一种加工圆柱凸轮槽的低速旋转装置.pdf

本发明涉及一种机床附件中的工装夹具，特别是一种加工圆柱凸轮槽的低速旋转装置。主要由传动箱、三爪卡盘、电机、尾架和底板组成，传动箱内设有一对蜗轮蜗杆和传动齿轮，主轴头部装有三爪卡盘，蜗轮上设有抱闸机构，传动箱和尾架均固定于底板上。其优点是，结构简单，它可与普通数控铣床或者普通数控车床配合使用，对工件进行圆柱凸轮槽加工，且使用方便，工作效率高，所加工的零件质量好且稳定可靠，可利用企业现有设备进行改装，成本低。

1、  一种加工圆柱凸轮槽的低速旋转装置，其特征在于：设有传动箱、三爪卡盘、电机、尾架和底板，传动箱内设有主轴、传动轴以及蜗轮蜗杆和传动齿轮，蜗轮、蜗杆分别设于主轴和传动轴上，传动齿轮分别设于传动轴和电机轴上；主轴头部装有三爪卡盘且置于传动箱箱体外；电机固定于传动箱箱体的外侧，传动箱和尾架均固定于底板上。

2、  如权利要求1所述的一种加工圆柱凸轮槽的低速旋转装置，其特征在于：蜗轮上设有抱闸机构。

3、  如权利要求2所述的一种加工圆柱凸轮槽的低速旋转装置，其特征在于：所述抱闸机构由刹车带、固定块、调节螺杆、螺母和螺栓构成，抱闸机构固定于传动箱箱体上。

4、  如权利要求1或2所述的一种加工圆柱凸轮槽的低速旋转装置，其特征在于：尾架中设有顶尖，尾架与底板之间设有中间垫板，尾架的底面上设有凹槽，中间垫板的上侧面上设有凸台，其尾架上的凹槽与中间垫板上的凸台相配合，尾架与中间垫板之间由螺栓使之相固定。

一种加工圆柱凸轮槽的低速旋转装置
技术领域
本发明涉及一种机床附件中的工装夹具，特别是一种加工圆柱凸轮槽的低速旋转装置，它可与普通数控机床配合使用，对工件进行圆柱凸轮槽加工。
背景技术
所谓圆柱凸轮槽加工，即是在圆柱形的工件上进行曲线槽加工。目前，圆柱凸轮槽加工是机械加工地一大难点。因为在铣削加工圆柱凸轮槽时，要求铣刀高速旋转且进给切削的同时，工件在机床上纵向进给且低速旋转。工件低速旋转，是圆柱凸轮槽加工工艺过程中必须解决的问题。目前，一般情况下圆柱凸轮槽的加工有两种办法：一是在普通铣床上加工，二是在数控铣床上加工。如果要在普通铣床上加工圆柱凸轮槽，首先，必须要使工件实现低速旋转。其方法一般是在铣床工作台的丝杠输出端与分度头的输入轴端部搭挂轮，使铣床分度头实现低速旋转。一般情况下，有几段曲线就要搭几次挂轮。再者，在加工过程中，需要有经验丰富的老师傅小心翼翼的操作才能完成。机加工好后的曲线槽还需进行人工修锉才能达到要求。显然，在一般普通铣床上加工圆柱凸轮槽，不仅效率低，而且工件质量也得不到保证。若是在数控铣床上加工，则必需要在三轴四连动的高档数控铣床上才能进行，而一般普通数控机床则无法加工。因为只有三轴四连动的高档数控铣床才具有低速旋转的功能，而普通数控铣床则无法实现低速旋转的功能。高档数控机床的价格相当昂贵，对于一般中小企业来说，也不具有这样的设备。如何利用企业现有设备，如普通数控铣床或普通数控车床，进行圆柱凸轮槽的加工，是中小企业急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是，提供一种加工圆柱凸轮槽的低速旋转装置。可直接与普通数控铣床或者普通数控车床配合使用，对工件进行圆柱凸轮槽的铣削加工。
本发明的技术解决方案是，设有传动箱、三爪卡盘、电机、尾架和底板，传动箱内设有主轴、传动轴以及蜗轮蜗杆和传动齿轮，蜗轮、蜗杆分别设于主轴和传动轴上，传动齿轮分别设于传动轴和电机轴上；主轴头部装有三爪卡盘且置于传动箱箱体外；电机固定于传动箱箱体的外侧，传动箱和尾架均固定于底板上。
蜗轮上设有抱闸机构。
所述抱闸机构由刹车带、固定块、调节螺杆、螺母和螺栓构成，抱闸机构固定于箱体上。
尾架中设有顶尖，尾架与底板之间设有中间垫板，尾架的底面上设有凹槽，中间垫板的上侧面上设有凸台，其尾架上的凹槽与中间垫板上的凸台相配合，尾架与中间垫板之间由螺栓使之相固定。
本发明的优点是，结构简单，安装、使用方便，成本低。可直接利用企业的现有设备进行改装，使普通数控机床可实现圆柱凸轮槽的铣削加工，且工作效率高，所加工的零件质量好且稳定可靠。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的A-A剖视图；
图3为图1的B-B剖视图。
图中标号：1-三相混合式步进电机，2-齿轮，3-齿轮，4-蜗杆，5-蜗轮，6-主轴，7-三爪卡盘，8-工件，9-尾架，10-顶尖，11-固定块，12-调节螺杆，13-螺母，14-刹车带，15-固定螺栓，16-固定块，17-圆锥滚子轴承，18-传动轴，19-圆锥滚子轴承，20-传动箱，21-中间垫板，22-底板，23-六角螺栓，24-平垫圈，25-内六角圆柱头螺钉，26-六角螺栓，27-平垫圈。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细描述：
本发明实施例主要由传动箱20、三爪卡盘7、三相混合式步进电机1、尾架9和底板22组成。传动箱20内设有主轴6、传动轴18以及一对蜗轮蜗杆5、4和一对传动齿轮2、3，蜗轮5、蜗杆4分别设于主轴6和传动轴18上，传动齿轮2、3分别设于电机1轴上和传动轴18上。主轴6的头部装有三爪卡盘7且置于传动箱20箱体外，电机1固定于传动箱20箱体的外侧。
传动齿轮2、3的传动比为1∶2，蜗轮蜗杆5、4的传动比为1∶10。主轴6和传动轴18分别由轴承17和轴承19支撑于传动箱20的箱体上。因为圆柱凸轮槽加工时其主轴6承受轴向力和径向力，传动轴18在传动中同样承受轴向力和径向力，故主轴轴承17和传动轴轴承19均分别为一对圆锥滚子轴承。
为防止主轴6低速旋转时因蜗轮蜗杆5、4的传动间隙而发生抖动，在蜗轮5上加了一个可调预加载荷装置--抱闸机构。所述抱闸机构由刹车带14、固定块11、16、固定螺栓15和调节螺杆12、螺母13构成，刹车带14抱闸于蜗轮5上，刹车带14的两端分别由两个固定块11、16相连且由螺栓、螺杆固定于传动箱20的箱体上。其中一端固定块11由固定螺栓15固定，另一侧固定块16则由可调节螺杆12、螺母13拉紧固定，刹车带14的预紧力则可由可调节螺杆12、螺母13进行调节。通过调整可调节螺杆12，使蜗轮5始终负有一定载荷，从而防止主轴6低速旋转时的抖动。
尾架9中设有顶尖10，尾架9与底板22之间设有中间垫板21，尾架9的底面上设有凹槽，中间垫板21的上侧面上设有凸台，其尾架9上的凹槽与中间垫板21上的凸台相配合，尾架9与中间垫板21之间由螺钉23和垫片24使之相固定，再由螺钉25固定于底板22上。为便于整个装置的安装使用，传动箱20与中间垫板21由六角螺栓26、平垫圈27及内六角圆柱头螺钉25固定于底板22上，成为一个整体。
本发明的工作原理为：电机1(转速为10r/min，其转速可编程设置调整在10r/min～300r/min范围内)，将动力传递给齿轮2、3，再通过蜗杆4、蜗轮5将动力传递给主轴6，从而实现主轴6的低速旋转(转速为0.5r/min，其转速可由电机设定调整在0.5r/min～15r/min范围内)。主轴6头部的普通三爪卡盘7夹住工件8的一端，工件的另一端由活动尾架9中的顶尖10顶住并固定，从而实现工件8的低速旋转。工件8的装夹可通过主轴6的轴孔进行，也可通过活动尾架9松开六角螺栓23在中间垫板21上移动进行。
本发明可与下列二种机床配合使用。一是在有纵向进给数控化的普通数控铣床工作台上装备本装置，并使本装置的电机与原数控系统相连(原数控系统须有相应接口)，实现工件的纵向进给及低速旋转，从而进行工件的圆柱凸轮槽加工；二是在普通数控车床上进行改装，铣刀装在车床床头箱的主轴孔中，实现铣刀的高速旋转，去除纵向进给的数控装置，改用普通车床的齿轮、齿条手摇溜板箱机构实现切削的进给运动。去除横滑板上电动刀架，放上本发明装置，并使本装置的电机与原数控系统相连(取代原纵向进给数控部分)，实现工件的纵向进给及低速旋转，从而实现工件的圆柱凸轮槽加工。