[实用新型]用于薄壁曲面加工的CNC系统的插补装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及程序控制机床技术领域，具体地说是一种用于薄壁曲面加工的CNC系统的插补装置。

背景技术

目前，现有的数控机床对工件复杂的曲面加工通常采用直线插补法或圆弧插补法，所谓直线插补法是给出两端点间的插补数字信息，借此信息控制刀具与工件的相对运动，采用逐次逼近的方式处理曲面插补，使其按规定的直线加工出理想曲面的一种插补方式，所谓圆弧插补法是对磨削回转曲面进行曲线光顺处理 ,简化了计算过程 ,解决了三轴联动数控砂轮修整器后处理数控程序的设计问题，以上两种插补法的不足是产生的弓高误差非常明显，加工精度极低。

工业上很多需要加工的轻金属拉伸成型的复杂薄壁球型件，基于大型件、切削力小和不等壁厚等特点，这些复杂的工件不但需要经历拉伸变形，同时还要保证工件的强度和刚度，同时还需减重。因此，其设计和制造上均具复杂性，在加工时，首先采用轻金属拉伸成型，由于材料的不均匀性及拉伸偏心等工艺因素的影响，其壁厚参数难以满足使用要求，传统的插补算法采用逐次逼近的方式处理曲线插补，所产生的弓高误差相对较明显，通过再细分方式可提高加工精度。因此，在拉伸后，还要对其进行切削加工，以保证壁厚尺寸参数满足设计要求，若采用铣削，则需采用五坐标数控机床，导致工件弓高误差大，加工精度较高，但工作效率差，生产成本很高。

发明内容

本实用新型的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种结构新颖、弓高误差小、加工精度高、工作效率高、生产成本低、工件重量轻的用于薄壁曲面加工的CNC系统的插补装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于薄壁曲面加工的CNC系统的插补装置，其特征在于包括工件驱动装置、直线轨道、驱动导轨、平台、刀架支撑装置、补偿刀架装置和控制系统，所述工件驱动装置包括主轴箱、θ轴伺服电机、周向码盘和真空吸盘夹具，刀架支撑装置包括靠模、母线码盘、定位装置、φ轴伺服电机、刀架导向轨道和蜗杆，补偿刀架装置包括刀座、刀架、刀具、ρ轴伺服电机、滚珠丝杠和划线笔，所述刀架导向轨道和靠模分别呈弧形曲面，刀架导向轨道上端面中心设有导向槽，所述主轴箱固定在直线轨道一端，并经θ轴伺服电机驱动，主轴箱输出轴端设有真空吸盘夹具，输出轴一侧的主轴箱上设有周向码盘，周向码盘与真空吸盘夹具经连接杆相连接，驱动导轨下端与直线轨道滑动连接，上端与平台固定连接， 一侧经定位装置与直线轨道定位，刀架导向轨道固定在平台上，刀架导向轨道外壁一侧经连接杆与靠模平行固定连接，另一侧设有涡轮齿，母线码盘经蜗杆与刀架导向轨道中的涡轮齿相啮合，蜗杆经φ轴伺服电机驱动，母线码盘上端固定设有刀架，刀架底面一端经滑轨与刀架导向轨道中的导向槽滑动连接，另一端经滑轨与靠模滑动连接，刀架上端中心设有滚珠丝杠，两侧分别设有导向滑道，刀座上端设有划线笔和刀具，下端经螺母与滚珠丝杠相铰接，下端两侧分别经导向滑轨与导向滑道滑动连接，滚珠丝杠经固定在刀架上的ρ轴伺服电机驱动，θ轴伺服电机、φ轴伺服电机和ρ轴伺服电机分别由伺服控制系统控制，由θ轴伺服电机带动薄壁工件以θ轴为中心旋转，φ轴伺服电机通过刀架支撑装置上的刀架导向轨道蜗杆传动带动刀具相对薄壁工件做回转切削运动，由ρ轴伺服电机通过补偿刀架装置中的滚珠丝杠和螺母相对移动驱动刀具实现ρ轴的直线运动。

本实用新型可在刀架下端设有光栅尺，光栅尺经导线与CNC系统相连接，通过将刀架位移输出的数字脉冲信号传输到CNC系统，以利于检测刀具的直线位移或者角位移，具有检测范围大，检测精度高，响应速度快的作用。

本实用新型由于采用上述结构，具有结构新颖、弓高误差小、加工精度高、工作效率高、生产成本低、工件重量轻等优点。

附图说明  

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型加工的薄壁球型件的示意图。

附图标记：直线轨道1、驱动导轨2、平台3、主轴箱4、周向码盘5、真空吸盘夹具、6靠模7、母线码盘8、刀架导向轨道9、刀座10、刀架11、刀具12、ρ轴伺服电机13、滚珠丝杠14、划线笔15、涡轮齿16、光栅尺17。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明：