CN105522860A - 四轴轮胎模具刻字机及其刻字方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种四轴轮胎模具刻字机及其刻字方法，其包括：底座、位于该底座一端的旋转工作台、滑动固定在该底座上的立柱底座、固定在该立柱滑座上的立柱、滑动固定在该立柱的一侧面上的主轴鞍座、滑动固定在该主轴鞍座上的回转分度盘、固定在该回转分度盘端部的主轴结合座、位于该主轴结合座内的电主轴，其中，所述立柱的侧面设有第一传动装置，所述主轴鞍座上设有第二传动装置，所述主轴鞍座滑动固定在第一传动装置，所述回转分度盘滑动固定在该第二传动装置上。本发明通过多方向的传动装置来控制本四轴轮胎模具刻字，使电主轴的加工深度方向始终保持垂直轮胎模具的曲面，降低因人为因素造成的模具损坏费用，并提高整体工作效率及产品合格率。

Description

四轴轮胎模具刻字机及其刻字方法

技术领域

本发明涉及一种四轴轮胎模具刻字机及其刻字方法。

背景技术

随着轮胎产量的增大和轮胎质量要求越来越高，轮胎模具作为轮胎加工最关键的成型设备之一，对轮胎质量和外观有着举足轻重的作用。目前轮胎膜具业界普遍使用三轴+手动摇摆轴来实现轮胎模具刻字。在使用上较为复杂，需人工手动去设定摇摆轴A轴的角度，编程人员针对一种模具无法一次到位完成模具编程，须依刻字的不同角度分段编程。操作机床人员也须分段操作造成时间上的浪费，且该操作人员在手动设定A轴角度时也容易出现人为错误造成模具损坏。

故，有必要设计一种新的四轴轮胎模具刻字机。

发明内容

本发明的目的提供一种降低因人为因素造成轮胎模具损耗、提高整体工作效率及产品合格率的四轴轮胎模具刻字机及其刻字方法。

本发明提供一种四轴轮胎模具刻字机，其包括：底座、位于该底座一端的旋转工作台、滑动固定在该底座上的立柱底座、固定在该立柱滑座上的立柱、滑动固定在该立柱的一侧面上的主轴鞍座、滑动固定在该主轴鞍座上的回转分度盘、固定在该回转分度盘端部的主轴结合座、位于该主轴结合座内的电主轴，其中，所述立柱的侧面设有第一传动装置，所述主轴鞍座上设有第二传动装置，所述主轴鞍座滑动固定在第一传动装置，所述回转分度盘滑动固定在该第二传动装置上。

其中，所述第一传动装置与Z轴平行，所述第二传动装置与X轴平行。

其中，还包括位于所述底座上另一端的立柱底座，所述立柱滑座滑动固定在该立柱底座上。

其中，所述第一传动装置和第二传动装置均包括：两个线轨、滑动固定在该线轨上的多个滑块、位于该两个线轨之间的螺杆、伺服电机、连接该伺服电机和所述螺杆的电机传动座、固定所述螺杆在两个线轨之间的轴承座。

其中，所述主轴鞍座固定在所述第一传动装置的滑块上，所述回转分度盘固定在所述第二传动装置的滑块上。

其中，所述第一传动装置还包括至少一滚珠轴承，该滚珠轴承的一端固定在所述立柱上，该滚珠轴承的另一端固定在第一传动装置的其中一线轨上。

其中，所述第二传动装置还包括至少一滚珠轴承，该滚珠轴承的一端固定在所述主轴鞍座上，该滚珠轴承的另一端固定在第二传动装置的其中一线轨上。

其中，所述立柱底座包括固定在所述底座的固定座、位于该固定座上的螺杆和斜楔、将该螺杆和斜楔固定在所述固定座上的多个固定件、以及减速电机。

其中，所述底座包括正方底座和长方底座，所述旋转工作台位于所述正方底座上，所述立柱底座位于所述长方底座上。

其中，还包括外置电器箱，该电器箱通过接头与本四轴轮胎模具刻字机内各部件的线材连接。

本发明还提供一种四轴轮胎模具刻字机的刻字方法，其包括如下步骤：

第一步：轮胎模具的结构及待刻字的字型进行编程；第二步：轮胎模具和旋转工作台同心校正；第三步：设定电主轴安装在回转分度盘上的角度；第四步：在电主轴上安装刻字刀具；第五步：启动切削程序；第六步：在切削的过程中，在轮胎模具切削的凹槽面添加切削油；第七步：切削完成。

其中，所述第三步和第四步之间还包括切削程序试运行步骤。

本发明通过多方向的传动装置来控制本四轴轮胎模具刻字，使电主轴的加工深度方向始终保持垂直轮胎模具的曲面，降低因人为因素造成的模具损坏费用，并提高整体工作效率及产品合格率。

附图说明

图1所示为本发明四轴轮胎模具刻字的立体示意图；

图2所示为本发明四轴轮胎模具刻字的立体分解图；

图3示为本发明四轴轮胎模具刻字的底座的立体分解图；

图4所示为本发明四轴轮胎模具刻字的立柱滑座的立体分解图；

图5所示为本发明四轴轮胎模具刻字的主轴鞍座的立体分解图；

图6所示为本发明四轴轮胎模具刻字的主视图；

图7所示为图6在D-D方向的剖视图；

图8所示本发明四轴轮胎模具刻字的底座的另一立体分解图。

具体实施方式

本发明四轴轮胎模具刻字，降低客户的时间成本及因人为因素造成的模具损坏费用，并提高整体工作效率及产品合格率。

本发明揭示一种四轴轮胎模具刻字机，如图1所示，本四轴轮胎模具刻字机包括：底座10、位于该底座10一端的旋转工作台20、位于该底座10另一端的立柱底座30、滑动固定在该立柱底座30上的立柱滑座40、固定在该立柱滑座40上的立柱50、滑动固定在该立柱50的一侧面上的主轴鞍座60、滑动固定在该主轴鞍座60上的125回转分度盘70、固定在该125回转分度盘70端部的主轴结合座80、位于该主轴结合座80内的水冷式电主轴90、挂设在所述立柱50外的显示器100、以及设置在本四轴轮胎模具刻字机外的电器箱110。

本发明通过外置电器箱110，该电器箱110通过设置重载接头方式与本四轴轮胎模具刻字机内各部件的线材进行连接，便利安全快速且替换性高。

请参阅图2和图3所示，其中，所述底座10为一体式箱型对称结构，该底座10的底部设有7支精密细螺纹地基螺栓，以合理的支撑整体机床设备。

所述底座10包括正方底座11和长方底座12，其中，所述正方底座11的边长小于所述长方底座12的长边，该正方底座11的边长大于所述长方底座12的短边；该正方底座11的一边和长方底座12的一长边在同一直线上，且正方底座11的另一边和所述长方底座12的短边连接在一起。

所述旋转工作台20通过连接装置(请参阅图6-图8所示)连接在所述底座10的正方底座11上，该旋转工作台20为数控式旋转工作台，其呈圆形。

轮胎模具(图未示)固定在该旋转工作台20上，刻字时，旋转工作台20转动一起带动轮胎模具转动，实现在轮胎模具上进心刻字。

所述立柱底座30设置在所述长方底座12上，所述立柱底座30包括固定在所述底座10的长方底座12上的固定座121、位于该固定座121上的螺杆122和斜楔123、将该螺杆122和斜楔123固定在所述固定座121上的多个固定件124、以及减速电机125，其中，所述固定件124包括固定座、固定环、固定柱等。

所述立柱底座30通过硬轨鸠尾槽搭配螺杆122和斜楔123，由所述减速电机124在所述长方底座102的螺杆122上滑动固定，以带动所述立柱滑座40在该立柱底座30上达到X轴向移动功能。

请参阅图2和图4，所述立柱50上设有立柱主体51和第一传动装置，该第一传动装置为Z轴传动装置，其包括：两个Z轴线轨52、Z轴螺杆53、伺服电机54、电机传动座55、多个联轴器56、轴承座57、在所述Z轴线轨52上滑动的多个Z轴滑块58、连接件591、以及精密斜角滚珠轴承592。

其中，所述连接件591设有第一竖直部、第二竖直部、以及连接第一竖直部和第二竖直部的连接部，其中，所述精密斜角滚珠轴承592固定在第一竖直部上，所述第二竖直部固定在所述立柱50的立柱主体51上。

所述精密斜角滚珠轴承592的一端固定在所述立柱50的立柱主体51上，该精密斜角滚珠轴承592的另一端固定在其中一Z轴线轨52上。

其中，所述两个Z轴线轨52对称固定在所述立柱50的立柱主体51的侧面；所述Z轴螺杆53位于两个所述Z轴线轨52之间；所述伺服电机54通过所述电机传动座55固定在所述Z轴螺杆53的上端；所述轴承座57将所述Z轴螺杆53的下端的固定在所述Z轴线轨52端部。

在本实施例中，所述Z轴滑块58有四个，所述每个Z轴线轨52穿过对应的两个Z轴滑块58，所述Z轴滑块58在对应的Z轴线轨52上滑动。

该立柱50的Z轴传动装置的各部件之间均呈线轨传动。

请参阅图2和图5，所述主轴鞍座60设置在所述立柱50的立柱主体51的一侧，该主轴鞍座60包括固定在所述对应的Z轴滑块58上的主轴座61、以及与该主轴座61垂直连接的鞍座62。

在本实施例中，主轴座61的每侧固定在两个Z轴滑块58上，以实现该Z轴滑块58带动该主轴鞍座60在该Z轴传动装置在Z轴螺杆53上滑动。

所述主轴鞍座60上设有第二传动装置，该第二传动装置为A轴传动装置，实际该A轴与X轴平行，该A轴传动装置包括：两个X轴线轨121、在X轴线轨121滑动的多个X轴滑块122、X轴螺杆123、伺服电机124、电机传动座125、联轴、轴承座126、精密斜角滚珠轴承127、以及多个固定件128。

其中，所述两个X轴线轨121通过所述固定件128对称固定在所述主轴鞍座60的鞍座62的侧面，所述X轴滑块122在对应的X轴线轨121上滑动；所述X轴螺杆123位于两个X轴线轨121之间；所述伺服电机124通过所述电机传动座125固定在所述X轴螺杆123的一端；所述轴承座126将所述X轴螺杆123的另一端固定在所述X轴线轨121端部；所述精密斜角滚珠轴承127的一端固定在所述主轴鞍座60的鞍座62上，该精密斜角滚珠轴承127的另一端固定在其中一X轴线轨121上。

其中，所述125回转分度盘70固定在所述A轴传动装置的X轴滑块122上，以实现该X轴滑块122带动该125回转分度盘70在该A轴滑动装置在X轴螺杆123上滑动。

其中，所述主轴结合座80固定在所述125回转分度盘70的分度盘上；所述水冷式电主轴90固定在该主轴结合座80的轴上，刻字刀具(图未示)安装在该水冷式电主轴90的端部，通过该刀具在轮胎模具上进行刻字。

通过伺服电机124搭配125回转分度盘70，由125回转分度盘70带动主轴结合座80，进而产生圆周式的摇摆传动，其摆动行程为±45°，A轴传动装置的摆动方式采用伺服控制达到本四轴轮胎模具刻字机的4轴联动功能，从而在轮胎上进行刻字。

请参阅图6至图8所示，所述旋转工作台20通过连接装置连接在所述底座10上，所述连接装置包括支撑该旋转工作台20的底盘131、连接在该旋转工作台20上的圆锥滚子轴承132、与该圆锥滚子轴承132连接的轴芯133、连接所述底盘131和底座10的支撑本体134、位于该支撑本体134和所述圆锥滚子轴承132之间的滑轮135、连接该支撑本体134和所述底盘131的旋转本体盖136、连接在支撑本体134侧面的蜗杆蜗轮137、以及与该蜗杆蜗轮137连接的伺服电机137。

所述旋转工作台20包括旋转本体21和位于该旋转本体21的中间的突出部22，所述底盘131位于该旋转本体21的底部，所述圆锥滚子轴承132与所述突出部22连接。

本发明旋转工作台20为数控式旋转工作台，其采用双导程的蜗杆蜗轮及高精密齿轮箱搭配伺服电机精准控制其反向间隙。

在本实施例中，本四轴轮胎模具刻字机的荷重为2000kg，净重约2600kg，其占地面积为2530mm*1310mm*1900mm；所述旋转工作台20的直径为900mm；所述立柱底座30带动所述立柱滑座40和所述立柱50在所述底座10在X轴运动行程为300mm，所述立柱50带动所述主轴鞍座60在Z轴传动装置上的Z轴运动行程为300mm，所述125回转分度盘70在所述主轴鞍座60上X轴上运动行程为400mm；所述水冷式电主轴90的直径为80mm，功率为1.5KW，转速为40000PRM；所述主轴结合座80的摆动行程为±45°；刻字时，本四轴轮胎模具刻字机的快速进给的速度为：X轴为10m/min，Z轴为10m/min；本四轴轮胎模具刻字机的切削进给的速度为：X轴为5m/min，Z轴为5m/min。

本发明四轴轮胎模具刻字机的刻字方法，其包括如下步骤：

第一步：轮胎模具的结构及待刻字的字型进行编程。

针对不同轮胎模具的形状角度等结构及待刻字的字型在显示器100中进行编程并输入本四轴轮胎模具刻字机内。

第二步：轮胎模具和旋转工作台20同心校正。

将轮胎模具放置在旋转工作台20上，并对轮胎模具和旋转工作台20进行同心校正。

第三步：设定水冷式电主轴90安装在125回转分度盘70上的角度。

根据待刻字的不同字型，调整水冷式电主轴90安装在125回转分度盘70上的角度。

第四步：在电主轴90上安装刻字刀具。

根据水冷式电主轴90安装的角度和字型使用不同的刀具。

第五步：启动切削程序。

第六步：轮胎模具凹槽面添加切削油。

第七步：切削完成。

所述第三步和第四步之间还包括切削程序试运行步骤。

本发明X轴、Z轴、A轴此三轴直线轴向润滑系统功能此项能及时使本四轴轮胎模具刻字机频繁的往复运动时，保持原有的机械精度及摩擦系数。

在对轮胎模具刻字过程中，随着所加工的曲面曲率变化，显示器100控制偏转伺服电机54、124转动，带动水冷式电主轴90偏转，从而使水冷式电主轴90深度方向始终垂直于轮胎模具的曲面，同时配合其它传动方式完成刻字，提高了轮胎模具的质量。

本发明使水冷式电主轴的加工深度方向始终保持垂直轮胎模具的曲面，加工深度一致，精度高，刻字效果好，结构更稳固。

本发明通过多方向的传动装置来控制本四轴轮胎模具刻字，降低因人为因素造成的模具损坏，并提高整体工作效率及产品合格率。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种四轴轮胎模具刻字机，其特征在于，其包括：底座、位于该底座一端的旋转工作台、滑动固定在该底座上的立柱底座、固定在该立柱滑座上的立柱、滑动固定在该立柱的一侧面上的主轴鞍座、滑动固定在该主轴鞍座上的回转分度盘、固定在该回转分度盘端部的主轴结合座、位于该主轴结合座内的电主轴，其中，所述立柱的侧面设有第一传动装置，所述主轴鞍座上设有第二传动装置，所述主轴鞍座滑动固定在第一传动装置，所述回转分度盘滑动固定在该第二传动装置上。

2.根据权利要求1所述的四轴轮胎模具刻字机，其特征在于，所述第一传动装置与Z轴平行，所述第二传动装置与X轴平行。

3.根据权利要求1所述的四轴轮胎模具刻字机，其特征在于，还包括位于所述底座上另一端的立柱底座，所述立柱滑座滑动固定在该立柱底座上。

4.根据权利要求1-3任一所述的四轴轮胎模具刻字机，其特征在于，所述第一传动装置和第二传动装置均包括：两个线轨、滑动固定在该线轨上的多个滑块、位于该两个线轨之间的螺杆、伺服电机、连接该伺服电机和所述螺杆的电机传动座、固定所述螺杆在两个线轨之间的轴承座。

5.根据权利要求4所述的四轴轮胎模具刻字机，其特征在于，所述主轴鞍座固定在所述第一传动装置的滑块上，所述回转分度盘固定在所述第二传动装置的滑块上。

6.根据权利要求4所述的四轴轮胎模具刻字机，其特征在于，所述第一传动装置还包括至少一滚珠轴承，该滚珠轴承的一端固定在所述立柱上，该滚珠轴承的另一端固定在第一传动装置的其中一线轨上。

7.根据权利要求4所述的四轴轮胎模具刻字机，其特征在于，所述第二传动装置还包括至少一滚珠轴承，该滚珠轴承的一端固定在所述主轴鞍座上，该滚珠轴承的另一端固定在第二传动装置的其中一线轨上。

8.根据权利要求3所述的四轴轮胎模具刻字机，其特征在于，所述立柱底座包括固定在所述底座的固定座、位于该固定座上的螺杆和斜楔、将该螺杆和斜楔固定在所述固定座上的多个固定件、以及减速电机。

9.根据权利要求3所述的四轴轮胎模具刻字机，其特征在于，所述底座包括正方底座和长方底座，所述旋转工作台位于所述正方底座上，所述立柱底座位于所述长方底座上。

10.根据权利要求1-3任一所述的四轴轮胎模具刻字机，其特征在于，还包括外置电器箱，该电器箱通过接头与本四轴轮胎模具刻字机内各部件的线材连接。

11.根据权利要求1-10任一所述四轴轮胎模具刻字机的刻字方法，其特征在于，其包括如下步骤：

第一步：轮胎模具的结构及待刻字的字型进行编程；

第二步：轮胎模具和旋转工作台同心校正；

第三步：设定电主轴安装在回转分度盘上的角度；

第四步：在电主轴上安装刻字刀具；

第五步：启动切削程序；

第六步：在切削的过程中，在轮胎模具切削的凹槽面添加切削油；

第七步：切削完成。

12.根据权利要求11所述的四轴轮胎模具刻字机的刻字方法，其特征在于，所述第三步和第四步之间还包括切削程序试运行步骤。