本发明专利技术提供一种具有超高切削线速度的多功能切削装置，包括第一电主轴、第二电主轴、车刀架和底座；第一电主轴固定工作台、第二电主轴移动工作台和车刀架移动工作台均设置在底座上，车刀架移动工作台位于前方，第一电主轴固定安装在第一电主轴固定工作台上；第二电主轴固定安装在第二电主轴移动工作台上；第一电主轴和第二电主轴的轴线同轴且相对布置；车刀架移动工作台上安装有车刀架。本发明专利技术将切削刀具与工件分别安装在两套同轴安装的电主轴上，两套电主轴的旋转方向相反，使得刀具和工件间的相对切削速度得到成倍提高，同时具有端面超高速铣削、内圆面超高速镗削以及外圆面超高速车削等多种切削功能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种可实现超高切削线速度的多功能切削装置，属于金属切削机床
技术介绍
高速切削技术是目前机械加工领域中的最前沿技术。高速切削具有金属切除率高于常规切削5-10倍、切削力比传统切削低约30%，切削变形小、被加工表面有较低的切削热、易于实现无振动切削、精加工成本低等诸多优点。随着高速切削技术研究的不断深入，对于实现更高的切削线速度具有越来越迫切的需求。目前，提高主轴转速，加大回转切削刀具或者回转工件的有效切削直径，是实现更高切削线速度的根本途径。但是切削线速度的进一步提高受限于高速电主轴系统、快速进给系统、高速切削刀具结构、高速切削刀柄系统、高速切削加工的安全防护与实时监控技术等技术瓶颈的制约。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的难以进一步提闻切削速度的问题，提供一种能够大幅度提高切削线速度、实现多种切削功能的具有超高切削线速度的多功能切削装置。本专利技术的具有超高切削线速度的多功能切削装置，采用以下技术解决方案该切削装置，包括第一电主轴、第一电主轴固定工作台、第二电主轴、第二电主轴移动工作台、车刀架、车刀架移动工作台和底座；第一电主轴固定工作台、第二电主轴移动工作台和车刀架移动工作台均设置在底座上，车刀架移动工作台位于第一电主轴固定工作台和第二电主轴移动工作台的前方，第一电主轴固定安装在第一电主轴固定工作台上，第一电主轴上安装有三爪卡盘；第二电主轴固定安装在第二电主轴移动工作台上，第二电主轴移动工作台带动第二电主轴纵向移动；第一电主轴和第二电主轴的轴线同轴且相对布置；车刀架移动工作台上安装有车刀架，车刀架移动工作台带动车刀架纵向和横向移动；第二电主轴移动工作台是通过X’方向滚动导轨安装在底座上的，第二电主轴移动工作台与X’方向滚动导轨之间设置有X’方向螺母丝杠移动机构，X’方向螺母丝杠移动机构带动第二电主轴移动工作台实现沿X’方向的纵向移动；车刀架移动工作台通过相互独立且相互垂直的X方向滚动导轨和Y方向滚动导轨安装在底座上的，Y方向滚动导轨安装在底座上，Y方向滚动导轨上安装有Y方向移动座，X方向滚动导轨设置在Y方向移动座上且与Y方向滚动导轨垂直，车刀架移动工作台安装在X方向滚动导轨上；Y方向滚动导轨与Y方向移动座之间设有Y方向螺母丝杠移动机构；X方向滚动导轨与车刀架移动工作台之间设有X方向螺母丝杆移动机构；Y方向螺母丝杠移动机构和X方向螺母丝杆移动机构带动车刀架移动工作台实现沿Y方向的横向运动和沿X方向的纵向移动。第一电主轴和第二电主轴的前端轴承处均安装温度监测装置，以实时监测电主轴内部的温度变化。底座的外围设置有安全防护罩，将各部件进行全封闭保护。安全防护罩的前面设置有联锁防护门。上述切削装置可以实现以下多种切削功能I.在第二电主轴上安装单齿铣削刀具，利用第一电主轴带动工件的转动、和第二电主轴移动台带动铣削刀具的纵向移动第二电主轴带动铣削刀具的转动可以实现对工件的超高速端面铣削(飞铣)加工； 2.在第二电主轴上安装镗刀，利用第一电主轴带动工件的转动、第二电主轴移动台的纵向移动和第二电主轴带动镗刀的转动可以实现对工件内孔的超高速镗削加工；3.利用车刀架移动台带动车刀的纵向或横向移动以及第一电主轴带动工件的转动可以实现对工件的超高速外圆车削或端面车削加工。本专利技术与现有机床的传统结构配置相比，将切削刀具与工件分别安装在两套同轴安装的电主轴上，两套电主轴的旋转方向相反，使得铣刀或镗刀和工件间的相对切削速度得到成倍提高，同时具有端面超高速铣削、内圆面超高速镗削以及外圆面超高速车削及端面车削等多种切削功能。附图说明图I为本专利技术具有超高切削线速度的多功能切削装置的结构示意图。图2为本专利技术切削装置的进给原理示意图。图3为本专利技术切削装置的端面超高速铣削功能的切削原理示意图。图4为本专利技术切削装置的内圆面超高速镗削功能的切削原理示意图。图5为本专利技术切削装置的外圆面超高速车削功能的切削原理示意图。图中1、第一电主轴固定工作台，2、第一电主轴，3、三爪卡盘，4、工件，5、车削刀片，6、铣削刀片，7、单齿铣削刀柄，8、第二电主轴，9、第二电主轴移动工作台，10、温度监测装置，11、车刀杆，12、车刀架，13、车刀架移动工作台，14、报警指示灯，15、联锁防护门，16、安全防护罩，17、X’方向螺母丝杠移动机构，18、X’方向驱动电机，19、X’方向滚动导轨，20、滚珠，21、Y方向驱动电机，22、Y方向螺母丝杆移动机构，23、X方向螺母螺杆机构，24、X方向驱动电机，25、Y方向移动座，26、X方向滚动导轨，27、Y方向滚动导轨，28、底座，29、镗削刀具，30、镗削刀柄；D1为工件4被切削部分外径尺寸，单位_ ；H为工件4壁厚即被切削部分厚度，单位mm ；L为铣削刀片6的宽度，单位mm ；D2为铣削刀片6的有效切削直径，单位mm ；R1为铣削刀片6在单齿铣削刀柄7上的安装位置尺寸，单位mm。具体实施例方式本专利技术的具有超高切削线速度的多功能切削装置，其结构如图I所示，主要包括第一电主轴固定工作台I、第一电主轴2、第二电主轴8、第二电主轴移动工作台9、车刀架12、车刀架移动工作台13以及底座28。第一电主轴固定工作台I、第二电主轴移动工作台9和车刀架移动工作台13均设置在底座28上。车刀架移动工作台13位于第一电主轴固定工作台I和第二电主轴移动工作台9的前方。第一电主轴2固定安装在第一电主轴固定工作台I上，第一电主轴2的主轴上安装有三爪卡盘3，工件4装夹在三爪卡盘3上。第二电主轴8固定安装在第二电主轴移动工作台9上，第二电主轴8的主轴上可以安装带有铣削刀片6的单齿铣削刀柄7，也可以安装镗削刀具29 (参见图4)，第二电主轴8带动单齿铣削刀柄7或镗削刀柄30作高速旋转。第二电主轴移动工作台9带动第二电主轴纵向移动(即图2中的X’轴方向)，实现安装在第二电主轴8上的铣削刀具或镗削刀具的进刀、退刀和进给运动。第一电主轴2和第二电主轴8的轴线同轴，且相对布置。车刀架移动工作台13上安装有车刀架12，车刀架12上固定安装有车刀杆11，车刀杆11上装夹有车刀片5。车刀架移动工作台13带动车刀架12纵向和横向移动(即图2中的X轴方向和Y轴方向)，实现车刀架移动台13带动车刀架12，实现车削刀具的进刀、退刀和进给运动。电主轴高速旋转时，主轴轴承会因承受负载而温升很快，轴承温度过高时，会影响电主轴的精度和寿命，甚至可能造成轴承损坏，对机床操作者和机床造成严重后果。为防止这一现象，第一电主轴2和第二电主轴8的前端轴承处均安装温度监测装置10，以实时监测 电主轴内部的温度变化。在整个装置的控制程序中设置两档门槛限制值来对轴承的温升进行监控和保护，当监测到的主轴轴承温度达到第一限值(一般为65°C )时，给出提示信息，如黄色报警指示灯亮；当轴承温度达到75°C时，机床开始报警，同时电主轴停止旋转，各坐标停止运动。如图2所示，第二电主轴移动工作台9是通过带有滚珠20的X’方向滚动导轨19安装在底座28上的，X’方向滚动导轨19安装在底座28上，第二电主轴移动工作台9安装在X’方向滚动导轨19上。第二电主轴移动工作台9与X’方向滚动导轨19之间设置有X’方向螺母丝杠移动机构17，该机构中的丝杠与X’方向驱动电机18连接，X本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘战强，王启东，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：
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