一种切削加工用双坐标盘定位装置

摘要

本发明涉及一种切削加工用双坐标盘定位装置，包括与数控机床主轴连接的可自平衡旋转的底板，底板上设双坐标盘定位装置；该双坐标盘定位装置包括一可自平衡旋转的下坐标盘,下坐标盘上端设一可自平衡旋转的上坐标盘，上坐标盘直径小于下坐标盘直径，上坐标盘上端设有工件夹具；下坐标盘的轴心至数控机床主轴的轴心的距离与下坐标盘的轴心至上坐标盘的轴心的距离相等。本发明解决了同一零件上有多个台阶孔、多个台阶柱、多个直孔、多个螺孔等情况下零件一次装卡完成加工的难题；降低了机床制造成本，简化了刀具卡具结构，降低了刀具卡具成本，缩短了刀具卡具制造周期，简化了机床结构，降低了机床制造成本，提高了加工效率，降低了加工成本。

权利要求

1.一种切削加工用双坐标盘定位装置，其特征在于，包括与数控机床主轴连接的可自平衡旋转的底板，所述底板上设有双坐标盘定位装置；所述双坐标盘定位装置包括一由下坐标盘旋转驱动机构驱动可自平衡旋转的下坐标盘，所述下坐标盘的上端固定连接一在上坐标盘旋转驱动机构驱动下可自平衡旋转的上坐标盘，所述上坐标盘直径小于所述下坐标盘的直径，所述上坐标盘的上端设有工件夹具；所述下坐标盘的轴心至所述数控机床主轴的轴心的距离与所述下坐标盘的轴心至所述上坐标盘的轴心的距离相等。

2.根据权利要求1所述切削加工用双坐标盘定位装置，其特征在于，所述底板与所述下坐标盘上分别设有一旋转平衡块。

3.根据权利要求2所述切削加工用双坐标盘定位装置，其特征在于，所述旋转平衡块为弧形状结构。

4.根据权利要求1或3所述切削加工用双坐标盘定位装置，其特征在于，所述切削加工用双坐标盘定位装置进一步包括有用于将所述下坐标盘以及上坐标盘与所述底板锁紧固定的锁紧固定机构。

5.根据权利要求4所述切削加工用双坐标盘定位装置，其特征在于，所述锁紧固定机构包括锁紧螺栓，与所述锁紧螺栓连接的设在所述底板中的锁紧蜗轮，所述锁紧蜗轮通过锁紧蜗杆连接减速电机。

6.根据权利要求5所述切削加工用双坐标盘定位装置，其特征在于，所述锁紧螺栓自所述上坐标盘向下穿过所述下坐标盘的旋转轴与所述锁紧蜗轮的内螺纹连接。

说明书

一种切削加工用双坐标盘定位装置

技术领域

[0001] 本发明属于切削加工技术领域，尤其涉及一种切削加工用双坐标盘定位装置。

背景技术

[0002]目前，切削加工的传统方式主要有车、镗、铣、刨、钻等，而现在基本上由加工中心和数控车床来加工，如果遇到在同一个零件上有多个台阶孔、多个台阶柱、多个直孔、多个螺孔的零件，这种零件在数控车床上一次装卡是不能完成加工的，在加工中心上也不能完成，则需要加工中心和数控车床相结合多次装卡才能完成，并且需要非常昂贵的刀具、卡具。

发明内容

[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种可将加工中心的功能和数控车床的功能合并，实现车、铣、镗、钻、攻丝等一次装卡完成加工的切削加工用双坐标盘定位装置，以降低机床及工具制造成本，提高生产效率。

[0004] 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:

[0005] 一种切削加工用双坐标盘定位装置，包括与数控机床主轴连接的可自平衡旋转的底板，所述底板上设有双坐标盘定位装置；所述双坐标盘定位装置包括一由下坐标盘旋转驱动机构驱动可自平衡旋转的下坐标盘，所述下坐标盘的上端固定连接一在上坐标盘旋转驱动机构驱动下可自平衡旋转的上坐标盘，所述上坐标盘直径小于所述下坐标盘的直径，所述上坐标盘的上端设有工件夹具；所述下坐标盘的轴心至所述数控机床主轴的轴心的距离与所述下坐标盘的轴心至所述上坐标盘的轴心的距离相等。

[0006] 所述底板与所述下坐标盘上分别设有一旋转平衡块。

[0007] 所述旋转平衡块为弧形状结构。

[0008] 所述切削加工用双坐标盘定位装置进一步包括有用于将所述下坐标盘以及上坐标盘与所述底板锁紧固定的锁紧固定机构。

[0009] 所述锁紧固定机构包括锁紧螺栓，与所述锁紧螺栓连接的设在所述底板中的锁紧蜗轮，所述锁紧蜗轮通过锁紧蜗杆连接减速电机。

[0010] 所述锁紧螺栓自所述上坐标盘向下穿过所述下坐标盘的旋转轴与所述锁紧蜗轮的内螺纹连接。

[0011] 本发明是将加工中心和数控车床的功能合并，解决了在同一个零件上有多个台阶孔、多个台阶柱、多个直孔、多个螺孔等情况下的零件一次装卡完成加工的难题；降低了机床的制造成本，简化了刀具和卡具结构，降低了刀具和卡具的成本，缩短了刀具和卡具的制造周期，简化了机床结构，降低了机床制造成本，提高了加工效率，降低了加工成本。

附图说明

[0012] 图1是本发明实施例提供的切削加工用双坐标盘定位装置的透视结构示意图；[0013] 图2是图1沿C-C线的剖面图；

[0014] 图3是图1沿B-B线的剖面图；

[0015] 图4是图1沿A-A线的剖面图；

[0016] 图5是图1沿G-G线的剖面图；

[0017] 图6是图1沿D-D线的剖面图；

[0018] 图7A-7C是本发明实施例提供的上、下坐标盘的旋转加工示意图；

[0019] 图8是待加工零件放置在切削加工用双坐标盘定位装置上的初始放置位置示意图；

[0020] 图9A-9B是加工待加工零件上一个待加工孔的旋转加工示意图；

[0021] 图10A-10B是加工待加工零件上另一个待加工孔的旋转加工示意图；

[0022] 图11A-11B是加工待加工零件上又一个待加工孔的旋转加工示意图。

具体实施方式

[0023] 下面，结合附图及实施例详细说明本发明的具体实施方式。

[0024] 由于本发明是在现有加工中心和数控车床原理基础上实现车式加工中心机床加工为目的，所以下面以实现车式加工中心机床加工为例进行说明。

[0025] 本发明适用于卧式和立式车式加工中心机床，本机床的其它机构可根据常规机床原理进行组合配置，这里不作描述。

[0026] 如图1 一 6所示，一种切削加工用双坐标盘定位装置，包括与数控机床主轴I通过螺栓2连接的可自平衡旋转的底板6，在所述底板6上设有双坐标盘定位装置；所述双坐标盘定位装置包括一设在所述底板6上的由下坐标盘旋转驱动机构驱动可自平衡旋转的下坐标盘4 ;所述下坐标盘4的上端设有一与所述下坐标盘4固定连接并在上坐标盘旋转驱动机构驱动下可自平衡旋转的直径小于所述下坐标盘4的上坐标盘3 ;所述上坐标盘3的上端通过螺栓11固定设有工件夹具12 ;所述下坐标盘4的轴心至所述数控机床主轴I的轴心的距离与所述下坐标盘4的轴心至所述上坐标盘3的轴心的距离相等。

[0027] 本发明实施例中，所述底板6上通过螺栓9固定设有一底板旋转平衡块8，所述下坐标盘4上通过螺栓10固定设有一下坐标盘旋转平衡块7。

[0028] 本发明实施例中，所述底板旋转平衡块8、下坐标盘旋转平衡块7均为弧形状结构。

[0029] 本发明实施例中，所述上坐标盘3自身为一平衡旋转体，在工件夹具12夹上待加工零件46后同样可处于一平衡的旋转状态，这样一来，上坐标盘3整体是一个平衡旋转体，不论旋转到什么角度，都是处于动平衡状态。

[0030] 所述下坐标盘4上安装有下坐标盘旋转平衡块7，使下坐标盘4所承载的独立体处于动平衡状态，在此状态下，下坐标盘4所承载的独立体旋转到任何角度，都是处于动平衡状态。

[0031] 本发明实施例中，由于底板6上安装有底板旋转平衡块8，从而可以使底板6上的整个机构处于动平衡状态。由于上坐标盘3、下坐标盘4、底板6所承载的独立体分别处于动平衡状态，所以上坐标盘3、下坐标盘4、底板6各自任意旋转，数控机床主轴I始终处于动平衡状态。[0032] 本发明实施例中，所述切削加工用双坐标盘定位装置进一步包括有用于将所述下坐标盘4以及上坐标盘3与所述底板6锁紧固定的锁紧固定机构。

[0033] 参见图3及图4所示，所述锁紧固定机构包括锁紧螺栓21，与所述锁紧螺栓21连接的设在所述底板6中的锁紧蜗轮20，所述锁紧蜗轮20通过锁紧蜗杆39连接减速电机44。

[0034] 参见图3所示,所述减速电机44通过螺栓41安装在减速电机固定板45上,所述减速电机固定板45通过螺栓40固定在底板6上,所述减速电机44通过第一轴承42、第二轴承43连接所述锁紧蜗杆39，所述锁紧蜗杆39另一端设有轴套38。

[0035] 参见图4所示，本发明实施例中，所述锁紧螺栓21自所述上坐标盘3向下穿过通过轴承件18安装在所述下坐标盘4上的旋转轴19与所述锁紧蜗轮20的内螺纹连接。

[0036] 本发明实施例中，由减速电机44作为动力，由锁紧蜗杆39传递动力给锁紧蜗轮20，由锁紧蜗轮20旋转而旋紧锁紧螺栓21，从而达到将底板6、下坐标盘4、上坐标盘3锁紧在一起，以防止数控车床加工时颤动。

[0037] 参见图2所示，本发明实施例中，所述下坐标盘旋转驱动机构包括通过螺栓34安装在电机固定板30 (电机固定板30通过螺栓35安装在所述底板6上)上的下坐标盘步进电机31，与所述下坐标盘步进电机31通过轴承组件32、33连接的下坐标盘蜗杆37，与所述下坐标盘蜗杆37连接的下坐标盘蜗轮15，所述下坐标盘蜗杆37另一端设有轴套38。所述下坐标盘蜗轮15通过稳销5与所述下坐标盘4固定，在所述下坐标盘步进电机31通过下坐标盘蜗杆37带动37蜗轮15旋转，同时直接带动所述下坐标盘4旋转。

[0038] 参见图5所示，本发明实施例中，所述上坐标盘旋转驱动机构包括通过螺栓27安装在步进电机固定板29 (步进电机固定板29通过螺栓26安装在所述底板6上)上的上坐标盘步进电机28，与所述上坐标盘步进电机28通过轴承组件24、25连接的上坐标盘蜗杆23，与所述上坐标盘蜗杆23连接的上坐标盘旋转涡轮14，所述上坐标盘旋转涡轮14通过内齿与所述上坐标盘的转轴13 (通过内六角螺栓17固定于所述上坐标盘3上)相连接，所述转轴13的轴承16安装在所述下坐标盘4上，所述上坐标盘蜗杆23另一端设有轴套件22。通过上坐标盘步进电机28驱动所述上坐标盘蜗杆23带动上坐标盘旋转蜗轮14旋转，再由上坐标盘旋转涡轮14的内齿带动上坐标盘3旋转。

[0039] 本发明实施例中，所述下坐标盘旋转驱动机构与所述上坐标盘旋转驱动机构也可以采用其它驱动机构，比如现有的伺服电机传动，齿轮传动，斜齿传动，齿带传动，万向节传动等，均属于本发明的保护范围。

[0040] 本发明双盘旋转坐标系统的原理，如图7A所示，以数控机床主轴I中心O为X、Y坐标的(0、0)点，则待加工点C的坐标为(_100、20)，设数控机床主轴I中心O与下坐标盘4的旋转轴19的中心距离为40个单位距离(数控机床旋转半径)，如40mm，下坐标盘4的旋转轴19中心与上坐标盘3的转轴13的中心距离为40mm，以下坐标盘4的旋转轴19的旋转中心为圆心、以数控机床的主轴的旋转半径所画得圆E的半径为40mm。上坐标盘3旋转使点C与圆E重合于一点，见图7B所示，通过计算，上坐标盘3旋转了 65.7度，点C坐标移动至点Cl (-70,26.46);下坐标盘4旋转使点Cl与数控机床主轴I的中心O (0、0)重合，通过计算，下坐标盘4旋转了 138.6度，点Cl坐标移动至点C2，即数控机床主轴I的中心O(0、0)。通过双盘不同角度的旋转，可以将上坐标盘3内指定区域内的任意坐标点移动至数控机床主轴I的中心O (0、0)的位置,然后进行加工。[0041] 随着上、下两个坐标盘的不同角度旋转，可以按要求移动坐标点(待加孔中心点)的位置，从而实现坐标点精确移动的目的。如图8所示为待加工零件46的放置于切削设备上初始状态，共有三个待加工孔460、461、462需要加工。

[0042] 参见图9A，通过上坐标盘3旋转，使待加工孔460的中心点4600与圆401 (以下坐标盘4的轴心400为圆心、以数控机床的主轴I的旋转半径所作的圆)重合于一点，即与以待加工零件46的待加工孔460所在中心点4600与以上坐标盘3的轴心300为圆心、以所述上坐标盘3的轴心300的距离为半径所作的圆301重合于点500，参见图9B，然后下坐标盘4旋转，使待加工孔460的中心4600与机床主轴中心100重合，在此状态下可以车加工零件待加工孔460。

[0043] 参见图10A，为上坐标盘3再旋转，使待加工孔461的中心点4610与圆401重合于一点，参见图10B，然后下坐标盘4旋转，使待加工孔461的中心4610与与机床主轴中心100重合，在此状态下可以车加工零件待加工孔461。

[0044] 参见图11A，为上坐标盘3再旋转，使待加工孔462的中心点4620与圆401重合于一点，参见图11B，然后下坐标盘4旋转，使待加工孔462的中心4620与机床主轴中心100重合，在此状态下可以车加工零件待加工孔462。

[0045] 通过上述坐标盘的不同的旋转，可以完成一个待加工零件46上多个孔的一次装卡车加工和其它形式的加工。

[0046] 本发明是将加工中心和数控车床的功能合并，解决了在同一个零件上有多个台阶孔、多个台阶柱、多个直孔、多个螺孔等情况下的零件一次装卡完成加工的难题。降低了机床的制造成本，简化了刀具和卡具结构，降低了刀具和卡具的成本，缩短了刀具和卡具的制造周期，简化了机床结构，降低了机床制造成本，提高了加工效率，降低了加工成本，创造了双盘旋转坐标系统。

[0047] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。