如图1和图2所示,《一种用于网架螺栓球的专用加工机具》所述的一种用于网架螺栓球的专用加工机具,包括床体20和安装在床体20上的自动换刀组件21,自动换刀组件21根据加工工序的需要进行自动换刀,并对螺栓球进行加工处理,为2014年7月前的技术中的内容,如专利号为95220144.5、专利号为98226725.8、专利号为201320638955.0的专利中,均已对自动换刀组件21进行充分的公开和说明。还包括两个横向导轨22,横向导轨22分别安装在床体20上,在实际使用中还可以根据需要在床体20上加装载台43,横向导轨22安装在载台43上,从而提高正交分度装置29的高度,以配合自动换刀组件21的加工高度。横向导轨22上均安装有横向滑台23,横向滑台23上安装有横向台面24,横向台面24通过横向滑台23在横向导轨22上运动。床体20上安装有横向推力装置且横向推力装置的推杆安装在横向台面24的底面,横向推力装置可以多种 动力装置,如图3所示,作为横向推力装置的第一种实施方式,可以为横向推力装置为液压缸A25,通过液压缸A25的作用推动横向台面24的移动。如图4所示,作为横向推力装置的第二种实施方式,可以为电动推杆A41,在电动推杆A41的作用推动横向台面24的移动。横向台面24的顶面上安装有两个纵向导轨26,纵向导轨26上均安装有纵向滑台27,纵向滑台27上安装有纵向台面40,纵向台面40通过纵向滑台27在纵向导轨26上运动。横向台面24上安装有纵向推力装置且纵向推力装置的推杆安装在纵向台面40的底面,通过纵向推力装置控制 纵向台面40按纵向导轨26的方向运动。同样的,纵向推力装置也可以为多种动力装置,如图3和图4所示,纵向推力装置的第一种实施方式,可以为液压缸B28,在液压缸B28的作用下推动纵向台面40的移动;作为纵向推力装置的第二种实施方式,可以为电动推杆B42,在电动推杆B42的作用下推动纵向台面40的移动。纵向台面40上安装有正交分度装置29,正交分度装置29的螺栓球14位置与自动换刀组件21的刀头位置相对应,以配合与自动换刀组件21的 刀头对螺栓球14的加工。
如图5、图6、图7和图8所示,正交分度装置29包括U型底座1和U型转动架组件,U型转动架组件包括X轴轴承座9和前伸梁2,前伸梁2的数量为2个,前伸梁2分别固定安装在X轴轴承座9的两端,整体上形成一个U型。还包括Y轴组件和X轴组件,Y轴组件包括分别固定安装在U型底座1的两个前伸臂端部的Y轴轴承座3,Y轴轴承座3的数量为2个。Y轴轴承座3内均安装有Y轴轴承4,Y轴轴承4可以为大规格轴承,则在两个Y轴轴承座3内均安装一个大规格轴承即可;Y轴轴承4也可以选用小规格轴承,则在两个Y轴轴承座3内均分别安装两个小规格轴承。Y轴轴承4的旋转中心延长线重合形成Y轴旋转中心线,Y轴的旋转操作沿着Y轴旋转中心线而旋转,即在Y轴旋转时带动U型转动架组件一起旋转。U型转动组件的2个前伸梁2均被圆柱筒5贯穿安装,圆柱 筒5贯穿前伸梁2且安装在前伸梁2上。圆柱筒5均安装在U型底座1前伸臂端部的Y轴轴承4 内,圆柱筒5的数量也为2个,圆柱筒5成为前伸梁2与Y轴轴承4的中间连接件,即U型转动组 件在Y轴轴承4上旋转,形成了可以带动U型转动架组件进行Y轴旋转。
圆柱筒5的内部均安装有活塞6,活塞6在圆柱筒5内进行活塞运动。圆柱筒5实际作用为活塞6的缸体34,在圆柱筒5的缸盖上开有孔,通过孔可以采用多种方式实现活塞6的运动。圆柱筒5有两个,可以在两个圆柱筒5的缸盖上均设孔,进行同时两个活塞6的同步运动控制;也可以只在其中一个圆柱筒5的缸盖上设孔,进行一个活塞6的运动控制,其均可以实现X轴锁紧件对锁刹盘12的压制操作。作为活塞6在圆柱筒5内运动的第一种实施方式,圆柱筒5可以为液压筒,圆柱筒5上位于缸盖的孔连有高压液体压力泵。通过高压液体压力泵从缸盖的孔往内充高压液体,从而实现活塞6基于液压方式的活塞运动。作为活塞6在圆柱筒5内运动的第二种实施方式,圆柱筒5可以为气压筒,圆柱筒5上位于缸盖的孔连有高压气泵,通过高压气泵从缸盖的孔往内充高压气体,从而实现活塞6基于气压方式的活塞运动。其中一个圆柱筒5的另一端通过联轴器7与伺服电机A8相连,伺服电机A8控制Y轴的转动,由于圆柱筒5将前伸梁2与Y轴轴承4固定,因此在任意一个圆柱筒5上安装就可以实现Y轴的转动。当然也可以在两个圆柱筒5上均安装伺服电机A8,进行同步控制即可。
X轴组件包括设于U型转动架组件根部的X轴轴承座9,X轴轴承座9内安装有X轴轴承10,X轴轴承10用于X轴旋转使用。X轴轴承10的旋转中心延长线形成X轴旋转中心线且与Y轴旋转中心线正交,即X轴轴承10与两个Y轴轴承4的安装位置在延长线上形成正交。X轴轴承10的内环安装有夹持座11,夹持座11的一端与伺服电机B81相连,伺服电机B81通过夹持座11控制X轴旋转。夹持座11的另一端固定设有锁刹盘12且安装有定位轴13,锁刹盘12设在夹持座11与定位轴13之间,定位轴13用于安装螺栓球14。通过伺服电机B81的工作,带动夹持座11转动,从而带动螺栓球14X轴的旋转。U型转动组件的2个前伸梁2上均安装有与活塞6相接触的X轴锁紧件且X轴锁紧件的安装位置与锁刹盘12相对应,X轴锁紧件在活塞6的推动下做小范围运动,在经过小范围运动后可以与锁刹盘12接触,从而起到锁刹作用。如图7、图8和图10所示,X轴锁紧件可以为X轴悬臂梁抱刹15或X轴简支梁抱刹16,X轴悬臂梁抱刹15基于悬臂梁原理进行锁刹控制,X轴简支梁抱刹16基于简支梁原理进行锁刹控制,X轴悬臂梁抱刹15和X轴简支梁抱刹16锁刹原理虽不同,但同样可以在作用力下进行小范围的变形,当作用力消失后则恢复原状。X轴锁紧件为X轴悬臂梁抱刹15的实施方式中,X轴悬臂梁抱刹15的一端固定安装在X轴轴承座9上,另一端不固定。活塞6运动时,先穿过前伸梁2,再将X轴悬臂梁抱刹15顶出与锁刹盘12接触,从而起到锁刹作用。X轴锁紧件为X轴简支梁抱刹16的实施方式中,基于简支梁原理,X轴简支梁抱刹16的两端均固定安装在X轴轴承座9上,活塞6运动时,先穿过前伸梁2,再将X轴简支梁抱刹16顶出形成微变形,从而与锁刹盘12接触,从而起到锁刹作用。U型底座1上安装有Y轴加力装置19,Y轴加力装置19上安装有Y轴锁紧件且Y轴锁紧件与任意一个圆柱筒5相对应,Y轴锁紧件在Y轴加力装置19的作用下运动,对圆柱筒5进行抱刹,从而实现针对Y轴的锁刹。如图5、图6、图8和图9所示,Y轴锁紧件可以为Y轴悬臂梁锁紧件17或Y轴简支梁抱刹18,同样的Y轴加力装置19也可以为电动推杆、气缸、液压缸或凸轮,Y轴加力装置19只要实现动力提供,Y轴锁紧件实现可以针对圆柱筒5的抱刹即可。由于圆柱筒5的数量为2个,Y轴锁紧件和Y轴加力装置19可以为1个,针对其中一个圆柱筒5进行抱刹即可。也可以为2个,保证2个Y轴加力装置19同步控制即可。
为了增强Y轴的锁紧效果,也为了避免Y轴在长期锁紧操作中会导致圆柱筒5的损坏,还可以添加一种当Y轴在小范围运动轨迹中所使用的锁紧方式,这两种锁紧方式也可以在一起配合使用。作为Y轴锁刹的第二种实施方式,如图11和图12所示,还包括与前伸梁2水平安装的扇形盘30,前伸梁2有两个,可以在任意一个前伸梁2上水平安装扇形盘30。扇形盘30的安装位置位于前伸梁2与X轴轴承座9的交接处,即扇形盘30安装在靠近前伸梁2的底座面上(前伸梁2的底座面为连接两个前伸臂的中间部件),用于与悬臂梁刹片A31和悬臂梁刹片B32相配合使用。悬臂梁刹片A31和悬臂梁刹片B32的一端分别固定在U型底座1的底座面上,悬臂梁刹片A31和悬臂梁刹片B32同样基于悬臂梁原理,一端固定在U型底座1的底座面上,另一端则可以进行上下波动。悬臂梁刹片A31和悬臂梁刹片B32的另一端分别位于扇形盘30的两面,当悬臂梁刹片A31向下形变时可以接触扇形盘30,当悬臂梁刹片B32向上形变时同样也可以接触扇形盘30,锁刹扇形盘30,从而锁刹前伸梁2。缸体34穿过U型底座1的前伸臂放置在悬臂梁刹片A31上,将缸体34穿过U型底座1放置在悬臂梁刹片A31上的好处在于当缸体34内的运动轴33伸出时,反作用力是给了悬臂梁刹片B32;若放置在U型底座1的前伸臂上,反作用力是给了U型底座1,这样就达不到悬臂梁刹片A31和悬臂梁刹片B32相夹的目的。由于缸体34通过螺杆35限位在悬臂梁刹片A31和悬臂梁刹片B32上,因此缸体34无需固定在悬臂梁刹片A31上,且还可以通过下压悬臂梁刹片A31实现悬臂梁刹片B32的上拉。螺杆35的下部依次贯穿悬臂梁刹片A31和悬臂梁刹片B32且安装在悬臂梁刹片B32上,螺杆35与悬臂梁刹片B32可以固定安装也可以活动安装,活动安装可以设计凸起或利用螺杆帽等。运动轴33安装于缸体34内,运动轴33在缸体34内运动可以是液压或气压,提供液压或气压也可以有多种方式,可以直接在缸体34上安装液压泵、气泵或电动推杆;也可以在缸体34上开个孔,从圆柱筒5上引出液压或气压至孔内;只要实现运动轴33在缸体34内的运动即可。螺杆35的上部安装在缸体34的螺杆孔内,用于缸体34的安装,通常螺杆35的数量为4个。运动轴33的另一端与悬臂梁刹片A31相连,当运动轴33下压时悬臂梁刹片A31、悬臂梁刹片B32和扇形盘30三者相接触。这样当运动轴33在缸体34内运动时,下压悬臂梁刹片A31,悬臂梁刹片B32在反作用力下与悬臂梁刹片A3一起夹住扇形盘30,从而实现Y轴的锁刹功能。
实际使用时,先进行螺栓球14在正交分度装置29上的旋转定位和锁刹。在旋转定位时,松开X轴锁紧件和Y轴锁紧件。伺服电机B81工作,带动定位轴13旋转,完成螺栓球14X轴线的角度调整。伺服电机A8工作,带动圆柱筒5旋转,完成螺栓球14Y轴线的角度调整,从而满足螺栓球14上任意角度的加工需求。在角度调整完成后,在圆柱筒5内的孔中充入高压液体或高压气体,推动活塞6的输出轴向外运动,压紧悬臂梁抱刹15或X轴简支梁抱刹16,使其紧紧抱住锁刹盘12,从而锁紧X轴,X轴不能转动;Y轴加力装置19工作,推动Y轴悬臂梁锁紧件17或Y轴简支梁抱刹18,使得Y轴悬臂梁锁紧件17或Y轴简支梁抱刹18变形,紧紧压住圆柱筒5,从而锁紧Y轴,Y轴不能转动。然后,自动换刀组件21将刀头更换到位,接着纵向推力装置工作,使得正交分度装置29在纵向导轨26的轨迹下进行纵向运动,使得螺栓球14中心对准转头、丝锥或锪钻等工具的中心,然后横向推力装置工作,使得正交分度装置29在横向导轨22的轨迹下进行横向运动,完成钻孔、攻丝或锪孔等工序。如果是铣平面,横向推力装置工作,将正交分度装置29在横向导轨22的轨迹下进行横向运动,使螺栓球14到达铣平面的加工位置,然后纵向推力装置工作,使得正交分度装置29在纵向导轨26的轨迹下进行纵向运动,从而使螺栓球14被铣刀加工,完成铣平面工序。