CN102814709A - 一种高效加工轴承类零件的专用双头数控磨床及其系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效加工轴承类零件的专用双头数控磨床及其系统，其组成包括：斜体式导轨面床身主体、双动力装置、双装夹装置、双磨削装置、双数控执行装置及数控编程系统；其特征是：主卡盘(17)和副卡盘(19)在该双头数控磨床传动控制系统中实现独立控制，分别实现不同步工作；其传动和控制路径是：通过数控系统(4)来分别控制主卡盘(17)和副卡盘(19)的工作模式以及编制主砂轮架(16)和副砂轮架(9)的磨削参数和主、副X、Y驱动系统的运行轨迹，从而实现利用了一件工件磨削加工过程的辅助时间完成了对另一工件的装夹、磨削加工任务，有效的提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种数控磨床，尤其是能够实现两件工件分步独立磨削加工的一种双头数控磨床及传动控制系统。
背景技术
在轴承类零件的机械加工过程中，对于轴承套及用于安装轴承的短轴零件加工通常都是在车床上粗车、半精车之后再到专用磨床上进行磨削加工。目前多数加工企业多数还是采用单头磨床加工，在辅助时间的利用方面不能得到有效的利用，影响了工作效率。随着工艺的需求和技术的不断进步，双头数控磨床技术也相继出现，比如：申请号为200520035658.2的双砂轮数控磨床，其特点是该双头磨床拥有粗磨和精磨两套不同规格的砂轮，使工件一次装夹并完成粗精磨削的加工过程，减少了工件的装夹次数，提高了工作效率。比如：申请号为200720058286.4的双磨头内圆数控磨床，其特点是在床身中间装夹一件中空的套类零件，床身两边各设有一个内圆磨头，同时对工件进行内圆磨削，属于内套专用磨床，优点是可以保证内套两边的内圆的同轴度，且节约了装夹时间和消除了调头装夹再磨削内圆的同轴度误差，但只适合中空内套零件的内孔磨削加工。比如：申请号为201020589014.9的双主轴数控磨床，其特点是该磨床所述的主轴磨头可以实现双轴联动，如同数控系统的XY轴向的联动加工一般，可以一次性的完成内外圆倒角之类的同步加工。
以上类比技术都是针对一件工件的磨削加工，如何同时对两件工件进行磨削加工，以此来利用加工过程中的辅助时间去提高工作效率，尤其对轴承类零件的磨削加工专用双头磨床设计及加工工艺是目前机械加工存在和关注的问题，针对以上设计应用上的不足和实际加工中存在的问题，本发明就轴承类零件加工的双头磨床提出新的设计方案。
发明内容
本发明为一种高效加工轴承类零件的专用双头数控磨床及其系统，为了解决以上设计及应用上的问题，本发明在床身主体、动力装置、装夹装置、磨削装置、数控执行装置及数控编程系统方面都作了创造性的改进，实现了一人操作同时加工两件工件的辅助工时的利用，同步或异步装夹、磨削，粗精磨削等高效率的磨削复合加工工艺。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高效加工轴承类零件的专用双头数控磨床及其系统，其组成包括：床身主体、动力装置、装夹装置、磨削装置、数控执行装置及数控编程系统；其床身主体包括床身主位(18)、床身副位(6)；动力装置包括两个独立控制的主轴电机(10)及主轴(20)；装夹装置包括主卡盘(17)、副卡盘(19)；磨削装置包括主砂轮架(16)、副砂轮架(9)；数控执行装置包括主X驱动系统(15)、主Y驱动系统(14)、副X驱动系统(7)、副Y驱动系统(8)；数控编程系统包括主轴编码器(11)、数控系统(4)；其特征是：主卡盘(17)和副卡盘(19)在双头数控磨床传动控制系统中实现独立控制，分别实现不同步工作；其传动和控制路径是：通过数控系统(4)来分别控制主卡盘(17)和副卡盘(19)的工作模式以及编制主砂轮架(16)和副砂轮架(9)的磨削参数；床身主位(18)和床身副位(6)为的轨道面为斜体式；其主体包括不同轴线整体，也包括不同轴线分体、同轴线整体和同轴分体；床身主位(18)和床身副位(6)为的斜体式轨道面的中心线偏离于磨床主轴中心线，且床身斜体式轨道面的表面偏离装夹卡盘加工件正下方的磨削区；其主体包括不同轴线整体，也包括不同轴线分体、同轴线整体和同轴分体；主卡盘(17)和副卡盘(19)的主动力分别拥有各自动力源；主卡盘(17)、副卡盘(19)及磨削装置、数控执行装置由一个总的数控系统(4)控制，也包括分别由两个单独数控编系统(4)控制；主轴(20)上所设有的承载定位轴承(21、22、23)的配比在数量和型号规格上包括相同和不相同；该双头数控磨床磨削装置包括冷却装置；双头数控磨床磨削装置的冷却系统包括单管冷却和多管冷却以及液冷和气冷；双头数控磨床磨削装置和动力装置中包括无级变速系统及安全防护装置和安全行程控制报警系统；左侧拉门(3)开关方向向右，右侧拉门(5)开关方向向左，左右两侧的拉门(3)和(5)包括透明和不透明。
本发明的有益效果是：可以通过一个控制系统或两个控制系统分步对两件工件进行磨削加工和控制，同时可以根据工艺要求对两件工件进行不同尺寸和形状的异步复合加工，充分利用了一件工件磨削加工过程的辅助时间完成了对另一工件的装夹、磨削加工任务，有效的提高了生产效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明一种高效加工轴承类零件的专用双头数控磨床及其系统立体示意图；
图2为本发明一种高效加工轴承类零件的专用双头数控磨床及其系统主机立体示意图；
图3为本发明一种高效加工轴承类零件的专用双头数控磨床及其系统主轴轴承配置立体示意图；
图1-图3中：1主机，2钣金外壳，3左侧拉门，4数控系统，5右侧拉门，6床身副位，7副X驱动系统，8副Y驱动系统，9副砂轮架，10主轴电机，11主轴编码器，12皮带，13同步带，14主Y驱动系统，15主X驱动系统，16主砂轮架，17主卡盘，18床身主位，19副卡盘，20主轴，21双列内圆锥孔滚子轴承，22双列角接触球轴承，23双列内圆锥孔滚子轴承。
具体实施方式
为了进一步阐述本发明实现其技术方案所达到的应用效果，下面结合附图和实施例作详细的说明，请参照附图1-图3。
图1-图3中，在实际加工编程中，数控编程系统(4)可以同步和异步的控制主砂轮架(16)、副砂轮架(9)、主X轴驱动系统(15)、副X轴驱动系统(7)、主Y轴驱动系统(14)和副Y轴驱动系统(8)的运行的运行路径，主卡盘(17)和副卡盘(19)的转速可以为齿轮分级变速和伺服电机无极变速。在工件加工过程中，主砂轮架(16)和副砂轮架(9)通过数控编程系统(4)程序编程，结合主X轴驱动系统(15)和副X轴驱动系统(7)、主Y轴驱动系统(14)和副Y轴驱动系统(8)对主卡盘(17)和副卡盘(19)上的工件进行加工。
为了更好的阐述本发明在传动结构上的创新对本发明设计方案的支持，下面结合附图1-图3对本发明作进一步说明。
参照附图3，为了确保主轴上主卡盘(17)和副卡盘(19)上工件同步磨削加工时的刚度和精度，主轴(20)上设置可以满足轴向和径向切削力的圆锥内孔双列滚子轴承(21)(23)和双列角接触球轴承(22)；考虑到工件的加工范围在直径250以内，长度100以内，特选4号主轴端面。
本发明一种高效加工轴承类零件的专用双头数控磨床及其系统，原则上设计为一人操作，但也可以根据具体情况由两人分别操作，但这只是本发明特殊的双人操作工艺，并不是本发明的最佳实施例，其磨头的型号规格根据生产实际加工过程中的加工件内外圆表面形状的不同而选定，不是本发明的叙述要点。
本发明一种高效加工轴承类零件的专用双头数控磨床及其系统，在工艺上充分利用了操作者的空闲时间，在工时的节省，效率的提高上有明显效果。
Claims (10)
1.一种高效加工轴承类零件的专用双头数控磨床及其系统，其组成包括：床身主体、动力装置、装夹装置、磨削装置、数控执行装置及数控编程系统；其床身主体包括床身主位(18)、床身副位(6)；动力装置包括两个独立控制的主轴电机(10)及主轴(20)；装夹装置包括主卡盘(17)、副卡盘(19)；磨削装置包括主砂轮架(16)、副砂轮架(9)；数控执行装置包括主X驱动系统(15)、主Y驱动系统(14)、副X驱动系统(7)、副Y驱动系统(8)；数控编程系统包括主轴编码器(11)、数控系统(4)；其特征是：主卡盘(17)和副卡盘(19)在双头数控磨床传动控制系统中实现独立控制，分别实现不同步工作；其传动和控制路径是：通过数控系统(4)来分别控制主卡盘(17)和副卡盘(19)的工作模式以及编制主砂轮架(16)和副砂轮架(9)的磨削参数。
2.根据权利要求1所述的一种双头数控磨床及其传动控制系统，其特征是：床身主位(18)和床身副位(6)为的轨道面为斜体式；其主体包括不同轴线整体，也包括不同轴线分体、同轴线整体和同轴分体。
3.根据权利要求1或2所述的一种双头数控磨床及其传动控制系统，其特征是：床身主位(18)和床身副位(6)为的斜体式轨道面的中心线偏离于磨床主轴中心线，且床身斜体式轨道面的表面偏离装夹卡盘加工件正下方的磨削区；其主体包括不同轴线整体，也包括不同轴线分体、同轴线整体和同轴分体。
4.根据权利要求1所述的一种双头数控磨床及其传动控制系统，其特征是：主卡盘(17)和副卡盘(19)的主动力分别拥有各自动力源。
5.根据权利要求1所述的一种双头数控磨床及其传动控制系统，其特征是：主卡盘(17)、副卡盘(19)及磨削装置、数控执行装置由一个总的数控系统(4)控制，也包括分别由两个单独数控编系统(4)控制。
6.根据权利要求1所述的一种双头数控磨床及其传动控制系统，其特征是：主轴(20)上所设有的承载定位轴承(21、22、23)的配比在数量和型号规格上包括相同和不相同。
7.根据权利要求1所述的一种双头数控磨床及其传动控制系统，其特征是：该双头数控磨床磨削装置包括冷却装置。
8.根据权利要求1或6所述的一种双头数控磨床及其传动控制系统，其特征是：双头数控磨床磨削装置的冷却系统包括单管冷却和多管冷却以及液冷和气冷。
9.根据权利要求1所述的一种双头数控磨床及其传动控制系统，其特征是：双头数控磨床磨削装置和动力装置中包括无级变速系统及安全防护装置和安全行程控制报警系统。
10.根据权利要求1所述的一种双头数控磨床及其传动控制系统，其特征是：左侧拉门(3)开关方向向右，右侧拉门(5)开关方向向左，左右两侧的拉门(3)和(5)包括透明和不透明。
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