CN102416646B

CN102416646B - 石英坩埚数控铣磨专用机床

Info

Publication number: CN102416646B
Application number: CN2011103319941A
Authority: CN
Inventors: 王元庆
Original assignee: Cnc Machine Tool Co Ltd Hangzhou Days
Current assignee: Cnc Machine Tool Co Ltd Hangzhou Days
Priority date: 2011-10-28
Filing date: 2011-10-28
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2031-10-28
Also published as: CN102416646A

Abstract

本发明涉及一种数控机床，尤其是涉及一种石英坩埚数控铣磨专用机床。其主要是解决现有技术所存在的数控机床采用的铣镗头、磨头都是分别制造，功能较为单一，在进行铣磨工序时，需要夹装不同的刀具，生产效率较低，并且采用的夹具结构较为简单，只能用来夹装圆形的坩埚，适用范围较小等的技术问题。本发明包括机床底座、机床立柱，所述的机床立柱上端固定连接有横梁，横梁通过横梁导轨活动连接有横梁滑鞍，横梁滑鞍连接有丝杆驱动装置，横梁滑鞍上设有主轴箱，主轴箱的主轴连接有铣磨复合刀具，机床底座上设有工作台，工作台上设有坩埚铣磨柔性夹具，丝杆驱动装置、坩埚铣磨柔性夹具都连接电气数控装置。

Description

石英坩埚数控铣磨专用机床

技术领域

本发明涉及一种数控机床，尤其是涉及一种石英坩埚数控铣磨专用机床。

背景技术

石英坩埚生产出来后，根据尺寸要求，首先要对石英坩埚进行铣磨处理，目前，现有技术对石英坩埚的铣磨处理加工常常采用手工铣磨，手工铣磨存在质量不稳定，劳动强度大，手工铣磨时，石英坩埚容易裂纹破碎，石英坩埚成品率低，一旦石英坩埚裂纹破碎就无法修复，而造成巨大经济损失。中国专利公开了一种用于石英陶瓷坩埚加工的数控平面磨床（授权公告号：CN102114605A），其包括床身、工作台，其特征在于：所述床身的两侧固定安装有导轨座，底座通过直线导轨分别安装在所述两侧的导轨座上，所述两侧的导轨座上分别设置有齿条，柔性夹具传动轴两端固定有齿轮，所述齿轮分别与所述齿条啮合，所述柔性夹具传动轴上活动套装有支架，横梁连接所述支架并固定在两侧的底座上，所述横梁两侧分别通过直线导轨和滚珠丝杠安装有十字拖板，所述十字拖板分别通过直线导轨和滚珠丝杠安装有垂直拖板，平面磨头、倒角磨头分别安装在所述的垂直拖板上；滚珠丝杆分别与伺服电机连接，平面磨头包括砂轮架、砂轮主轴和金刚石平面砂轮，所述砂轮主轴通过皮带和皮带轮与电机轴连接，所述倒角磨头包括砂轮架、砂轮主轴和金刚石倒角砂轮，所述砂轮主轴通过皮带和皮带轮与电机轴连接，柔性夹具传动轴为通过联轴器连接的两根柔性夹具传动轴。但是这种数控机床采用的铣镗头、磨头都是分别制造，功能较为单一，在进行铣磨工序时，需要夹装不同的刀具，生产效率较低，并且采用的夹具结构较为简单，只能用来夹装圆形的坩埚，适用范围较小。

发明内容

本发明是提供一种石英坩埚数控铣磨专用机床，其主要是解决现有技术所存在的数控机床采用的铣镗头、磨头都是分别制造，功能较为单一，在进行铣磨工序时，需要夹装不同的刀具，生产效率较低，并且采用的夹具结构较为简单，只能用来夹装圆形的坩埚，适用范围较小等的技术问题。

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：

本发明的石英坩埚数控铣磨专用机床，包括机床底座、机床立柱，所述的机床立柱上端固定连接有横梁，横梁通过横梁导轨活动连接有横梁滑鞍，横梁滑鞍连接有丝杆驱动装置，横梁滑鞍上设有主轴箱，主轴箱的主轴连接有铣磨复合刀具，机床底座上设有工作台，工作台上设有坩埚铣磨柔性夹具，丝杆驱动装置、坩埚铣磨柔性夹具都连接电气数控装置。横梁滑鞍可以在横梁上左右滑动，主轴箱可以在横梁滑鞍上上下运动。铣磨复合刀具可以同时对石英坩埚进行铣、磨两道工序，省去了换刀的步骤。坩埚铣磨柔性夹具可以将不同规格的石英坩埚夹紧，适用范围较大。

作为优选，所述的坩埚铣磨柔性夹具包括有底板与顶盖，底板与顶盖之间连接有立柱，底板与顶盖之间设有传动凸轮，传动凸轮连接柔性夹具驱动装置，传动凸轮边缘设有4个凸块，每个凸块都接触有一个滚轮，每个滚轮都连接在滚轮座上，滚轮座连接有柔性夹具顶杆，柔性夹具顶杆通过柔性夹具顶杆固定座连接在立柱上，柔性夹具顶杆的外端通过顶块座连接顶块。柔性夹具驱动装置驱动传动凸轮转动后，传动凸轮旋转一定的角度，凸块推动滚轮向外移动，从而柔性夹具顶杆向外伸出，柔性夹具顶杆外端的顶块便会接触在坩埚的内表面上，由于柔性夹具顶杆为4根，因此可以对坩埚实行夹紧作用。通过可以随意伸缩的4根柔性夹具顶杆，可以将不同规格、不同形状的坩埚进行夹紧，适用的范围较大。凸块可以是弧形，这样滚轮能够比较顺利地在凸轮上滚动。

作为优选，所述的柔性夹具驱动装置包括有与传动凸轮连接的柔性夹具传动轴，柔性夹具传动轴铰接有连杆，连杆另一端通过气缸连接件铰接有气缸，气缸通过气缸支架固定在底板上。气缸启动后，其气缸柔性夹具顶杆通过连杆使得柔性夹具传动轴转动，进而使得传动凸轮旋转一定角度，柔性夹具顶杆便会向外伸出夹住坩埚。气缸复位时，气缸柔性夹具顶杆后退，传动凸轮便会反向旋转一定角度，柔性夹具顶杆向内收缩松开坩埚。

作为优选，所述的柔性夹具传动轴外表面设有轴承座，轴承座通过轴承座支架连接在底板上。轴承座内设有轴承，可以使得柔性夹具传动轴旋转地更加顺畅。

作为优选，所述的柔性夹具顶杆与顶块座之间设有顶块调整座。顶块调整座上可以设有调整螺母，用来调节顶块座与柔性夹具顶杆外端之间的距离，从而可以适用不同规格坩埚的夹装需求。

作为优选，所述的铣磨复合刀具包括环形的平面铣磨刀体，平面铣磨刀体的外表面分布有平面铣磨刀条，平面铣磨刀条弯曲成弧形，并且平面铣磨刀条呈螺旋形排布，平面铣磨刀条的螺旋角α1为15-45o、后角β1为7-15 o，平面刃的长度L1为5-10mm，平面铣磨刀体上分布有沉孔，平面铣磨刀体连接有平面铣磨刀柄，平面铣磨刀柄下端通过在沉孔内插入第一连接件与平面铣磨刀体固定。所有平面铣磨刀条呈螺旋形排布，所有平面铣磨刀条的下端刃口都处在同一平面内，因此可以对陶瓷平面进行磨加工。而单一平面铣磨刀条的下端都开有5-10mm长度的平面刃，这样就可以对陶瓷进行铣加工，这样通过一个刀具就可以实现铣、磨两道工序。平面铣磨刀柄可以安装到主轴箱上，第一连接件可以是螺栓。

作为优选，所述的铣磨复合刀具包括倒锥型的倒角铣磨刀体，倒角铣磨刀体的外锥面分布有倒角铣磨刀条，倒角铣磨刀条弯曲成弧形，并且倒角铣磨刀条呈螺旋形排布，倒角铣磨刀条的螺旋角α2为15-30o、后角β2为7-15 o，平面刃的长度L2为5-10mm。所有倒角铣磨刀条的下端刃口都处在同一平面内，因此可以对陶瓷平面进行磨加工。而单一倒角铣磨刀条的下端都开有5-10mm长度的平面刃，这样就可以对陶瓷进行铣加工，这样通过一个刀具就可以实现铣、磨两道工序。

作为优选，所述的倒角铣磨刀体连接有倒角铣磨刀柄，倒角铣磨刀柄端部通过第二连接件与倒角铣磨刀体固定，第二连接件与倒角铣磨刀柄端面之间设有刀具压片、垫片、弹簧垫片。倒角铣磨刀柄插入到倒角铣磨刀体内，倒角铣磨刀柄下端开有螺孔，可以插入连接件，第二连接件可以是螺栓。

作为优选，所述的丝杆驱动装置包括有横梁丝杆，横梁丝杆连接有横梁丝杆驱动电机，横梁丝杆驱动电机通过横梁丝杆驱动电机座固定在横梁的一端，横梁丝杆上设有横梁轴承座，横梁轴承座内设有轴承，横梁的另一端设有横梁丝杆螺母座，横梁丝杆端部穿接在横梁丝杆螺母座内。通过横梁丝杆驱动电机驱动横梁丝杆转动，从而带动主轴箱的横向移动，使主轴箱适应工件的左右位置。横梁轴承座内设有轴承，可以方便横梁丝杆的旋转。

作为优选，所述的机床底座上设有机床底座导轨，工作台活动连接在机床底座导轨上，机床底座上还设有机床底座丝杆，机床底座丝杆连接有机床底座丝杆驱动电机，机床底座丝杆驱动电机通过机床底座丝杆驱动电机座固定在机床底座的一端，机床底座丝杆上设有机床底座轴承座，机床底座轴承座内设有轴承，机床底座的另一端设有机床底座丝杆螺母座，机床底座丝杆端部穿接在机床底座丝杆螺母座内。通过机床底座丝杆驱动电机驱动机床底座丝杆转动，从而带动工作台的纵向移动，使回转工作台上的工件适应主轴箱、卧式主轴箱的位置，机床底座轴承座内设有轴承，可以方便机床底座丝杆的旋转。

因此，本发明的数控机床在主轴箱处设置铣磨复合刀具，通过螺旋形排布的刀条，将所有刀条下端位于同一平面内，并且刀条的平面刃设为5-10mm，使得刀具可以同时实现铣、磨两道工序，工作效率较高，并且在对石英坩埚进行夹装的夹具处采用凸轮同时驱动4根柔性夹具顶杆对坩埚进行夹紧，这样可以适用不同规格、不同尺寸坩埚的夹装需求，适用范围较大，结构简单、合理。

附图说明

附图1是本发明的一种结构示意图；

附图2是图1的侧面结构示意图；

附图3是图1的俯视结构示意图；

附图4是本实用新型坩埚铣磨柔性夹具的一种结构示意图；

附图5是图4的侧面结构示意图；

附图6是图4的A-A剖面结构示意图；

附图7是图4的B-B剖面结构示意图；

附图8是实施例1的铣磨复合刀具的一种结构示意图；

附图9是图8的俯视结构示意图；

附图10是实施例1铣磨复合刀具的装配结构示意图；

附图11是实施例2的铣磨复合刀具的一种结构示意图；

附图12是图11的俯视结构示意图；

附图13是实施例2铣磨复合刀具的装配结构示意图。

图中零部件、部位及编号：机床底座1、机床立柱2、横梁3、横梁导轨4、横梁滑鞍5、主轴箱6、工作台7、横梁丝杆8、横梁丝杆驱动电机9、横梁丝杆驱动电机座10、横梁轴承座11、横梁丝杆螺母座12、底板13、顶盖14、立柱15、传动凸轮16、凸块17、滚轮18、滚轮座19、柔性夹具顶杆20、柔性夹具顶杆固定座21、顶块座22、顶块23、柔性夹具传动轴24、连杆25、气缸连接件26、气缸27、气缸支架28、轴承座29、轴承座支架30、顶块调整座31、平面铣磨刀体32、平面铣磨刀条33、沉孔34、平面铣磨刀柄35、第一连接件36、倒角铣磨刀体37、倒角铣磨刀条38、倒角铣磨刀柄39、第二连接件40、刀具压片41、垫片42、弹簧垫片43、机床底座导轨44、机床底座丝杆45、机床底座丝杆驱动电机46、机床底座丝杆驱动电机座47、机床底座轴承座48。

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的说明。

实施例1：本例的石英坩埚数控铣磨专用机床，如图1、图2、图3，有一个机床底座1、机床立柱2，机床立柱上端固定连接有横梁3，横梁通过横梁导轨4活动连接有横梁滑鞍5，横梁滑鞍连接有丝杆驱动装置，横梁滑鞍上设有主轴箱6，主轴箱的下端设有铣磨复合刀具，机床底座上设有工作台7，工作台上设有坩埚铣磨柔性夹具，丝杆驱动装置、坩埚铣磨柔性夹具都连接电气数控装置。

丝杆驱动装置包括有横梁丝杆8，横梁丝杆连接有横梁丝杆驱动电机9，横梁丝杆驱动电机通过横梁丝杆驱动电机座10固定在横梁的一端，横梁丝杆上设有横梁轴承座11，横梁轴承座内设有轴承，横梁的另一端设有横梁丝杆螺母座12，横梁丝杆端部穿接在横梁丝杆螺母座内。

机床底座上设有机床底座导轨44，工作台活动连接在机床底座导轨上，机床底座上还设有机床底座丝杆45，机床底座丝杆连接有机床底座丝杆驱动电机46，机床底座丝杆驱动电机通过机床底座丝杆驱动电机座47固定在机床底座的一端，机床底座丝杆上设有机床底座轴承座48，机床底座轴承座内设有轴承，机床底座的另一端设有机床底座丝杆螺母座，机床底座丝杆端部穿接在机床底座丝杆螺母座内。

如图4、图5，坩埚铣磨柔性夹具包括有底板13与顶盖14，底板与顶盖之间连接有立柱15，底板与顶盖之间设有传动凸轮16，传动凸轮连接有柔性夹具传动轴24，柔性夹具传动轴外表面设有轴承座29，轴承座通过轴承座支架30连接在底板上。柔性夹具传动轴铰接有连杆25，连杆另一端通过气缸连接件26铰接有气缸27，气缸通过气缸支架28固定在底板13上。如图6、图7传动凸轮边缘设有4个凸块17，每个凸块都接触有一个滚轮18，每个滚轮都连接在滚轮座19上，滚轮座连接有柔性夹具顶杆20，柔性夹具顶杆通过柔性夹具顶杆固定座21连接在立柱15上，柔性夹具顶杆的外端通过顶块座22连接顶块23。柔性夹具顶杆与顶块座之间设有顶块调整座31。

如图8、图9，铣磨复合刀具包括环形的平面铣磨刀体32，平面铣磨刀体的外表面分布有平面铣磨刀条33，平面铣磨刀条弯曲成弧形，并且平面铣磨刀条呈螺旋形排布，平面铣磨刀条的螺旋角α1为15-45o，平面刃的长度L1为5-10mm，平面铣磨刀条的后角β1为7-15 o，平面铣磨刀体上分布有沉孔34，如图10，平面铣磨刀体连接有平面铣磨刀柄35，平面铣磨刀柄下端通过在沉孔内插入第一连接件36与平面铣磨刀体固定。

使用时，将石英坩埚放到坩埚铣磨柔性夹具上，气缸27开始工作，气缸的气缸柔性夹具顶杆通过连杆25带动传动凸轮16旋转，传动凸轮旋转一定角度后，其上均布的4个凸块17顶动4个滚轮18向外移动，4根柔性夹具顶杆20即可向外伸出，柔性夹具顶杆外端的顶块23便可以接触待装夹坩埚的内壁，完成装夹。利用横梁丝杆8调整好主轴箱6的左右位置后，主轴箱上的铣磨复合刀具即可对石英坩埚进行铣、磨两道工序的加工。待铣磨加工完成后，气缸回位，传动凸轮便会反向转动，柔性夹具顶杆回缩，顶块便离开坩埚的内壁，这时可将坩埚取出。

实施例2：本例的石英坩埚数控铣磨专用机床，如图11、图12，铣磨复合刀具包括倒锥型的倒角铣磨刀体37，倒角铣磨刀体的外锥面分布有倒角铣磨刀条38，倒角铣磨刀条弯曲成弧形，并且倒角铣磨刀条呈螺旋形排布，倒角铣磨刀条的螺旋角α2为15-30o，平面刃的长度L2为5-10mm，倒角铣磨刀条的后角β2为7-15 o，如图13，倒角铣磨刀体连接有倒角铣磨刀柄39，倒角铣磨刀柄端部通过第二连接件40与倒角铣磨刀体固定，第二连接件与倒角铣磨刀柄端面之间设有刀具压片41、垫片42、弹簧垫片43。

其余同实施例1。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims

1.一种石英坩埚数控铣磨专用机床，包括机床底座（1）、机床立柱（2），其特征在于所述的机床立柱（2）上端固定连接有横梁（3），横梁通过横梁导轨（4）活动连接有横梁滑鞍（5），横梁滑鞍连接有丝杆驱动装置，横梁滑鞍上设有主轴箱（6），主轴箱的主轴连接有铣磨复合刀具，机床底座（1）上设有工作台（7），工作台上设有坩埚铣磨柔性夹具，丝杆驱动装置、坩埚铣磨柔性夹具都连接电气数控装置，坩埚铣磨柔性夹具包括有底板（13）与顶盖（14），底板与顶盖之间连接有立柱（15），底板与顶盖之间设有传动凸轮（16），传动凸轮连接柔性夹具驱动装置，传动凸轮边缘设有4个凸块（17），每个凸块都接触有一个滚轮（18），每个滚轮都连接在滚轮座（19）上，滚轮座连接有柔性夹具顶杆（20），柔性夹具顶杆通过柔性夹具顶杆固定座（21）连接在立柱（15）上，柔性夹具顶杆的外端通过顶块座（22）连接顶块（23）。

2.根据权利要求1所述的石英坩埚数控铣磨专用机床，其特征在于所述的柔性夹具驱动装置包括有与传动凸轮（16）连接的柔性夹具传动轴（24），柔性夹具传动轴铰接有连杆（25），连杆另一端通过气缸连接件（26）铰接有气缸（27），气缸通过气缸支架（28）固定在底板（13）上。

3.根据权利要求2所述的石英坩埚数控铣磨专用机床，其特征在于所述的柔性夹具传动轴（24）外表面设有轴承座（29），轴承座通过轴承座支架（30）连接在底板（13）上。

4.根据权利要求1所述的石英坩埚数控铣磨专用机床，其特征在于所述的柔性夹具顶杆（20）与顶块座（22）之间设有顶块调整座（31）。

5.根据权利要求1或2所述的石英坩埚数控铣磨专用机床，其特征在于所述的铣磨复合刀具包括环形的平面铣磨刀体（32），平面铣磨刀体的外表面分布有平面铣磨刀条（33），平面铣磨刀条弯曲成弧形，并且平面铣磨刀条呈螺旋形排布，平面铣磨刀条的螺旋角α1为15-45o、后角β1为7-15 o，平面刃的长度L1为5-10mm，平面铣磨刀体上分布有沉孔（34），平面铣磨刀体连接有平面铣磨刀柄（35），平面铣磨刀柄下端通过在沉孔内插入第一连接件（36）与平面铣磨刀体固定。

6.根据权利要求1或2所述的石英坩埚数控铣磨专用机床，其特征在于所述的铣磨复合刀具包括倒角铣磨刀体（37），倒角铣磨刀体的外锥面分布有倒角铣磨刀条（38），倒角铣磨刀条弯曲成弧形，并且倒角铣磨刀条条呈螺旋形排布，倒角铣磨刀条的螺旋角α2为15-30o、后角β2为7-15 o，平面刃的长度L2为5-10mm。

7.根据权利要求6所述的石英坩埚数控铣磨专用机床，其特征在于所述的倒角铣磨刀体（37）连接有倒角铣磨刀柄（39），倒角铣磨刀柄端部通过第二连接件（40）与倒角铣磨刀体固定，第二连接件与倒角铣磨刀柄端面之间设有刀具压片（41）、垫片（42）、弹簧垫片（43）。

8.根据权利要求1或2所述的石英坩埚数控铣磨专用机床，其特征在于所述的丝杆驱动装置包括有横梁丝杆（8），横梁丝杆连接有横梁丝杆驱动电机（9），横梁丝杆驱动电机通过横梁丝杆驱动电机座（10）固定在横梁的一端，横梁丝杆上设有横梁轴承座（11），横梁轴承座内设有轴承，横梁的另一端设有横梁丝杆螺母座（12），横梁丝杆端部穿接在横梁丝杆螺母座内。

9.根据权利要求1或2所述的石英坩埚数控铣磨专用机床，其特征在于所述的机床底座（1）上设有底座导轨（44），工作台（7）活动连接在底座导轨上，底座上还设有底座丝杆（45），底座丝杆连接有底座丝杆驱动电机（46），底座丝杆驱动电机通过底座丝杆驱动电机座（47）固定在底座的一端，底座丝杆上设有底座轴承座（48），底座轴承座内设有轴承，底座的另一端设有底座丝杆螺母座，底座丝杆端部穿接在底座丝杆螺母座内。