CN100566936C - 数控全自动齿形强力成型磨床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数控全自动齿形强力成型磨床，包括床身、工作台、磨头、砂轮修整器、自动送料机构、磨头横进给机构、磨头垂直进给机构、夹具、工件定长送料装置、中压大流量冷却润滑和高压冲洗泵站、精密过滤器和数控系统。在本发明中，砂轮修整器是安装在工作台的后面，机床在停止工作位置时，砂轮位于工作台和砂轮修整器的中间，此时砂轮与工件、修整器都不接触，磨削时，砂轮向前作工进运动，对工件进行强力成型磨削，当需要进行砂轮修整时，砂轮向后运动，经过砂轮修整器后即完成砂轮修整和加工尺寸的定深控制，所以砂轮修整后的尺寸变化不会影响加工精度。机床通过一个四或五轴数控系统使机床完成全自动循环动作。

Description

数控全自动齿形强力成型磨床

技术领域

本发明涉及一种磨床，特别是涉及一种具有加工成型能力的强力成型磨床。

背景技术

各种锯条，锯片是切割工艺中必须配置的刀具，量大面广，传统的锯齿是用铣床加工而成的，铣削加工的锯齿光洁度差，齿尖不锋利，(刃口圆弧≥0.1mm)有毛刺，所以容易发生拉齿，锯偏等不良现象，严重影响锯条的使用寿命.

各种齿条是机械直线运动机构中广泛使用的一种机械零件，通常采用铣，插，或滚削工艺加工，而高精度的齿条，在上述工艺加工成型后，还需用磨床进行精加工，(需用二种型号的机床配套成组加工，费工费时，刀具消耗大，加工成本高。)成为阻碍机械行业发展的瓶颈，所以迫切希望有一种新的先进制造技术取代原来落后的老工艺。

磨床是一种常见的机械加工设备，普通磨床是利用砂轮对工件的表面进行磨削，以提高工件表面的光洁度和精度，普通磨床对工件的磨削余量甚小，生产率甚低，不可能对工件直接进行磨削成型加工，因为传统的磨削，砂轮损耗较快，必须经常借助砂轮修整器对砂轮进行修整，使砂轮重获表面的形状精度及锐利度.修整后由于砂轮尺寸的减小，其砂轮的补偿量难于控制因此影响磨削的加工精度，则对于成型磨削影响更大。

中国发明专利ZL02152114.X公开了一种磨床砂轮修整器，这是一种数控的砂轮修整器，可以对砂轮的曲面进行精确的修整，但这种砂轮修整器是安装在磨床工作台上的，也就是说，只有把工件从工作台上取下后，换上砂轮修整理器才能对砂轮进行修整，这样就会频繁装卸，降低效率。

中国实用新型专利ZL93206055.2公开了另一种磨床砂轮修整装置，它是将一个修整轮安装在磨床的立柱上，修整轮位于砂轮的正上方，通过一个牵引机构使修整轮可以上下移动，从而使修整轮与砂轮接触或脱离，当修整轮与砂轮接触时可以对砂轮进行修整。但这种装置结构复杂，且修整轮的支承结构刚性较差。

对于强力成型磨床来说，尽管砂轮的保持性很好，砂轮修整一次后可连续磨削好几批次工件，但也需要修整砂轮，所以这二种砂轮修整器显然是不适用的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种强力成型磨床，它的砂轮修整器结构简单，使用方便，磨削加工尺寸精度保持一致性好。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种强力成型磨床，包括床身、立柱、工作台、砂轮和修整器，床身上设有导轨，立柱可沿所述导轨前后运动，所述修整器安装在床身上，且修整器位于工作台的后面和砂轮的下方，所述砂轮的轴线方向与所述立柱沿导轨前后运动的方向相垂直。

在本发明中，修整器安装在床身上，其位置是固定的，既不需要来回拆卸，也不需要设置牵引机构使其移动，因此结构简单、使用更加方便。当砂轮向前工进时，可以对工作台上的工件进行磨削；当砂轮向后退到过修整轮上方时，即完成砂轮修整.当完成一个工作循环后，砂轮可以停在工作台与修整器中间，此时砂轮与工件、修整器都不接触。

作为上述技术方案的优选方案，所述修整器中包括一个修整轮，所述修整轮的上轮缘与工作台上工件的最终磨削面齐平。这样经过修整器修整的砂轮向前工进对工件进行磨削时，可以一次达到所要求的磨削深度。每次修整时因砂轮修整器不移动，是磨头向下移动，所以砂轮的修整量不会影响到磨削加工精度，因此本发明磨床的砂轮修整器，除了砂轮成型修整之外，还具有切深尺寸控制，砂轮修整量自动补偿三个作用。

上述工作台、砂轮和修整器各由一个伺服电机驱动，上述三个伺服电机通过一个接口电路与一个四轴数控系统相连接。利用数控系统和伺服电机可对磨床进行精确，快速控制，砂轮修整可在工件移送工步同时进行。工件由送料装置移送到位夹紧后，机床就会按设定的程序全自动进行，磨削时高压冷却液不断地冲向砂轮的表面，将堵塞砂轮表面的污垢清除干净，大流量中压润滑冷却液冲破砂轮表面的气流，将磨削区域内大部份热量带走，进行降温。

本发明的数控全自动齿形强力成型磨床.可高效率地加工各种锯条的齿形和各种齿条，齿轮，深沟等机械零件的型面加工.使用本发明的磨床加工各种锯条的齿型，不仅加工效率高，成本低，而且齿尖锋利(≤0.005mm)，无毛刺，刃口的光洁度高，不易拉齿，锯偏，提高了锯条的使用寿命和锯切效率.

这种先进的磨床比传统的磨床，加工效率提高了数千倍，(一台强力成型磨床不仅可以替代原有二种型号的机床，还可顶替3~5组机群的生产率。)因强力成型磨削新工艺极大地提高了磨削效率，其切削率甚至比旋风铣还要快，可以达到以磨代车、代铣，特别适用于大切深(一次切深可达25毫米)成型工件加工，磨具的损耗甚小，生产成本只有铣削加工的1/4，加工精度高，尺寸公差一致性好，加工光洁度高，加工质量有保证。还可加工各种难切削材料.

与普通磨床不同，本发明的磨床可以直接对工件进行一次切深(粗，精加工)成型加工，例如对工件进行沟槽、曲面的加工，可以成型磨削各种齿条、锯齿等工件。尽管本发明的磨床的磨削量大，但砂轮的损耗甚微，砂轮成型保持性好，但为了保持大批量生产中加工尺寸精度的一致性和降低辅助工时，提高机床的自动化程度，砂轮修整的方法对强力成型磨床来说也显得尤为重要。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明强力成型磨床的主视图。

图2是图1的左视图。

图3是本发明强力成型磨床的控制系统示意图。

具体实施方式

本发明的强力成型磨床如图1、图2所示，立柱10安装在床身1的导轨上，在横向进给机构11的带动下立柱10可沿导轨前后运动，砂轮7通过垂直进给机构6安装在立柱10上，垂直进给机构6可使砂轮7沿立柱10上下运动。

工作台2和修整器9固定安装在床身1上，修整器9位于工作台2的后面，修整器9中有一个修整轮8，修整轮8位于砂轮7的下方。工作台2上设有夹具3，用于夹持待磨削的工件，当立柱10在横向进给机构11的带动下向前工进时，砂轮7可对工件进行磨削，此时砂轮7处于工作位置4，当砂轮7磨损后可以退回到修整轮8的正上方，由修整轮8对其进行修整。在垂直进给机构6没有进给的情况下，经过修整轮8修整的砂轮直接对工作台2上的工件进行磨削，工作台2上的工件被磨削出的型槽的深度应该与修整轮8上的型槽深度相同，因此只要使工件的上平面与修整轮8的上轮缘平齐，经过修整轮8修整的砂轮一次磨削就可以使工件达到所要求的磨削深度，在磨削过程中无需再对工件进行测量，只要在磨削前调整夹具3或修整轮8的高度，使工件的上平面与修整轮8的上轮缘平齐就可以了，大大提高了工作效率。

完成一个工作循环后，砂轮7可以停在工作台2和修整器9之间的一个停止位置5。

图3所示的是本发明磨床的控制系统，工作台2、砂轮7和修整器8各由一个伺服电机驱动，每个伺服电机通过一个接口电路与一个四轴数控系统相连接。四轴数控系统TNC-H4M通过接口电路分别与工作台纵向丝杆驱动伺服电机、砂轮修整器驱动伺服电机和砂轮架横向进给伺服电机相连接，以实现对工件的切深控制、砂轮修整补偿等精确控制。

Claims (3)

1.一种数控全自动齿形强力成型磨床，包括床身(1)、立柱(10)、工作台(2)、砂轮(7)和修整器(9)，其特征是：床身(1)上设有导轨，立柱(10)可沿所述导轨前后运动，所述修整器(9)安装在床身(1)上，且修整器(9)位于工作台(2)的后面和砂轮(7)的下方，所述砂轮(7)的轴线方向与所述立柱(10)沿导轨前后运动的方向相垂直。

2.根据权利要求1所述的数控全自动齿形强力成型磨床，其特征是：所述修整器(9)中包括一个修整轮(8)，所述修整轮(8)的上轮缘与工作台(2)上工件的最终磨削面平齐。

3.根据权利要求1所述的数控全自动齿形强力成型磨床，其特征是：所述工作台(2)、砂轮(7)和修整器(9)各由一个伺服电机驱动，上述各个伺服电机通过一个接口电路与一个四轴数控系统相连接。

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