一种数控高精度划槽机

技术领域

本发明涉及机械行业摩擦片加工技术领域，更具体地说，涉及一种数控高精度划槽机。

背景技术

摩擦片、离合器片是常见的机械部件，为了提高摩擦片的制动效果以及提高离合器片分离或接合效果，需要在摩擦片或离合器片表面加工油槽。现有的油槽加工一般是由台式钻床、手动机械分度盘和电磁吸盘等改装而成，虽然槽铣刀由电机带动自动旋转，但是其铣刀的上下运动和电磁吸盘的推进依然需要依赖人工进行操作，劳动强度大，工人手工操作过于频繁，劳动效率低，油槽加工精度低，报废率高，这样极大地影响了摩擦片或离合器片的开槽。

现有机床是由床身部件、立柱部件、工作台部件、刀架体部件、差动机构这五大件组成，各个组件之间由一个简单的PLC进行控制且需要人工进行实时操作。

现有的滚齿机或者其它划槽机床具有以下缺陷：

1、无专用加工设备，均由其它设备改制后粗略加工；

2、无法实现单人多控，加工效率低；

3、无法确保每个传动件的精度及整体工件的加工精度；

4、整体没有安全防护，设备加工过程中假如出现错误操作，工件或滚齿刀具容易引起安全事故；

5、后期设备维修困难，因差动机构内部全部由蜗轮蜗杆来进行连接传动且各个零件之间装配空间狭小，维修时需将整体拆开，给售后人员或客户机修人员带来很大的不便。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种数控高精度划槽机，可以通过精准机械传动及专用刀具配合伺服控制系统对合金粉或其他复合材料的深度进行加工，突破传统摩擦片划槽工艺精度低及效率慢的加工缺陷。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种数控高精度划槽机，包括床身部件，所述床身部件上端安装有立柱部件、X轴传动部件和工作台转台部件，所述床身部件下端安装有多个均匀分布的防震垫铁，所述立柱部件上安装有Z轴传动部件，所述Z轴传动部件上安装有刀架体动力头部件，所述床身部件包括床身、一对T型钢条、后端防尘风琴罩、T型螺栓、一对前端防尘风琴罩、四个精密滑块和一对精密线轨，所述后端防尘风琴罩和一对前端防尘风琴罩均安装于床身上，且一对精密线轨安装于后端防尘风琴罩和前端防尘风琴罩之间，四个所述精密滑块分成两组安装于精密线轨上，所述立柱部件包括立柱、立柱拖板、下端防尘风琴罩、上端防尘风琴罩和立柱拖板侧防尘板，且立柱拖板安装于立柱上端，所述立柱拖板上同样安装有四个精密滑块和一对精密线轨，且上端防尘风琴罩和下端防尘风琴罩分别安装于上下两侧，所述床身部件侧面安装有X轴传动部件，所述X轴传动部件上安装有工作台转台部件。

进一步的，所述立柱部件内安装有液压过滤系统集成，所述立柱部件外侧安装有立柱防尘顶罩，所述刀架体动力头部件外侧安装有工作台防尘罩壳。

进一步的，所述立柱部件上还安装有伺服数控操作系统面板和电器集成箱，起到提供安全防护的作用。

进一步的，所述下端防尘风琴罩上安装有接油盘，加注在线轨上润滑油，通过接油盘可回收废油。

进一步的，所述X轴传动部件包括T型丝杆、丝杆螺母、丝杆轴承座和X轴进给手轮，所述丝杆轴承座安装于床身侧面，所述T型丝杆穿过丝杆轴承座与X轴进给手轮连接，且丝杆螺母安装于T型丝杆上，主要作用就是手动调整工作台转台部件的X轴位置。

进一步的，所述工作台转台部件包括支撑座、紧圈轴承座、强磁吸盘、推力圆柱滚子轴承、角接触轴承、电机连接轴、第一减速机、电滑环、第一伺服电机、锁紧螺母、定位轴承座、下调整垫块、上调整垫块、连接块和调节螺栓，所述定位轴承座安装于支撑座上，且推力圆柱滚子轴承安装于定位轴承座上，所述紧圈轴承座安装于支撑座外端，且角接触轴承安装于紧圈轴承座上，所述强磁吸盘通过锁紧螺母安装于紧圈轴承座远离支撑座的一端，且强磁吸盘与电机连接轴连接，所述电机连接轴与第一减速机连接，且第一减速机与第一伺服电机连接，所述电滑环安装于第一减速机远离支撑座的一端，所述下调整垫块、上调整垫块和连接块均连接于支撑座下端，且下调整垫块、上调整垫块位于同侧，所述下调整垫块和连接块与精密滑块连接，推力圆柱滚子轴承与角接触轴承之间的配合主要是为了让强磁吸盘上端面在旋转过程中端面跳动降低，保证加工过程中工件不出现变形，强磁吸盘与电滑环之间的配合主要是控制强磁吸盘磁力的大小及均匀，防止因旋转过程中吸力过小而飞片或吸力过大导致工件变形，第一减速机与电机连接轴相连，主要是给第一伺服电机提供足够的扭矩，并降低第一伺服电机在运行中的负荷，提高第一伺服电机寿命，且第一伺服电机主要是作为工作台转台部件的主输出源。

进一步的，所述Z轴传动部件包括滚珠丝杆、螺母、丝母连接座、轴承座、第一圆锥滚子轴承、第二圆锥滚子轴承、连接座、和第二减速机，所述螺母安装于滚珠丝杆上，所述丝母连接座安装于螺母上，且丝母连接座与立柱部件连接，所述第一圆锥滚子轴承和第二圆锥滚子轴承均安装于轴承座上，且滚珠丝杆穿过第一圆锥滚子轴承和第二圆锥滚子轴承与第二减速机连接，且第二减速机通过连接座5-7与轴承座5-4连接，所述第二伺服电机与第二减速机连接，滚珠丝杆选用研磨级，提高质量及进给精度，一套圆锥滚子轴承可将径向与轴向间隙消除，保证运行过程中进给精度，第二减速机主要是给第二伺服电机提供足够的扭矩，并降低第二伺服电机在运行中的负荷，提高第二伺服电机寿命，且第二伺服电机主要是作为Z轴传动部件的主输出源。

进一步的，所述刀架体动力头部件包括刀架体、刀架套筒、刀架主轴、双列圆柱滚子轴承、角接触轴承、锁紧螺母、电机连接座、第三伺服电机、电机防尘罩、刀架刀具防尘罩、锁紧螺母、前压盖和联轴器，所述双列圆柱滚子轴承安装于刀架套筒内，所述刀架套筒通过角接触轴承安装于刀架套筒内，所述刀架主轴安装于双列圆柱滚子轴承上，所述电机连接座通过锁紧螺母安装于刀架体上，所述第三伺服电机安装于电机连接座上，所述第三伺服电机通过联轴器与刀架主轴连接，所述电机防尘罩安装于第三伺服电机外侧，所述刀架主轴下端安装有刀架刀具部件，所述刀架刀具防尘罩安装于刀架刀具部件外侧，刀架主轴采用高刚性高耐磨的材料，经过热处理后性能得到最大程度的提升，使其在加工工件的过程中不易变形，刀架主轴与双列圆柱滚子轴承和角接触轴承之间配合，消除轴向与径向的间隙，保证高速旋转过程中刀架主轴的端跳，联轴器具有可吸收振动，补偿径向和角向偏差等作用，第三伺服电机可通过通过编码器进行定位，使其在加工工件结束时永远停留在同一个方向上，且第三伺服电机主要是作为刀架体动力头部件的主输出源。

进一步的，所述刀架体动力头部件还包括油封圈、油封套，所述油封套通过锁紧螺母安装于刀架套筒上，且油封圈安装于油封套上，油封圈与油封套用来防止刀架主轴里的润滑脂渗流出来。

进一步的，所述刀架刀具部件包括BT刀柄、刀架杆、刀架轴承座、深沟球轴承、锁紧螺母、铣刀杆和定制刀具，所述刀架杆安装于BT刀柄下端，且锁紧螺母套设于刀架杆上，所述刀架杆通过锁紧螺母安装于深沟球轴承上，所述铣刀杆安装于刀架杆下端，且定制刀具安装于铣刀杆上。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本发明可以通过一种数控高精度划槽机应用解决原行业无专用设备加工而导致低产、低精度，同时作业人员工作强度大，工作环境差的困扰。

(2)本发明通过工作台结构、Z轴传动结构及刀架体动力头结构的新型设计，使其提高整体的加工精度。

(3)本发明通过用强磁吸盘的装夹形式来取代传统的用工装来装夹工件，提高作业人员的工作效率。

(4)本发明将原有的半自动系统升级全新的数控系统上，提高工件的精度，且可单人多控，加工效率提升。

(5)本发明采用全封闭罩壳可改善作业环境，同时可配置专用吸风废料回收装置提高环保质量。

附图说明

图1为本发明数控高精度划槽机裸机安装结构示意图；

图2为本发明数控高精度划槽机整机安装结构示意图；

图3为本发明数控高精度划槽机床身部件安装结构示意图；

图4为本发明数控高精度划槽机立柱部件安装结构示意图；

图5为本发明数控高精度划槽机X轴传动安装结构示意图；

图6为本发明数控高精度划槽机工作台转台部件安装结构示意图；

图7为本发明数控高精度划槽机Z轴传动部件安装结构示意图；

图8为本发明数控高精度划槽机刀架体动力头部件安装结构示意图；

图9为本发明数控高精度划槽机刀架刀具部件安装结构示意图；

图10为本发明数控高精度划槽机床身部件与工作台转台部件安装结构示意图；

图11为本发明数控高精度划槽机立柱部件、Z轴传动部件与刀架体动力头部件安装结构示意图；

图12为本发明数控高精度划槽机立柱拖板示意图。

图中标号说明：

1床身部件、1-1床身、1-2T型钢条、1-3后端防尘风琴罩、1-4T型螺栓、1-5前端防尘风琴罩、1-6精密滑块、1-7精密线轨、2立柱部件、2-1立柱、2-2立柱拖板、2-3下端防尘风琴罩、2-4上端防尘风琴罩、2-5立柱拖板侧防尘板、3X轴传动部件、3-1T型丝杆、3-2丝杆螺母、3-3丝杆轴承座、3-4X轴进给手轮、4工作台转台部件、4-1支撑座、4-2紧圈轴承座、4-3强磁吸盘、4-4推力圆柱滚子轴承、4-5角接触轴承、4-6电机连接轴、4-7第一减速机、4-8电滑环、4-9第一伺服电机、4-10锁紧螺母、4-11定位轴承座、4-12下调整垫块、4-13上调整垫块、4-14连接块、4-15调节螺栓、5Z轴传动部件、5-1滚珠丝杆、5-2螺母、5-3丝母连接座、5-4轴承座、5-5第一圆锥滚子轴承、5-6第二圆锥滚子轴承、5-7连接座、5-8第二减速机、5-9第二伺服电机、6刀架体动力头部件、6-1刀架体、6-2刀架套筒、6-3刀架主轴、6-4双列圆柱滚子轴承、6-5角接触轴承、6-6锁紧螺母、6-7电机连接座、6-8第三伺服电机、6-9电机防尘罩、6-10刀架刀具防尘罩、6-11锁紧螺母、6-12前压盖、6-13油封圈、6-14油封套、6-15联轴器、7液压过滤系统集成、8防震垫铁、9工作台防尘罩壳、10伺服数控操作系统面板、11电器集成箱、12立柱防尘顶罩、13刀架刀具部件、13-1BT刀柄、13-2刀架杆、13-3刀架轴承座、13-4深沟球轴承、13-5锁紧螺母、13-6铣刀杆、13-7定制刀具。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

首先需要按照工件的大小来手动调整X轴的位置，并将其固定，然后把工件放在强磁吸盘4-3上并吸住，使其固定不动，并由系统控制其顺时针旋转，刀架体动力头部件6沿立柱部件2的线轨安装方向做Z轴间歇进给运动，刀架体动力头部件6由系统控制其顺时针旋转，最后用定制刀具切削工件表面，使其加工到相应尺寸要求。

请参阅图1-2，一种数控高精度划槽机，包括床身部件1，床身部件1上端安装有立柱部件2、X轴传动部件3和工作台转台部件4，床身部件1下端安装有多个均匀分布的防震垫铁8，立柱部件2上安装有Z轴传动部件5，Z轴传动部件5上安装有刀架体动力头部件6，床身部件1侧面安装有X轴传动部件3，X轴传动部件3上安装有工作台转台部件4。

立柱部件2内安装有液压过滤系统集成7，立柱部件2外侧安装有立柱防尘顶罩12，刀架体动力头部件6外侧安装有工作台防尘罩壳9。

立柱部件2上还安装有伺服数控操作系统面板10和电器集成箱11，起到提供安全防护的作用。

请参阅图3，床身部件1包括床身1-1、一对T型钢条1-2、后端防尘风琴罩1-3、T型螺栓1-4、一对前端防尘风琴罩1-5、四个精密滑块1-6和一对精密线轨1-7，后端防尘风琴罩1-3和一对前端防尘风琴罩1-5均安装于床身1-1上，且一对精密线轨1-7安装于后端防尘风琴罩1-3和前端防尘风琴罩1-5之间，四个精密滑块1-6分成两组安装于精密线轨1-7上。

请参阅图4，立柱部件2包括立柱2-1、立柱拖板2-2、下端防尘风琴罩2-3、上端防尘风琴罩2-4和立柱拖板侧防尘板2-5，且立柱拖板2-2安装于立柱2-1上端，立柱拖板2-2上同样安装有四个精密滑块1-6和一对精密线轨1-7，且上端防尘风琴罩2-4和下端防尘风琴罩2-3分别安装于上下两侧，下端防尘风琴罩2-3上安装有接油盘，加注在线轨上润滑油，通过接油盘可回收废油。

请参阅图5，X轴传动部件3包括T型丝杆3-1、丝杆螺母3-2、丝杆轴承座3-3和X轴进给手轮3-4，丝杆轴承座3-3安装于床身1-1侧面，T型丝杆3-1穿过丝杆轴承座3-3与X轴进给手轮3-4连接，且丝杆螺母3-2安装于T型丝杆3-1上，主要作用就是手动调整工作台转台部件4的X轴位置。

请参阅图6，工作台转台部件4包括支撑座4-1、紧圈轴承座4-2、强磁吸盘4-3、推力圆柱滚子轴承4-4、角接触轴承4-5、电机连接轴4-6、第一减速机4-7、电滑环4-8、第一伺服电机4-9、锁紧螺母4-10、定位轴承座4-11、下调整垫块4-12、上调整垫块4-13、连接块4-14和调节螺栓4-15，定位轴承座4-11安装于支撑座4-1上，且推力圆柱滚子轴承4-4安装于定位轴承座4-11上，紧圈轴承座4-2安装于支撑座4-1外端，且角接触轴承4-5安装于紧圈轴承座4-2上，强磁吸盘4-3通过锁紧螺母4-10安装于紧圈轴承座4-2远离支撑座4-1的一端，且强磁吸盘4-3与电机连接轴4-6连接，电机连接轴4-6与第一减速机4-7连接，且第一减速机4-7与第一伺服电机4-9连接，电滑环4-8安装于第一减速机4-7远离支撑座4-1的一端，下调整垫块4-12、上调整垫块4-13和连接块4-14均连接于支撑座4-1下端，且下调整垫块4-12、上调整垫块4-13位于同侧，下调整垫块4-12和连接块4-14与精密滑块1-6连接，推力圆柱滚子轴承4-4与角接触轴承4-5之间的配合主要是为了让强磁吸盘4-3上端面在旋转过程中端面跳动降低，保证加工过程中工件不出现变形，强磁吸盘4-3与电滑环4-8之间的配合主要是控制强磁吸盘4-3磁力的大小及均匀，防止因旋转过程中吸力过小而飞片或吸力过大导致工件变形，第一减速机4-7与电机连接轴4-6相连，主要是给第一伺服电机4-9提供足够的扭矩，并降低第一伺服电机4-9在运行中的负荷，提高第一伺服电机4-9寿命，且第一伺服电机4-9主要是作为工作台转台部件的主输出源。

请参阅图7，Z轴传动部件5包括滚珠丝杆5-1、螺母5-2、丝母连接座5-3、轴承座5-4、第一圆锥滚子轴承5-5、第二圆锥滚子轴承5-6、连接座5-7、和第二减速机5-8，螺母5-2安装于滚珠丝杆5-1上，丝母连接座5-3安装于螺母5-2上，且丝母连接座5-3与立柱部件2连接，第一圆锥滚子轴承5-5和第二圆锥滚子轴承5-6均安装于轴承座5-4上，且滚珠丝杆5-1穿过第一圆锥滚子轴承5-5和第二圆锥滚子轴承5-6与第二减速机5-8连接，且第二减速机5-8通过连接座5-7与轴承座5-4连接，第二伺服电机5-9与第二减速机5-8连接，滚珠丝杆5-1选用研磨级，提高质量及进给精度，一套圆锥滚子轴承5-5、5-6可将径向与轴向间隙消除，保证运行过程中进给精度，第二减速机5-8主要是给第二伺服电机5-9提供足够的扭矩，并降低第二伺服电机5-9在运行中的负荷，提高第二伺服电机5-9寿命，且第二伺服电机5-9主要是作为Z轴传动部件的主输出源。

请参阅图8，刀架体动力头部件6包括刀架体6-1、刀架套筒6-2、刀架主轴6-3、双列圆柱滚子轴承6-4、角接触轴承6-5、锁紧螺母6-6、电机连接座6-7、第三伺服电机6-8、电机防尘罩6-9、刀架刀具防尘罩6-10、锁紧螺母6-11、前压盖6-12和联轴器6-15，双列圆柱滚子轴承6-4安装于刀架套筒6-2内，刀架套筒6-2通过角接触轴承6-5安装于刀架套筒6-2内，刀架主轴6-3安装于双列圆柱滚子轴承6-4上，电机连接座6-7通过锁紧螺母6-6安装于刀架体6-1上，第三伺服电机6-8安装于电机连接座6-7上，第三伺服电机6-8通过联轴器6-15与刀架主轴6-3连接，电机防尘罩6-9安装于第三伺服电机6-8外侧，刀架主轴6-3下端安装有刀架刀具部件13，刀架刀具防尘罩6-10安装于刀架刀具部件13外侧，刀架主轴6-2采用高刚性高耐磨的材料，经过热处理后性能得到最大程度的提升，使其在加工工件的过程中不易变形，刀架主轴6-2与双列圆柱滚子轴承6-4和角接触轴承6-5之间配合，消除轴向与径向的间隙，保证高速旋转过程中刀架主轴6-2的端跳，联轴器6-15具有可吸收振动，补偿径向和角向偏差等作用，第三伺服电机6-8可通过通过编码器进行定位，使其在加工工件结束时永远停留在同一个方向上，且第三伺服电机6-8主要是作为刀架体动力头部件的主输出源。

刀架体动力头部件6还包括油封圈6-13、油封套6-14，油封套6-14通过锁紧螺母6-11安装于刀架套筒6-2上，且油封圈6-13安装于油封套6-14上，油封圈6-13与油封套6-12用来防止刀架主轴6-2里的润滑脂渗流出来。

请参阅图9，刀架刀具部件13包括BT刀柄13-1、刀架杆13-2、刀架轴承座13-3、深沟球轴承13-4、锁紧螺母13-5、铣刀杆13-6和定制刀具13-7，刀架杆13-2安装于BT刀柄13-1下端，且锁紧螺母13-5套设于刀架杆13-2上，刀架杆13-2通过锁紧螺母13-5安装于深沟球轴承13-4上，铣刀杆13-6安装于刀架杆13-2下端，且定制刀具13-7安装于铣刀杆13-6上，刀架刀具部件的结构特意为该机型定制，刀柄13-1采用常规的BT型号，其余都为定制加工件，为确保刀架杆的稳定性及良好的刚性，故而在刀架杆中间增加一套刀架轴承座组件含刀架轴承座13-3、深沟球轴承13-4、锁紧螺母13-5。

请参阅图10，序号②处，下调整垫块4-12、连接块4-14与精密滑块1-6相连，上调整垫块4-13连接支撑座4-1，且支撑座4-1可通过调节螺栓4-15序号③处调节来调节强磁吸盘4-3的上端面与精密滑块1-6的X轴的平行度，使工件在加工的过程中不会使槽出现不均匀的现象。

请参阅图11，序号④处Z轴传动部件5中的丝母连接座5-3与立柱拖板2-2相连；序号⑤处立柱拖板2-2与刀架体动力头部件6相连；

请参阅图12，序号⑥处为圆形T型槽，序号⑦处这4个垫脚可以安装刀架体6-1，作用是调整刀架体动力头部件6与强磁吸盘4-3的上端面的Y轴的平行度。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。