一種碾米砂輥外圓、螺旋槽兩用數控加工機床的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明專利涉及傳統產業的新型機械領域，特別是涉及一種碾米砂輥外圓和螺旋槽兩用數控加工的機床。
【背景技術】
[0002]碾米砂輥是糧食機械大米加工機器設備中的一個核心零部件，它的制作工藝過程比較復雜，工序多、技術難度也較高。碾米砂輥在制作過程中其外形尺寸要達到符合本身設計圖紙的要求，必須由碾米砂輥專用機床加工來完成。碾米砂輥的加工工序大體分為外圓加工、端面加工、螺旋槽加工和鉆孔加工，碾米砂輥的外圓加工必須保證外圓尺寸及圓柱度、直線度、同軸度的要求；端面加工保證長度尺寸及平行度、垂直度的要求；螺旋槽加工保證螺旋槽的導程、旋向、槽形角度、寬度和深度的要求；鉆孔加工保證噴風孔大小、數量、分布位置的要求。目前這些加工工序是通過不同的加工設備，不同的刀具，不同的順序來獨立完成的。
[0003]現有專利技術文件⑴公開號為CN203426451U，公開日為2014年2月12日的中國專利一種新型外圓加工機床，主要公開的是有關碾米砂棍的外圓加工的機床；現有專利技術文件(2)公開號為CN202239836U，公開日為2012年5月30日的中國專利一種新型螺旋槽加工機床，現有專利技術文件(3)公開號為CN2328470Y，公開日為1999年7月14日公開的中國專利大導程螺旋槽加工機床，均是公開的有關砂輥表面螺旋槽加工的機床。
[0004]以上這些現有的專利技術都是把外圓和螺旋槽獨立分開來加工，在不同的設備上進行加工，而且都是人工控制，存在以下缺陷:其一，因為涉及到兩個單獨的工序，所以需要兩臺設備，比較占用空間，每臺設備至少有一個人控制，兩臺設備就至少需要兩個工人，浪費了大量的人力，而且兩臺設備在工作中都工件都需要人工搬運，搬運次數也比較多，工人的勞動強度大，大大浪費了勞力，生產成本高，加工效率低。其二，產品的加工質量不好保證，因為兩道工序，使用兩臺設備及人員加工，前后使用了二次工件的定位、裝夾，基準發生了移動和變化，加工后的尺寸和精度不易保證；又因為碾米砂輥大多都是分二節或二節以上組成一組，有的直徑超過400mm，有10節以上，總長超過1000mm，現有設備一般是加工外圓時采用刀碗刀具，分單節在外圓機床上加工，因此就避免不了同一組砂輥，加工后的尺寸每節都不一致，但砂輥組裝在米機里是通過一根軸連在一起的，尺寸不一致便會出現不同程度的倒坎，而且下道工序加工螺旋槽時，很難保證槽形尺寸，及槽寬、槽深均勻一致，再加上現有刀碗刀具的直徑大約100mm，是由碳鋼材料壓制而成的薄片碗形，脆性重，耐磨性極差，一個刀碗只能加工I至2組砂輥，加工過程中它在不停的磨損，刀碗尺寸在不停的變小，加工出來的砂輥表面尺寸很不規則，加工精度很差。其三現有的碾米砂輥加工機床一般都是人工操作，手動控制，加工誤差較大，難以達到理想的尺寸和精度要求，嚴重地影響了米機的使用性能和大米的加工質量。

【發明內容】

[0005]本發明根據現有技術的不足提供一種碾米砂輥外圓、螺旋槽兩用數控加工機床，把原有的外圓加工機床和螺旋槽加工機床性能合二為一，既能加工砂輥外圓，還能加工砂輥表面螺旋槽，把二道工序合成一道工序，并把原有普通的人工手動控制，改為電氣自動控制，大大提高了工作效率。
[0006]本發明提供的技術方案:所述一種碾米砂輥外圓、螺旋槽兩用數控加工機床，包括機座、設置在機座上的主軸箱部件、尾座部件、刀架部件和進給部件，其特征在于:所述主軸箱部件包括主軸伺服電機、主軸箱體、主軸和連接主軸伺服電機與主軸的傳動機構,主軸箱體設置在機座的一端，尾座部件設置在主軸的另一端，主軸箱體、主軸和尾座部件設置在同一直線上；所述刀架部件由砂輥外圓加工刀架和砂輥螺旋槽加工刀架組成，所述進給部件由橫向進給軌道、滑臺和兩縱向進給軌道組成，橫向進給軌道橫向設置于機座上，并與主軸箱體、主軸和尾座部件所在的直線平行，滑臺與橫向進給軌道滑動連接，并在橫向進給軌道上左右滑動，兩縱向進給軌道平行設置在滑臺上，且與橫向進給軌道垂直；所述砂輥外圓加工刀架和砂輥螺旋槽加工刀架分別設置兩縱向進給軌道上，并在兩縱向進給軌道上前后移動。
[0007]本發明進一步的技術方案:該加工機床還包括電氣控制箱，在橫向進給軌道和兩縱向進給軌道的軌道兩端分別設有位置回零開關和最大位置行程開關，在主軸的末端設有接近開關，橫向進給軌道、兩縱向進給軌道上的位置回零開關和最大位置行程開關以及主軸末端的接近開關信號輸出端分別與電氣控制箱的信號輸入端連接，電氣控制箱的信號輸出端分別與橫向進給伺服電機、縱向進給伺服電機和主軸伺服電機的信號輸出端連接。
[0008]本發明進一步的技術方案:所述砂輥外圓加工刀架和砂輥螺旋槽加工刀架均包括刀架底板、刀架立板、刀盤軸、刀盤控制電機和三角皮帶輪傳動機構，所述刀架立板垂直于刀架底板后側，并與刀架底板形成側面為L型的支撐架，在刀架立板的前后側對稱設有前、后升降板，在刀架立板內豎向設有升降絲桿，在刀架立板的前后板面對應升降絲桿的位置對稱開設有豎向滑槽，在升降絲桿上套設有升降螺母，升降螺母的前后側設有連接軸，且前、后側的連接軸穿過對應的豎向滑槽分別與前、后升降板連接；所述刀盤軸通過刀盤軸座與后升降板連接，刀盤控制電機通過電機座板與前升降板連接，刀盤控制電機的動力輸出端通過三角皮帶輪傳動機構與刀盤軸的控制端傳動連接；在砂輥外圓加工刀架和砂輥螺旋槽加工刀架的刀盤軸的另一端分別設有外圓加工刀盤和螺旋槽加工刀盤。
[0009]本發明較優的技術方案:所述工件主軸的長度為1-1.5m,主軸伺服電機驅動的主軸轉速為0-300轉/分；所述傳動機構包括主軸減速機和同步齒形帶，主軸伺服電機通過主軸減速機和同步齒形帶與主軸傳動連接。
[0010]本發明較優的技術方案:所述尾座部件由頂針座、頂針座導軌、尾座控制電機和皮帶輪傳動機構組成，頂針座通過絲杠與頂針座導軌連接，尾座控制電機通過皮帶輪傳動機構與連接頂針座和頂針座導軌的絲杠連接，并控制頂針座在頂針座導軌上左右移動；所述尾座控制電機的控制端與電氣控制箱的信號輸出端連接。
[0011]本發明較優的技術方案:所述滑臺和兩個加工刀架分別通過滾珠絲杠副與橫向進給軌道和兩縱向進給軌道連接，在橫向進給軌道的一端設有橫向進給伺服電機，橫向進給伺服電機通過減速機和聯軸器與設置在橫向進給軌道內的橫向進給絲杠連接，滑臺與橫向進給絲杠的配套螺母連接；在兩縱向進給軌道的一端分別設有縱向進給伺服電機，每個縱向進給伺服電機通過減速機和聯軸器與設置在每個縱向進給軌道內的縱向進給絲杠連接，砂輥外圓加工刀架和砂輥螺旋槽加工刀架分別與兩個縱向進給絲杠的配套螺母連接；所述電氣控制箱的信號輸出端分別與橫向進給伺服電機和兩個縱向伺服電機的控制端連接。
[0012]本發明較優的技術方案:所述電機座板和刀盤軸座分別通過四個T型螺釘固定在前、后升降板上，并在松開四個T型螺釘時電機座板和刀盤軸座分別沿著前、后升降板轉動調節刀盤和刀盤控制電機豎直方向的角度；所述刀架立板通過底板與刀架底板連接，在刀架立板的底板中心位置設有定位轉軸，刀架立板的底板通過定位轉軸與刀架底板連接，在刀架立板的底板四個角部也設有T型螺釘，并通過四個T型螺釘與刀架底板鎖緊，在四個T型螺釘松開狀態下刀架立板可沿著定位轉軸轉動調節刀架體在水平方向的角度。
[0013]本發明較優的技術方案:所述升降絲桿的設置在在刀架立板的豎向中軸線上，豎向滑槽對應開設在刀架立板的豎向中軸線上，在刀架立板靠近兩邊的位置分別豎向開設有條形螺孔，在前、后升降板的四角對應條形螺孔的位置設有緊固螺栓，并通過緊固螺栓將前、后升降板與刀架立板鎖緊。
[0014]本發明進一步的技術方案為:所述外圓加工刀盤由外圓加工盤體和呈環形等距分布在外圓加工盤體邊緣的多個瓦形刀頭組成，每兩個瓦形刀頭之間的間距為5?1mm ;所述螺旋槽加工刀盤由螺旋槽加工盤體和呈環形等距分布在螺旋槽加工盤體邊緣的L型刀頭組成，每兩個L型刀頭之間的間距為8-12mm ;所述瓦形刀頭和L型刀頭由金剛石材料制成。
[0015]本發明的有益效果:
[0016](I)本發明將主軸箱部件中主軸是由主軸伺服電機經主軸減速機和同步齒形帶傳動給主軸，通過主軸伺服電機的無級變速調節主軸工件轉速，其轉速范圍可以達到0-300轉/分，既可以滿足砂輥外圓加工的轉速100?300轉/分，可以滿足砂輥螺旋槽加工的轉速3?5轉/分，克服了現有的砂輥外圓加工機床和砂輥螺旋槽加工機床在加工轉速上無法統一的缺陷；
[0017](2)本發明將工作滑臺上的單列縱向導軌增加為雙列并排的縱向導軌，兩個導軌上分別安裝外圓加工刀架和螺旋槽加工刀架，分別用于加工砂輥外圓和螺旋槽，把二道工序合成一道工序，其加工順序由“外圓一端面一螺旋槽”改為“端面一外圓和螺旋槽