CN106031954B - 一种丝杆研磨机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种丝杆研磨机，包括机床主体、电机、主轴箱、磨头、磨头夹具、尾座和冷却装置，主轴箱由电机驱动，主轴箱和尾座轴向对称地设置在机床主体左右两边，主轴箱上安装有用于固定待研磨丝杠一端的主轴箱卡盘，尾座上安装有用于固定待研磨丝杠另一端的尾座卡盘，磨头采用上下分离式结构，磨头通过磨头夹具抵接在待研磨丝杠的工作面上，所述冷却装置为油浴冷却方式；本发明还提供一种加工滚珠螺杆的方法，以及使用本发明丝杆研磨机的方法，本发明的有益效果是价格低，结构紧凑，应用广泛，可以对丝杠的工作面进行二次磨削加工，尤其适用于对传动顺畅度要求较高的场合。

Description

一种丝杆研磨机

技术领域

本发明属于机械研磨加工领域，尤其是涉及一种一种丝杆研磨机。

背景技术

在机械传动领域中，滚珠螺杆是一种重要的传动机械组件，滚珠螺杆通过钢珠介于螺母与螺杆之间做运动，将传统螺杆之滑动接触转换成滚动接触，可将螺母内的钢珠回转运动转为直线运动，对于滚珠螺杆的加工精度有很高的要求，现有技术采用辊扎加工滚珠螺杆，因其特殊的辊扎加工工艺，使其工作面误差较大，导致与滚珠螺杆配合的螺母运行不顺畅，不能适用于对传动顺畅度要求较高的场合。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种丝杆研磨机，尤其适合滚珠螺杆的研磨加工。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种丝杆研磨机包括机床主体、电机、主轴箱、磨头、磨头夹具、尾座和冷却装置，主轴箱由电机驱动，主轴箱和尾座轴向对称地设置在机床主体左右两边，主轴箱上安装有用于固定待研磨丝杠一端的主轴箱卡盘，尾座上安装有用于固定待研磨丝杠另一端的尾座卡盘，磨头采用上下分离式结构，磨头通过磨头夹具抵接在待研磨丝杠的工作面上，所述冷却装置为油浴冷却方式；由于采用上述技术方案，进行研磨加工时将待研磨丝杠一端由主轴箱上安装的主轴箱卡盘固定，使尾座上安装的尾座卡盘固定待研磨丝杠另一端，电机带动主轴箱的主轴旋转，从而带动主轴箱卡盘、待研磨丝杠一起旋转，进而带动磨头沿待研磨丝杠的轴线方向做直线往复运动，对待研磨丝杠的工作面进行二次磨削加工。

所述磨头夹具包括第一连接板、第二连接板、第一连接轴、第二连接轴、上压板、下压板、销轴、锁紧轴、深沟球轴承和锁紧螺栓，第一连接板两端各安装一个第一连接轴，每个第一连接轴上各套装有一至四个深沟球轴承，第一连接板通过第二连接轴与第二连接板连接，第二连接板上下两侧安装有上、下压板，上、下压板相应位置分别安装有销轴和锁紧轴，销轴上设有通孔，锁紧轴上设有螺孔，锁紧螺栓上设置有与螺孔相配合的螺纹，锁紧螺栓穿设过销轴与锁紧轴，所述机床主体上还设置有与待研磨丝杠相平行的滑槽，所述深沟球轴承配合放置于滑槽内且可沿滑槽往复移动。头夹具用以夹紧磨头，使磨头抱紧待研磨丝杠且抵接在待研磨丝杠的工作面上；通过夹具深沟球轴承的滚动减小运行过程中的阻力；磨头磨削过程中随着磨头的磨损，旋紧磨头夹具的锁紧螺栓，使磨头一直处于抱紧待研磨丝杠的状态，从而减小待研磨丝杠在辊扎过程中产生的加工误差。

所述电机为伺服电机，伺服电机设置在主轴箱内，所述主轴箱还包括主轴箱体、主轴、卡盘、前轴承座、后轴承座、深沟球轴承、角接触轴承和联轴器，在主轴上由前至后前依次设置卡盘、前轴承座和后轴承座，主轴后端通过联轴器与所述伺服电机连接，前轴承座内设置角接触轴承，后轴承座内设置深沟球轴承；所述主轴采用后轴承座一端固定，前轴承座一端支持的结构，以保证主轴轴向和径向无间隙。

所述尾座包括尾座箱体、尾座主轴、尾座卡盘、尾座前轴承座、尾座后轴承座、深沟球轴承、角接触轴承和联轴器，在尾座主轴上由前至后前依次设置尾座卡盘、尾座前轴承座和尾座后轴承座，尾座前轴承座内设置角接触轴承，尾座后轴承座内设置深沟球轴承；所述主轴采用尾座后轴承座一端固定，尾座前轴承座一端支持的结构，以保证主轴轴向和径向无间隙。

所述冷却装置包括油箱、出油管、冷却油管、回油管、油盘和油泵，所述机床主体设置有油箱、油泵和多个出油管，油箱通过冷却油管连接出油管，冷却油管位于待研磨丝杠上部一侧且沿待研磨丝杠轴向均匀分布，冷却油管位于待研磨丝杠上方，油盘位于待研磨丝杠下方，油盘通过回油管与油箱连通；所述冷却装置包括过滤器，过滤器设置在所述油盘上且与所述回油管连接；油泵通过出油管将冷却用油均匀喷到待研磨丝杠上，对待研磨丝杠进行实时冷却，冷却用油由油盘暂时存储，油盘上设置有过滤器和回油管，过滤器将磨头磨损的沙粒过滤干净，保证回到油箱的冷却用油为洁净油，可有效减小油泵的磨损，延长油泵的使用寿命。

为减小磨削过程中产生的颗粒对机床的磨损，所述机床主体的床身、主轴箱和尾座均采用壁挂的方式安装在床身上，床身上设置有燕尾槽，该燕尾槽与尾座配合，可调节尾座位置以适应不同长度的丝杠。

为防止冷却油因待研磨丝杠的旋转产生飞溅而污染环境，所述机床主体周边用钣金件加工机床护罩。

一种加工滚珠螺杆的方法，首先采用辊扎加工丝杠，然后使用权利要求1至7任一权利要求所述的丝杠研磨机对丝杠的工作面进行二次磨削加工。

一种使用权利要求1至8任一权利要求所述的丝杠研磨机的方法：

步骤一：选择与待研磨丝杠相同规格的螺杆作为模板，加工制作磨头。

步骤二：安装待研磨丝杠，使其一端由主轴箱上安装的卡盘固定，另一端由尾座上安装的卡盘固定，再将磨头安装在磨头夹具上，并且使磨头与待研磨丝杠的工作面抵接。

步骤三：启动电机，带动主轴、卡盘和待研磨丝杠一起旋转，同时带动磨头沿待研磨丝杠轴线方向做直线往复运动，对待研磨丝杠的工作面进行磨削加工。

本发明具有的优点和积极效果是：价格低，结构紧凑，应用广泛，可以对丝杠的工作面进行二次磨削加工，尤其适用于对传动顺畅度要求较高的场合。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图

图2是图1中位置A的局部放大图

图3是本发明整体结构的正面示意图

图4是磨头夹具的结构示意图

图5是主轴箱的结构示意图

图6是尾座的结构示意图

图中：

1、主轴箱 2、冷却油管 3、机床护罩

4、出油管 5、床身 6、磨头

7、磨头夹具 8、尾座 9、油箱

10、回油管 11、机床主体 12、可调节高度地脚

13、过滤器 14、油盘 15、待研磨丝杠

16、油泵 17、燕尾槽 201、第一连接板

202、第一连接轴 203、第二连接轴 204、第二连接板

205、上压板 206、销轴 207、锁紧轴

208、夹具深沟球轴承 209、锁紧螺栓 210、下压板

211、滑槽 301、主轴箱体 302、后轴承座

303、主轴 304、锁母 305、主轴箱深沟球轴承

306、弹性挡圈 307、电机座 308、主轴箱卡盘

310、伺服电机 311、联轴器 312、前轴承座

313、主轴前盖 314、隔套 315、密封圈

316、角接触轴承 401、尾座箱体 403、第三深沟球轴承

404、尾座弹性挡圈 405、尾座锁母 406、尾座后轴承座

407、尾座主轴 408、尾座卡盘 409、尾座前轴承座

411、尾座隔套 412、尾座骨架油封 413、尾座角接触轴承

具体实施方式

如图1至4所示，本发明一种丝杆研磨机，包括机床主体11、电机、主轴箱1、磨头6、磨头夹具7、尾座8和冷却装置，主轴箱1由电机驱动，主轴箱1和尾座8轴向对称地设置在机床主体11左右两边，主轴箱1上安装有用于固定待研磨丝杠15一端的主轴箱卡盘308，尾座8上安装有用于固定待研磨丝杠15另一端的尾座卡盘408，磨头6采用上下分离式结构，磨头6通过磨头夹具7抵接在待研磨丝杠15的工作面上，所述冷却装置为油浴冷却方式。该磨头6采用上下分离式结构，通过磨头夹具7将其固定在待研磨丝杠15上，待研磨丝杠15一端由主轴箱1上安装的主轴箱卡盘308固定，调节尾座8的位置，使尾座8上安装的尾座卡盘408固定待研磨丝杠15另一端，电机带动主轴箱1的主轴旋转，从而带动主轴箱卡盘308、待研磨丝杠15一起旋转，进而带动磨头6沿待研磨丝杠15的轴线方向做直线往复运动，对待研磨丝杠15的工作面进行二次磨削加工。

所述磨头夹具7包括第一连接板201、第二连接板204、第一连接轴202、第二连接轴203、上压板205、下压板210、销轴206、锁紧轴207、夹具深沟球轴承208和锁紧螺栓209，第一连接板204两端各安装一个第一连接轴202，每个第一连接轴202上各套装有一至四个夹具深沟球轴承208，第一连接板201通过第二连接轴203与第二连接板204连接，第二连接板204上下两侧安装有上压板205、下压板210，上压板205、下压板210相应位置分别安装有销轴206和锁紧轴207，销轴206上设有通孔，锁紧轴207上设有螺孔，锁紧螺栓209上设置有与螺孔相配合的螺纹，锁紧螺栓209穿设过销轴206与锁紧轴207，在所述机床主体11上还设置有与待研磨丝杠相平行的滑槽211，所述夹具深沟球轴承208配合放置于滑槽211内且可沿滑槽211往复移动。磨头夹具7用以夹紧磨头6，使磨头6抱紧待研磨丝杠15且抵接在待研磨丝杠15的工作面上；磨头夹具7中的夹具深沟球轴承208放置于滑槽211内且可沿滑槽往复移动，磨头夹具7随磨头6运动时，通过夹具深沟球轴承208的滚动减小运行过程中的阻力；磨头6磨削过程中随着磨头6的磨损，旋紧磨头夹具7的锁紧螺栓209，使磨头6一直处于抱紧待研磨丝杠15的状态，从而减小待研磨丝杠15在辊扎过程中产生的加工误差。

所述电机为伺服电机310，伺服电机310设置在主轴箱1内，所述主轴箱1还包括主轴箱体301、主轴303、主轴箱卡盘308、前轴承座312、后轴承座302、主轴箱深沟球轴承305、角接触轴承316和联轴器311，主轴303前端安装主轴箱卡盘308，主轴303后端通过联轴器311与所述伺服电机310连接，伺服电机310安装在电机座307上，主轴303前端设置前轴承座312，前轴承座312内设置角接触轴承316，主轴303后端设置后轴承座302，后轴承座302内设置主轴箱深沟球轴承305。所述主轴采用后轴承座一端固定，前轴承座一端支持的结构，以保证主轴轴向和径向无间隙；前轴承座内可安装1对背靠背配对的角接触轴承316，并用主轴前盖313压紧，角接触轴承316两侧各安装一个隔套314，并用双唇式密封圈315密封，使机床冷却油不能进入角接触轴承316内部而造成损坏，主轴303穿过角接触轴承316，并用一至2个锁母304锁紧，也可通过调节锁母304调整角接触轴承316之间的间隙。主轴303由后轴承座内的主轴箱深沟球轴承305固定，并用轴用弹性挡圈306使主轴箱深沟球轴承305与主轴303轴向固定。

所述尾座包括尾座箱体401、尾座主轴407、尾座卡盘408、尾座前轴承座409、尾座后轴承座406、尾座深沟球轴承403、尾座角接触轴承413，在尾座主轴407上由前至后前依次设置尾座卡盘408、尾座前轴承座409和尾座后轴承座406，尾座前轴承座409内设置尾座角接触轴承413，尾座后轴承座406内设置尾座深沟球轴承403。述主轴303采用尾座前轴承座409一端固定，尾座后轴承座406一端支持的结构，以保证主轴303轴向和径向无间隙；尾座前轴承座409内可安装1对背靠背配对的尾座角接触轴承413，尾座角接触轴承413两侧各安装一个尾座隔套411，并用尾座骨架油封412密封，使机床冷却油不能进入尾座角接触轴承413内部而造成损坏，主轴303穿过尾座角接触轴承413，并用一至2个尾座锁母405锁紧，也可通过调节尾座锁母405调整尾座角接触轴承413之间的间隙。主轴303由尾座后轴承座406内的尾座深沟球轴承403固定，并用轴用尾座弹性挡圈404使尾座深沟球轴承与主轴303轴向固定。

所述冷却装置包括油箱9、出油管4、冷却油管2、回油管10、油盘14和油泵16，所述机床主体11设置有油箱9、油泵16和多个出油管4，油箱9通过冷却油管2连接出油管4，冷却油管2位于待研磨丝杠上部一侧且沿待研磨丝杠15轴向均匀分布，出油管4位于待研磨丝杠15上方，油盘14位于待研磨丝杠15下方，油盘14通过回油管10与油箱9连通。所述冷却装置包括过滤器13，过滤器13设置在所述油盘14上且与所述回油管10连接。为减少磨削过程中的发热，可采用油浴冷却方式，机床主体上设置有油箱和3至7个出油管4，当然根据需要也可设置更多个出油管4，油泵通过出油管4将冷却用油均匀喷到待研磨丝杠15上，对待研磨丝杠15进行实时冷却，冷却用油由油盘14暂时存储，油盘14上设置有过滤器13和回油管10，过滤器13将磨头6磨损的沙粒过滤干净，保证回到油箱9的冷却用油为洁净油，可有效减小油泵16的磨损，延长油泵16的使用寿命。

所述机床主体11的床身5采用壁挂式结构，床身5上设置有燕尾槽17，该燕尾槽17与尾座8配合，可调节尾座8位置以适应不同长度的待研磨丝杠。

为减小磨削过程中产生的颗粒对机床的磨损，所述主轴箱1和尾座8均采用壁挂的方式安装在床身5上。

为防止冷却油因待研磨丝杠的旋转产生飞溅而污染环境，机床主体11周边用钣金件加工机床护罩3。

为了使机床超平，节机床主体11下部安装可调高度地脚12。

一种加工滚珠螺杆的方法，首先采用辊扎加工丝杠，然后使用本发明丝杠研磨机对丝杠的工作面进行二次磨削加工。滚珠螺杆作为传动部件，对其加工精度有很高的要求，因其特殊的辊扎加工工艺，使其工作面误差较大，导致螺母运行不顺畅；对于对螺杆顺畅度要求较高的场合，辊扎加工后使用本发明对丝杆的工作面进行进行二次磨削加工。

一种使用本发明丝杠研磨机的方法，

步骤一：选择与待研磨丝杠相同规格的螺杆作为模板，加工制作磨头，该磨头采用上下分离式结构。

步骤二：安装待研磨丝杠，使其一端由主轴箱上安装的卡盘固定，通过调节尾座位置，使尾座上安装的卡盘固定待研磨丝杠另一端；再将磨头安装在磨头夹具上，并且使磨头与待研磨丝杠的工作面抵接。

步骤三：启动电机，带动主轴旋转、卡盘和待研磨丝杠一起旋转，带动磨头沿待研磨丝杠轴线方向做直线往复运动，对待研磨丝杠的工作面进行磨削加工。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (9)

1.一种丝杆研磨机，其特征在于：包括机床主体、电机、主轴箱、磨头、磨头夹具、尾座和冷却装置，主轴箱由电机驱动，主轴箱和尾座轴向对称地设置在机床主体左右两边，主轴箱上安装有用于固定待研磨丝杠一端的主轴箱卡盘，尾座上安装有用于固定待研磨丝杠另一端的尾座卡盘，磨头采用上下分离式结构，磨头通过磨头夹具抵接在待研磨丝杠的工作面上，所述冷却装置为油浴冷却方式，所述磨头夹具包括第一连接板、第二连接板、第一连接轴、第二连接轴、上压板、下压板、销轴、锁紧轴、深沟球轴承和锁紧螺栓，第一连接板两端各安装一个第一连接轴，每个第一连接轴上各套装有一至四个深沟球轴承，第一连接板通过第二连接轴与第二连接板连接，第二连接板上下两侧安装有上、下压板，上、下压板相应位置分别安装有销轴和锁紧轴，销轴上设有通孔，锁紧轴上设有螺孔，锁紧螺栓上设置有与螺孔相配合的螺纹，锁紧螺栓穿过销轴与锁紧轴，所述机床主体上还设置有与待研磨丝杠相平行的滑槽，所述深沟球轴承配合放置于滑槽内且可沿滑槽往复移动。

2.根据权利要求1所述的一种丝杆研磨机，其特征在于：所述电机为伺服电机，伺服电机设置在主轴箱内，所述主轴箱还包括主轴箱体、主轴、卡盘、前轴承座、后轴承座、深沟球轴承、角接触轴承和联轴器，在主轴上由前至后前依次设置卡盘、前轴承座和后轴承座，主轴后端通过联轴器与所述伺服电机连接，前轴承座内设置角接触轴承，后轴承座内设置深沟球轴承。

3.根据权利要求1所述的一种丝杆研磨机，其特征在于：所述尾座包括尾座箱体、尾座主轴、尾座卡盘、尾座前轴承座、尾座后轴承座、深沟球轴承和角接触轴承，在尾座主轴上由前至后前依次设置尾座卡盘、尾座前轴承座和尾座后轴承座，尾座前轴承座内设置角接触轴承，尾座后轴承座内设置深沟球轴承。

4.根据权利要求1所述的一种丝杆研磨机，其特征在于：所述冷却装置包括油箱、出油管、冷却油管、回油管、油盘和油泵，所述机床主体设置有油箱、油泵和多个出油管，油箱通过冷却油管连接出油管，冷却油管位于待研磨丝杠上部一侧且沿待研磨丝杠轴向均匀分布，冷却油管位于待研磨丝杠上方，油盘位于待研磨丝杠下方，油盘通过回油管与油箱连通。

5.根据权利要求4所述的一种丝杆研磨机，其特征在于：所述冷却装置还包括过滤器，过滤器设置在所述油盘上且与所述回油管连接。

6.根据权利要求1所述的一种丝杆研磨机，其特征在于：所述机床主体的床身、主轴箱和尾座均采用壁挂的方式安装在床身上，床身上设置有燕尾槽，该燕尾槽与尾座配合，可调节尾座位置以适应不同长度的丝杠。

7.根据权利要求1所述的一种丝杆研磨机，其特征在于：所述机床主体周边用钣金件加工机床护罩。

8.一种加工滚珠螺杆的方法，其特征在于：首先采用辊扎加工丝杠，然后使用权利要求1至7任一权利要求所述的丝杠研磨机对丝杠的工作面进行二次磨削加工。

9.一种使用权利要求1至6任一权利要求所述的丝杠研磨机的方法，其特征在于：

步骤一：选择与待研磨丝杠相同规格的螺杆作为模板，加工制作磨头；

步骤二：安装待研磨丝杠，使其一端由主轴箱上安装的卡盘固定，另一端由尾座上安装的卡盘固定，再将磨头安装在磨头夹具上，并且使磨头与待研磨丝杠的工作面抵接；

步骤二：启动电机，带动主轴、卡盘和待研磨丝杠一起旋转，同时带动磨头沿待研磨丝杠轴线方向做直线往复运动，对待研磨丝杠的工作面进行磨削加工。