CN106944925B - 一种磨床中心架 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种磨床中心架，属于磨床设备技术领域。它解决了现有磨床中心架进给量精度低的问题。本磨床中心架，包括安装座,安装座上连接有横向移动架和竖向移动架，横向移动架上固连有横向定位座，竖向移动架上固连有竖向定位座，安装座上分别固连有横向导轨和竖向导轨，横向移动架滑动连接在横向导轨上，竖向移动架滑动连接在竖向导轨上。本磨床中心架能够减少丝杆等功能部件的磨损，提高进给量的精度。

Description

一种磨床中心架
技术领域
本发明属于磨床设备技术领域，涉及一种磨床中心架。
背景技术
磨床对具有较大长度的柱状工件外周壁进行打磨时，磨床的刀头从侧部伸出并抵靠在工件外周壁上，因此刀头会对工件产生水平作用力，该作用力会导致工件侧向形变，影响打磨精度，而工件长度较大时，因此工件的重力也会导致竖向形变，也会影响打磨精度，因此磨床需要中心架对工件进行定位，通常是通过横向伸出的横向定位座抵靠在工件的侧部，以抵消刀头的作用力，通过向上伸出的竖向定位座抵靠在工件的下部，以支撑工件，但是竖向定位座由下往上竖直上升时需要较大的行程空间和用于安装驱动部件的空间，然而磨床具有工作台面，工件定位在磨床上时与工作台面之间的距离较小。
因此针对上述技术问题，中国发明专利申请(申请号：201610365161.X)公开了一种曲轴磨床伺服中心架，包括托架、定位杆一、定位杆二和2组驱动组件，定位杆二包括倾斜的驱动段，驱动组件包括螺旋传动机构以及驱动螺旋传动机构的电机，定位杆一呈直杆状，定位杆一的杆身水平分布，定位杆一的定位端面竖直分布，定位杆二还包括支撑段，支撑段的支撑面设置为水平，顶紧块竖直分布，支撑块水平分布，两个定位面呈90°夹角，共同对曲轴进行辅助定位，既能防止曲轴在自重作用下的变形，又能防止曲轴在磨床砂轮的挤压力下的微变形，即该磨床中心架将定位杆二、驱动定位杆二的电机及丝杆均倾斜设置，以减少对竖向空间的占用，但是由于竖向定位座与工件抵靠时用于消除工件的重力影响，但是如果竖向定位座的进给量精度不够高，使得竖向定位座对工件的作用力过小，则起不到抵消工件重力的效果，而过大的话效果适得其反，同理，横向定位座的进给量精度也同等重要，但是上述对比文件中驱动竖向定位座的丝杆和电机均倾斜设置，竖向定位座的作用力会导致丝杆和螺母径向受力，这将增加丝杆和螺母的磨损，从而影响竖向定位座的进给量精度，同理，工件在打磨过程中处于高速旋转，会对横向定位座产生向下的摩擦力，该摩擦力也会导致驱动横向定位座的丝杆和螺母径向受力，从而增加该丝杆和螺母的磨损，从而影响横向定位座的进给量精度。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种磨床中心架，该磨床中心架能够减少丝杆等功能部件的磨损，提高进给量的精度。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种磨床中心架，包括安装座,所述安装座上连接有横向移动架和竖向移动架，所述横向移动架位于竖向移动架的上方，所述横向移动架上固连有横向定位座，所述竖向移动架上固连有竖向定位座，且横向定位座和竖向定位座均伸出安装座的侧部，所述横向定位座的端部具有竖直的横向定位面，其特征在于，所述竖向定位座的端部向上倾斜凸出，且在向上倾斜凸出部位具有水平的竖向定位面，所述横向定位座与竖向定位座之间具有让位间隙，所述安装座上分别固连有横向导轨和竖向导轨，该横向导轨沿水平设置，竖向导轨沿竖直设置，所述横向移动架滑动连接在横向导轨上，且横向移动架由横向电机通过横向设置的横向丝杆带动实现水平往复移动，所述竖向移动架滑动连接在竖向导轨上，且竖向移动架由竖向电机通过竖向设置的竖向丝杆带动实现上下往复移动。
定位时竖向电机通过竖向丝杆带动竖向移动架沿竖直方向上升，使得竖向定位座向上倾斜凸出部位逐渐抵靠到工件的下部，及竖向定位面对工件进行支撑，从而避免工件因为自身的重力导致变形，横向电机通过横向丝杆带动横向移动架沿横向移动，使得横向定位座上的横向定位面逐渐抵靠到工件的侧部，从而避免工件因为刀具的作用力而导致变形，其中本磨床中心架在安装座上固定竖向导轨，在竖向移动架竖向移动以及竖向定位座抵靠至工件上并逐渐增大作用力过程中，竖向导轨能够对竖向移动架进行导向和约束，并提供横向支撑，以抵消竖向移动架横向上的受力，从而使得竖向丝杆为轴向受力，从而减少竖向丝杆磨损，进而提高竖向定位座的进给量精度，而由于横向定位座抵靠在工件上且工件处于旋转打磨过程中，横向定位座会受到沿竖向的摩擦力，因此本磨床中心架在安装座上固定横向导轨，横向导轨能够对横向移动架进行支撑，以抵消横向移动架在竖向上的受力，从而使得横向丝杆和横向螺母均为轴向受力，从而减少横向丝杆的磨损，进而提高横向定位座的进给量精度。
在上述的磨床中心架中，所述竖向电机沿竖向固连在安装座上，所述竖向丝杆转动连接在安装座上，且竖向丝杆位于竖向电机与竖向导轨之间，竖向导轨位于竖向丝杆与竖向定位座之间。将竖向导轨设置在竖向丝杆与竖向定位座之间，提供横向支撑，以抵消竖向移动架横向上的受力，从而使得竖向丝杆为轴向受力，从而减少竖向丝杆的磨损。
在上述的磨床中心架中，所述竖向电机与竖向丝杆的上端通过皮带轮传动连接，所述竖向移动架的端部固连有竖向螺母，且竖向螺母螺接在竖向丝杆的下端。使得竖向电机、竖向丝杆、竖向导轨和竖向定位座能够沿横向并列设置，从而减少对竖直方向上的空间占用，从而使得整体结构紧凑。
在上述的磨床中心架中，所述竖向导轨至少有两条，该至少两条竖向导轨并列设置，所述竖向移动架上固连有至少两竖向导向块，且竖向导向块分别与竖向导轨一一对应并滑动配合连接。由于竖向导向块和竖向导轨之间需要滑动连接，因此存在配合精度，一旦两者之间出现配合间隙时竖向导轨难以对竖向导向块进行精确的横向支撑，导致竖向丝杆与竖向螺母之间出现径向受力，为此在安装座与竖向移动架之间设置至少两条导轨和至少两导向块，起到多点导向和支撑，避免竖向丝杆和竖向螺母之间出现径向受力，减少磨损。
在上述的磨床中心架中，所述竖向移动架呈条形板状，上述竖向导向块固连在竖向移动架的侧面上，所述竖向导向块的长度大于或者等于竖向移动架的宽度。固定在竖向移动架侧面上的竖向导向块可以将长度增大，从而增加与竖向导轨在竖直方向上的配合面，提高竖向移动架的稳定性，以减少竖向丝杆和竖向螺母之间的磨损。
在上述的磨床中心架中，所述安装座内具有安装腔，上述竖向移动架位于安装腔内，所述安装座的侧部开设有竖向导向孔，所述竖向移动架的一端伸出竖向导向孔，且竖向移动架的两侧侧壁分别与竖向导向孔的孔壁滑动配合，上述竖向定位座固连在竖向移动架的伸出端，所述竖向移动架的伸出端与安装座之间还设有导向结构。竖向导向孔对竖向移动架进行保持和导向，并结合导向结构，使得竖向移动架伸出的一端保持稳定，即竖向移动架能够在不同位置获得导向和支撑，进而提高整体稳定性。
在上述的磨床中心架中，所述导向结构包括分别位于竖向移动架上边沿和下边沿上的导向部，两所述导向部均位于安装腔的外部，且导向部具有朝向安装座的导向平面，所述安装座的侧部具有平直且竖向设置的导向端面，所述导向部的导向平面与安装座的导向端面滑动配合。当竖向定位座受力时导向部的导向平面能够抵靠在安装座的导向端面上，从而对竖向移动架进行支撑和导向，以抵消竖向移动架横向上的受力，减少竖向丝杆和竖向螺母之间的磨损，当然导向结构也可以采用导向套与导向柱的配合结构，即导向套固定在安装座侧部，竖向移动架的上端处边沿垂直固连导向柱，导向柱滑动插接在导向套内，也能够为竖向移动架的移动提供导向和横向支撑。
在上述的磨床中心架中，所述横向电机沿横向固连在安装座上，所述横向丝杆转动连接在安装座上，且横向丝杆的一端与横向电机相连接，所述横向移动架通过横向螺母与横向丝杆的另一端相螺接，所述横向导轨位于横向丝杆和横向定位座之间，上述横向移动架通过横向导向块滑动连接在横向导轨上。将横向导轨设置在横向向丝杆与横向向定位座之间，横向导轨能够对横向移动架进行支撑，以抵消横向移动架在竖向上的受力，从而减少横向丝杆和横向螺母之间的磨损，进而提高横向定位座的进给量精度。
在上述的磨床中心架中，所述安装座内具有安装腔，上述横向移动架位于安装腔内，所述安装座的侧部开设有横向导向孔，所述横向移动架的一端伸出横向导向孔，且横向移动架的外壁与横向导向孔的孔壁滑动配合，上述横向定位座固连在横向移动架的伸出端。横向导向孔对横向移动架进行支撑和导向，以抵消横向移动架的竖向受力，使得横向移动架伸出的一端保持稳定，同时竖向移动架能够在不同位置获得导向和支撑，进而提高整体稳定性。
在上述的磨床中心架中，所述横向定位座和竖向定位座均呈板状，所述横向定位座伸出端的下部具有倾斜的横向避让斜面，该横向避让斜面位于横向定位面的下方，所述竖向定位座向上倾斜凸出部位具有竖向避让斜面，所述竖向避让斜面与横向避让斜面相对且平行设置。板状的横向定位座和竖向定位座能够减少工件旋转时受到的摩擦阻力，而横向避让斜面和竖向避让斜面能够使横向定位座和竖向定位座在定位时靠的更近，结构更加紧凑。
在上述的磨床中心架中，所述横向电机带动横向移动架移动以及竖向电机带动竖向移动架移动的给进距离值为y，所述给进距离值为y＝k(x0-x)，其中k为本磨床中心架的使用常数，x0为横向定位座或者竖向定位座对工件精确定位时的抵靠压力设定值，x为横向定位座或者竖向定位座抵靠在工件上时的抵靠压力检测值。K为使用常数，根据磨床中心架中各部件的摩擦阻力、电机参数等综合因素得出，使用过程中，当工件的外径尺寸没有发生变化时，x0与x的差值为0，因此y值也为0，即横向定位座和竖向定位座不给进，横向定位座或者竖向定位座精确抵靠在工件上，随着工件在磨削过程中直径尺寸的逐渐变小，检测到的抵靠压力检测值x也相应的实时变小，x0与x出现差值，进而产生y值，即横向定位座或者纵向定位座给进相应距离，使得横向定位座和竖向定位座始终以恒定的压力抵靠在工件上。
与现有技术相比，本磨床中心架具有以下优点：
1、由于本磨床中心架在安装座上固定竖向导轨，并将竖向导轨设置在竖向丝杆与竖向定位座之间，竖向导轨能够对竖向移动架进行导向和约束，并提供横向支撑，以抵消竖向移动架横向上的受力，从而使得竖向丝杆和竖向螺母均为轴向受力，从而减少竖向丝杆和竖向螺母之间的磨损，进而提高竖向定位座的进给量精度。
2、由于当竖向定位座受力时导向部的导向平面能够抵靠在安装座的导向端面上，从而对竖向移动架进行支撑和导向，以抵消竖向移动架横向上的受力，减少竖向丝杆和竖向螺母之间的磨损。
3、由于本磨床中心架在安装座上固定横向导轨，并将横向导轨设置在横向向丝杆与横向向定位座之间，横向导轨能够对横向移动架进行支撑，以抵消横向移动架在竖向上的受力，从而使得横向丝杆和横向螺母均为轴向受力，从而减少横向丝杆和横向螺母之间的磨损，进而提高横向定位座的进给量精度。
4、由于竖向电机、竖向丝杆和竖向导轨沿横向排列在安装座的下部，因此能够减少对竖直方向上的空间占用，从而使得整体结构紧凑。
5、由于横向定位座和竖向定位座能够在工件磨削过程中实时根据检测反馈的压力值进行给进移动，因此能够始终以恒定的压力值抵靠在工件上。
附图说明
图1是磨床中心架的立体结构示意图。
图2是磨床中心架的结构正视图。
图3是磨床中心架未安装盖板时的立体结构示意图。
图4是磨床中心架未安装盖板时的结构正视图。
图5是图2中A-A处的结构放大图。
图6是图2中B-B处的结构放大图。
图7是图2中C-C处的结构放大图。
图中，1、安装座；11、座体；12、盖板；13、安装腔；14、横向导向孔；15、竖向导向孔；16、横向连接座；17、竖向连接座；18、导向端面；2、横向电机；21、联轴器；3、横向丝杆；4、横向移动架；41、横向定位座；411、横向定位面；412、横向避让斜面；42、横向螺母；43、横向导向块；5、横向导轨；6、竖向电机；61、主动带轮；62、皮带；7、竖向丝杆；71、从动带轮；8、竖向移动架；81、竖向定位座；811、竖向定位面；812、竖向避让斜面；82、竖向螺母；83、竖向导向块；84、导向部；841、导向平面；9、竖向导轨。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1、图2所示，一种磨床中心架，包括安装座1、横向定位座41和竖向定位座81，安装座1呈扁平状，包括座体11和固连在座体11上的盖板12，横向定位座41和竖向定位座81位于安装座1的侧部，且横向定位座41位于竖向定位座81的上方，横向定位座41和竖向定位座81均呈板状，横向定位座41上具有竖直的横向定位面411，竖向定位座81的端部向上倾斜后具有水平的竖向定位面811。横向定位座41伸出端的下部具有倾斜的横向避让斜面412，该横向避让斜面412位于横向定位面411的下方，竖向定位座81向上倾斜凸出部位具有竖向避让斜面812，竖向避让斜面812与横向避让斜面412相对且平行设置。
如图3、图4所示，安装座1具有安装腔13，在安装腔13内设有横向电机2、竖向电机6、横向丝杆3和竖向丝杆7，横向电机2和竖向电机6均固连在安装腔13底面上，且横向电机2位于竖向电机6的上方，横向电机2横向设置，竖向电机6竖向设置。安装腔13的底面上还固连有横向连接座16和竖向连接座17，横向丝杆3沿横向转动连接在横向连接座16上，竖向丝杆7沿竖向转动连接在竖向连接座17上，其中横向丝杆3位于竖向丝杆7的上方。安装腔13内还滑动连接有横向移动架4和竖向移动架8，横向移动架4沿横向滑动，竖向移动架8沿竖向滑动，横向移动架4的一端固连有横向螺母42，该横向螺母42与横向丝杆3的一端相螺接，横向定位座41固定在横向移动架4的另一端，横向电机2的电机轴通过联轴器21与横向丝杆3的另一端相连接；竖向移动架8的一端固连有竖向螺母82，该竖向螺母82与竖向丝杆7的下端相螺接，竖向定位座81固定在竖向移动架8的另一端，竖向电机6的电机轴上固连有主动带轮61，竖向丝杆7的上端固连有从动带轮71，主动带轮61与从动带轮71通过皮带62相连接。
进一步结合图5和图6所示，在安装腔13的底面上还固连有横向导轨5，该横向导轨5位于横向丝杆3和横向定位座41之间，且横向导轨5沿横向设置，横向移动架4呈条形板状，在横向移动架4的侧面上固连有横向导向块43，横向导向块43滑动连接在横向导轨5上，而在安装座1的侧部开设有横向导向孔14，横向移动架4伸出横向导向孔14，且横向移动架4的外壁与横向导向孔14的孔壁滑动配合，横向定位座41固连在横向移动架4的伸出端。结合图7所示，在安装腔13的底面上还固连有两条竖向设置的竖向导轨9，该两条竖向导轨9并列，且两条竖向导轨9位于竖向丝杆7和竖向定位座81之间，竖向移动架8呈条形板状，在竖向移动架8的侧面上固连两竖向导向块83，两竖向导向块83分别与两竖向导轨9一一对应并滑动配合连接，其中竖向导向块83的长度大于竖向移动架8的宽度，在安装座1的侧面开设有竖向导向孔15，竖向移动架8的一端伸出竖向导向孔15，且竖向移动架8的两侧侧壁分别与竖向导向孔15的孔壁滑动配合，而竖向导向孔15的高度大于竖向移动架8的宽度，为竖向移动架8提供上下移动的空间，竖向定位座81固连在竖向移动架8的伸出端。竖向移动架8的上边沿和下边沿均具有导向部84，导向部84均位于安装腔13的外部，且导向部84具有朝向安装座1的导向平面841，安装座1的侧部具有平直且竖向设置的导向端面18，导向部84的导向平面841与安装座1的导向端面18滑动配合。
使用时横向定位座41和竖向定位座81对柱状工件进行定位，而横向定位座41和竖向定位座81的给进距离值为y，而y＝k(x0-x)，其中k为本磨床中心架的使用常数，根据磨床中心架中各部件的摩擦阻力、电机参数等综合因素得出，本实施例中k为10～100，而x0为横向定位座41或者竖向定位座81对工件精确定位时的抵靠压力设定值，本实施例中x0为10kg～30kg，x为横向定位座41或者竖向定位座81抵靠在工件上时的抵靠压力检测值，主要通过安装在横向定位座41和竖向定位座81上的压力传感器或者横向电机2和竖向电机6的电流值换算得到，当横向定位座41和竖向定位座81还没有抵靠在工件上时，x为0，此时横向定位座41和竖向定位座81以y＝kx0给进距离，直到x0与x的差值为0，因此y值也为0，即横向定位座41和竖向定位座81不给进，横向定位座41或者竖向定位座81精确抵靠在工件上，随着工件在磨削过程中直径尺寸的逐渐变小，检测到的抵靠压力检测值x也相应的实时变小，x0与x出现差值，进而产生y值，即横向定位座41或者纵向定位座81给进相应距离，使得横向定位座41和竖向定位座81始终以恒定的压力抵靠在工件上。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了安装座1、座体11、盖板12等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (8)

1.一种磨床中心架，包括安装座(1),所述安装座(1)上连接有横向移动架(4)和竖向移动架(8)，所述横向移动架(4)位于竖向移动架(8)的上方，所述横向移动架(4)上固连有横向定位座(41)，所述竖向移动架(8)上固连有竖向定位座(81)，且横向定位座(41)和竖向定位座(81)均伸出安装座(1)的侧部，所述横向定位座(41)的端部具有竖直的横向定位面(411)，其特征在于，所述竖向定位座(81)的端部向上倾斜凸出，且在向上倾斜凸出部位具有水平的竖向定位面(811)，所述横向定位座(41)与竖向定位座(81)之间具有让位间隙，所述安装座(1)上分别固连有横向导轨(5)和竖向导轨(9)，该横向导轨(5)沿水平设置，竖向导轨(9)沿竖直设置，所述横向移动架(4)滑动连接在横向导轨(5)上，且横向移动架(4)由横向电机(2)通过横向设置的横向丝杆(3)带动实现水平往复移动，所述竖向移动架(8)滑动连接在竖向导轨(9)上，且竖向移动架(8)由竖向电机(6)通过竖向设置的竖向丝杆(7)带动实现上下往复移动；所述安装座(1)内具有安装腔(13)，上述横向移动架(4)位于安装腔(13)内，所述安装座(1)的侧部开设有横向导向孔(14)，所述横向移动架(4)的一端伸出横向导向孔(14)，且横向移动架(4)的外壁与横向导向孔(14)的孔壁滑动配合，上述横向定位座(41)固连在横向移动架(4)的伸出端。
2.根据权利要求1所述的磨床中心架，其特征在于，所述竖向电机(6)沿竖向固连在安装座(1)上，所述竖向丝杆(7)转动连接在安装座(1)上，且竖向丝杆(7)位于竖向电机(6)与竖向导轨(9)之间，竖向导轨(9)位于竖向丝杆(7)与竖向定位座(81)之间。
3.根据权利要求2所述的磨床中心架，其特征在于，所述竖向电机(6)与竖向丝杆(7)的上端通过皮带轮传动连接，所述竖向移动架(8)的端部固连有竖向螺母(82)，且竖向螺母(82)螺接在竖向丝杆(7)的下端。
4.根据权利要求1或2或3所述的磨床中心架，其特征在于，所述竖向导轨(9)至少有两条，该至少两条竖向导轨(9)并列设置，所述竖向移动架(8)呈条形板状，在竖向移动架(8)的侧面上固连有至少两竖向导向块(83)，且竖向导向块(83)分别与竖向导轨(9)一一对应并滑动配合连接，所述竖向导向块(83)的长度大于或者等于竖向移动架(8)的宽度。
5.根据权利要求1或2或3所述的磨床中心架，其特征在于，上述竖向移动架(8)位于安装腔(13)内，所述安装座(1)的侧部开设有竖向导向孔(15)，所述竖向移动架(8)的一端伸出竖向导向孔(15)，且竖向移动架(8)的两侧侧壁分别与竖向导向孔(15)的孔壁滑动配合，上述竖向定位座(81)固连在竖向移动架(8)的伸出端，所述竖向移动架(8)的伸出端与安装座(1)之间还设有导向结构。
6.根据权利要求5所述的磨床中心架，其特征在于，所述导向结构包括分别位于竖向移动架(8)上边沿和下边沿上的导向部(84)，两所述导向部(84)均位于安装腔(13)的外部，且导向部(84)具有朝向安装座(1)的导向平面(841)，所述安装座(1)的侧部具有平直且竖向设置的导向端面(18)，所述导向部(84)的导向平面(841)与安装座(1)的导向端面(18)滑动配合。
7.根据权利要求1或2或3所述的磨床中心架，其特征在于，所述横向定位座(41)和竖向定位座(81)均呈板状，所述横向定位座(41)伸出端的下部具有倾斜的横向避让斜面(412)，该横向避让斜面(412)位于横向定位面(411)的下方，所述竖向定位座(81)向上倾斜凸出部位具有竖向避让斜面(812)，所述竖向避让斜面(812)与横向避让斜面(412)相对且平行设置。
8.根据权利要求1或2或3所述的磨床中心架，其特征在于，所述横向电机(2)带动横向移动架(4)移动以及竖向电机(6)带动竖向移动架(8)移动的给进距离值为y，所述给进距离值为y＝k(x0-x)，其中k为本磨床中心架的使用常数，x0为横向定位座(41)或者竖向定位座(81)对工件精确定位时的抵靠压力设定值，x为横向定位座(41)或者竖向定位座(81)抵靠在工件上时的抵靠压力检测值。
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