本發(fā)明屬于數(shù)控車床，具體涉及一種加工薄壁件專用數(shù)控車床。

背景技術(shù)：

1、目前市場沒有用于加工薄壁件的數(shù)控車床標準產(chǎn)品，多為專用機床，屬于比較小眾的機床類型，由于專業(yè)性和專用性都很強，一般機床企業(yè)不具備研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)的能力，細長類薄壁件的加工還停留在全人工上下料、多機床多工序加工的階段。

2、薄壁件裝卡困難，極易夾持變形。薄壁件的內(nèi)孔加工困難，尤其是細長類薄壁件的長尺寸內(nèi)孔加工更困難，在加工過程中常出現(xiàn)刀具振刀、刀臂短等問題。最常使用的薄壁件加工方法是掉頭車加工，即加工一半之后二次裝夾加工另一半，以解決刀臂短的問題，但兩次裝夾導致薄壁件的內(nèi)孔同軸度和加工節(jié)拍難以得到保證，造成薄壁件的廢品率較高。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種加工薄壁件專用數(shù)控車床，可實現(xiàn)對薄壁件內(nèi)外表面的同步加工，一次裝夾即可完成薄壁件的一次性加工，保證薄壁件的同軸度，有效解決薄壁件加工變形的問題。

2、本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種加工薄壁件專用數(shù)控車床，包括床身、主軸箱、z軸驅(qū)動機構(gòu)、x1軸驅(qū)動機構(gòu)、x2軸驅(qū)動機構(gòu)、滑鞍、尾座、尾座驅(qū)動機構(gòu)、輔助刀架、托料架和防護結(jié)構(gòu)，所述的床身的前側(cè)安裝有冷卻排屑系統(tǒng)，所述的主軸箱、z軸驅(qū)動機構(gòu)、滑鞍、尾座和尾座驅(qū)動機構(gòu)分別安裝在所述的床身上，所述的防護結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述的床身的外側(cè)，所述的z軸驅(qū)動機構(gòu)用于驅(qū)動所述的滑鞍進行z向移動，所述的滑鞍上安裝有前刀架、后刀架和跟刀架，所述的x1軸驅(qū)動機構(gòu)和所述的x2軸驅(qū)動機構(gòu)并行安裝在所述的滑鞍上，所述的x1軸驅(qū)動機構(gòu)用于驅(qū)動所述的前刀架進行x向移動，所述的x2軸驅(qū)動機構(gòu)用于驅(qū)動所述的后刀架進行x向移動，所述的前刀架上安裝有用于加工工件的外圓和端面的外圓刀，所述的后刀架上安裝有用于加工工件的內(nèi)孔的內(nèi)孔刀，所述的跟刀架緊貼所述的前刀架的前端面，所述的跟刀架上設(shè)置有若干夾緊單元，所述的若干夾緊單元用于夾緊工件的外圓，所述的主軸箱內(nèi)設(shè)置有主軸，所述的尾座上安裝有套筒，所述的套筒與所述的主軸同軸設(shè)置，所述的主軸的后端安裝有卡盤，所述的卡盤用于夾緊工件的前端，所述的套筒用于頂緊工件的后端面，所述的尾座驅(qū)動機構(gòu)用于驅(qū)動所述的尾座進行z向移動，所述的托料架安裝在所述的主軸箱的一側(cè)，所述的托料架上設(shè)置有若干接料臂，所述的輔助刀架安裝在所述的主軸箱的底部，所述的輔助刀架上安裝有用于切斷工件的刀具，所述的托料架用于支撐切斷后的工件。

3、本發(fā)明數(shù)控車床可實現(xiàn)對薄壁件內(nèi)外表面的同步加工，一次裝夾即可完成薄壁件的一次性加工，保證薄壁件的同軸度，滿足工件生產(chǎn)的節(jié)拍要求，產(chǎn)品合格率高，尤其適用于細長類薄壁件的加工。

4、本發(fā)明數(shù)控車床的滑鞍上安裝前刀架和后刀架組成的雙刀架結(jié)構(gòu)，前刀架和后刀架分別由獨立的x1軸驅(qū)動機構(gòu)和x2軸驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動，前刀架和后刀架的功能各不相同，滑鞍在z向的移動由z軸驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動，能夠?qū)崿F(xiàn)前刀架和后刀架的同步移動，最大程度做到外圓刀和內(nèi)孔刀對工件內(nèi)外表面的同步加工，加工方便、高效，且加工產(chǎn)生的切削抗力大部分被抵消，是實現(xiàn)加工薄壁件不變形的重要因素，使薄壁件加工變形的問題得以有效解決。此外，x1軸驅(qū)動機構(gòu)和x2軸驅(qū)動機構(gòu)分開，可保證前刀架和后刀架之間的加工厚度滿足不同工件尺寸要求?；吧线€安裝有跟刀架以夾緊工件的外圓，跟刀架緊貼前刀架的前端面，不會與主軸和尾座產(chǎn)生過定位問題，且該跟刀架靠近前刀架上的外圓刀，可吸收工件加工中產(chǎn)生的振動，有效減少工件因缺少支撐而引起的變形。

5、薄壁件裝夾后，工件的前端由主軸上的卡盤卡緊，工件的后端面由套筒頂緊，后刀架上的內(nèi)孔刀可以穿過套筒，從工件的后端進入工件內(nèi)部，加工工件內(nèi)孔，同時前刀架上的外圓刀可同步加工工件的外表面，從而實現(xiàn)薄壁件的一次性加工，且工件加工的同軸度和節(jié)拍有保證，無需多次裝夾和掉頭加工工件。工件加工完成后，輔助刀架上安裝的刀具可直接將加工后的工件成品的前端切斷，切斷后的工件成品由提前就位的托料架支撐，減少對工件成品的處理工序，節(jié)省加工節(jié)拍。

6、作為優(yōu)選，所述的床身的導軌面傾斜45°布置，所述的導軌面上安裝有上下并行的第一z軸線軌和第二z軸線軌，所述的滑鞍可滑動地安裝在所述的第一z軸線軌上，所述的尾座可滑動地安裝在所述的第二z軸線軌上。

7、作為優(yōu)選，z軸驅(qū)動機構(gòu)、x1軸驅(qū)動機構(gòu)、x2軸驅(qū)動機構(gòu)分別為絲桿驅(qū)動結(jié)構(gòu)。

8、作為優(yōu)選，所述的尾座包括尾座體，所述的尾座體的底部安裝有第一滑塊，所述的第一滑塊與所述的第二z軸線軌滑動連接，所述的尾座驅(qū)動機構(gòu)包括第一氣缸，所述的第一氣缸安裝在所述的床身上，所述的第一氣缸的活塞桿與所述的尾座體連接，所述的尾座體的上側(cè)設(shè)置有安裝筒，所述的套筒通過軸承可轉(zhuǎn)動地安裝在所述的安裝筒的內(nèi)側(cè)。區(qū)別于普通數(shù)控車床的液壓尾座中套筒移動的設(shè)計，本發(fā)明簡化尾座的結(jié)構(gòu)，采用具有大孔徑空心結(jié)構(gòu)的可移動的尾座，方便后刀架上的內(nèi)孔刀從尾座上安裝的套筒內(nèi)側(cè)穿過并進入工件內(nèi)部。套筒與安裝筒之間通過軸承連接，保證套筒在頂緊工件的后端面的同時可以隨工件同步轉(zhuǎn)動，確保工件加工精度。此外，尾座體采用第一氣缸驅(qū)動，結(jié)構(gòu)簡單、可靠，且由于本發(fā)明為專用數(shù)控車床，加工的工件尺寸比較固定，因此第一氣缸的行程較小，相應的第二z軸線較短，既降低成本，更讓第一氣缸充分發(fā)揮其z向驅(qū)動功能。

9、作為優(yōu)選，所述的套筒的前端的內(nèi)圓面設(shè)置有一圈鋸齒形倒角，工件的后端預加工設(shè)置有倒角部，所述的鋸齒形倒角與所述的倒角部的倒角大小相匹配，所述的套筒頂緊工件的后端面時，所述的鋸齒形倒角與所述的倒角部貼合。鋸齒形倒角與倒角部貼合，兩者間的摩擦力較大，可確保套筒與工件結(jié)合緊密，不會發(fā)生相對轉(zhuǎn)動。整個尾座的z向厚度尺寸較小，不影響后刀架上的內(nèi)孔刀的長度。

10、作為優(yōu)選，所述的套筒與所述的軸承的內(nèi)圈過盈配合，所述的軸承的內(nèi)圈的前端和后端分別由第一前壓蓋和第一后壓蓋壓緊，所述的第一后壓蓋固定于所述的套筒，所述的軸承的外圈的前端和后端分別由第二前壓蓋和第二后壓蓋壓緊，所述的第二后壓蓋固定于所述的安裝筒，所述的第二前壓蓋的前側(cè)固定有第三前壓蓋，所述的第二前壓蓋與所述的安裝筒之間、所述的第二后壓蓋與所述的安裝筒之間以及所述的第一后壓蓋與所述的套筒之間分別設(shè)置有密封圈，所述的第三前壓蓋、第二前壓蓋、套筒和第一前壓蓋圍成第一迷宮間隙，所述的第一后壓蓋與所述的第二后壓蓋圍成第二迷宮間隙，所述的第一迷宮間隙和所述的第二迷宮間隙分別與外界大氣相通，所述的第一迷宮間隙和所述的第二迷宮間隙內(nèi)分別設(shè)有甩水槽。上述第一前壓蓋、第一后壓蓋、第二前壓蓋、第二后壓蓋、第三前壓蓋、第一迷宮間隙、第二迷宮間隙和甩水槽的設(shè)計，可有效防止冷卻液進入軸承，延長軸承的使用壽命。

11、作為優(yōu)選，所述的跟刀架包括架體，所述的架體的內(nèi)側(cè)設(shè)有弧形孔，所述的架體的底部設(shè)有缺口，所述的缺口與所述的弧形孔相通，所述的尾座的上部和所述的卡盤在z向的正投影分別落在所述的架體的內(nèi)側(cè)，所述的夾緊單元的數(shù)量為三個，三個所述的夾緊單元沿所述的弧形孔的周向間隔設(shè)置，每個所述的夾緊單元包括一個第二氣缸，該第二氣缸的活塞桿上連接有一個聚氨酯制成的滾輪，每個所述的滾輪伸入所述的弧形孔，三個所述的滾輪用于夾緊工件的外圓，三個所述的第二氣缸的氣管分別與一根總氣管連接并由一個通斷閥控制，相鄰的兩個所述的第二氣缸的活塞桿之間的夾角為120°。通過三個獨立的第二氣缸提供夾緊力，并通過三個聚氨酯制成的滾輪夾緊工件的外圓，滾輪安裝方便，更換成本低，且滾輪軟硬度適中，與工件直接接觸，不會破壞工件的加工面。在工件加工過程中，因切削力影響，三個第二氣缸會不同程度微調(diào)活塞桿的行程，實現(xiàn)自適應調(diào)節(jié)功能，達到既輔助支撐工件又不損傷工件加工面的目的。若使用后滾輪因磨損而導致尺寸變小，第二氣缸會自動遞進式補充行程。由于架體采用半包圍結(jié)構(gòu)，尾座的上部和卡盤的在z向的正投影分別落在架體的內(nèi)側(cè)，從而跟刀架隨滑鞍進行z向移動時，跟刀架可以跨過尾座和卡盤，保證外圓刀能夠全行程移動而不受跟刀架的影響。

12、作為優(yōu)選，所述的托料架包括第一底座、第二底座、第三氣缸、第四氣缸和直線線軌，所述的第一底座安裝在所述的主軸箱的一側(cè)，所述的第三氣缸和直線線軌上下直立安裝在所述的第一底座上，所述的第三氣缸的活塞桿與一第二滑塊連接，所述的第二滑塊與所述的直線線軌滑動連接，所述的第二底座固定在所述的第二滑塊的前端，所述的第四氣缸直立安裝在所述的第二底座上，所述的第四氣缸的活塞桿經(jīng)曲柄與一凸輪連接，所述的凸輪與一水平設(shè)置的傳動軸經(jīng)鍵連接，所述的傳動軸橫穿所述的第二滑塊，所述的傳動軸與所述的第二滑塊之間安裝有導向套，所述的傳動軸上串聯(lián)有兩根所述的接料臂，每根所述的接料臂的底端通過軸套與所述的傳動軸連接，所述的軸套通過頂絲固定于所述的傳動軸，每根所述的接料臂頂端固定有開口朝上的弧形支撐片。上述托料架的接料臂可繞傳動軸的中心線轉(zhuǎn)動或上下移動，接料時接料臂可轉(zhuǎn)動至工件的正下方，主軸加工時可遠離加工區(qū)，減少對其他部件的干涉，對z軸行程影響極小。上述托料架工作時，第一氣缸帶動接料臂、傳動軸、第二底座、第四氣缸等整體上下移動，保證工件加工時加工區(qū)域盡量大；第二氣缸通過曲柄向凸輪傳遞動力，凸輪轉(zhuǎn)動，驅(qū)動傳動軸轉(zhuǎn)動，傳動軸帶動接料臂轉(zhuǎn)動，接料臂接料時旋轉(zhuǎn)到工件的正下方，其余時間旋轉(zhuǎn)到主軸一側(cè)，并由第一氣缸推送至遠離主軸的最下端位置，避免干涉主軸。并且，松開頂絲，可調(diào)節(jié)接料臂在傳動軸上的位置。

13、作為優(yōu)選，所述的主軸為中空的主軸，所述的主軸的前端靠近所述的冷卻排屑系統(tǒng)的排屑器的入口，所述的卡盤夾緊工件的前端時，工件的前端伸入所述的主軸的內(nèi)孔。中空的大孔徑主軸可保證加工工件的內(nèi)孔時，工件既可以進入主軸內(nèi)部，也可以將加工產(chǎn)生的屑料從工件的內(nèi)孔沖進主軸的前端，進入排屑器，解決工件內(nèi)孔加工過程中產(chǎn)生的屑料的排出問題。

14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：本發(fā)明數(shù)控車床可實現(xiàn)對薄壁件內(nèi)外表面的同步加工，一次裝夾即可完成薄壁件的一次性加工，保證薄壁件的同軸度，有效解決薄壁件加工變形的問題，滿足工件生產(chǎn)的節(jié)拍要求，產(chǎn)品合格率高，尤其適用于細長類薄壁件的加工。