[发明专利]十字轴端面数控加工专用机床

说明书

技术领域

本发明属于机械制造技术领域，具体涉及一种十字轴式万向联轴器的十字轴端面平头及打中心孔的数控加工专用机床。

背景技术

十字轴式万向联轴器广泛用于冶金、化工等重工业设备的动力传动中，十字轴是该类联轴器中的关键零件，它的质量好坏直接影响到万向联轴器的装配质量和使用寿命，所以十字轴不仅要有较高的强度和刚度，而且要有较高的加工质量，特别是要保证同轴线两轴头的同轴度和相垂直的两轴之间的垂直度形位公差要求。目前加工十字轴的工艺是：模锻十字轴毛坯，上铣床进行端面平头和打中心孔，铣床工作台上装有分度头进行人工分度，上车床粗加工各轴的轴颈及球体，渗碳后修磨中心孔，上外圆磨床磨削轴颈及连接部。这种加工工艺主要缺陷在于四个轴头的端面平头和打中心孔这步基础工序工艺不合适，由于几次人工变位，精度不高，不能保证十字轴四个轴头之间的同轴度和垂直度形位公差要求，影响了十字轴式万向联轴器的装配质量，降低了联轴器工作性能，而且加工工序多，对操作工人要求高，劳动强度大，生产效率低，加工成本高。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种定位精度高、加工精度稳定且生产效率高的十字轴端面数控加工专用机床，用于四个轴头端面的自动平头及打中心孔。

本发明要解决的技术问题所采取的技术方案是：所述十字轴端面数控加工专用机床主要由数控系统、铣削头和钻削头及其纵向进给机构、四等分分度头工作台及其横向进给机构、导轨、底座及专用夹具等组成。相垂直的两个滑台导轨安装在同一底座上，铣削头和钻削头平行布置在纵向滑台上，且铣刀和钻头沿横向基本对齐，铣削头和钻削头的中心高与工件轴线的中心高一致，纵向滑台安装在纵向导轨上，由纵向进给机构实现纵向的移动，以适应不同规格十字轴的加工。工件通过专用夹具装在四等分分度头工作台上，四等分分度头工作台固定在横向滑台上，可以实现工件90°自动分度。横向滑台带着工件、专用夹具、分度头工作台一起可以从铣削工位横移到钻中心孔工位，由数控系统控制实现准确移动。四轴头的相互垂直度由四工位自动分度机构和垂直导轨保证，垂直度公差等级可达6～7级。纵向进给机构和横向进给机构均有各自的步进电机和滚珠丝杠带动。

首先定好数控系统的零位，即移动横向滑台使分度头中心对准钻削头中心线，保证同轴度公差等级达到6～7级，再根据十字轴的规格，通过数控系统确定好铣削头铣刀纵向位置，由专用夹具将十字轴模锻毛坯安装在四等分分度头工作台上(在钻削位置时)，专用夹具使十字轴毛坯平放时的中心与分度头中心重合。开启铣削头和横向进给机构可实现轴头端面的铣削。铣好一个端面后，铣削头后退，横向进给机构后退，分度头自动分度90°，重复上述过程，可铣削第二个轴头端面，依次完成共4个端面的铣削，此种加工方法保证了端面之间的距离、平行度和垂直度。铣好端面后，铣削头和钻削头后退，由数控系统控制横向进给机构使工件移到钻削工位。开启钻削头及纵向进给机构，实现一个轴头中心孔的钻削。钻削头后退，分度机构动作分度90°，纵向进给机构进给打第2个轴头的中心孔。重复上述过程依次完成共4个轴头的中心孔的钻削。

本发明的有益效果是，十字轴数控加工专用机床构造简单，能完成十字轴四个轴头端面的平头及打中心孔的工序，满足了十字轴同轴线上两轴头的同轴度和相垂直的两轴线的垂直度形位公差要求，为后续加工工艺打下了较好的基础，提高了十字轴整体加工质量，同时提高了生产效率，降低了工人劳动强度和生产成本。

附图说明

图1是本发明的加工对象十字轴结构示意图

图2是本发明的十字轴端面数控加工专用机床的主视图

图3是图2的俯视图

图4是本发明的十字轴端面数控加工专用机床钻削工位俯视图

1、纵向进给机构  2、纵向导轨  3、纵向滑台  4、铣削头  5、工件  6、专用夹具  7、四等分分度头工作台  8、横向滑台  9、横向导轨10、底座  11、横向进给机构  12、钻削头

具体实施方式

实施例1：十字轴轴头端面铣削加工

附图1是本发明的加工对象“十字轴”的结构示意图。十字轴轴头端面铣削加工专用机床由数控系统、纵向进给机构(1)、纵向导轨(2)、纵向滑台(3)、铣削头(4)、专用夹具(6)、四等分分度头工作台(7)、横向滑台(8)、横向导轨(9)、底座(10)、横向进给机构(11)等组成(附图3)，其中数控系统图中未示出。