CN100515676C - 磨头架纵向移动式数控丝杠磨床 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种磨头架纵向移动式数控丝杠磨床，该机床最大工件长度9米，有效磨削螺纹长度最大可达8.8米，适于精密滚珠丝杠滚道和外圆的磨削，包括机床底座、工件主轴、尾架、中心架，对应工件在机床底座上固装纵向导轨和纵向丝杠，纵向导轨上装有滑座，滑座通过其上的电机驱动滑座螺母转动，滑座螺母与纵向丝杠相啮合，滑座装有横向导轨，横向导轨上装有滑板，滑板的上面为圆弧面，在圆弧面上装有砂轮架，在砂轮架上装有由电机驱动的磨头砂轮，砂轮架沿圆弧面左右摆动，具有磨削长度长、精度高、效率强、劳动强度低、占地面积小的优点。
Description
所属技术领域
本发明涉及一种磨头架纵向移动式数控丝杠磨床，该机床最大工件长度9米，有效磨削螺纹长度最大可达8.8米，适于精密滚珠丝杠滚道和外圆的磨削。
技术背景
目前，国内同类机床有效螺纹磨削长度最大为5米，其机型多从传统普通螺纹磨床基础上改进而来。其主要结构是工件安装在工件主轴和尾架之间，随工作台一起移动，实现圆周和轴向进给，砂轮架固定安装在机床底座上，只做径向进给。在此结构基础上，要实现有效螺纹磨削长度达到为9米，其机床工作台底座长度将超过18米，制造难度很大。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足而提供一种能够满足5米以上精密螺纹磨削需求的磨头架纵向移动式数控丝杠磨床，该机床有效螺纹磨削长度为1000-8800mm，最大磨削工件直径200mm，通过更换砂轮，可完成工件外圆和滚道的磨削。
本发明的目的是这样实现的：包括机床底座、安装在机床底座上的由电机驱动的工件主轴、与工件主轴一起固定工件的尾架、起支撑工件作用的中心架；对应工件在机床底座上固定安装纵向导轨和纵向丝杠，在纵向导轨上活动安装有滑座，滑座通过其上的电机驱动滑座螺母转动，滑座螺母与纵向丝杠相啮合，驱动滑座沿纵向导轨运动；在滑座上安装有横向导轨，在横向导轨上活动安装有滑板，滑板通过滑板驱动机构沿横向导轨运动；滑板的上面为圆弧面，在圆弧面上活动安装有砂轮架，在砂轮架上固定安装有由电机驱动的磨头砂轮，滑板圆弧面上的砂轮架沿圆弧面左右摆动而调整磨头砂轮的倾斜角度。
在滑座下面固定安装有直线纵向导轨滑块，滑座通过直线纵向导轨滑块在纵向导轨上滑动。
所述的滑板驱动机构是指在滑座上固定安装有电机，电机输出轴通过联轴器与横向丝杠相连接，横向丝杠在电机的驱动下在滑座上转动，在滑板上固定安装有与横向丝杠相啮合的丝杠螺母，横向丝杠转动而驱动固装有丝杠螺母的滑板沿横向导轨运动。
在砂轮架的倾斜面上固定有砂轮架倾斜面导轨，在砂轮架倾斜面导轨上安装有滑台，在砂轮架的倾斜面上固定安装电机，电机输出轴通过联轴器与滑台丝杠相连接，滑台丝杠在电机的驱动下在砂轮架的倾斜面上转动，在滑台上固定安装有与滑台丝杠相啮合的滑台螺母，滑台丝杠转动而驱动固装有滑台螺母的滑台在沿砂轮架倾斜面导轨上运动，在滑台上安装有金刚石滚轮修整装置，金刚滚轮砂轮修整装置包括电主轴、安装在电主轴上的金刚滚轮，修整磨头砂轮时，金刚滚轮沿磨头砂轮径向进给。
起支撑工件作用的中心架包括中心架体，在中心架体的上、下各铰接有上下压板，上下压板的头部与工件相接触，上下压板的尾部与手柄相接触，手柄推动上下压板饶中心架体铰接点作杠杆运动，上下压板将工件上下压紧，在中心架体的中部安装水平压板，水平压板的头部与工件相接触，尾部与手柄相接触，手柄在水平方向压紧水平压板，在上下压板和水平压板与中心架体之间安装有锁紧上下压板和水平压板锁紧螺母。
安装在机床底座上的纵向丝杠两端固定，中间间隔一定距离由液压支撑单元支撑。机床各进给电机均为伺服电机，工件主轴上配置高分辨率圆光栅，轴向进给方向配置直线光栅尺，由此可实现螺纹磨削的全闭环控制。
本发明优点如下：
1、机床最大工件长度9米，有效磨削螺纹长度最大可达8.8米。
2、由于采用全闭环控制技术，磨削滚珠丝杠导程精度可达到ISO3级以上。
3、通过更换砂轮，可实现一次装夹完成工件外圆和滚道的磨削。
附图说明
图1为本发明的结构主视图。
图2为本发明的结构俯视图。
图3为本发明的结构后视图。
图4为本发明的结构左视图。
图5为本发明的结构右视图。
图6为本发明的中心架结构示意图。
图7为本发明的中心架侧视图。
具体实施方式
如图1、2、3、4、5所示，本发明包括机床底座1、安装在机床底座1上由电机驱动的工件主轴2、与工件主轴一起固定工件的尾架4、起支撑工件作用的中心架3，工件安装在工件主轴2和尾架4之间，靠主轴2和尾架4上的顶尖顶紧，通过主轴的卡爪拨杆带动工件与主轴2一起转动。工件是一种细长的工件。
对应工件在机床底座1上固定安装纵向导轨6和纵向丝杠7，纵向导轨6为两条平行固定安装在机床底座1上平面上的导轨。纵向丝杠7位于两条纵向导轨6之间的机床底座1的凹槽中，该凹槽低与机床底座上平面。在两条纵向导轨6上活动安装有滑座8，即在滑座8下面固定安装有直线纵向导轨滑块16，滑座8通过直线纵向导轨滑块在纵向导轨6上滑动。在滑座8上安装有伺服电机9，在伺服电机9的输出轴带动滑座螺母10转动，滑座螺母10固定在滑座8上，伺服电机9的输出轴与滑座螺母10可以是齿轮传动，也可以是带传动。因此滑座8通过其上的伺服电机9驱动滑座螺母10转动，滑座螺母10与两端固定安装在机床底座1上的纵向丝杠7相啮合，滑座螺母10转动从而驱动滑座8沿纵向导轨6运动，实现磨削砂轮沿工件轴向磨削进给运动。
在滑座8上安装有横向导轨11，在横向导轨11上活动安装有滑板12，滑板12通过滑板驱动机构沿横向导轨11运动。所述的滑板驱动机构是指在滑座8上固定安装有电机17，电机输出轴通过联轴器与横向丝杠14相连接，横向丝杠14在电机的驱动下在滑座8上转动，在滑板上固定安装有与横向丝杠14相啮合的丝杠螺母13，横向丝杠14转动从而驱动固装有丝杠螺母的滑板12沿横向导轨11运动，实现磨削砂轮沿工件径向磨削进给运动。
滑板12的上面为圆弧面，在圆弧面上活动安装有砂轮架5，砂轮架5的下面也为圆弧面，因此砂轮架5落座在滑板12的圆弧面上。在砂轮架5上固定安装有由电机驱动的磨头砂轮，滑板圆弧面上的砂轮架5可以沿圆弧面左右摆动而调整磨头砂轮15的倾斜角度，即将砂轮架5在滑板圆弧面上转动一个角度后，磨头砂轮15即不在垂直面上而形成一个倾斜角度，即与竖直垂面形成一个角度，从而实现对不同螺旋角的丝杠进行加工，以满足不同导程螺纹磨削的需要。砂轮架5在滑板圆弧面上转动一个角度后，通过紧固螺丝将其位置固定在滑板圆弧面上保持不变。
在砂轮架5的倾斜面上固定有砂轮架倾斜面导轨，在砂轮架倾斜面导轨上安装有滑台18，在砂轮架5的倾斜面上固定安装电机，电机输出轴通过联轴器与滑台丝杠19相连接，滑台丝杠19在电机的驱动下在砂轮架5的倾斜面上转动，在滑台18上固定安装有与滑台丝杠19相啮合的滑台螺母，滑台丝杠19转动而驱动固装有滑台螺母的滑台18在砂轮架倾斜面导轨上运动，在滑台18上安装有金刚石滚轮修整装置，金刚滚轮砂轮修整装置包括电主轴、安装在电主轴上的金刚滚轮，修整磨头砂轮15时，金刚滚轮沿磨头砂轮15径向进给，从而实现对磨头砂轮的修整。
如图6、7所示，起支撑工件作用的中心架3包括中心架体20，在中心架体20的上、下各铰接有上下压板21，上下压板21的头部与工件相接触，上下压板21的尾部与手柄相接触，手柄推动上下压板21饶中心架体铰接点作杠杆运动，上下压板21将工件上下压紧，在中心架体20的中部安装水平压板22，水平压板22的头部与工件相接触，尾部与手柄相接触，手柄在水平方向压紧水平压板22，在上下压板和水平压板与中心架体之间安装有锁紧上下压板和水平压板锁紧螺母。可手动调整三个压板，实现调整工件安装的直线度，各压板调整好后可手动锁紧。
机床各进给电机均为伺服电机，工件主轴上配置高分辨率圆光栅，轴向进给方向配置直线光栅尺，由此可实现螺纹磨削的全闭环控制。
Claims (6)
1、一种磨头架纵向移动式数控丝杠磨床，包括机床底座(1)、安装在机床底座(1)上的由电机驱动的工件主轴(2)、与工件主轴一起固定工件的尾架(4)、起支撑工件作用的中心架(3)，其特征在于：
a、对应工件在机床底座上固定安装有纵向导轨(6)和纵向丝杠(7)，在纵向导轨(6)上活动安装有滑座(8)，滑座(8)通过其上的电机(9)驱动滑座螺母(10)转动，滑座螺母(10)与纵向丝杠(7)相啮合，驱动滑座(8)沿纵向导轨(6)运动，
b、在滑座(8)上安装有横向导轨(11)，在横向导轨(11)上活动安装有滑板(12)，滑板(12)通过滑板驱动机构沿横向导轨(11)运动，
c、滑板(12)的上面为圆弧面，在圆弧面上活动安装有砂轮架(5)，在砂轮架(5)上固定安装有由电机驱动的磨头砂轮，滑板圆弧面上的砂轮架(5)沿圆弧面左右摆动而调整磨头砂轮(15)的倾斜角度。
2、根据权利要求1所述的一种磨头架纵向移动式数控丝杠磨床，其特征在于：在滑座(8)下面固定安装有直线纵向导轨滑块(16)，滑座(8)通过直线纵向导轨滑块在纵向导轨(6)上滑动。
3、根据权利要求1所述的一种磨头架纵向移动式数控丝杠磨床，其特征在于：所述的滑板驱动机构是指在滑座(8)上固定安装有电机(17)，电机输出轴通过联轴器与横向丝杠(14)相连接，横向丝杠(14)在电机的驱动下在滑座(8)上转动，在滑板上固定安装有与横向丝杠(14)相啮合的丝杠螺母(13)，横向丝杠(14)转动而驱动固装有丝杠螺母的滑板(12)沿横向导轨(11)运动。
4、根据权利要求1所述的一种磨头架纵向移动式数控丝杠磨床，其特征在于：在砂轮架(5)的倾斜面上固定有砂轮架倾斜面导轨，在砂轮架倾斜面导轨上安装有滑台(18)，在砂轮架(5)的倾斜面上固定安装电机，电机输出轴通过联轴器与滑台丝杠(19)相连接，滑台丝杠(19)在电机的驱动下在砂轮架(5)的倾斜面上转动，在滑台(18)上固定安装有与滑台丝杠(19)相啮合的滑台螺母，滑台丝杠(19)转动而驱动固装有滑台螺母的滑台(18)在砂轮架倾斜面导轨上运动，在滑台(18)上安装有金刚石滚轮修整装置，金刚石滚轮修整装置包括电主轴、安装在电主轴上的金刚滚轮，修整磨头砂轮(15)时，金刚滚轮沿磨头砂轮(15)径向进给。
5、根据权利要求1所述的一种磨头架纵向移动式数控丝杠磨床，其特征在于：起支撑工件作用的中心架(3)包括中心架体(20)，在中心架体(20)的上、下部各铰接有上下压板(21)，上下压板(21)的头部与工件相接触，上下压板(21)的尾部与手柄相接触，手柄推动上下压板(21)绕中心架体铰接点作杠杆运动，上下压板(21)将工件上下压紧，在中心架体(20)的中部安装水平压板(22)，水平压板(22)的头部与工件相接触，尾部与手柄相接触，手柄在水平方向压紧水平压板(22)，在上下压板和水平压板与中心架体之间安装有锁紧上下压板和水平压板的锁紧螺母。
6、根据权利要求1所述的一种磨头架纵向移动式数控丝杠磨床，其特征在于：机床各进给电机均为伺服电机，工件主轴上配置高分辨率圆光栅，轴向进给方向配置直线光栅尺，由此可实现螺纹磨削的全闭环控制。
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