[发明专利]数控张合式外廓拉床

说明书

技术领域

本发明涉及用拉刀加工一些机械零件内外成型表面的机床，尤其涉及 一种以数控张合式拉刀为刀具的拉削细长轴类零件的外部廓形的拉床，属于机 床技术领域。

背景技术

拉床是使用拉刀加工一些机械零件的内外成型表面的机床，主要由床 身、刀夹、刀具、牵引部件和电器控制系统等机构组成，拉床一般采用液压 传动。按工作性质的不同，拉床可分为内拉床和外拉床。制造业中有大量 零件的内表面和外表面需要加工，一直以来拉削是利用一种带有许多刀齿的整 体拉刀运动，通过固定的工件时，逐齿依次切下薄薄的金属层，工件的尺寸精 度和表面粗糙度质量较高。拉削是一种高生产率的成形切削加工方法。与其它 切削方法相比，通用拉削的特点有：只有主运动，没有进给运动，因此机床结 构简单；拉刀是多刃刀具，一次行程即可完成粗、精加工，生产率很高，大批 量生产时，成本低，用于加工大批特殊形状的内、外表面时，效果更显著；拉 削过程平稳，每个刀齿切层很薄，加工表面精度高；对操作人员的要求较低。

现有的通用拉削工艺的局限主要在于：不能加工盲孔或有凸台的外廓；拉 刀结构复杂。拉削工艺及拉刀有两个最显著的特点：1、拉削工艺的主运动由 拉刀的运动来实现，导致拉床结构较大；2、多齿拉刀为固定的结构形式，使 得在实际应用领域内，大量的轴类零件具有特殊形状但带有凸台，传统拉削方 法无法应用，只能使用低效率的铣削等制造工艺加工此类零件。

发明内容

本发明的目的就是针对上述现有技术所存在的不足，提供一种数控张合式 外廓拉床，拉削主运动由工件运动实现，通过安装在刀架内的成形刀具的附加 运动，高效完成复杂外廓且带有凸台的细长轴类机械零件的拉削加工，替代这 类零件加工中一直沿用的低效率的铣削工艺。

本发明的目的是通过对现有的拉床的改进实现的。数控张合式外廓拉床， 包括安装在床身上的拉刀、牵引机构和数控系统，其特征是设有支承工件的中 心架，中心架设置在床身上，所述的拉刀由刀架、刀体、刀片三部分组成，刀 架固定在床身上，刀架上设有若干个垂直于工件运动方向的滑槽；刀体由剖分 为对称的两部分组成，刀体装在刀架的滑槽内，可在传动机构的驱动下沿滑槽 作张合运动；刀片通过定位和夹紧结构装夹在刀体上，并能随刀体一起作张合 运动，完成拉削和对凸台的避让运动；所述的牵引机构是由液压油马达、滚筒、 钢索组成的柔索牵引机构，柔索牵引机构设置在床身的一端，液压油马达驱动 连接滚筒，钢索一端圈绕在滚筒，另一端设有牵引工件运动的螺旋连接接头。

所述的刀架内可安装由刀体和刀片组成的一组或数组活动刀具。

本发明为了解决上述技术问题，在卧式或立式拉床中，1、将工件静止、 拉刀移动的拉削主运动改变为工件运动、拉刀静止的拉削主运动；2、将液压 油缸牵引拉刀实现拉削运动改变为液压油马达通过钢索牵引机构牵引工件实 现拉削运动；3、多齿固定式刀具改变为刀具安装在固定刀架滑槽内形成可张 合的活动刀具。机床中所有运动控制由数控系统实现。

通过工件运动形成拉削主运动：

现有拉床的拉削运动，都以工件固定，拉刀运动形成主切削运动。拉削工 艺决定了拉刀一定是多齿形式，固定的多齿结构拉刀的体积较大，大质量的拉 刀在高效拉削运动中，要求机床刚性好，因此机床体积大。同时，拉削产生的 大量切屑，夹在刀齿间拥挤的切屑容易造成刀刃崩碎，排屑十分重要但较困难。 本发明拉床的拉削主运动是由工件运动形成的，工件一般不像刀具的刀刃那样 脆弱，运动中不易损伤。工件作主运动的拉削对机床的刚性要求降低，减小了 机床的体积。拉削过程中，拉刀的质心静止，其张合是小距离的辅助运动，只 在遇到工件凸台结构时作退让，且多个刀具分别运动。因此，拉刀体积可以加 大，使容屑空间加大，排屑方便，拉刀设计与制造难度极大降低。机械夹固式 可分离的刀具不仅降低了制造难度，且可实现刀具磨损后的局部更换，反复使 用，刀具制造、使用费用极大降低。

拉削过程中，根据细长轴类工件长度情况，将其安装在数量不同的中心架 的支承上，中心架的支承点通过数控方式移动，退让工件凸台。工件被牵引时， 在支承的约束下，一旦切入刀齿，就只能沿轴线方向移动。当工件上的凸台接 近支承点或拉刀刀刃时，传感器发出信号，数控系统控制支承机构或拉刀张开， 其它支承和刀刃位置不变；凸台移过后，支承或刀具视需要合拢、重新支承或 保持退让。

柔索牵引机构：