本發明涉及一種數控機床，特別是一種對球閥體進行車銑和磨削的四工位數控機床及加工方法。

背景技術：

球閥問世于20世紀50年代，隨著科學技術的飛速發展，生產工藝及產品結構的不斷改進，在短短的40年時間里，已迅速發展成為一種主要的閥類。在西方工業發達的國家，球閥的使用正在逐年不斷的上升。

在我國，球閥被廣泛的應用在石油煉制、長輸管線、化工、造紙、制藥、水利、電力、市政、鋼鐵等行業，在國民經濟中占有舉足輕重的地位。它具有旋轉90度的動作，旋塞體為球體，有圓形通孔或通道通過其軸線。

球閥體的加工分為粗銑、精銑、左右端面以及柄頸的精磨、球面的半精磨和精磨。從目前的加工手段來看,粗銑和精銑在一臺機床上完成，左右端面以及柄頸的精磨在一臺機床上完成，球面的半精磨和精磨在一臺機床上完成，這意味著球閥體的加工需要三臺機床，需要不斷地裝夾定位和拆卸，非常繁瑣，因此加工效率極低，工人勞動強度大。

技術實現要素：

本發明的發明目的在于：針對上述存在的問題，提供一種對球閥體進行車銑和磨削的四工位數控機床及加工方法，將車銑、磨削的功能綜合在一臺機床上，一次裝夾，即可按照設定程序完成對球閥體的整個車銑、磨削加工過程。

本發明采用的技術方案是這樣的：

一種對球閥體進行車銑和磨削的四工位數控機床，包括床身，所述床身的X軸向上滑動式安裝X軸滑動式尾座箱和X軸滑動式床頭箱，所述床身中部兩側分別沿垂直于X軸向的方向滑動式安裝兩臺旋轉主軸進給裝置，各旋轉主軸進給裝置上分別安裝銑刀、端面精磨砂輪、球面半精磨砂輪、球面精磨砂輪。

作為優選，每臺旋轉主軸進給裝置包括進給滑臺、主軸箱和刀具安裝架，所述進給滑臺沿垂直于X軸向的方向滑動式安裝，所述主軸箱安裝在進給滑臺上，所述刀具安裝架安裝在主軸箱的輸出軸端頭。

作為優選，安裝銑刀、球面半精磨砂輪、球面精磨砂輪的刀具安裝架的安裝面均為圓弧形，銑刀、球面半精磨砂輪、球面精磨砂輪均沿著圓弧形安裝面的徑向安裝且隨著主軸箱的輸出軸進行旋轉的半徑等于球閥體兩端面距離的一半。

本發明還提供了一種利用上述數控機床對球閥體進行加工的方法，包括以下步驟：

1）、將待加工球閥體的兩端面裝夾定位在X軸滑動式尾座箱和X軸滑動式床頭箱之間；

2）、將待加工球閥體移動到安裝銑刀的一號刀具安裝架處并將球面對準一號刀具安裝架的圓??；啟動一號進給滑臺，帶動一號主軸箱和一號刀具安裝架抵近待加工球閥體，同時啟動一號主軸箱，一號刀具安裝架旋轉；銑刀對待加工球閥體的球面進行銑削加工，銑刀銑至設定尺寸后一號進給滑臺停止進給；在銑刀對加工球閥體進行銑削加工的同時，X軸滑動式尾座箱的驅動主軸驅動待加工球閥體沿著X軸旋轉，銑削加工完成后，待加工球閥體和一號刀具安裝架停止旋轉，一號進給滑臺退回原位；

3）、將待加工球閥體的一個端面移動到安裝到端面精磨砂輪的二號刀具安裝架處，啟動二號進給滑臺，帶動二號主軸箱和二號刀具安裝架抵近待加工球閥體，同時啟動二號主軸箱，二號刀具安裝架帶動端面精磨砂輪旋轉；端面精磨砂輪對待加工球閥體的端面進行磨削加工，磨削至設定柄頸處之后，二號進給滑臺停止進給；在端面精磨砂輪對加工球閥體進行磨削加工的同時，X軸滑動式尾座箱的驅動主軸驅動待加工球閥體沿著X軸旋轉，直到端面磨削加工完成；X軸滑動式尾座箱和X軸滑動式床頭箱帶動待加工球閥體沿X軸向移動，端面精磨砂輪繼續對柄的表面進行磨削；柄表面磨削完畢后，二號刀具安裝架停止旋轉，二號進給滑臺退回原位；

4）、將待加工球閥體的另一個端面移動到安裝到端面精磨砂輪的二號刀具安裝架處，重復第3步；

5）、將待加工球閥體移動到安裝球面半精磨砂輪的三號刀具安裝架處，待加工球閥體的球面對準三號刀具安裝架的圓弧；啟動三號進給滑臺，帶動三號主軸箱和三號刀具安裝架抵近待加工球閥體，同時啟動三號主軸箱，三號刀具安裝架旋轉；球面半精磨砂輪對待加工球閥體的球面進行磨削加工，球面半精磨砂輪磨至設定尺寸后三號進給滑臺停止進給；在球面半精磨砂輪對待加工球閥體進行磨削加工的同時，X軸滑動式尾座箱的驅動主軸驅動待加工球閥體沿著X軸旋轉，當待加工球閥體旋轉一周后，銑削加工完成，待加工球閥體和三號刀具安裝架停止旋轉，三號進給滑臺退回原位；

6）、啟動四號進給滑臺，帶動四號主軸箱和四號刀具安裝架抵近待加工球閥體，同時啟動四號主軸箱，四號刀具安裝架旋轉；球面精磨砂輪對待加工球閥體的球面進行磨削加工，球面精磨砂輪磨至設定尺寸后四號進給滑臺停止進給；在球面精磨砂輪對待加工球閥體進行磨削加工的同時，X軸滑動式尾座箱的驅動主軸驅動待加工球閥體沿著X軸旋轉，當待加工球閥體旋轉一周后，銑削加工完成，待加工球閥體和四號刀具安裝架停止旋轉，四號進給滑臺退回原位。

對上述方法進行優選，步驟2的操作可以調整到步驟3、4的操作完成后再進行。

綜上所述，由于采用了上述技術方案，本發明的有益效果是：

1、在一臺機床上集球面車銑、半精磨、精磨以及端面和柄頸的磨削功能于一體，結構緊湊，相比原來需要三臺機床，大大節省了設備配置成本和占地面積；

2、待加工球閥體一次裝夾到位之后，直到完成球面的車銑、半精磨、精磨以及端面和柄頸的磨削之后才取下，不需要反復裝夾，因此節省下大量反復裝夾固定、取下的工作量，大大提高了工作效率；

3、通過X軸滑動式尾座箱和X軸滑動式床頭箱在X軸向上滑動將待加工球閥體移動到相應的位置即可實現不同工序之間的切換，方便快捷。

附圖說明

圖1是本發明的俯視圖。

圖2是本發明的主視圖。

圖3是本發明的左視圖。

圖4是本發明的右視圖。

圖5是本發明對球閥體進行球面車銑加工的示意圖。

圖6是本發明對球閥體進行左端面和左柄頸精磨的示意圖。

圖7是本發明對球閥體進行右端面和右柄頸精磨的示意圖。

圖8是本發明對球閥體進行球面半精磨的示意圖。

圖9是本發明對球閥體進行球面精磨的示意圖。

圖中標記：1為床身，2為X軸滑動式尾座箱，31為一號刀具安裝架，32為一號主軸箱，33為一號進給滑臺，41為二號刀具安裝架，42為二號主軸箱，43為二號進給滑臺，51為三號刀具安裝架，52為二號主軸箱，53為三號進給滑臺，6為X軸滑動式床頭箱，71為四號刀具安裝架，72為四號主軸箱，73為四號進給滑臺。

具體實施方式

下面結合附圖，對本發明作詳細的說明。

實施例：

如圖1、2、3、4所示，一種對球閥體進行車銑和磨削的四工位數控機床，包括床身1，所述床身1的X軸向上滑動式安裝X軸滑動式尾座箱2和X軸滑動式床頭箱6，所述床身1中部兩側分別沿垂直于X軸向的方向滑動式安裝兩臺旋轉主軸進給裝置，各旋轉主軸進給裝置上分別安裝銑刀、端面精磨砂輪、球面半精磨砂輪、球面精磨砂輪。

每臺旋轉主軸進給裝置包括進給滑臺、主軸箱和刀具安裝架，所述進給滑臺沿垂直于X軸向的方向滑動式安裝，所述主軸箱安裝在進給滑臺上，所述刀具安裝架安裝在主軸箱的輸出軸端頭。

安裝銑刀、球面半精磨砂輪、球面精磨砂輪的刀具安裝架的安裝面均為圓弧形，銑刀、球面半精磨砂輪、球面精磨砂輪均沿著圓弧形安裝面的徑向安裝且隨著主軸箱的輸出軸進行旋轉的半徑等于球閥體兩端面距離的一半。

利用本發明機床對球閥體進行加工的方法：

1、將待加工球閥體的兩端面裝夾定位在X軸滑動式尾座箱2和X軸滑動式床頭箱6之間。待加工球閥體在X軸滑動式尾座箱2和X軸滑動式床頭箱6得共同作用下，可沿著X軸向移動，并可在X軸滑動式尾座箱2的驅動主軸的驅動下沿著X軸旋轉。

2、將待加工球閥體移動到安裝銑刀的一號刀具安裝架31處，待加工球閥體的球面對準一號刀具安裝架31的圓??；啟動一號進給滑臺33，帶動一號主軸箱32和一號刀具安裝架31抵近待加工球閥體，同時啟動一號主軸箱32，一號刀具安裝架31旋轉；銑刀對待加工球閥體的球面進行銑削加工，銑刀銑至設定尺寸后一號進給滑臺33停止進給；在銑刀對加工球閥體進行銑削加工的同時，X軸滑動式尾座箱2的驅動主軸驅動待加工球閥體沿著X軸旋轉，當待加工球閥體旋轉一周后，銑削加工完成，待加工球閥體和一號刀具安裝架31停止旋轉，一號進給滑臺33退回原位。步驟3如圖5所示。

3、啟動二號進給滑臺43，帶動二號主軸箱42和二號刀具安裝架41抵近待加工球閥體，同時啟動二號主軸箱42，二號刀具安裝架41帶動端面精磨砂輪旋轉；端面精磨砂輪對待加工球閥體的端面進行磨削加工，磨削至設定柄頸處之后，二號進給滑臺43停止進給；在端面精磨砂輪對加工球閥體進行磨削加工的同時，X軸滑動式尾座箱2的驅動主軸驅動待加工球閥體沿著X軸旋轉，當待加工球閥體旋轉一周后，端面磨削加工完成；X軸滑動式尾座箱2和X軸滑動式床頭箱6帶動待加工球閥體沿X軸向移動，端面精磨砂輪繼續對柄的表面進行磨削；柄表面磨削完畢后，二號刀具安裝架41停止旋轉，二號進給滑臺43退回原位。

4、將待加工球閥體的另一個端面移動到安裝到端面精磨砂輪的二號刀具安裝架41處，重復第3步。

步驟3、4如圖6、7所示。

步驟3、4可以放在步驟2之前。

5、將待加工球閥體移動到安裝球面半精磨砂輪的三號刀具安裝架51處，待加工球閥體的球面對準三號刀具安裝架51的圓弧；啟動三號進給滑臺53，帶動三號主軸箱52和三號刀具安裝架51抵近待加工球閥體，同時啟動三號主軸箱52，三號刀具安裝架51旋轉；球面半精磨砂輪對待加工球閥體的球面進行磨削加工，球面半精磨砂輪磨至設定尺寸后三號進給滑臺53停止進給；在球面半精磨砂輪對待加工球閥體進行磨削加工的同時，X軸滑動式尾座箱2的驅動主軸驅動待加工球閥體沿著X軸旋轉，當待加工球閥體旋轉一周后，銑削加工完成，待加工球閥體和三號刀具安裝架51停止旋轉，三號進給滑臺53退回原位。步驟5如圖8所示。

6、啟動四號進給滑臺73，帶動四號主軸箱72和四號刀具安裝架71抵近待加工球閥體，同時啟動四號主軸箱72，四號刀具安裝架71旋轉；球面精磨砂輪對待加工球閥體的球面進行磨削加工，球面精磨砂輪磨至設定尺寸后四號進給滑臺73停止進給；在球面精磨砂輪對待加工球閥體進行磨削加工的同時，X軸滑動式尾座箱2的驅動主軸驅動待加工球閥體沿著X軸旋轉，當待加工球閥體旋轉一周后，銑削加工完成，待加工球閥體和四號刀具安裝架71停止旋轉，四號進給滑臺73退回原位。步驟6如圖9所示。