CN100469532C - 立柱全移动磨床 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种立柱全移动磨床。包括床身、拖板、磨头、工作台及前侧设置有垂直导轨的立柱，拖板底部设置有X向移动导轨及X向驱动机构且与床身相连接，立柱中间腰部两侧设置有Z向导轨滑块座及Z向双轴驱动机构，与拖板顶部Z向移动导轨相连接，床身为整体箱式平板形，工作台固定在床身上面。本发明以立柱及其拖板作X、Y、Z三向全移动，X向移动作为机床主切削运动，提高了运动速度和工作效率，缩短了运动行程，减轻机床自重和稳定性，还可有效地提高加工精度；立柱中腰导轨采用双轴重心驱动结构，提高了横向运动力的平衡和抗振性能，有利于提高磨削表面质量。
Description
技术领域
本发明涉及机床加工设备，尤其涉及一种立柱及其拖板X、Y、Z三向全移动的磨床。
背景技术
现有技术中的磨削机床设备，如平面磨床的布局，大多数机床设计是采用单立柱固定式。虽有立柱移动式的机床，但不能作X向的移动，只是Z向的横向移动，且老式横向移动机构设计在立柱的底部，运动重心高、稳定性差、精度提不高。目前有种新的立柱移动磨床的横向移动装置，虽然横向移动装置布局在立柱重心附近处，能增加横向运动的稳定性和切削刚性。但是，横向驱动只是单边单轴的形式，这样在构件的一端施力会破坏力的平衡，易产生振动，影响磨削表面质量。另外，现有技术中磨削机床的X向运动，立柱不能移动，都是以工作台或工件的移动来实现。这种移动形式工作台的设计行程必须大于工件的一倍距离，这样机床的床身和工作台势必相应加长，造成机床的体积和自重增加，占地面积扩大。另则，现有技术中工件一般都安装在可移动的工作台上，工作台运动受工件重量的影响和限制，不利于运动精度和稳定性的提高。
有一种新型的数控螺旋锥齿轮加工机床，立柱也能作X、Y、Z三向运动。由于机床加工对象不同，三向运动的功能和构件亦不相同。这种新型的数控螺旋锥齿轮加工机床，X向运动仅只是切削刀具移置的辅助运动，一般运动速度低精度要求不高。且X向的床身是阶梯式设计，一侧面装有回转体，加工对象局限于螺旋锥齿轮。Y向移动机构置于底部，其重心高、稳定性差。随着科技的发展和机械加工的需要，立柱横向移动磨床的横向移动装置其工作台也移动的磨床，而或这种新型的数控螺旋锥齿轮加工机床，都难以与生产流水线相连接，难以实现柔性单元生产和自动化。
发明内容
本发明主要目的：解决现有单立柱磨床不能作X向移动的定式结构，或改变现有技术中X向只是刀具移置的辅助运动的问题，从而开发一种把X向运动作为机床磨削的主要切削运动，以提高机床的适用性能和自动化程度的立柱全移动磨床。
本发明的另一个目的：解决现有技术中立柱移动磨床横向移动装置所存在单边单轴驱动力的不平衡状态，以提高抗振性能，提高磨削表面质量等技术问题的立柱全移动磨床。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种立柱全移动磨床，包括床身，拖板、磨头、工作台及前端设置有Y向垂直导轨的立柱，其特征在于：拖板底部设置有作为主切削运动的X向移动导轨及与X向移动导轨相关的X向驱动机构，导轨及驱动机构与床身相连接；立柱中间腰部两侧设置有Z向导轨滑块座及Z向双轴驱动机构，在拖板顶部设有Z向移动导轨，Z向导轨滑块座与Z向移动导轨相配合。
作为优选，Z向双轴驱动机构为双轴同时驱动，由数控伺服电机、支架、及滚珠丝杠副组成；数控伺服电机设置在每根滚珠丝杠副端部，支架设置在Z向移动导轨两端的上方，滚珠丝杠副装在Z向导轨滑块座之内。有二只数控伺服电机及支架分别置于二条Z向移动导轨两端的上方，二套滚珠丝杠副装在Z向导轨滑块座之内。
作为优选，床身为整体箱式平板形；工作台固定安装在床身上面，或安装采用可交换式工作台，有利于提高工作效率。
作为优选，X向驱动机构为单轴驱动形式，由数控伺服电机、支架及滚珠丝杠副组成；驱动机构置于二条X向移动导轨之间。
作为优选，X向移动导轨、Z向移动导轨和Y向垂直导轨为滚动直线导轨。
作为优选，X向移动导轨、Z向移动导轨和Y向垂直导轨为滑动导轨。
作为优选，立柱顶部设有垂直进给驱动机构，垂直进给驱动机构与磨头及立柱前侧的Y向垂直导轨相连，磨头沿Y向可作垂直进给运动。
作为优选，磨头的主轴为卧式，或根据需要主轴配置为立式。
本发明把机床的X、Y、Z三向主运动，以立柱及其拖板作X、Y、Z三向全移动实现。立柱及其拖板作X向移动，成为机床主切削运动，提高了运动速度，提高了工作效率；不但有效地减少了原来工作台运动行程的一倍距离，减轻机床自重，减小了机床占地面积；而且工件置于工作台上不参与运动，不受自重的影响和限制，可以提高加工精度和稳定性。本发明的技术方案中工作台不运动，还为拓展机床功能创造了条件，为与生产线连接或柔性单元制造技术提供了基础，提高了机床的适用性。Z向移动在立柱中腰重心位置采用双轴重心驱动结构，既保留了中腰导轨的稳定性和切削刚性，又提高了横向运动力的平衡和抗振性能，有利于磨削表面质量的提高。
附图说明
附图1是一种立柱全移动磨床的结构示意图。
附图2是图1的俯视图。
附图3是图2回转式可交换工作台的示意图。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图对本发明的技术方案作进一步具体说明。
实施例：如图1、图2所示的立柱全移动磨床，床身1为箱式平板形状，长×宽×高尺寸：3200×2150×427(mm)，材料HT250；上面安装X向移动导轨6，二条直线滚动导轨，宽×长：55×2880(mm)；X向驱动机构7有一支滚珠丝杠副17，规格：￠50×2350(mm)，以铸件支架16与X向伺服电机7相连接，伺服电机7功率/转矩为6.5kW/41.5Nm，X向最大进给速度：15000mm/min，可以满足磨削主运动的技术要求。拖板2为U字形状，下部安装与X向移动导轨6相配合的导轨滑块，上部安装有Z向移动导轨8和Z向双轴驱动机构9；二条直线滚动导轨，宽×长：45×1305(mm)。立柱3在其中腰重心位置的两侧装有Z向导轨滑座10，以12只M20螺钉相连接，也可采用其他连接方法，或者采用导轨滑座10与立柱3整体铸造工艺。左右导轨滑座10与立柱3连接，通过工艺手段使其等高且在同一水平面上。Z向的双轴驱动机构9的二支滚珠丝杠15，规格：￠50×1011(mm)；安置在导轨滑座10之内，处于立柱3的重心位置上。与支架13、Z向伺服电机组成Z向双轴驱动机构9，最大进给速度：4000mm/min。这种二支驱动丝杠的中心连线，位于移动构件的重心上，称其为双轴重心驱动。它能使驱动力平衡，防止构件偏转，减小振动，有利于提高表面切削质量。实施例采用西门子840D九轴数控系统，双轴驱动的同步由数控系统控制。磨头4与立柱3前端Y向垂直导轨11及立柱3顶部垂直进给驱动机构12相连接，沿Y向可作垂直进给运动。Y向垂直导轨采用直线滚动导轨，宽×长：45×1147(mm)；进给驱动机构12的滚珠丝杠副规格：￠40×1391。最大进给速度：2000mm/min。磨头4电机功率：30kw，主轴转速：50-4000rpm，砂轮规格：400×(20-80)×127(mm)。主轴采用卧轴形式，但可按照产品的功能需要设置立式主轴或卧、立二者兼备。本实施例工作台5，其工作台面长×宽为1300×450(mm)，有三条T字槽，以10只M20螺钉与床身固定连接。根据产品拓展的需要，可以配置二工位回转式可交换的工作台(见图3所示)，形成一个工作区和一个准备区，图中所示191为工作区，192为准备区；或配置多工位的链式交换机构，二个以上工作台交换使用，实现自动工作循环，提高工作效率。
本发明所创新开发的立柱全移动磨床，在MKH450数控成形磨削加工中心设备上实施。
综上，本说明书所述的具体实施例是对本发明技术方案的举例说明，本发明所属技术领域的技术人员可能会对上述描写的具体实例，作一些修改补充或采用类似的方式替代，但不会偏离本发明技术方案的创新精神或者超越权利要求书所定义的范围。
Claims (9)
1、一种立柱全移动磨床，包括床身(1)，拖板(2)、磨头(4)、工作台(5)及前端设置有Y向垂直导轨(11)的立柱(3)，其特征在于：所述拖板(2)底部设置有作为主切削运动的X向移动导轨(6)及与X向移动导轨相关的X向驱动机构(7)，所述X向移动导轨及驱动机构与床身(1)相连接；所述立柱(3)中间腰部两侧设置有Z向导轨滑块座(10)及Z向双轴驱动机构(9)，在所述拖板(3)顶部设有Z向移动导轨(8)，所述Z向导轨滑块座(10)与Z向移动导轨(8)相配合。
2、根据权利要求1所述的立柱全移动磨床，其特征在于：所述Z向双轴驱动机构(9)为双轴同时驱动，由数控伺服电机、支架(13、14)及滚珠丝杠副(15)组成；所述数控伺服电机设置在每根滚珠丝杠副端部，支架(13、14)设置在Z向移动导轨(8)两端的上方，滚珠丝杠副装在Z向导轨滑块座(10)之内。
3、根据权利要求1或2所述的立柱全移动磨床，其特征在于：所述床身(1)为整体箱式平板形，上面设有固定工作台(5)或可交换式工作台(19)。
4、根据权利要求1所述的立柱全移动磨床，其特征在于：所述X向驱动机构(7)为单轴驱动形式，由数控伺服电机(7)、支架(16)及滚珠丝杠副(17)组成；所述驱动机构(7)置于二条X向移动导轨(6)之间。
5、根据权利要求1或2所述的立柱全移动磨床，其特征在于：所述X向移动导轨(6)、Z向移动导轨(8)和Y向垂直导轨(11)为滚动直线导轨。
6、根据权利要求1或2所述的立柱全移动磨床，其特征在于：所述X向移动导轨(6)、Z向移动导轨(8)和Y向垂直导轨(11)为滑动导轨。
7、根据权利要求1或2所述的立柱全移动磨床，其特征在于：所述立柱(3)顶部设有垂直进给驱动机构(12)，所述垂直进给驱动机构(12)与磨头(4)及立柱(3)前侧的Y向垂直导轨(11)相连，所述磨头(4)沿Y向可作垂直进给运动。
8、根据权利要求1所述的立柱全移动磨床，其特征在于：所述磨头(4)的主轴(18)为卧式。
9、根据权利要求1所述的立柱全移动磨床，其特征在于：所述磨头(4)的主轴(18)为立式。
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