[發明專利]一種使用數控機床加工卷筒繩槽的方法

有效

• 申請號: 201010195728.6
• 申請日: 2010-06-09
• 公開（公告）號: CN101862868A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 杜玉湘;章雨林
• 申請（專利權）人: 南京四開電子企業有限公司
• 主分類號: B23G1/02
• 分類號: B23G1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種卷筒繩槽加工制造方法，特別是一種使用數控機床加工卷筒繩槽的方法。

背景技術

港口集裝箱起重機的生產過程中的一個關鍵工序就是大型卷筒繩槽的加工。例如，上海振華港機的港口集裝箱起重機目前占全球市場份額的70％，05年完成23億美金銷售收入，但仍供不應求。目前振華港機有近20臺大型普通車床幾乎是一年365天24小時不停地在加工，其產量仍不能滿足需求，多達30～40％的繩槽加工任務需要外協。如圖1所示，卷筒繩槽其實質上是一種異型螺紋，這種螺紋的截面形狀是三段圓弧相切組成，即：在一個螺距寬度的范圍內，整個螺紋截面底部是一個較大的圓弧，在圓弧兩端高處和卷筒表面銜接部分分別是兩段較小圓弧，小圓弧一端和大圓弧相切，另一端和卷筒表面相切。這種卷筒用于卷繞大型起吊設備的鋼纜，鋼纜的截面是圓形，因此對應繩槽的底部形狀顯然應該是圓弧；同時為了防止鋼纜在受力時碰到尖銳物體磨壞，繩槽頂端和卷筒表面連接部分用圓弧倒角平滑過渡。根據經驗，卷筒繩槽的加工用成形刀是不可能完成的，而傳統的手工車削繩槽螺紋的加工方法是用R圓弧形車刀，靠人工通過小拖板架刀，從頭至尾車一次螺紋，向左或者右架一刀，再車一次螺紋，直至把圓弧螺紋的形狀全部車削出來，車削過程中需要不斷地用樣板卡量，以校正架刀的量。車削一個完整的螺紋，需要架刀多達150次至200次，缺點是效率低、危險性高、精度差，而且廢品率較高，增加了制造成本。

發明內容

發明目的：本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種使用數控機床加工卷筒繩槽的方法。

技術方案：本發明公開了一種使用數控機床加工卷筒繩槽的方法，包括以下步驟：

步驟(1)，設垂直于工件截面水平表面的方向為X向，平行于工件截面水平表面的方向為Z向；

步驟(2)，裝夾工件毛坯后先用外圓車刀粗車一次工件毛坯外壁，使得工件毛坯在全長范圍內工件毛坯的卷筒外徑公差在0.5毫米以內；

步驟(3)，換圓形車刀。

步驟(4)，首先將機床退回原點，然后開始對刀，以圓形車刀片的前端碰到卷筒毛坯表壁處的X坐標為X方向加工原點，在卷筒表壁上測量出需要加工的Z向范圍，并以靠近車床尾架那一側的起點作為Z方向加工原點，將車刀移動到所述X方向和Z方向原點構成的起始點；

步驟(5)，將車刀按X方向切削一層直到繩槽邊緣，并留下加工的余量，根據加工經驗此余量通常設置在0.5～1mm左右；

步驟(6)，在Z方向上進刀，并重復步驟(4)，直到切削到繩槽底徑位置，并留下加工的余量，根據加工經驗此余量通常設置在0.5～1mm左右；

步驟(7)，從繩槽圓弧的一側定點開始精加工，每加工完一刀后，返回步驟(4)所述起始點，然后根據加工方向，將當前Z坐標加上或減去(如果從正向往負向加工則減，如果從負向往正向加工則加)精加工每刀偏移量得到下一刀加工起點的Z坐標，根據加工經驗此精加工偏移量一般在0.2-0.6mm左右；在得到每一刀的Z坐標后，根據車刀圓心和繩槽圓心的距離以及過車刀圓心的水平線和過繩槽圓心的豎直線距離直角三角形，計算新的Z位置的X向深度，以此坐標開始新一刀的加工；

步驟(8)，重復步驟(7)，沿繩槽底部曲線直至加工到繩槽的另一側頂點，得到所述的卷筒繩槽。

本發明步驟(1)中，以主軸編碼器零點信號為觸發標志，將主軸以一個標準速度旋轉一圈的時間設定為標準值。如果實際加工時主軸速度和標準速度不一致，那么可以通過實際速度與標準速度的比值和標準時間值得到實際旋轉一圈所需時間，進一步可以得到實際旋轉一個角度所需時間，通過控制主軸運動時間控制主軸的旋轉角度。例如以S(rpm)的轉速為標準轉速，那么以這個標準轉速旋轉一圈需耗時T(s)，將時間T設定為標準時間。如果實際加工中的主軸轉速為A(rpm)，那么實際旋轉一圈所需時間為A*T/S，旋轉30度角所需時間為(30/360)*(A*T/S)。

本發明步驟(6)中，每層新深度第一刀分兩次到達目標深度。

本發明使用了所謂包絡法加工卷筒繩槽，即裝夾完成后，先用圓形車刀一層一層粗車出繩槽底徑形狀，保留一定的余量，再經過精加工步驟用圓形車刀去掉余量，包絡出精確的繩槽形狀。