CN105751044A - 一种双刀具磨削机床 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双刀具磨削机床，具有机床基座，在所述机床基座上设有电主轴移动机构以及与其配合实现机床磨削过程的后部滑移加工机构，所述电主轴移动机构包括置于机床基座上的电主轴底板、工作台、电主轴，在电主轴底板上设有能控制工作台左右自由滑动的电主轴X轴向移动机构，所述电主轴上具有回转工作台，所述后部滑移加工机构包括具有双刀具的磨削机构以及控制磨削机构在水平面内自由移动的磨削机构X轴向移动机构以及磨削机构Y轴向移动机构，所需加工磨削的工件对称安装在电主轴的回转工作台的两端。所述双刀具磨削机床有利于提高工作台的回转精度，机床加工的结构和稳定性也有显著提高，因此提高了磨削加工的效率。

Description

一种双刀具磨削机床
技术领域：
本发明涉及机床领域，尤其是涉及一种双刀具磨削机床。
背景技术：
离轴抛物线曲面为旋转抛物面和圆柱体相交所得，曲面复杂，且加工精度要求高，一般在加工这种曲面时，应将工件固定在位于机床竖直平面的旋转工作台上，工件随工作台作旋转运动，砂轮架在水平面内沿抛物线轨迹作进给运动，从而生成被加工曲面形状，但是目前在使用的传统数控磨床对其进行磨削加工时，由于加工过程中工件采用偏心安装，因而会引起工作台受力不平衡，使其回转精度降低，且容易引起随机振动，工件的动平衡性能较差，这些都会对机床的加工精度产生很大的影响，此外，目前传统的数控磨床均采用单砂轮磨削加工工件，进而其加工效率较低。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题是：提供一种结构简单，安装方便且能有效提高机床工作台的回转精度以及稳定性，提高机床加工效率的双刀具磨削机床。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种双刀具磨削机床，具有机床基座，在所述机床基座上设有电主轴移动机构以及与其配合实现机床磨削过程的后部滑移加工机构，所述电主轴移动机构包括置于机床基座上的电主轴底板、工作台、电主轴，在电主轴底板上设有能控制工作台自由滑动的电主轴X轴向移动机构，电主轴固定于工作台上，所述电主轴上具有回转工作台，所述后部滑移加工机构包括磨削机构、磨削机构X轴向移动机构和磨削机构Y轴向移动机构，所述磨削机构具有双刀具，所述磨削机构X轴向移动机构以及磨削机构Y轴向移动机构控制磨削机构在水平面内自由移动，所需加工磨削的工件对称安装在电主轴的回转工作台的两端，所述磨削机构与回转工作台两端的工件位置相对应且由机床控制系统控制对工件进行磨削加工。
作为优选，所述磨削机构的刀具设置为砂轮。
作为优选，所述磨削机构包括砂轮电机，所述砂轮对称安装于砂轮电机转轴两端且分别与回转工作台上的工件相对应，在所述砂轮电机的两端设有能将其固定支撑的电机支架，所述电机支架下部与磨削机构X轴向移动机构连接。
作为优选，所述磨削机构X轴向移动机构包括与砂轮电机转轴平行的第一丝杠轴以及控制第一丝杠轴正反向转动的第一丝杠轴电机，所述电机支架下部固定连接有供第一丝杠轴穿过并与其螺纹配合的第一螺纹滚筒，由第一丝杠轴电机控制第一丝杠轴正反向转动带动第一螺纹滚筒以及电机支架在第一丝杠轴上前后自由移动。
作为优选，所述磨削机构Y轴向移动机构包括与砂轮电机转轴的轴线垂直且置于机床基座上的第二丝杠轴以及控制第二丝杠轴正反向转动的第二丝杠轴电机，所述磨削机构X轴向移动机构下部固定连接有一磨削机构滑座，所述磨削机构滑座下部固定有能与第二丝杠轴螺纹配合的第二螺纹滚筒，由第二丝杠轴电机控制第二丝杠轴正反向转动带动第二螺纹滚筒以及磨削机构滑座在第二丝杠轴上前后自由移动。
作为优选，在所述第二丝杠轴的两侧设有相互平行且能让磨削机构滑座在其上滑动的的滑座导轨。
作为优选，所述电主轴X轴向移动机构包括置于电主轴底板与工作台之间的电主轴滑座，以及位于电主轴下部且与砂轮电机的转轴平行的第三丝杠轴以及控制第三丝杠轴正反向转动的第三丝杠轴电机，所述电主轴滑座下部设有与第三丝杠轴螺纹配合的第三螺纹滚筒，所述电主轴滑座下部还设有与第三丝杠轴平行且置于第三丝杠轴两侧的电主轴滑座导轨，所述电主轴滑座置于电主轴滑座导轨上且能在其上自由滑动。
作为优选，在所述第一螺纹滚筒、第二螺纹滚筒、第三螺纹滚筒内均设有减震弹簧。
作为优选，在所述滑座导轨上设有后部收缩防尘罩，所述后部收缩防尘罩一端与机床基座尾部固定连接，另一端连接磨削机构滑座后侧。
作为优选，在所述电主轴滑座与侧部机床基座之间连接有置于电主轴滑座导轨正上方的前部收缩防尘罩。
与现有技术相比，本发明的有益之处是：所述双刀具磨削机床由于两个工件对称安装在回转工作台的两端且同时承受磨削时的径向力，使工作台所受径向磨削力互相抵消，则工作台沿其回转轴方向产生的弹性形变较小，有利于提高工作台的回转精度，机床加工的结构和稳定性也有显著提高，而双砂轮同时磨削将消除加工过程中机床上的力分布不平衡引起的随机振动，还能有效减少机床的工件动平衡性能差对机床加工精度的影响，另外，由于工作台每回转一次，两个砂轮对每个工件都加工一次，因此提高了磨削加工的效率。
附图说明：
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是本发明的轴测结构示意图
图2是本发明的磨削机构固定在底座上时的轴测结构示意图
图3是本发明的侧面部分剖视结构示意图
图4是本发明的爆炸结构示意图
具体实施方式：
下面结合附图及具体实施方式对本发明进行详细描述：
如图1所示的一种双刀具磨削机床，适于离轴抛物线曲面的磨削加工，具有机床基座1，在所述机床基座1上设有电主轴移动机构以及与其配合实现机床磨削过程的后部滑移加工机构，所述电主轴移动机构包括置于机床基座1上的电主轴底板2、工作台3、电主轴4，在电主轴底板2上设有能控制工作台3自由滑动的电主轴X轴向移动机构，电主轴4固定于工作台3上，所述电主轴4上具有回转工作台5，所述后部滑移加工机构包括磨削机构、磨削机构X轴向移动机构和磨削机构Y轴向移动机构，所述磨削机构具有双刀具，所述磨削机构X轴向移动机构以及磨削机构Y轴向移动机构控制磨削机构在水平面内自由移动，所需加工磨削的工件对称安装在电主轴4的回转工作台5的两端，所述磨削机构与回转工作台5两端的工件位置相对应且由机床控制系统分别对工件进行磨削加工，实际应用时，由机床控制系统控制磨削机构X轴向移动机构以及磨削机构Y轴向移动机构分别按预先设置的进给量控制磨削机构在X轴向以及Y轴向方向移动，同时控制电主轴X轴向移动机构控制电主轴上的回转工作台5在X轴向上移动并配合磨削机构对工件进行磨削加工，直至达到所需的离轴抛物线曲面。
作为优选实施方案，根据实际需要以及为方便操作与控制，如图2至图4所示，可以将所述磨削机构的刀具优选为砂轮6。而为更方便对工件进行磨削加工，且为使加工效果更佳，所述磨削机构包括砂轮电机7，所述砂轮6对称安装于砂轮电机7转轴两端且分别与回转工作台5上的工件相对应，在所述砂轮电机7的两端设有能将其固定支撑的电机支架8，所述电机支架8下部与磨削机构X轴向移动机构连接，因而由双砂轮同时对回转工作台两端的工件进行磨削加工，继而使工作台受到的磨削径向力相互抵消，则工作台沿其回转轴方向产生的弹性形变较小，有利于提高工作台的回转精度，机床加工的结构刚和稳定性也有显著提高。
在实际应用时，为提高整体设备的进给移动效果，方便磨削加工以及提高加工精度，所述磨削机构X轴向移动机构包括与砂轮电机7转轴的轴线平行的第一丝杠轴9以及控制第一丝杠轴9正反向转动的第一丝杠轴电机10，所述电机支架8下部固定连接有供第一丝杠轴9穿过并与其螺纹配合的第一螺纹滚筒11，由第一丝杠轴电机10控制第一丝杠轴9正反向转动带动第一螺纹滚筒11以及与第一螺纹滚筒固定连接的电机支架8在第一丝杠轴9上前后自由移动，另外，所述磨削机构Y轴向移动机构包括与砂轮电机转轴的轴线垂直且置于机床基座上的第二丝杠轴12以及控制第二丝杠轴12正反向转动的第二丝杠轴电机13，所述磨削机构X轴向移动机构下部固定连接有一磨削机构滑座14，所述磨削机构滑座14下部固定有能与第二丝杠轴12螺纹配合的第二螺纹滚筒15，由第二丝杠轴电机13控制第二丝杠轴12正反向转动带动第二螺纹滚筒15以及与第二螺纹滚筒固定连接的磨削机构滑座14在第二丝杠轴12上前后自由移动。
而为进一步增强磨削滑座在移动过程中的稳定性，在所述第二丝杠轴12的两侧设有相互平行且能让磨削机构滑座14在其上滑动的的滑座导轨16。
另外，为方便调整回转工作台在X轴方向上的位置，所述电主轴X轴向移动机构包括置于电主轴底板2与工作台3之间的电主轴滑座17，以及位于电主轴4下部且与砂轮电机7的转轴平行的第三丝杠轴18以及控制第三丝杠轴18正反向转动的第三丝杠轴电机19，所述电主轴滑座17下部设有与第三丝杠轴18螺纹配合的第三螺纹滚筒20，所述电主轴滑座17下部还设有与第三丝杠轴18平行且置于第三丝杠轴18两侧的电主轴滑座导轨21，所述电主轴滑座17置于电主轴滑座导轨21上且能在其上自由滑动，实际应用时，由第三丝杠轴电机19带动第三丝杠轴18正反向转动，继而促使与其螺纹配合的第三螺纹滚筒20在其上前后移动，最终带动电主轴滑座17在电主轴滑座导轨21上前后移动，并带动电主轴滑座17上的电主轴4以及回转工作台5移动。
而为避免灰尘进入设备内影响磨削机构滑座以及电主轴滑座的运行，如图4所示，在所述滑座导轨16上设有后部收缩防尘罩23，所述后部收缩防尘罩23一端与机床基座1尾部固定连接，另一端连接磨削机构滑座14后侧。在所述电主轴滑座17与侧部机床基座1之间连接有置于电主轴滑座导轨21正上方的前部收缩防尘罩24。而为提高整体移动机构在运行时的稳定性，在所述第一螺纹滚筒11内、第二螺纹滚筒15、第三螺纹滚筒20内均设有减震弹簧。
实际应用时，首先将部件组装调试完成，并将所需磨削的工件安装在回转工作台5的两端，待在机床控制系统内设置好相关磨削参数之后，开机启动机床，由回转工作台5的回转带动工件实现回转运动，并根据需要进行X轴向的前后移动，具体为：由第三丝杠轴电机19带动第三丝杠轴18正反向转动，继而促使与其螺纹配合的第三螺纹滚筒20在其上前后移动，最终带动电主轴滑座17在电主轴滑座导轨21上前后移动，并带动电主轴滑座17上的电主轴4以及回转工作台5移动，与此同时，由机床控制系统控制磨削机构X轴向移动机构以及磨削机构Y轴向移动机构分别按预先设置的进给参数控制磨削机构在X轴向以及Y轴向方向移动，并对工件实施磨削加工动作，具体为：由第一丝杠轴电机10控制第一丝杠轴9正反向转动带动第一螺纹滚筒11以及与第一螺纹滚筒固定连接的电机支架8在第一丝杠轴9上前后自由移动，由第二丝杠轴电机13控制第二丝杠轴12正反向转动带动第二螺纹滚筒15以及与第二螺纹滚筒固定连接的磨削机构滑座14在第二丝杠轴12上前后自由移动，继而促使砂轮以及砂轮电机整体结构在X轴向以及Y轴向的自由移动并形成磨削轨迹，结合电主轴回转工作台在X轴向的移动轨迹，最终形成所需离轴抛物线曲面的磨削轨迹，将工件加工成所需离轴抛物线曲面，满足加工需求的同时，磨削效率高且加工精度高。
上述双刀具磨削机床由于两个工件对称安装在回转工作台的两端且同时承受磨削时的径向力，使工作台所受径向磨削力互相抵消，则工作台沿其回转轴方向产生的弹性形变较小，有利于提高工作台的回转精度，机床加工的结构和稳定性也有显著提高，而双砂轮同时磨削将消除加工过程中机床上的力分布不平衡引起的随机振动，还能有效减少机床的工件动平衡性能差对机床加工精度的影响，另外，由于工作台一次回转，两个砂轮对每个工件都加工一次，因此提高了磨削加工的效率。
需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种双刀具磨削机床，具有机床基座（1），在所述机床基座（1）上设有电主轴移动机构以及与其配合实现机床磨削过程的后部滑移加工机构，所述电主轴移动机构包括置于机床基座（1）上的电主轴底板（2）、工作台（3）、电主轴（4），在电主轴底板（2）上设有能控制工作台（3）自由滑动的电主轴X轴向移动机构，电主轴（4）固定于工作台（3）上，所述电主轴（4）上具有回转工作台（5），其特征在于：所述后部滑移加工机构包括磨削机构、磨削机构X轴向移动机构和磨削机构Y轴向移动机构，所述磨削机构具有双刀具，所述磨削机构X轴向移动机构以及磨削机构Y轴向移动机构控制磨削机构在水平面内自由移动，所需加工磨削的工件对称安装在电主轴（4）的回转工作台（5）的两端，所述磨削机构与回转工作台（5）两端的工件位置相对应且由机床控制系统控制对工件进行磨削加工。
2.根据权利要求1所述的一种双刀具磨削机床，其特征在于：所述磨削机构的刀具设置为砂轮（6）。
3.根据权利要求2所述一种双刀具磨削机床，其特征在于：所述磨削机构包括砂轮电机（7），所述砂轮（6）对称安装于砂轮电机（7）转轴两端且分别与回转工作台（5）上的工件相对应，在所述砂轮电机（7）的两端设有能将其固定支撑的电机支架（8），所述电机支架（8）下部与磨削机构X轴向移动机构连接。
4.根据权利要求3所述的一种双刀具磨削机床，其特征在于：所述磨削机构X轴向移动机构包括与砂轮电机（7）转轴的轴线平行的第一丝杠轴（9）以及控制第一丝杠轴（9）正反向转动的第一丝杠轴电机（10），所述电机支架（8）下部固定连接有供第一丝杠轴（9）穿过并与其螺纹配合的第一螺纹滚筒（11），由第一丝杠轴电机（10）控制第一丝杠轴（9）正反向转动带动第一螺纹滚筒（11）以及电机支架（8）在第一丝杠轴（9）上前后自由移动。
5.根据权利要求4所述的一种双刀具磨削机床，其特征在于：所述磨削机构Y轴向移动机构包括与砂轮电机转轴的轴线垂直且置于机床基座上的第二丝杠轴（12）以及控制第二丝杠轴（12）正反向转动的第二丝杠轴电机（13），所述磨削机构X轴向移动机构下部固定连接有一磨削机构滑座（14），所述磨削机构滑座（14）下部固定有能与第二丝杠轴（12）螺纹配合的第二螺纹滚筒（15），由第二丝杠轴电机（13）控制第二丝杠轴（12）正反向转动带动第二螺纹滚筒（15）以及磨削机构滑座（14）在第二丝杠轴（12）上前后自由移动。
6.根据权利要求5所述的一种双刀具磨削机床，其特征在于：在所述第二丝杠轴（12）的两侧设有相互平行且能让磨削机构滑座（14）在其上滑动的的滑座导轨（16）。
7.根据权利要求5所述的一种双刀具磨削机床，其特征在于：所述电主轴X轴向移动机构包括置于电主轴底板（2）与工作台（3）之间的电主轴滑座（17），以及位于电主轴（4）下部且与砂轮电机（7）的转轴平行的第三丝杠轴（18）以及控制第三丝杠轴（18）正反向转动的第三丝杠轴电机（19），所述电主轴滑座（17）下部设有与第三丝杠轴（18）螺纹配合的第三螺纹滚筒（20），所述电主轴滑座（17）下部还设有与第三丝杠轴（18）平行且置于第三丝杠轴（18）两侧的电主轴滑座导轨（21），所述电主轴滑座（17）置于电主轴滑座导轨（21）上且能在其上自由滑动。
8.根据权利要求7所述的一种双刀具磨削机床，其特征在于：在所述第一螺纹滚筒（11）、第二螺纹滚筒（15）、第三螺纹滚筒（20）内均设有减震弹簧。
9.根据权利要求6所述的一种双刀具磨削机床，其特征在于：在所述滑座导轨（16）上设有后部收缩防尘罩（23），所述后部收缩防尘罩（23）一端与机床基座（1）尾部固定连接，另一端连接磨削机构滑座（14）后侧。
10.根据权利要求7所述的一种双刀具磨削机床，其特征在于：在所述电主轴滑座（17）与侧部机床基座（1）之间连接有置于电主轴滑座导轨（21）正上方的前部收缩防尘罩（24）。
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