座在一起的殼體98、100后面，切槽機構(gòu)外殼102、104上。
切槽機構(gòu)外殼102、104然后裝到機床框架12的立柱部分的前表面106上。
切槽機構(gòu)外殼102、104是切槽機構(gòu)106、108的一部分，各包括切槽刀具搖轉(zhuǎn)支承軸110、112。搖轉(zhuǎn)支承軸110，112裝在轉(zhuǎn)軸30，32和尾架38，40相聯(lián)的軸線的后方，并與該軸線相互校準。
切槽刀具114、116各裝在搖臂支軸110、112上，它可以交替地搖轉(zhuǎn)到粗車和精車與倒角刀具進入到加工活塞的工位。將在本文后面進一步敘述。
搖臂支承軸110、112各有一臺伺服電動機118、120驅(qū)動(圖9)。該電動機被固定在殼體122、124的后方，穿過柱體部分106上的開口，水平突出于其后面。
伺服電動機118、120，各自驅(qū)動轉(zhuǎn)軸126、128，在軸上各有一段帶螺紋部分，使?jié)L珠螺母130、132作直線運動。
裝在每個滾珠螺母130、132上是一個滑座134，136，每個滑座由一銷子138、140可在一槽內(nèi)滑動以防止滑座134、136轉(zhuǎn)動。
每個滑座134、136夾住一個軛板146、148上的突部142、144，軛板146、148是和搖臂110、112相聯(lián)結(jié)的。
圖6-8示每個切槽機構(gòu)的切槽工具的細節(jié)，包括一個月牙形的刀具板150、152，各有一對承載臂154、156和158、160與支承軸成一角度，使其在活塞兩側(cè)中的一側(cè)向外延伸。刀具板150、152分別用螺絲162、164固定在搖臂軸110、112上。有一個導(dǎo)向部分166、168可以確保正確定位。
在各刀具板150、152的外側(cè)臂154、160上裝有向下伸出的粗車槽口的刀座170、172。精車槽口刀座174、176和槽口倒角刀座178、180，從各塊刀具板150、152自內(nèi)側(cè)臂156、158下面往外伸出。
刀具板150可以交替地搖轉(zhuǎn)到粗車、精車與倒角的位置，使刀具達到被加工活塞的工位，并在裝卸工件時與/或更換刀具時處于中間間歇位置。
當尾架38、40在準備裝卸工件W時，主滑座18、20也隨之升高。
這樣布置部件的方式可使卡盤26、28在裝卸工件時有足夠的地位。
圖10、11示出一典型的裝載機構(gòu)，這里輸送滑塊182被安裝在機床10的前面，并設(shè)有一套抓手裝置184、186。
輸送滑塊182由一進、退料電動機188以及齒條齒輪機構(gòu)190驅(qū)動，使它從中間位置進入到卡盤內(nèi)活塞W所處的位置。抓手裝置192、194的開、閉抓住了活塞W然后將之移開。輸送電動機196和它的齒條齒輪機構(gòu)198將滑塊182推向左側(cè)的一個卸載處，然后由一升降電動機200及其齒條齒輪機構(gòu)送進、卸下。
當這個過程反轉(zhuǎn)過來時，滑塊182往反方向運動到如圖所示的裝載處，以檢起一對未經(jīng)加工的活塞W。
權(quán)利要求
1.一種雙軸活塞外圓和槽部切削機床(10)可同時車兩個非正圓的或外形復(fù)雜的外徑和沿所述活塞徑向的槽口，其特征在于，包括一對相互分開的由線性運動電動機傳動的模擬件(14，16)，各有一把車刀沿軸向由電動控制進刀和退刀，各個供車制用的模擬件沿水平軸向作面對另一車制用模擬件布置；一個機床框架具有前側(cè)和后側(cè)；一對主滑座(18，20)各裝有一個車制用的模擬件(14，16)，各個主滑座裝在所述機床框架的前側(cè)能在機床框架上作上、下運動；有關(guān)上述滑座(18，20)在提升位置與下降位置之間作提升與下降用的裝置(72，74，76，78，80，82，84，86，88，90，92，94，96)；在所述機床框架上，在所述供車制用模擬件之間有一對立式轉(zhuǎn)軸(30，32)，各個立式轉(zhuǎn)軸沿相應(yīng)的車制用模擬件(14，16)延伸，并處在所述車制用模擬件(14，16)之內(nèi)側(cè)，介乎兩者之間；為驅(qū)動每個轉(zhuǎn)軸(30，32)依它的垂直軸線轉(zhuǎn)動的裝置(50，52，54，56，68，60，62，64，66)；裝在各個轉(zhuǎn)軸(30，32)上夾持活塞的卡盤(26，28)可以容納并抓住相應(yīng)的活塞(W)，各由相應(yīng)轉(zhuǎn)軸(30，32)驅(qū)動；每一供車制用的模擬件在相連的主滑座處于下方位置時，與在相鄰的相應(yīng)卡盤內(nèi)活塞相對準；而在所述相連的主滑座處在上方位置時，空出了相關(guān)卡盤外面的區(qū)域；一對與相應(yīng)轉(zhuǎn)軸(30，32)對準的立軸尾架組件(34，36)作立式間隔分布，每個尾架組件(34，36)有一個尾架部分(38，40)和裝置(42，44)用來驅(qū)動每個尾架部分(38，40)，可使所述的尾架部分(38，40)與相應(yīng)卡盤(26，28)內(nèi)的活塞(W)沿軸向相互接合或不接合；一對開槽機構(gòu)(106，108)各裝在所述機床框架上相應(yīng)的尾架組件(34，36)和轉(zhuǎn)軸(30，32)后面，每一個開槽機構(gòu)(106，108)，包括一個立式向外延伸的支承軸(110，112)，可依其縱軸線轉(zhuǎn)動，而裝置(118，120，122，124)能使支承軸(110，112)依上述垂直的縱軸線，向其中兩個方向搖轉(zhuǎn)；開槽刀具(114，116)各裝在支承軸(110，112)上，經(jīng)由上述支承軸(110，112)作所述搖轉(zhuǎn)動作，使之與活塞接合。
2.按照權(quán)利要求1所述的雙軸活塞外圓和槽部切削機床(10)，其特征是，每個所說的開槽機構(gòu)(106，108)包含有一個裝在相應(yīng)支承軸(110，112)上的月牙形板(150，152)，在每塊月牙形板上，裝在支承臂(154，156，158，160)上有幾對帶前方位角的刀具，每一對都伸向相關(guān)的轉(zhuǎn)軸(30，32)和尾架組件(24，26)的軸線的兩側(cè)，使得所述支承軸(110，112)可依它的垂直軸線搖轉(zhuǎn)，將所述支承臂(154，156，158，160)中的一臂轉(zhuǎn)到所述卡盤(26，28)內(nèi)的一個活塞上。
3.按照權(quán)利要求1所述的雙軸活塞外圓和槽部切削機床(10)，其特征是，所說的用于驅(qū)動每一轉(zhuǎn)軸(30，32)的裝置，包括一個單獨的轉(zhuǎn)軸驅(qū)動電動機(50)裝在所述機床框架的后面，并具有傳動帶和滑輪驅(qū)動裝置(52，54，56，58，60，62)，與所述電動機相互結(jié)合，從而驅(qū)動所述中轉(zhuǎn)軸(30，32)。
4.按照權(quán)利要求3所述的雙軸活塞外圓和槽部切削機床(10)，其特征是，每個所述的轉(zhuǎn)軸(30，32)均處于所述車床框架底部向上延伸的位置，而所述轉(zhuǎn)軸驅(qū)動電動機(50)則向下延伸，以其所述傳動帶，滑輪驅(qū)動裝置(52，54，56，58，60，62)位于所述驅(qū)動電動機(50)和所述各轉(zhuǎn)軸(30，32)的下端。
5.按照權(quán)利要求1所述的雙軸活塞外圓和槽部切削機床(10)，其特征是，所述用來提升和下降所述各主要滑座(18，20)的裝置包括一個單獨的驅(qū)動電動機(84)，一對立式滾珠絲杠(72，74)，驅(qū)動連結(jié)各滾珠絲杠(72，74)的裝置(76，78)及其相應(yīng)的主滑座(18，20)，使所述滾珠絲杠(72，74)在旋轉(zhuǎn)時導(dǎo)致所述的提升和下降的雙向動作;還包括與其中一個絲杠(72，74)和所述驅(qū)動電動機(84)相接合的裝置(88，90，92，94，96)。
6.按照權(quán)利要求5所述的雙軸活塞外圓和槽部切削機床(10)，其特征是，每個所述滾珠絲杠(72，74)一直伸展到所述機床(10)的頂部，而所述電動機(84)垂直延伸裝在所述機床(10)的后面和頂部。
7.按照權(quán)利要求1所述的雙軸活塞外圓和槽部切削機床(10)，其特征是，每個所述切槽機構(gòu)(106，108)，包括外殼(102，104)，被固定在所述機床框架的垂直前面板(106)上，而其中每個所述尾架組件(34，36)包括外殼(98，100)，被固定在相應(yīng)的那個所述開槽機構(gòu)外殼(106，108)的前側(cè)。
8.按照權(quán)利要求7所述的雙軸活塞外圓和槽部切削機床(10)，其特征是，其所述的每個轉(zhuǎn)軸(30，32)是固定在所述機床框架的下端的一個法蘭面(31)上，并位于機床框架的所述垂直前面板(106)的底下。
9.按照權(quán)利要求1所述的雙軸活塞外圓和槽部切削機床(10)，其特征是，還包括一個運送滑板(182)以及一對并排的夾緊機構(gòu)(184，186)，以及使所述運送滑板(182)水平移動到所述機床(10)的裝置(188，190)，從它的前面抓住一對分別被夾在卡盤(26，28)里的活塞(W)，然后將之移開。
10.按照權(quán)利要求9所述的雙軸活塞外圓和槽部切削機床(10)，其特征是，還包括運送裝置的驅(qū)動裝置(196，198)使所述運送滑板(182)進入到分別位于所述車床的一側(cè)的裝、卸位置。
全文摘要
一種采用線性運動電動機的活塞外圓和槽部切削機床(10)，可供車制非正圓的外徑與形狀復(fù)雜的活塞(W)，其中有一對面對面的計算機數(shù)控車制用模擬件(14，16)，各自與一對垂直的轉(zhuǎn)軸(30，32)對準，轉(zhuǎn)軸(30，32)設(shè)有卡盤(26，28)用于每個活塞(W)。一個尾架組件(34，36)位于每個轉(zhuǎn)軸(30，32)的上面并與之對準。一個切削槽部機構(gòu)(106，108)位于各尾架組件(34，36)的后面，并包括一個搖轉(zhuǎn)的支承軸(110，112)，可將車刀(114，116)帶到加工活塞(W)的工位。
文檔編號B23Q1/01GK1069918SQ9210468
公開日1993年3月17日 申請日期1992年6月17日 優(yōu)先權(quán)日1991年6月17日
發(fā)明者A·馬里奧·卡迪尼, 霍斯特·羅曼, 肯尼思·A·德魯 申請人:克羅斯公司