一种可变径承重台及分体式可变径承重台线切割机床 |
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| 申请号 | CN202410153892.2 | 申请日 | 2024-02-02 | 公开(公告)号 | CN117884728A | 公开(公告)日 | 2024-04-16 |
| 申请人 | 江苏冬庆数控机床有限公司; | 发明人 | 饶佩明; 李浩洲; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种可变径承重台及分体式可变径承重台线切割机床，包括变径驱动单元、 平移机构 和承重组件，变径驱动单元通过 齿轮 传动机构至少连接有两个平移机构，且平移机构沿变径驱动单元的圆周方向均布，每个平移机构沿轴向滑动连接有至少一个承重组件，承重组件用于 支撑 待加工 工件 。本发明的装置可实现柱状承重台同步向外扩大或向内缩小，从而实现自动变径功能，满足装夹不同直径的工件需要，解决了高 精度 、高效率、大厚度、多种直径工件的快速装夹、一次成形加工以及批量化生产等综合效能问题；不但能广泛应用于线切割加工方面，亦可应用于其他类似变径零件的检测、淬火、 喷涂 等工作范畴。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种可变径承重台，其特征在于：包括变径驱动单元、平移机构和承重组件，所述变径驱动单元通过齿轮传动机构至少连接有两个所述平移机构，且所述平移机构沿所述变径驱动单元的圆周方向均布，每个所述平移机构沿轴向滑动连接有至少一个所述承重组件，所述承重组件用于支撑待加工工件。 |
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| 说明书全文 | 一种可变径承重台及分体式可变径承重台线切割机床技术领域[0001] 本发明涉及承重台的技术领域，特别是涉及一种可变径承重台及分体式可变径承重台线切割机床。 背景技术[0002] 随着绿色能源建设的高质量发展，风力、核电等领域发展迅猛，关键零部件，如各类超大直径、特殊材料、特殊用途的精密轴承需求量大幅递增，伴随而来的就是轴承生产企业强化提升自主创新能力和工艺制造水平。目前，挖掘创新工艺方法和提高加工水平，实现高效加工和批量化生产成为产能配套的当务之急。 [0003] 然而目前的加工承重平台直径很小，仅能承载和加工尺寸小的零件，不能放置超大直径或尺寸的零件，加工平台利用率低。因此，针对大型轴承内外环精密键槽加工、取样检测等难题，亟需一种切实可行的加工方案。 发明内容[0005] 为实现上述目的，本发明提供了如下方案： [0006] 本发明提供了一种可变径承重台，包括变径驱动单元、平移机构和承重组件，所述变径驱动单元通过齿轮传动机构至少连接有两个所述平移机构，且所述平移机构沿所述变径驱动单元的圆周方向均布，每个所述平移机构沿轴向滑动连接有至少一个所述承重组件，所述承重组件用于支撑待加工工件。 [0008] 优选的，所述转轴上连接有所述齿轮传动机构，所述基座上连接有一电机座和电机罩，所述电机罩套设于所述电机座和所述电机外，所述电机固定于所述电机座上，所述电机座和所述电机罩的底部设置有所述平移机构贯穿的通孔。 [0010] 优选的，所述平移机构包括承重滑轨、传动丝杠和滑座，所述传动丝杠贯穿所述承重滑轨的两端，所述传动丝杠的两端与所述承重滑轨转动连接，所述传动丝杠的一端与所述齿轮传动机构的小锥齿轮连接，所述传动丝杠上连接有所述滑座，所述滑座上连接有所述承重组件。 [0011] 优选的，所述承重滑轨为方管，所述方管的上表面的中部设置有滑槽，所述滑座包括滑动螺母和滑动座，所述滑动螺母与所述滑动座通过一螺母套连接，所述滑动座的两侧可拆卸连接有一对挡板形成一个倒U的滑座，所述螺母套滑动设置于所述滑槽内。 [0012] 优选的，所述承重滑轨的底部设置有承重支脚、侧边固定连接有至少三个位置传感器，所述承重支脚的支撑铁块通过调节螺栓与安装槽连接，所述滑座的侧边连接有触发挡片，所述触发挡片能够触发所述位置传感器；所述平移机构上设置有光栅数显尺，所述光栅数显尺的光栅读数头连接于所述滑座上、标尺光栅连接于所述承重滑轨的长度方向上，且所述标尺光栅与所述光栅读数头对应且相匹配。 [0013] 优选的，所述承重组件包括承重立柱，所述承重立柱的下端连接于所述平移机构的滑座上、上端对称设置有一对吊环。 [0014] 优选的，所述承重立柱的上端依次设置绝缘板和承重板，所述承重板为耐磨材质。 [0015] 优选的，所述平移机构均布设置有六组，所述承重组件位于同一个圆周上且同步转动，所述变径驱动单元和所述平移机构均与一控制单元通讯连接。 [0016] 本发明还涉及一种分体式可变径承重台线切割机床，包括上述的可变径承重台和线切割机床，所述可变径承重台和所述线切割机床共用一个电控柜，所述可变径承重台的相邻两组平移机构的夹角平分线与所述线切割机床的主机Y轴轴线共线设置，且所述可变径承重台的中心与所述线切割机床的中心间距等于所述线切割机床的中心和钼丝的距离与待加工工件的半径之和。 [0017] 本发明相对于现有技术取得了以下技术效果： [0018] 本发明的装置可实现柱状承重台同步向外扩大或向内缩小，从而实现自动变径功能，满足装夹不同直径的工件需要，解决了高精度、高效率、大厚度、多种直径工件的快速装夹、一次成形加工以及批量化生产等综合效能问题；不但能广泛应用于线切割加工方面，亦可应用于其他类似变径零件的检测、淬火、喷涂等工作范畴。附图说明 [0019] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0020] 图1为本发明实施例中可变径承重台的结构示意图； [0021] 图2为本发明实施例中可变径承重台的俯视结构示意图； [0022] 图3为本发明实施例中可变径承重台的局部断面结构示意图； [0023] 图4为本发明实施例中可变径承重台的局部俯视结构示意图； [0024] 图5为本发明实施例中平移机构和承重组件的连接关系示意图； [0025] 图6为本发明实施例中光栅数显尺的安装结构示意图； [0026] 图7为本发明实施例中变径驱动单元的结构示意图； [0027] 图8为本发明实施例中电机座的结构示意图； [0028] 图9为本发明实施例中电机罩的结构示意图； [0029] 图10为本发明实施例中可变径承重台的传动原理示图； [0030] 图11为本发明实施例中分体式可变径承重台线切割机床的结构示意图一； [0031] 图12为本发明实施例中分体式可变径承重台线切割机床的结构示意图二； [0032] 其中：1‑变径驱动单元，2‑平移机构，3‑承重组件，4‑基座，5‑转轴，6‑电机，7‑联轴器，8‑电机座，9‑电机罩，10‑大锥齿轮，11‑小锥齿轮，12‑承重滑轨，13‑传动丝杠，14‑滑动螺母，15‑滑动座，16‑螺母套，17‑承重支脚，18‑位置传感器，19‑触发挡片，20‑承重立柱，21‑吊环，22‑绝缘板，23‑承重板，24‑地脚螺栓，25‑轴承，26‑支撑铁块，27‑调节螺栓，28‑线切割机床，29‑待加工工件，30‑电控柜，31‑标尺光栅，32‑光栅读数头，33‑刻线标尺，34‑指针。 具体实施方式[0033] 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付出创造性劳动的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。 [0034] 本发明的目的是提供一种可变径承重台及分体式可变径承重台线切割机床，以解决现有技术存在的问题，使承重台能够实现变径支撑，便于对不同尺寸的工件进行支撑。 [0035] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。 [0036] 实施例一 [0037] 如图1至图10所示：本实施例提供了一种可变径承重台，包括变径驱动单元1、平移机构2和承重组件3，变径驱动单元1通过齿轮传动机构至少连接有两个平移机构2，且平移机构2沿变径驱动单元1的圆周方向均布，每个平移机构2沿轴向滑动连接有至少一个承重组件3，承重组件3用于支撑待加工工件29。 [0038] 作为一种可选方案，本实施例中平移机构2均布设置有六组，承重组件3位于同一个圆周上且同步转动，变径驱动单元1和平移机构2均与一控制单元通讯连接，对称分布的承重组件3具备超大直径、大厚度工件的承载能力，可实现不同直径齿轮的定位装夹，超大超重载荷特性突出。本实施例中以变径驱动单元1的轴心为圆心，360°圆周上均布有6组平移机构2，构成平面承重底盘，该平面承重底盘可适用于超大直径尺寸 最大承载重量5000Kg。 [0039] 作为一种可选方案，本实施例中变径驱动单元1包括基座4、转轴5和电机6，电机6通过联轴器7与转轴5连接，转轴5转动通过轴承25连接于基座4上，基座4通过固定于地面或者平台上，本实施例中基座4通过地脚螺栓24连接于地面上。 [0040] 作为一种可选方案，本实施例中转轴5上连接有齿轮传动机构，基座4上连接有一电机座8和电机罩9，电机罩9套设于电机座8和电机6外，电机6通过一阶梯轴套固定于电机座8上，电机座8和电机罩9的底部设置有平移机构2贯穿的通孔。其中，电机6为变频交流伺服电机，能够精确控制位移量，当转速较高时，锥齿轮传动速率较高，相应的平移机构的丝杠旋转也加快，承重立柱直线移动速度也高，从而实现快速定位。 [0041] 作为一种可选方案，本实施例中齿轮传动机构包括位于电机座8内的大锥齿轮10和小锥齿轮11，大锥齿轮10通过键连接于转轴5上，至少两个小锥齿轮11与大锥齿轮10啮合，小锥齿轮11与平移机构2连接。其中，锥齿轮通过电机6驱动，实现一拖多(六)大扭矩传递，多轴输出、大扭矩传递、结构紧凑、驱动平稳，噪音低、传递效率高，可实现承重组件3的同步变径，变径范围可达 [0042] 作为一种可选方案，本实施例中平移机构2包括承重滑轨12、传动丝杠13和滑座，传动丝杠13贯穿承重滑轨12的两端，传动丝杠13的两端与承重滑轨12通过轴承25组件转动连接，传动丝杠13的一端与齿轮传动机构的小锥齿轮11连接，传动丝杠13上连接有滑座，滑座上连接有承重组件3。传动丝杠13用于带动滑座移动，承重滑轨12用于提供支撑力，避免所有重力压到传动丝杠13上使丝杠变形。本实施例中变径驱动单元1带动平移机构，配合传感器定位，可实现自动变径和快速定位功能，主要是通过控制单元的指令控制，最终将旋转运动变为直线运动，推动6组承重立柱同步沿承重滑轨向外扩大或向内缩小移动，实现自动变径。 [0043] 作为一种可选方案，本实施例中承重滑轨12为方管，方管的上表面的中部设置有滑槽，滑座包括滑动螺母14和滑动座15，滑动螺母14与滑动座15通过一螺母套16连接，滑动座15的两侧可拆卸连接有一对挡板形成一个倒U的滑座，螺母套16滑动设置于滑槽内，实现对承重组件3的支撑与滑行导向。 [0044] 作为一种可选方案，本实施例中承重滑轨12的底部设置有承重支脚17、侧边固定连接有至少三个位置传感器18，承重支脚17的支撑铁块26(两个圆柱铁块)通过调节螺栓27与安装槽连接，在承重滑轨12的底部设置有三个安装槽，可便于调整支撑高度，以使承重滑轨12保持水平。其中，位置传感器18分别设置于承重滑轨12的两端和中部，两端的位置传感器18可以对滑座的位移起到限位作用，中部的位移传感器的行程范围可根据直径任意设定位置，便于针对大、中、小三种常规直径的零件快速定位，也可根据实际情况和多规格直径，设置更密集的位置传感器。其中，电机6和位置传感器18均与控制单元通讯连接，实现六根承重柱同步变径，变径范围大，定位准确，自动变径、快速定位，工件装夹便捷，满足多种尺寸工件使用；滑座的侧边连接有触发挡片19，触发挡片19能够触发位置传感器18。如图6所示，平移机构上设置有光栅数显尺，光栅数显尺的光栅读数头32连接于滑座上、标尺光栅31连接于承重滑轨12的长度方向上，且标尺光栅31与光栅读数头32对应且相匹配，光栅数显尺的使用可精准地得到机床的位移数据和对应的工件直径值，光栅数显尺一般是水平使用状态，具体安装技术要求，标尺光栅31刻线面朝下安装在承重滑轨12上，可防止灰尘、水雾等异物进入，光栅读数头32倒置朝上与滑座同步移动，采用弯板反钩的安装形式；或者如图5所示在承重滑轨侧壁上安装刻线标尺33，在滑座上安装指针34，通过目测指针34获得承重柱的位置和对应的工件直径值。本实施例中借助传感器定位准确，可实现的变径范围为可广泛应用于线切割或者其他类似变径零件的检测、淬火、喷涂等 加工范畴；其中，可变径承重台与大地之间可通过非金属材料进行绝缘，承重支脚17可以由垫铁支撑，且在两端和中部均设置有承重支脚17，并通过预埋螺栓与安装地基锁紧固定，基准水平可通过调节垫铁螺钉达到要求。 [0045] 作为一种可选方案，本实施例中承重组件3包括承重立柱20，承重立柱20的下端连接于平移机构2的滑座上、上端对称设置有一对吊环21，吊环21用于搬运、起吊承重立柱20而设置的，便于吊运承重立柱20往滑动座15上安装，由于6组承重立柱等高误差较小，待加工工件29重量较大，平放在承重立柱上后的平稳性很高，且线切割加工是非接触式放电加工，加工时工件处于不动状态，钼丝不会冲击、触动工件而产生位移。 [0046] 作为一种可选方案，本实施例中承重立柱20的上端依次设置绝缘板21和承重板23，承重板23为耐磨材质，绝缘板21可避免可变径承重台带电。承重立柱20也可以是一种可伸缩立柱或者设置有不同柱高尺寸的几种常用规格，用于匹配不同的加工机床，提供不同高度的支撑平台。其中，承重板23顶面与工件直接接触，起到承载重量和平稳支撑的双重作用，选用钢制耐磨材料，便于应对频繁更换工件和接触面长期使用受到冲击变形或磨损的工况，避免顶面产生凹凸不平导致6个承重立柱20顶部不共面，影响加工精度。 [0047] 本实施例可变径承重台的具体工作原理是：变径驱动单元1中心安装有一拖六精密锥齿轮传动机构，电机6分别带动六个小锥齿轮11与六组传动丝杠13一端连接，实现垂直旋转到水平旋转的转化，进而使传动丝杠13带动六组承重立柱20沿承重滑轨12平行移动，电机6顺时针或逆时针旋转，即可实现六组承重立柱20同步向外扩大或向内缩小，从而实现承重立柱20的自动变径功能，满足装夹不同直径工件的需要。 [0048] 实施例二 [0049] 如图11至图12所示：本实施例涉及一种分体式可变径承重台线切割机床，包括上述实施例一的可变径承重台和线切割机床28，可变径承重台和线切割机床28共用一个电控柜30，可变径承重台的相邻两组平移机构2的夹角平分线与线切割机床28的主机Y轴轴线共线设置，且可变径承重台的中心与线切割机床28的中心间距等于线切割机床28的中心和钼丝的距离A与待加工工件29的半径R之和。 [0050] 本实施例以可变径承重台匹配线切割机床28为例，装配时使承重底盘任意两组相邻平移机构2的夹角平分线与线切割机床28主机Y轴轴线共线设置，组成对接式工装整体，要保障可变径承重台的中心与线切割机床28的中心间距等于线切割机床28的中心距离钼丝的距离与待加工工件29的半径之和，其中，最大切割直线厚度为1000mm。与线切割机床28配套使用须依赖机床的电控柜30，通过数控指令或操控盒按钮控制，实现变径承重台目标功能，以此替代线切割机床28原有的固定工作台，满足电火花切割大直经、大厚度和超重零件加工的需要，以实现控制主驱动电机的正、反向旋转、转速大小、启动、停止、位置传感信息反馈、行程位置的显示等。 [0051] 工件固定在可变径承重台上，自动编程、多轴联动数控，实现了从初始加工到落料的一站式自动控制模式，在高频电控系统的全自动控制下，通过主机XYUV四轴联动和钼丝沿编程轨迹的放电加工，可完成金属材料、合金材料、特殊合金材料、不同直径、不同厚度的轴承25内外环的键槽、窄缝、弧面、内齿轮局部内齿、直面和斜面的切割加工，解决了高精度、高效率、大厚度、多种直径工件快速装夹、一次成形加工以及批量化生产等综合效能问题，尺寸精度≤0.05mm/500mm，键槽尺寸一致性≤0.03mm，表面粗糙度Ra≤3.2μm，单台机床可完成小批量、多品种零件加工；多台机床组合，则可实现大规模批量化生产，取代了传统的电锯加工，一次装夹完成切割，省工、省料、加工链短、成本低、效率高。本实施例的可变径承重台不但能够广泛应用于线切割加工方面，亦可应用于其他类似变径零件的检测、淬火、喷涂等加工范畴。 [0052] 本实施例的变径承重台通过控制电机6瞬时或逆时旋转，伺服电机通过联轴器7带动伞型大齿轮作水平旋转，从而带动六个伞型从动轮作切线旋转，继而驱动六组丝杠旋转，即可实现六组柱状承重台同步向外扩大或向内缩小，从而实现自动变径功能，满足装夹不同直径的工件需要；在承重轨道侧面设置有零位和最大极限位置传感器18，中间行程范围可根据直径需要，任意定位设定传感器，检测灵敏，定位准确，极大的提高了自动化工艺水平和综合效率。 [0053] 本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。 |
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