CN107584384A - 一种高精度数控立轴复合磨床 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高精度数控立轴复合磨床，包括床身、旋转工作台直线导轨组件、两个旋转工作台、立柱、磨头直线导轨组件、外圆磨头组件以及内孔磨头组件，外圆磨头组件包括滑动安装于所述磨头直线导轨组件上的外圆磨头拖板、固定安装于外圆磨头拖板上的外圆磨头电机以及安装于外圆磨头电机上的外圆砂轮；内孔磨头组件包括滑动安装于磨头直线导轨组件上的内孔磨头拖板、固定安装于内孔磨头拖板上的内孔磨头电机以及安装于内孔磨头电机上的内孔砂轮，设置两个旋转工作台并在旋转工作台上对应外圆磨头组件和内孔磨头组件，一次加工实现两个零件的外圆和内孔同时加工，提高磨削效率，解决了背景技术中磨削效率不高的技术问题。

Description

一种高精度数控立轴复合磨床

技术领域

本发明属于磨床领域，具体涉及一种高精度数控立轴复合磨床。

背景技术

圆台平面磨床有两种结构形式，一种是立式圆台平面磨床，一种是卧式圆台平面磨床。立式圆台磨床系立式磨头，圆形电磁工作台，采用砂轮的端面磨削工件的表面，加工效率高，适用于平面磨削，卧式圆台平面磨床系卧式磨头，使用砂轮周边进行对工件的磨削，加工精度高，适用于精密零件的磨削加工。

现有圆台平面磨床多为单一立式圆台平面磨床或卧式圆台平面磨床，只能对工件一个端面进行单一精加工或粗加工，磨削效率低。

申请号为CN201020220252.2的发明专利公开了一种立式磨床，其包括底座，立柱，滑台、电主轴组成，底座一端安装有工作台，另一端设有带立柱滑台的立柱，立柱滑台上设有水平导轨，立柱上设有垂直导轨，立柱沿立柱滑台上的水平导轨左右滑动。本发明结构简单、紧凑、刚性好，承载能力强、性能稳定、操作者视野开阔，操作方便。加工精度高、实用性强。工件一次装夹可实现内孔、外圆、端面、台阶面、锥孔、圆锥面等各种不同工序的加工，特别适用于加工薄壁筒状、台阶形零件的磨削加工，使内、外圆的同轴度，端面、台阶面与轴心线的垂直度得到可靠的保证。

但是，该立式磨床只有一个立柱，在进行零件加工时只能对一个零件进行多道工序的加工，磨削效率不高。

发明内容

本发明目的是针对现有技术的不足，提供一种高精度数控立轴复合磨床，通过设置两个旋转工作台并在旋转工作台上对应外圆磨头组件和内孔磨头组件，一次加工实现两个零件的外圆和内孔同时加工，提高磨削效率，解决了背景技术中磨削效率不高的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高精度数控立轴复合磨床，包括床身、水平固定安装于所述床身上的旋转工作台直线导轨组件、滑动安装于所述旋转工作台直线导轨组件上的两个旋转工作台、滑动安装于所述床身且与旋转工作台直线导轨组件垂直设置的立柱以及竖直固定安装于所述立柱上的磨头直线导轨组件，其特征在于，还包括：

外圆磨头组件，所述外圆磨头组件包括滑动安装于所述磨头直线导轨组件上的外圆磨头拖板、固定安装于所述外圆磨头拖板上的外圆磨头电机以及安装于所述外圆磨头电机上的外圆砂轮；

内孔磨头组件，所述内孔磨头组件包括滑动安装于所述磨头直线导轨组件上的内孔磨头拖板、固定安装于所述内孔磨头拖板上的内孔磨头电机以及安装于所述内孔磨头电机上的内孔砂轮。

作为改进，所述磨头直线导轨组件包括两组平行的磨头导轨，每个磨头导轨内分别设置有丝杠，外圆磨头组件和内孔磨头组件分别沿相应磨头导轨实现移动。

作为改进，所述外圆磨头组件和内孔磨头组件分别与所述旋转工作台相对应设置。

作为改进，所述旋转工作台包括滑动安装于所述旋转工作台直线导轨组件上的移动拖板、固定安装于所述移动拖板上的主轴箱、转动安装于所述移动拖板上的静压转台以及安装于所述静压转台上的电磁吸盘。

作为改进，所述旋转工作台直线导轨组件包括固定水平安装于所述床身上的工作台导轨、对应安装于所述工作台导轨内的第一水平进给丝杆和第二水平进给丝杠。

作为改进，所述第一水平进给丝杆和第二水平进给丝杆上均设置有水平伺服电机。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明采用整体立柱，在立柱上分别设置外圆磨头和内孔磨头，同时在旋转工作台直线导轨组件上对应设置两个旋转工作台，外圆磨头和内孔磨头分别由拖板拖动实现各自上下移动，移动到相应位置后对旋转工作台上的零件分别进行外圆和内孔的磨削加工，数控系统采用宝元交流伺服数控系统，可控制五轴联动，分别控制外圆磨头磨削和内孔磨头磨削同时进行，提高了磨削效率；

(2)旋转工作台采用立式装夹工件，在实现一次装夹时能通过数控联动实现砂轮进行多道工序复合加工，减少因多次不同装夹造成工件加工误差大的情况的出现，且适用加工范围广，提高加工精度。

总之，本发明具有结构简单，适用范围广，运行稳定，加工精度高且效率高等优点。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的整体结构正视图；

图3为本发明的整体结构侧视图；

图4为图1中A的局部放大图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明。

实施例

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，一种高精度数控立轴复合磨床，包括床身1、水平固定安装于所述床身1上的旋转工作台直线导轨组件2、滑动安装于所述旋转工作台直线导轨组件2上的两个旋转工作台3、滑动安装于所述床身1且与旋转工作台直线导轨组件2垂直设置的立柱4以及竖直固定安装于所述立柱4上的磨头直线导轨组件5，还包括：

外圆磨头组件6，所述外圆磨头组件6包括滑动安装于所述磨头直线导轨组件5上的外圆磨头拖板61、固定安装于所述外圆磨头拖板61上的外圆磨头电机62以及安装于所述外圆磨头电机62上的外圆砂轮63；

内孔磨头组件7，所述内孔磨头组件7包括滑动安装于所述磨头直线导轨组件4上的内孔磨头拖板71、固定安装于所述内孔磨头拖板71上的内孔磨头电机72以及安装于所述内孔磨头电机72上的内孔砂轮73。

进一步地，如图1所示，所述磨头直线导轨组件5包括两组平行的磨头导轨51，每个磨头导轨51内分别设置有丝杠511，外圆磨头组件6和内孔磨头组件7分别沿相应磨头导轨51实现移动。

需要说明的是，旋转工作台3通过电磁吸盘34将工件固定在旋转工作台3上实现工件和旋转工作台3一起旋转，对应设置旋转工作台3上的外圆磨头组件6和内孔磨头组件7分别在各自磨头导轨51上由丝杆511驱动实现上下移动到相应的工位上，分别对两个旋转工作台3上工件的外圆和内孔同时进行磨削加工，磨削加工完成之后丝杆511再次驱动外圆磨头组件6和内孔磨头组件7在各自磨头导轨51上返回至原来位置。

进一步地，所述外圆磨头组件6和内孔磨头组件7分别与所述旋转工作台3相对应设置，确保外圆磨头组件6和内孔磨头组件7能分别对相应旋转工作台3上的工件进行同步加工。

进一步地，如图2所示，所述丝杠511外侧设置有磨头伺服电机512。

需要说明的是，作为一种优选的实施方式，磨头伺服电机512优选为永磁交流伺服电机，外圆磨头组件6和内孔磨头组件7在对工件进行磨削加工时精度要求高，在移动过程中要求的惯量要小以此提高系统响应的快速性，且磨头伺服电机512需要安装于所述外圆磨头组件6和内孔磨头组件7上，需要的体积和重量也要尽量的小，在同功率下永磁交流伺服电机具有更小的体积和重量。

进一步地，如图1所示，所述旋转工作台3包括滑动安装于所述旋转工作台直线导轨组件2上的移动拖板31、固定安装于所述移动拖板31上的主轴箱32、转动安装于所述移动拖板31上的静压转台33以及安装于所述静压转台33上的电磁吸盘34。

需要说明的是，旋转工作台3通过电磁吸盘34将工件固定在静压转台33上与旋转工作台3一起旋转，在旋转过程中外圆磨头组件6和内孔磨头组件7沿磨头导轨51移动到相位置对工件进行磨削加工，因此对旋转工作台3的旋转精度要求较高，静压转台33采用压力油膜作为工作介质，具有高承载刚度特性，摩擦副间无磨损，可克服爬行现象，运转灵敏平稳，同时，承载油膜的误差均化作用又使得压转台具有极高的回转精度和定位精度，提高了工件的加工精度。

进一步地，如图1所示，所述旋转工作台直线导轨组件2包括固定水平安装于所述床身1上的工作台导轨21、对应安装于所述工作台导轨21内的第一水平进给丝杆22和第二水平进给丝杠23。

需要说明的是，在对工件进行磨削加工时，外圆磨头组件6和内孔磨头组件7的纵向方向和竖直方向分别由立柱4和设置于立柱4上的磨头直线导轨组件5控制完成，要实现工件磨削精加工还需要横向方向上的调节移动，将旋转工作台3滑动安装于旋转工作台直线导轨组件2上，两个旋转工作台分别由第一水平进给丝杆22和第二水平进给丝杆23进行水平横向调节，以进行磨削加工区域进行磨削加工。

进一步地，如图1所示，所述第一水平进给丝杆22和第二水平进给丝杆23上均设置有水平伺服电机24。

需要说明的是，作为一种优选的实施方式，水平伺服电机24优选为永磁交流伺服电机，永磁交流伺服电机惯量小，易于提高系统的快速性。

工作过程：

需要加工外圆和内孔的工件分别夹持到旋转工作台3上，对应的外圆磨头组件6和内孔磨头组件7分别移动到相应的位置上，旋转工作台3由第一水平进给丝杆22和第二水平进给丝杠23驱动进行横向移动，移动到相应的加工位置，外圆磨头组件6和内孔磨头组件7开始对工件进行磨削加工，加工完成后旋转工作台3、外圆磨头组件6和内孔磨头组件7回到原始位置，机械手将加工完的工件取下，再次夹取工件至旋转工作台3上进行加工，以此循环。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种高精度数控立轴复合磨床，包括床身(1)、水平固定安装于所述床身(1)上的旋转工作台直线导轨组件(2)、滑动安装于所述旋转工作台直线导轨组件(2)上的两个旋转工作台(3)、滑动安装于所述床身(1)且与旋转工作台直线导轨组件(2)垂直设置的立柱(4)以及竖直固定安装于所述立柱(4)上的磨头直线导轨组件(5)，其特征在于，还包括：

外圆磨头组件(6)，所述外圆磨头组件(6)包括滑动安装于所述磨头直线导轨组件(5)上的外圆磨头拖板(61)、固定安装于所述外圆磨头拖板(61)上的外圆磨头电机(62)以及安装于所述外圆磨头电机(62)上的外圆砂轮(63)；以及

内孔磨头组件(7)，所述内孔磨头组件(7)包括滑动安装于所述磨头直线导轨组件(5)上的内孔磨头拖板(71)、固定安装于所述内孔磨头拖板(71)上的内孔磨头电机(72)以及安装于所述内孔磨头电机(72)上的内孔砂轮(73)。

2.如权利要求1所述的一种高精度数控立轴复合磨床，其特征在于，所述磨头直线导轨组件(5)包括两组平行的磨头导轨(51)，每个磨头导轨(51)内分别设置有丝杠(511)，外圆磨头组件(6)和内孔磨头组件(7)分别沿相应磨头导轨(51)实现移动。

3.如权利要求1所述的一种高精度数控立轴复合磨床，其特征在于，所述外圆磨头组件(6)和内孔磨头组件(7)分别与所述旋转工作台(3)相对应设置。

4.如权利要求2所述的一种高精度数控立轴复合磨床，其特征在于，所述丝杠(511)外侧设置有磨头伺服电机(512)。

5.如权利要求1所述的一种高精度数控立轴复合磨床，其特征在于，所述旋转工作台(3)包括滑动安装于所述旋转工作台直线导轨组件(2)上的移动拖板(31)、固定安装于所述移动拖板(31)上的主轴箱(32)、转动安装于所述移动拖板(31)上的静压转台(33)以及安装于所述静压转台(33)上的电磁吸盘(34)。

6.如权利要求1所述的一种高精度数控立轴复合磨床，其特征在于，所述旋转工作台直线导轨组件(2)包括固定水平安装于所述床身(1)上的工作台导轨(21)、对应安装于所述工作台导轨(21)内的第一水平进给丝杆(22)和第二水平进给丝杠(23)。

7.如权利要求5所述的一种高精度数控立轴复合磨床，其特征在于，所述第一水平进给丝杆(22)和第二水平进给丝杆(23)上均设置有水平伺服电机(24)。