數控雙拖板雙刀架異型外圓車床制造技術

本實用新型專利技術公開了一種數控雙拖板雙刀架異型外圓車床，用于加工變橢圓型面活塞，包括床身、主軸、伺服主軸電機、托板、位于所述床身右側的尾架、夾具、高頻響音圈式直線伺服電機及刀架，其中所述托板包括Z1軸拖板與Z2軸拖板，所述Z1軸拖板與Z2軸拖板上分別布置高頻響直線伺服電機進給及多工位伺服刀塔。其床身采用臥式傾斜結構且采用樹脂砂整體鑄件，受力好、精度保持性高、裝夾方便；尾架與Z1軸連接為一體可滿足不同活塞長度加工；兩刀架分別置于獨立的上下拖板上，可實現聯動加工，生產效率高；且由于其在一次裝夾定位中可完成活塞外圓、頂面與環槽的加工，有利于保證各加工要素間的相互位置關系，活塞品質可得到顯著的提升。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種數控活塞異型外圓車床，特別涉及一種數控雙拖板雙刀架異型外圓車床。
技術介紹
由于社會環保意識的增強，國內外的汽車尾氣排放標準日趨嚴格，對發動機的性能要求日益提高，活塞是發動機中的關鍵零件，工作在周期變化的高溫高壓的環境中，活塞各部位受力、受熱所產生變形是不同的，導致工況變差、尾氣污染，因此活塞的品質除影響到發動機性能外，更直接影響到汽車尾氣排放質量。為擬合發動機工作時活塞的變形，應當在常溫狀態下將活塞制成某種特殊的形 狀。現代新型發動機活塞的縱截面為中凸形、橫截面為橢圓或變橢圓，而且活塞不同高度上的橢圓參數是變化的，這種復雜空間曲線，統稱為中凸變橢圓形線。由于這種形線的活塞具有多種優點，現已被廣泛采用，但是要保證其外圓形線的輪廓精度和環槽形狀的位置精度，其加工難度相對傳統活塞要大得多。在20世紀80年代，該種活塞的加工方法通常采用硬靠模技術，這種方法主要存在硬靠模制造難度大，制造成本高，且生產效率極低，產品換型不便等缺點而逐步被淘汰。到20世紀90年代末，隨著數控及直線伺服技術的成熟和廣泛應用，數控仿形(俗稱“軟靠模”)已廣泛取代硬靠模應用至今，數控活塞異型外圓車床成為目前中凸變橢圓活塞的主要加工設備。而目前數控活塞異型外圓車床普遍存在單一性，活塞外圓、端面、環槽很難實現組合加工，即使實現組合加工，通常受到空間裝夾位置的限制而使生產效率變低，難以滿足現代生產企業的要求。
技術實現思路
針對現有技術存在的問題，本技術旨在提供一種能在一次裝夾的基礎上，實現活塞異性外圓、端面、環槽組合聯動加工，且裝夾定位準、加工精度高、生產效率高的數控雙拖板雙刀架異型外圓車床。本技術提供的一種數控雙拖板雙刀架異型外圓車床，用于加工變橢圓型面活塞，包括床身、安置于主軸箱體內的主軸、用于帶動所述主軸的伺服主軸電機、托板、位于所述床身右側的尾架、夾具、高頻響音圈式直線伺服電機及刀架，其中所述托板包括Zl軸拖板與Z2軸拖板，所述Zl軸拖板與Z2軸拖板上分別布置高頻響直線伺服電機進給及多工位伺服刀塔，分別用于加工活塞變橢圓及活塞頂面與環槽。其中，所述Zl軸拖板與所述Z2軸拖板獨立設置。所述床身為臥式傾斜結構，采用樹脂砂整體鑄件。所述主軸由伺服主軸電機通過同步帶進行傳動，主軸的旋轉角度信號由裝在主軸上的第二編碼器提供給音圈式直線電機伺服控制板卡。所述數控雙拖板雙刀架異型外圓車床還包括Xl軸與X2軸9，所述Xl軸與X2軸9平行布置于所述Zl軸與所述Z2軸上，所述Xl軸用來調整活塞加工的大徑尺寸，配有高頻響音圈式直線伺服電機用于加工活塞外圓變橢圓；所述X2軸9配置多工位伺服刀塔，用于加工活塞環槽及活塞頂面。所述Zl軸、Z2軸、 Xl軸、X2軸9均由伺服電機驅動控制，且所述Xl軸配置精密光柵尺實現全閉環控制。所述尾架與所述Zl軸連接為一體，且通過所述Zl軸伺服電機驅動沿主軸軸向左右方向移動。所述數控雙拖板雙刀架異型外圓車床還包括為配合所述夾具而在所述主軸的尾部裝設的回轉液壓油缸，可實現對活塞的拉緊，且對所述活塞采用拉緊與尾架套筒頂緊相結合的方式以保證活塞定位和夾緊的可靠性。所述高頻響音圈式直線伺服電機與刀架采用一體化設計，構成直線伺服刀架系統，包括支撐膜片、永磁體、磁路及冷卻入口 ；其中所述線圈繞組與推桿剛性的聯結在一起，并由平行的彈性支撐膜片支撐與導向，車刀固定在刀架頭部隨著可動部分推桿一起運動，以實現異形外圓加工。切所述線圈繞組位于所述永磁體的環形磁場中，當在線圈繞組中通入電流時，線圈繞組便受到洛侖滋力作用，通過推桿、彈性支撐膜片作用就轉化為刀架的位移量，從而完成切削加工。所述數控雙拖板雙刀架異型外圓車床還包括數控系統，且所述數控系統中植入有變橢圓型面活塞數控加工的數學模型及軟件模塊。本技術提供的所述數控雙拖板雙刀架異型外圓車床其床身采用臥式傾斜結構且采用樹脂砂整體鑄件，受力好、精度保持性高、裝夾方便；其尾架與Zl軸連接為一體且通過Zl軸伺服電機驅動沿主軸軸向左右移動，可滿足不同活塞長度加工；其對活塞采用拉緊與尾架套筒頂緊相結合的方式，可保證活塞定位和夾緊的可靠性；其兩刀架分別置于獨立的上下拖板上，各進給軸除可單獨控制外，還可實現聯動加工，在設備制造成本相當的條件下，其生產效率比現有活塞異型外圓車床可提高2-4倍；且由于其在一次裝夾定位中可完成活塞外圓、頂面與環槽的加工，消除其它加工工序對活塞異形截面加工精度的影響，有利于保證各加工要素間的相互位置關系，使活塞的品質得到顯著的提升。附圖說明圖I為本技術提出的一種數控雙拖板雙刀架異型外圓車床的整體結構示意圖；圖2為圖I中直線伺服刀架系統的結構示意圖。附圖標號說明I床身2主軸3多工位刀架4尾架5Z1軸拖板6Z2軸拖板7直線伺服刀架 8X1軸9X2軸971第一支撐膜片 72第二支撐膜片 73第三支撐膜片74永磁體75磁路76冷卻入口具體實施方式以下結合附圖并通過具體實施方式來進一步說明本技術的技術方案請參照圖I及圖2，為本技術提供的一種數控雙拖板雙刀架異型外圓車床，用于加工變橢圓型面活塞，包括床身I、安置于主軸2箱體內的主軸2、用于帶動所述主軸2的伺服主軸電機、托板、位于所述床身I右側的尾架4、夾具、高頻響音圈式直線伺服電機及刀架，其中所述托板包括Zl軸拖板5與Z2軸拖板6，所述Zl軸拖板5與Z2軸拖板6上分別布置高頻響直線伺服電機進給及多工位刀架3，分別用于加工活塞變橢圓及活塞頂面與環槽。其中，所述Zl軸拖板5與所述Z2軸拖板6獨立設置。所述床身I為臥式傾斜結構,采用樹脂砂整體鑄件。所述主軸2由伺服主軸電機通過同步帶進行傳動，主軸2的旋轉角度信號由裝在主軸2上的第二編碼器提供給音圈式直線電機伺服控制板卡。所述數控雙拖板雙刀架異型外圓車床還包括Xl軸8與X2軸，所述Xl軸8與X2軸平行布置于所述Zl軸與所述Z2軸上，所述Xl軸8用來調整活塞加工的大徑尺寸，配有高頻響音圈式直線伺服電機用于加工活塞外圓變橢圓；所述X2軸配置多工位刀架3，用于加工活塞環槽及活塞頂面。所述Zl軸、Z2軸、Xl軸8、X2軸均由伺服電機驅動控制，且所述Xl軸8配置精密光柵尺實現全閉環控制。所述尾架4與所述Zl軸連接為一體，且通過所述Zl軸伺服電機驅動沿主軸2軸向左右方向移動。所述數控雙拖板雙刀架異型外圓車床還包括為配合所述夾具而在所述主軸2的尾部裝設的回轉液壓油缸，可實現對活塞的拉緊，且對所述活塞采用拉緊與尾架4套筒頂緊相結合的方式以保證活塞定位和夾緊的可靠性。所述高頻響音圈式直線伺服電機與刀架采用一體化設計，構成直線伺服刀架7系統，包括支撐膜片、永磁體74、磁路75及冷卻入口 76，且所述支撐膜片具體為三個，分別為第一支撐膜片71、第二支撐膜片72及第三支撐膜片73 ;其中所述線圈繞組與推桿剛性的聯結在一起，并由平行的彈性支撐膜片支撐與導向，車刀固定在刀架頭部隨著可動部分推桿一起運動，以實現異形外圓加工。切所述線圈繞組位于所述永磁體的環形磁場中，當在線圈繞組中通入電流時，線圈繞組便受到洛侖滋力作用，通過推桿、彈性支撐膜片作用就轉化為刀架的位移量，從而完成切削加工。所述數控雙拖板雙刀架異型外圓車床還包括數控系統，且所述數控系統中植入有變橢圓型面活塞數控加工的數學模本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種數控雙拖板雙刀架異型外圓車床，用于加工變橢圓型面活塞，其特征在于，包括床身、安置于主軸箱體內的主軸、用于帶動所述主軸的伺服主軸電機、托板、位于所述床身右側的尾架、夾具、高頻響音圈式直線伺服電機及刀架，其中所述托板包括Z1軸拖板與Z2軸拖板，所述Z1軸拖板與Z2軸拖板上分別布置高頻響直線伺服電機進給及多工位伺服刀塔，分別用于加工活塞變橢圓及活塞頂面與環槽。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：伍超，涂陽虎，楊金剛，
申請(專利權)人：長沙金博數控機床有限公司，
類型：實用新型
國別省市：