CN105499999A - 一种数控内圆端面车磨复合机床及其加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及数控机床的领域,更具体地说，它涉及一种数控内圆端面车磨复合机床及其加工工艺，包括床身，床身台面上设有用于夹持工件的夹持机构、用于对夹持后工件进行加工的车刀机构及砂轮机构，其特征是：所述床身对应两侧分别设有第一位移装置及第二位移装置，夹持机构置于第一位移装置上，且通过第一位移装置控制其移动，夹持机构上设有对应砂轮机构的砂轮修整器，所述第二位移装置上设有若干安装工位，车刀机构及砂轮机构分别置于安装工位上，所述床身还设有与夹持机构、砂轮机构、第一位移装置、第二位移装置及砂轮修整器电性连接的控制器。本发明结构合理简单、运行稳定、加工效率高。

Description

一种数控内圆端面车磨复合机床及其加工工艺

技术领域

本发明涉及数控机床的领域,更具体地说，它涉及一种数控内圆端面车磨复合机床及其加工工艺。

背景技术

目前加工制造各种零部件，常涉及到车削加工和打磨加工，而这两个工艺步骤是分别在车床和磨床上实现的，显而易见，分别采用车床和磨床，不但设备成本高，而且加工过程中需要对零部件进行移动、重新定位，操作费时费力，无形中增加了制造成本，有必要作出改进。为了实现该技术目的，专利号201120304278.X公开了一种车磨一体机，通过床身上设置有两相互对称的转轴，其中一个转轴传动连接一转轴驱动机构，另一个转轴通过一滑动座安装于一位于床身的轨道机构上，所述床身上位于两转轴所确定轴线的一侧设置有一车刀机构，另一侧设置有一砂轮机构，所述车刀机构安装于车刀轨道上，所述砂轮机构安装于砂轮轨道上，车刀轨道及砂轮轨道的轨道方向与两转轴所确定轴线相平行。

该专利针对的是长轴的车削及打磨，不适用于在实际对短轴及盘类产品内孔内圆端面的打磨车削。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种结构合理简单、运行稳定、加工效率高的数控内圆端面车磨复合机床。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种数控内圆端面车磨复合机床，包括床身，床身台面上设有用于夹持工件的夹持机构、用于对夹持后工件进行加工的车刀机构及砂轮机构，其特征是：所述床身对应两侧分别设有第一位移装置及第二位移装置，夹持机构置于第一位移装置上，且通过第一位移装置控制其移动，夹持机构上设有对应砂轮机构的砂轮修整器，所述第二位移装置上设有若干安装工位，车刀机构及砂轮机构分别置于安装工位上，所述床身还设有与夹持机构、砂轮机构、第一位移装置、第二位移装置及砂轮修整器电性连接的控制器。

通过采用上述技术方案，通过第一位移装置及第二位移装置之间的配合，实现车刀机构及砂轮机构对夹持机构上的工件进行车削及打磨，为了实现对工件进行其他的加工工序，故在第二位移装置上设有若干安装工位，该些安装工件既可以装配车刀机构及砂轮机构也可以装配其他加工机械。大大提高了机床的多功能的能力。

本发明进一步设置为：所述第一位移装置及第二位移装置之间构成有料渣掉落的冲洗槽，冲洗槽的输出端上设有渣水分离机构，该渣水分离机构内设有水箱，水箱内设有水泵，水泵通过循环水路与冲洗槽的输入端连接。

通过采用上述技术方案，当车刀机构及砂轮机构对工件进行加工的过程中，会车削及打磨出料渣，该些料渣通过水泵送水至冲洗槽，进而将料渣从冲洗槽内冲至渣水分离机构内，通过渣水分离机构对料渣和水分离，过滤出来的水可循环利用。

本发明进一步设置为：所述夹持机构包括与第一位移装置连接的基座及置于基座上的夹具，夹具包括液体卡盘及驱动液体卡盘旋转的驱动电机，驱动电机上设有控制液压卡盘旋转速度的变频器，液体卡盘上设有用于夹紧工件的夹爪，床身上设有控制夹爪夹紧松开的液压站，液压站电性连接有脚踏开关。

通过采用上述技术方案，第一位移装置控制基座滑动，实现夹具对应车刀机构的加工位置，工人碰触脚踏开关使得液压站控制夹爪夹紧工件,驱动电机驱动液压卡盘高速旋转，使得车刀机构对工件进行车削。当打磨机构对工件进行打磨时，变频器控制液压盘的低转速，实现对工件的内孔内端面的精准打磨。

本发明进一步设置为：所述第一位移装置包括安装基座的X轴向滑台及控制X轴向滑台沿Z轴方向滑动的第一滚珠丝杆，所述第二位移装置包括分别控制车刀机构及砂轮机构沿X轴方向滑动的Z1轴向滑台及Z2轴向滑台，Z1轴向滑台及Z2轴向滑台下均设有控制其滑动的第二滚珠丝杆。

通过采用上述技术方案，第一滚珠丝杆及第二滚珠丝杆采用钢制，大大提高了两者的结构强度。而且Z1轴向滑台及Z2轴向滑台下的第二滚珠丝杆单独安装，方便车刀机构及砂轮机构的独立加工。

本发明进一步设置为：所述渣水分离机构包括对渣水进行粗过滤的磁性分离主机及对渣水进行精过滤的纸带过滤机，磁性分离主机置于纸带过滤机上方，且两者相互联通，水箱置于纸带过滤机内。

通过采用上述技术方案，采用磁性分离主机粗过滤后再通过纸带过滤机精过滤，保证了渣料跟水彻底分离，使得水能够重复循环利用，大大降低了水资源的浪费。

本发明进一步设置为：所述床身台面上还设有与冲洗槽联通的引流槽，循环水路上设有若干置于引流槽上的出水口。

通过采用上述技术方案，循环水路即铺设在床身台面上的水管管路，在引流槽的四个方位上安装出水口，实现水分布床身，进一步降低机床内部空气混浊的状况。引流槽还具备提高水流速度的效果，方便水对冲洗槽内的料渣进行冲刷。

本发明进一步设置为：所述车刀机构包括置于Z1轴向滑台上的刀架，刀架的输出端上设有可拆卸连接有刀片，Z1轴向滑台上还设有用于对刀片冷却的注水管。

通过采用上述技术方案，通过注水管对在加工的刀片的时时注水而降低刀片工件的稳定，而且注水也会流至冲洗槽内，减少了水资源的浪费。

本发明进一步设置为：砂轮机构包括砂轮机及对砂轮机电主轴进行冷却的冷却箱。

通过采用上述技术方案，通过冷却箱内的冷凝液对砂轮机电主轴进行实时降温，提高了砂轮机的运行稳定性。而且在砂轮机上还设置有注水管对砂轮打磨工件进行降温。

本发明进一步设置为：所述控制器包括气电控制模块及气液控制模块,气电控制模块控制夹持机构、砂轮机构、砂轮修整器及渣水分离机构，气液控制模块控制第一位移装置、第二位移装置。

数控内圆端面车磨复合机床的加工工艺，其步骤如下：

a.下料：将工件放置夹爪上，打开脚踏开关，液压站上的电磁阀通电，液压站控制夹爪对工件进行夹紧；

b.车削：控制模块驱动第一滚珠丝杆转动，使得X轴向滑台沿Z轴方向滑动至对应刀架位置，控制模块接通驱动电机的电源，驱动电机驱动液压卡盘旋转，即夹紧后的工件旋转，第二滚珠丝杆转动，使得Z1轴向滑台沿X轴方向滑动，使得刀架上的刀片碰触工件，对工件内孔端面进行车削，在车削过程中，控制模块控制刀架上的刀片进刀或退刀；

c.磨削:工件车削完成后，气液控制模块驱动第一滚珠丝杆转动，使得X轴向滑台沿Z轴方向滑动至对应砂轮机位置，气液控制模块控制第二滚珠丝杆转动，使得Z2轴向滑台沿X轴方向滑动，使得砂轮机伸入工件内孔进行内圆磨削，在砂轮机对工件内孔进行内圆磨削后，砂轮修整器会对砂轮机上的砂轮进行修整，保证砂轮打磨的精准度；

d.取料：打开脚踏开关，液压站内的电磁阀通电，控制夹爪松开对工件的夹持，将工件取出；

e.冲洗：工件车料及打磨后料渣会掉在冲洗槽内，气电控制模块控水泵工作，将水箱内的水通过循环水路上的出水口流至引流槽内，水再通过引流槽流至冲洗槽，将冲洗槽内的料渣冲入磁性分离主机内。

f.渣水过滤：料渣被冲入磁性分离主机上后，电气控制模块控制其运行，进行粗过滤，将料渣碾碎并且将料渣跟水分离。磁性分离主机进行粗过滤后，渣水被送入纸带过滤机进行精过滤，通过纸带过滤机将料渣和水进一步分离，精过滤后的水流至水箱内被循环利用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明夹持机构的结构示意图。

图3为本发明车刀机构的结构示意图。

图4为本发明控制器的模块图。

图5为本发明机床第二状态加工图。

图6为本发明机床第三状态加工图。

图7为本发明机床第四状态加工图。

具体实施方式

参照图1至图4对本发明的实施例一做进一步说明。

一种数控内圆端面车磨复合机床，包括床身，床身台面上设有用于夹持工件的夹持机构1、用于对夹持后工件进行加工的车刀机构2及砂轮机构3，床身对应两侧分别设有第一位移装置10及第二位移装置20，夹持机构1置于第一位移装置10上，且通过第一位移装置10控制其移动，夹持机构1上设有对应砂轮机构3的砂轮修整器4，所述第二位移装置20上设有若干安装工位，车刀机构2及砂轮机构3分别置于安装工位上，所述床身还设有与夹持机构1、砂轮机构3、第一位移装置10、第二位移装置20及砂轮修整器4电性连接的控制器。

通过第一位移装置10及第二位移装置20之间的配合，实现车刀机构2及砂轮机构3对夹持机构1上的工件进行车削及打磨，为了实现对工件进行其他的加工工序，故在第二位移装置20上设有若干安装工位，该些安装工件既可以装配车刀机构2及砂轮机构3也可以装配其他加工机械。大大提高了机床的多功能的能力。

第一位移装置10及第二位移装置20之间构成有料渣掉落的冲洗槽101，冲洗槽101的输出端上设有渣水分离机构5，该渣水分离机构5内设有水箱50，水箱50内设有水泵5a，水泵5a通过循环水路5b与冲洗槽101的输入端连接。

当车刀机构2及砂轮机构3对工件进行加工的过程中，会车削及打磨出料渣，该些料渣通过水泵5a送水至冲洗槽101，进而将料渣从冲洗槽101内冲至渣水分离机构5内，通过渣水分离机构5对料渣和水分离，过滤出来的水可循环利用。

夹持机构1包括与第一位移装置10连接的基座11及置于基座11上的夹具12，夹具12包括液体卡盘122及驱动液体卡盘122旋转的驱动电机121，驱动电机121上设有控制液压卡盘122旋转速度的变频器，液体卡盘122上设有用于夹紧工件的夹爪13，床身上设有控制夹爪13夹紧松开的液压站1a，液压站1a电性连接有脚踏开关1b。

第一位移装置10控制基座11滑动，实现夹具12对应车刀机构2的加工位置，工人碰触脚踏开关1b使得液压站1a控制夹爪13夹紧工件,驱动电机121驱动液压卡盘122以600-800转/分高速旋转，使得车刀机构2对工件进行车削。当打磨机构对工件进行打磨时，变频器控制液压盘以160-220转/分的低转速，实现对工件的内孔内端面的精准打磨。

第一位移装置10包括安装基座11的X轴向滑台10A及控制X轴向滑台10A沿Z轴方向滑动的第一滚珠丝杆，所述第二位移装置20包括分别控制车刀机构2及砂轮机构3沿X轴方向滑动的Z1轴向滑台2b及Z2轴向滑台2a，Z1轴向滑台2b及Z2轴向滑台2a下均设有控制其滑动的第二滚珠丝杆。

第一滚珠丝杆及第二滚珠丝杆采用钢制，大大提高了两者的结构强度。而且Z1轴向滑台2b及Z2轴向滑台2a下的第二滚珠丝杆单独安装，方便车刀机构2及砂轮机构3的独立加工。

渣水分离机构5包括对渣水进行粗过滤的磁性分离主机51及对渣水进行精过滤的纸带过滤机52，磁性分离主机51置于纸带过滤机52上方，且两者相互联通，水箱50置于纸带过滤机52内。

采用磁性分离主机51粗过滤后再通过纸带过滤机52精过滤，保证了渣料跟水彻底分离，使得水能够重复循环利用，大大降低了水资源的浪费。

床身台面上还设有与冲洗槽101联通的引流槽102，循环水路5b上设有若干置于引流槽102上的出水口100。

循环水路5b即铺设在床身台面上的水管管路，在引流槽102的四个方位上安装出水口100，实现水分布床身，进一步降低机床内部空气混浊的状况。引流槽102还具备提高水流速度的效果，方便水对冲洗槽101内的料渣进行冲刷。

车刀机构2包括置于Z1轴向滑台2b上的刀架21，刀架21的输出端上设有可拆卸连接有刀片22，Z1轴向滑台2b上还设有用于对刀片22冷却的注水管23。

通过注水管23对在加工的刀片22的时时注水而降低刀片22工件的稳定，而且注水也会流至冲洗槽101内，减少了水资源的浪费。

砂轮机构3包括内圆砂轮机及对内圆砂轮机电主轴进行冷却的冷却箱。

通过冷却箱内的冷凝液对砂轮机电主轴进行实时降温，提高了砂轮机的运行稳定性。而且在砂轮机上还设置有注水管23对砂轮打磨工件进行降温。

控制器包括气电控制模块及气液控制模块,气电控制模块控制夹持机构1、砂轮机构3、砂轮修整器4及渣水分离机构5，气液控制模块控制第一位移装置10、第二位移装置20。

数控内圆端面车磨复合机床的加工工艺，其步骤如下：

a.下料：工人将工件放置夹爪13上，打开脚踏开关1b，液压站1a上的电磁阀通电，液压站1a控制夹爪13对工件进行夹紧。

b.车削：气液控制模块驱动第一滚珠丝杆转动，使得X轴向滑台10a沿Z轴方向滑动至对应刀架21位置，气电控制模块接通驱动电机121的电源，驱动电机121驱动液压卡盘122旋转，即夹紧后的工件旋转，第二滚珠丝杆转动，使得Z1轴向滑台2b沿X轴方向滑动，使得刀架21上的刀片22碰触工件，对工件进行车削，在车削过程中，气液控制模块时时控制刀架21的前后移动。

c.磨削：工件车削完成后，气液控制模块驱动第一滚珠丝杆转动，使得X轴向滑台10a沿Z轴方向滑动至对应砂轮机位置，气液控制模块控制第二滚珠丝杆转动，使得Z2轴向滑台2a沿X轴方向滑动，使得内圆砂轮机伸入工件内孔进行内圆磨削，在内圆砂轮机对工件内孔进行内圆磨削后，砂轮修整器4会对砂轮机上的砂轮进行修整，保证砂轮打磨的精准度。

d.取料：打开脚踏开关1b，液压站上的电磁阀通电，控制夹爪13松开对工件的夹持，将工件取出。

e.冲洗：工件车料及打磨后料渣会掉在冲洗槽101内，气电控制模块控水泵5a工作，将水箱50内的水通过循环水路5b上的出水口100流至引流槽102内，水再通过引流槽102流至冲洗槽101，将冲洗槽101内的料渣冲入磁性分离主机51内。

f.渣水过滤：料渣被冲入磁性分离主机51上后，电气控制模块控制其运行，进行粗过滤，将料渣碾碎并且将料渣跟水分离。磁性分离主机51进行粗过滤后，渣水被送入纸带过滤机52进行精过滤，通过纸带过滤机52将料渣和水进一步分离，精过滤后的水流至水箱50内被循环利用。

实施例二：如图5所示：气液控制模块驱动第一滚珠丝杆转动，使得X轴向滑台10a沿Z轴方向滑动至对应刀架21位置，第二位移装置包括控制车刀机构2及内圆砂轮机3沿X轴方向滑动的Z1轴2b、控制外圆磨砂轮机3a的Z2轴2a。

实施例三：如图6所示：气液控制模块驱动第一滚珠丝杆转动，使得X轴向滑台10a沿X轴方向滑动至对应位置，第二位移装置的工位上依次设有外圆磨砂轮机3a、内圆磨砂轮机3及车刀机构2，第二位移装置20下设有驱动外圆磨砂机轮3a、内圆磨砂轮机3及车刀机构2沿Z轴方向滑动的第二滚珠丝杆。

实施例四：如图7所示：气液控制模块驱动第一滚珠丝杆转动，使得X轴向滑台10a沿X轴方向滑动至对应刀架21位置，第二位移装置的工位上设置有内圆砂轮机及车刀机构，第二位移装置20下设有驱动内圆磨砂轮机3及车刀机构2沿Z轴方向滑动的第二滚珠丝杆。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行通常的变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种数控内圆端面车磨复合机床，包括床身，床身台面上设有用于夹持工件的夹持机构、用于对夹持后工件进行加工的车刀机构及砂轮机构，其特征是：所述床身对应两侧分别设有第一位移装置及第二位移装置，夹持机构置于第一位移装置上，且通过第一位移装置控制其移动，夹持机构上设有对应砂轮机构的砂轮修整器，所述第二位移装置上设有若干安装工位，车刀机构及砂轮机构分别置于安装工位上，所述床身还设有与夹持机构、砂轮机构、第一位移装置、第二位移装置及砂轮修整器电性连接的控制器。

2.根据权利要求1所述的一种数控内圆端面车磨复合机床，其特征是：所述第一位移装置及第二位移装置之间构成有料渣掉落的冲洗槽，冲洗槽的输出端上设有渣水分离机构，该渣水分离机构内设有水箱，水箱内设有水泵，水泵通过循环水路与冲洗槽的输入端连接。

3.根据权利要求2所述的一种数控内圆端面车磨复合机床，其特征是：所述夹持机构包括与第一位移装置连接的基座及置于基座上的夹具，夹具包括液体卡盘及驱动液体卡盘旋转的驱动电机，驱动电机上设有控制液压卡盘旋转速度的变频器，液体卡盘上设有用于夹紧工件的夹爪，床身上设有控制夹爪夹紧松开的液压站，液压站电性连接有脚踏开关。

4.根据权利要求3所述的一种数控内圆端面车磨复合机床，其特征是：所述第一位移装置包括安装基座的X轴向滑台及控制X轴向滑台沿Z轴方向滑动的第一滚珠丝杆，所述第二位移装置包括分别控制车刀机构及砂轮机构沿X轴方向滑动的Z1轴向滑台及Z2轴向滑台，Z1轴向滑台及Z2轴向滑台下均设有控制其滑动的第二滚珠丝杆。

5.根据权利要求2所述的一种数控内圆端面车磨复合机床，其特征是：所述渣水分离机构包括对渣水进行粗过滤的磁性分离主机及对渣水进行精过滤的纸带过滤机，磁性分离主机置于纸带过滤机上方，且两者相互联通，水箱置于纸带过滤机内。

6.根据权利要求2所述的一种数控内圆端面车磨复合机床，其特征是：所述床身台面上还设有与冲洗槽联通的引流槽，循环水路上设有若干置于引流槽上的出水口。

7.根据权利要求4所述的一种数控内圆端面车磨复合机床，其特征是：所述车刀机构包括置于Z1轴向滑台上的刀架，刀架的输出端上设有可拆卸连接有刀片，Z1轴向滑台上还设有用于对刀片冷却的注水管。

8.根据权利要求4所述的一种数控内圆端面车磨复合机床，其特征是：砂轮机构包括砂轮机及对砂轮机电主轴进行冷却的冷却箱。

9.根据权利要求1所述的一种数控内圆端面车磨复合机床，其特征是：所述控制器包括气电控制模块及气液控制模块,气电控制模块控制夹持机构、砂轮机构、砂轮修整器及渣水分离机构，气液控制模块控制第一位移装置、第二位移装置。

10.一种适用于上述数控内圆端面车磨复合机床的加工工艺，其特征是，其步骤如下：

a.下料：将工件放置夹爪上，打开脚踏开关，液压站上的电磁阀通电，液压站控制夹爪对工件进行夹紧；

b.车削：控制模块驱动第一滚珠丝杆转动，使得X轴向滑台沿Z轴方向滑动至对应刀架位置，控制模块接通驱动电机的电源，驱动电机驱动液压卡盘旋转，即夹紧后的工件旋转，第二滚珠丝杆转动，使得Z1轴向滑台沿X轴方向滑动，使得刀架上的刀片碰触工件，对工件内孔端面进行车削，在车削过程中，控制模块控制刀架上的刀片进刀或退刀；

c.磨削：工件车削完成后，气液控制模块驱动第一滚珠丝杆转动，使得X轴向滑台沿Z轴方向滑动至对应砂轮机位置，气液控制模块控制第二滚珠丝杆转动，使得Z2轴向滑台沿X轴方向滑动，使得砂轮机伸入工件内孔进行内圆磨削，在砂轮机对工件内孔进行内圆磨削后，砂轮修整器会对砂轮机上的砂轮进行修整，保证砂轮打磨的精准度；

d.取料：打开脚踏开关，液压站内的电磁阀通电，控制夹爪松开对工件的夹持，将工件取出；

e.冲洗：工件车料及打磨后料渣会掉在冲洗槽内，气电控制模块控水泵工作，将水箱内的水通过循环水路上的出水口流至引流槽内，水再通过引流槽流至冲洗槽，将冲洗槽内的料渣冲入磁性分离主机内；

f.渣水过滤：料渣被冲入磁性分离主机上后，电气控制模块控制其运行，进行粗过滤，将料渣碾碎并且将料渣跟水分离，磁性分离主机进行粗过滤后，渣水被送入纸带过滤机进行精过滤，通过纸带过滤机将料渣和水进一步分离，精过滤后的水流至水箱内被循环利用。