CN109366292A - 一种具有换向功能的磨床 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有换向功能的磨床，涉及机床技术领域，旨在解决传统的磨床上无法实现工件自动换向的问题，其技术方案要点是：一种具有换向功能的磨床，包括床身、设置于床身的主轴、设置于床身的支座、设置于主轴与支座的顶针，还包括设置于主轴的自动换向装置、设置于床身并用于对工件进行磨削的磨削机构、设置于床身并对工件进行检测的检测机构。本发明的一种具有换向功能的磨床，可以实现工件的自动换向，从而节约人力，提高工作效率。

Description

一种具有换向功能的磨床
技术领域
本发明涉及机床技术领域，更具体地说，它涉及一种具有换向功能的磨床。
背景技术
磨床是一种利用磨具研磨工件，以获得所需之形状、尺寸及精密加工面的工具机，磨床的作用是进行高度精密和粗糙面相当小的磨削，可进行高效率磨削。特别是针对呈十字形设置的工件时，此类工件包括空心圆柱形的主体部，在主体部的外侧壁上均等设置有四根轴杆，分别为相对设置的第一轴杆、相对设置的第二轴杆，且第一轴杆和第二轴杆的端部均设置有供顶尖插入的针孔。
现有的机床上通常设置有主轴和副轴，通过在主轴和副轴上安装顶针对工件实现顶紧支撑，但是当需要对工件进行换向时，通常需要手动操作，不仅安全系数低，而且效率低下。
因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。
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具有换向功能的磨床，可实现工件的自动换向，提高工件的磨削效率。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种具有换向功能的磨床，包括床身、设置于床身的主轴、设置于床身的支座、设置于主轴与支座的顶针，还包括设置于主轴的自动换向装置、设置于床身并用于对工件进行磨削的磨削机构、设置于床身并对工件进行检测的检测机构。
通过采用上述技术方案，通过将工件放置在自动换向装置上，之后顶针伸出并对工件的两端进行支撑，之后主轴以及自动换向装置带动工件实现自转，磨削机构朝向工件移动并对工件进行磨削，检测机构可以对工件进行定位并且检测工件的磨削直径，从而确定工件的磨削量，这样在将工件的一个侧壁磨削完成时，磨削机构退回，两顶针退回，之后通过自动换向装置对工件实现自动换向，将工件的另外侧壁转动至磨削工位，顶针伸出将工件顶紧，磨削机构再次朝向工件移动并对工件的另外侧壁进行磨削，通过自动换向装置对工件的自动换向，一方面节省了人力，另一方面提高了磨削效率。
本发明进一步设置为：所述自动换向装置包括设置于主轴朝向工件一端并用于承托工件的承托机构、设置于主轴上表面并用于带动工件水平转动的换向机构。
通过采用上述技术方案，工件的主体部卡接在承托机构上，之后通过两顶尖将工件的两端顶紧，之后对工件的第一轴杆圆周面进行加工，当需要对第二轴杆进行加工时，通过换向机构带动工件在水平面内转动，从而转动工件的角度，实现工件的自动换向，便于对工件的第二轴杆进行加工，并且提高了加工效率。
本发明进一步设置为：所述承托机构包括固定连接于主轴端面的承托板、固定连接于承托板自由端表面并用于卡接工件的安装盘，所述安装盘包括呈圆盘状的底盘、连接于底盘表面的卡接盘，所述卡接盘上端伸入工件的主体部内。
通过采用上述技术方案，工作时将工件卡接在安装盘上，之后两顶针将工件第一轴杆的两端顶紧，当对工件加工时，驱动电机带动承托板转动，由于工件卡接在安装盘上，从而可以带动工件一同转动，这样承托机构不仅起到承托作用，同时起到驱动工件转动的作用；通过卡接盘伸入到工件的主体部内，实现对工件的卡接，当工件放到安装盘上时，工件的底面承托于底盘上表面，卡接盘伸入到工件的主体部内，之后两顶针将工件两端顶紧，实现对工件的承托与驱动。卡接盘的外侧壁呈圆锥形设置，这样当将工件卡接到卡接盘上时，一方面更便于工件的卡入，另一方面通过圆锥面减小对工件内壁的损伤，当换向机构带动工件在水平面内转动时，可以达到转动平稳且顺畅的技术效果。
本发明进一步设置为：所述换向机构包括固定设置于主轴上表面的转动箱，所述转动箱内设置有转动电机，所述转动电机的输出轴连接有摆臂，所述摆臂沿竖直平面摆动，所述摆臂的自由端连接有卡接气缸，所述卡接气缸的活塞杆连接有用于卡接工件并带动工件转动的卡接组件。
通过采用上述技术方案，当需要对工件转向时，转动电机带动摆臂朝向工件方向转动，直到摆臂转动至呈水平状态，此时卡接气缸伸长使得卡接组件卡住工件，顶针收回解除对工件的限制，之后卡接组件带动工件转动90°，将工件的第二轴杆转动至加工工位，实现对工件的自动换向，提高了效率。
本发明进一步设置为：所述卡接组件包括固定连接于卡接气缸活塞杆的卡接电机、连接于卡接电机输出轴的卡爪，所述卡爪包括四根卡接于工件第一轴杆和第二轴杆外侧壁的卡柱。
通过采用上述技术方案，当卡接气缸伸长推动卡爪移动至靠近工件的位置时，四根卡柱分别插接于第一轴杆和第二轴杆的外侧壁，当卡接电机带动卡爪转动时，通过四根卡柱对第一轴杆和第二轴杆侧壁施力，从而带动工件随卡接电机转动，实现换向。
本发明进一步设置为：所述磨削机构包括固定设置于床身的滑台、设置于滑台并移动的底座、转动设置于底座的砂轮，所述滑台的长度方向与主轴的轴线方向呈45°夹角设置。
通过采用上述技术方案，砂轮可以由滑台驱动沿滑台长度方向移动，这样砂轮与工件呈倾斜设置，可以避免砂轮与工件或者其他部件产生干涉，并且适应工件的加工要求，工作时电机带动砂轮转动，同时滑台带动砂轮朝向工件移动，实现对工件的磨削。
本发明进一步设置为：所述检测机构包括设置于床身的外径量仪。
通过采用上述技术方案，此处的外径量仪可以采用深圳市奇翎贸易有限公司生产的BOWERS多功能内外径量仪，可以对工件的外径进行测量，从而更好的把控工件的磨削程度，提高磨削精度。
本发明进一步设置为：所述检测机构还包括设置于床身的端面定寸装置，所述端面定寸装置包括固定于床身的安装架、固定于安装架的检测气缸、连接于检测气缸活塞杆的感应件。
通过采用上述技术方案，在将工件安装到顶针上后，检测气缸伸长并带动感应件移动至靠近工件的位置，之后主轴以及支座带动工件沿其轴向移动，当工件的端面与感应件接触时，感应件向CNC发送高速调转信号，使得主轴停止移动，并且记录此时端面的Z向坐标，从而确定每次工件安装的位置保持一致，保证工件与砂轮的相对位置一致。
本发明进一步设置为：所述感应件为接触式探针。
通过采用上述技术方案，此处优选为WRP60接触式探针，该探针通常适用于大型机床和立式车床，当工件移动过程中碰到接触式探针时，该探针自带的传感器感应到接触信号，从而向CNC发出信号，控制主轴停止移动，从而确定工件烟气轴向的位置。
本发明进一步设置为：所述床身设置有用于对砂轮降温的冷却喷头，所述冷却喷头连接有冷却油箱。
通过采用上述技术方案，当砂轮对工件进行磨削工作时，通过冷却喷头朝向砂轮喷洒冷却液，对砂轮实现降温。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
其一，通过将工件放置在自动换向装置上，之后顶针伸出并对工件的两端进行支撑，之后主轴以及自动换向装置带动工件实现自转，磨削机构朝向工件移动并对工件进行磨削，检测机构可以对工件进行定位并且检测工件的磨削直径，从而确定工件的磨削量，这样在将工件的一个侧壁磨削完成时，磨削机构退回，两顶针退回，之后通过自动换向装置对工件实现自动换向，将工件的另外侧壁转动至磨削工位，顶针伸出将工件顶紧，磨削机构再次朝向工件移动并对工件的另外侧壁进行磨削，通过自动换向装置对工件的自动换向，一方面节省了人力，另一方面提高了磨削效率；
其二，砂轮可以由滑台驱动沿滑台长度方向移动，这样砂轮与工件呈倾斜设置，可以避免砂轮与工件或者其他部件产生干涉，并且适应工件的加工要求，工作时电机带动砂轮转动，同时滑台带动砂轮朝向工件移动，实现对工件的磨削。
附图说明
图1为本发明的外部整体结构示意图；
图2为本发明的内部整体结构示意图；
图3为换向机构的结构示意图；
图4为磨削机构的结构示意图。
图中：1、床身；2、主轴；3、支座；4、顶针；5、自动换向装置；6、磨削机构；7、检测机构；8、承托机构；9、换向机构；10、承托板；11、安装盘；12、底盘；13、卡接盘；14、转动箱；15、转动电机；16、摆臂；17、卡接气缸；18、卡接组件；19、卡接电机；20、卡爪；21、卡柱；22、滑台；23、底座；24、砂轮；25、外径量仪；26、端面定寸装置；27、安装架；28、检测气缸；29、感应件；30、冷却喷头；31、冷却油箱。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。
一种具有换向功能的磨床，如图1所示，包括床身1、设置在床身1的主轴2、设置于床身1并与主轴2相对设置的支座3，在主轴2与支座3相对的端面上设置有可伸缩的顶针4，还包括设置在主轴2上的自动换向装置5，自动换向装置5可以对工件进行自动换向，在床身1上还设置有磨削机构6从而实现对工件的磨削，在床身1上还设置有用于检测工件位置以及尺寸的检测机构7；通过将工件放置在自动换向装置5上，之后顶针4伸出并对工件的两端进行支撑，之后主轴2以及自动换向装置5带动工件实现自转，磨削机构6朝向工件移动并对工件进行磨削，检测机构7可以对工件进行定位并且检测工件的磨削直径，从而确定工件的磨削量，这样在将工件的一个侧壁磨削完成时，磨削机构6退回，两顶针4退回，之后通过自动换向装置5对工件实现自动换向，将工件的另外侧壁转动至磨削工位，顶针4伸出将工件顶紧，磨削机构6再次朝向工件移动并对工件的另外侧壁进行磨削，通过自动换向装置5对工件的自动换向，一方面节省了人力，另一方面提高了磨削效率。
如图2所示，自动换向装置5包括固定设置在主轴2朝向工件一端并用于承托工件的承托机构8，还包括设置在主轴2上表面并用于带动工件水平转动的换向机构9；工件的主体部卡接在承托机构8上，之后通过两顶尖将工件的两端顶紧，之后对工件的第一轴杆圆周面进行加工，当需要对第二轴杆进行加工时，通过换向机构9带动工件在水平面内转动，从而转动工件的角度，实现工件的自动换向，便于对工件的第二轴杆进行加工，并且提高了加工效率。
如图3所示，承托机构8包括通过螺栓固定连接于主轴2端面的承托板10、螺栓固定连接于承托板10自由端表面并用于卡接工件的安装盘11；安装盘11包括呈圆盘状并通过螺栓固定连接于承托板10自由端的底盘12，还包括连接于底盘12表面并与底盘12一体成型的卡接盘13，卡接盘13上端伸入工件的主体部内；工作时将工件卡接在安装盘11上，之后两顶针4将工件第一轴杆的两端顶紧，当对工件加工时，驱动电机带动承托板10转动，由于工件卡接在安装盘11上，从而可以带动工件一同转动，这样承托机构8不仅起到承托作用，同时起到驱动工件转动的作用；通过卡接盘13伸入到工件的主体部内，实现对工件的卡接，当工件放到安装盘11上时，工件的底面承托于底盘12上表面，卡接盘13伸入到工件的主体部内，之后两顶针4将工件两端顶紧，实现对工件的承托与驱动。卡接盘13的外侧壁呈圆锥形设置，这样当将工件卡接到卡接盘13上时，一方面更便于工件的卡入，另一方面通过圆锥面减小对工件内壁的损伤，当换向机构9带动工件在水平面内转动时，可以达到转动平稳且顺畅的技术效果。
如图3所示，换向机构9包括通过螺栓固定设置于主轴2上表面的转动箱14，转动箱14内固定连接有转动电机15，转动电机15水平放置并且输出轴连接有摆臂16，摆臂16与转动电机15的输出轴垂直，摆臂16沿竖直平面摆动，摆臂16的自由端连接有卡接气缸17，卡接气缸17的活塞杆连接有用于卡接工件并带动工件转动的卡接组件18；当需要对工件转向时，转动电机15带动摆臂16朝向工件方向转动，直到摆臂16转动至呈水平状态，此时卡接气缸17伸长使得卡接组件18卡住工件，顶针4收回解除对工件的限制，之后卡接组件18带动工件转动90°，将工件的第二轴杆转动至加工工位，实现对工件的自动换向，提高了效率。
如图3所示，卡接组件18包括固定连接于卡接气缸17活塞杆的卡接电机19、连接于卡接电机19输出轴的卡爪20，卡爪20包括四根卡接于工件第一轴杆和第二轴杆外侧壁的卡柱21；当卡接气缸17伸长推动卡爪20移动至靠近工件的位置时，四根卡柱21分别插接于第一轴杆和第二轴杆的外侧壁，当卡接电机19带动卡爪20转动时，通过四根卡柱21对第一轴杆和第二轴杆侧壁施力，从而带动工件随卡接电机19转动，实现换向。
如图2和图4所示，磨削机构6包括固定设置在床身1的滑台22，在滑台22的滑座上通过螺栓固定设置有底座23，在底座23上通过转轴转动连接有砂轮24，砂轮24由电机驱动实现转动，并且滑台22的长度方向与主轴2的轴线方向呈45°夹角设置；砂轮24可以由滑台22驱动沿滑台22长度方向移动，这样砂轮24与工件呈倾斜设置，可以避免砂轮24与工件或者其他部件产生干涉，并且适应工件的加工要求，工作时电机带动砂轮24转动，同时滑台22带动砂轮24朝向工件移动，实现对工件的磨削。
如图2所示，检测机构7包括设置在床身1的外径量仪25，此处的外径量仪25可以采用深圳市奇翎贸易有限公司生产的BOWERS多功能内外径量仪25，可以对工件的外径进行测量，从而更好的把控工件的磨削程度，提高磨削精度。检测机构7还包括设置于床身1的端面定寸装置26，端面定寸装置26包括通过螺栓固定于床身1的安装架27、螺栓固定于安装架27的检测气缸28、连接于检测气缸28活塞杆的感应件29；在将工件安装到顶针4上后，检测气缸28伸长并带动感应件29移动至靠近工件的位置，之后主轴2以及支座3带动工件沿其轴向移动，当工件的端面与感应件29接触时，感应件29向CNC发送高速调转信号，使得主轴2停止移动，并且记录此时端面的Z向坐标，从而确定每次工件安装的位置保持一致，保证工件与砂轮24的相对位置一致。此处的感应件29可以采用接触式探针，在检测气缸28的活塞杆上连接有连接座，在连接座上安装接触式探针，并且此处优选为WRP60接触式探针，该探针通常适用于大型机床和立式车床，当工件移动过程中碰到接触式探针时，该探针自带的传感器感应到接触信号，从而向CNC发出信号，控制主轴2停止移动，从而确定工件烟气轴向的位置。
如图4所示，在床身1上设置有用于对砂轮24降温的冷却喷头30，冷却喷头30连接有冷却油箱31，冷却油箱31固定设置在床身1上，当砂轮24对工件进行磨削工作时，通过冷却喷头30朝向砂轮24喷洒冷却液，对砂轮24实现降温。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有换向功能的磨床，包括床身(1)、设置于床身(1)的主轴(2)、设置于床身(1)的支座(3)、设置于主轴(2)与支座(3)的顶针(4)，其特征在于：还包括设置于主轴(2)的自动换向装置(5)、设置于床身(1)并用于对工件进行磨削的磨削机构(6)、设置于床身(1)并对工件进行检测的检测机构(7)。
2.根据权利要求1所述的一种具有换向功能的磨床，其特征在于：所述自动换向装置(5)包括设置于主轴(2)朝向工件一端并用于承托工件的承托机构(8)、设置于主轴(2)上表面并用于带动工件水平转动的换向机构(9)。
3.根据权利要求2所述的一种具有换向功能的磨床，其特征在于：所述承托机构(8)包括固定连接于主轴(2)端面的承托板(10)、固定连接于承托板(10)自由端表面并用于卡接工件的安装盘(11)，所述安装盘(11)包括呈圆盘状的底盘(12)、连接于底盘(12)表面的卡接盘(13)，所述卡接盘(13)上端伸入工件的主体部内。
4.根据权利要求3所述的一种具有换向功能的磨床，其特征在于：所述换向机构(9)包括固定设置于主轴(2)上表面的转动箱(14)，所述转动箱(14)内设置有转动电机(15)，所述转动电机(15)的输出轴连接有摆臂(16)，所述摆臂(16)沿竖直平面摆动，所述摆臂(16)的自由端连接有卡接气缸(17)，所述卡接气缸(17)的活塞杆连接有用于卡接工件并带动工件转动的卡接组件(18)。
5.根据权利要求4所述的一种具有换向功能的磨床，其特征在于：所述卡接组件(18)包括固定连接于卡接气缸(17)活塞杆的卡接电机(19)、连接于卡接电机(19)输出轴的卡爪(20)，所述卡爪(20)包括四根卡接于工件第一轴杆和第二轴杆外侧壁的卡柱(21)。
6.根据权利要求1所述的一种具有换向功能的磨床，其特征在于：所述磨削机构(6)包括固定设置于床身(1)的滑台(22)、设置于滑台(22)并移动的底座(23)、转动设置于底座(23)的砂轮(24)，所述滑台(22)的长度方向与主轴(2)的轴线方向呈45°夹角设置。
7.根据权利要求1所述的一种具有换向功能的磨床，其特征在于：所述检测机构(7)包括设置于床身(1)的外径量仪(25)。
8.根据权利要求7所述的一种具有换向功能的磨床，其特征在于：所述检测机构(7)还包括设置于床身(1)的端面定寸装置(26)，所述端面定寸装置(26)包括固定于床身(1)的安装架(27)、固定于安装架(27)的检测气缸(28)、连接于检测气缸(28)活塞杆的感应件(29)。
9.根据权利要求8所述的一种具有换向功能的磨床，其特征在于：所述感应件(29)为接触式探针。
10.根据权利要求1所述的一种具有换向功能的磨床，其特征在于：所述床身(1)设置有用于对砂轮(24)降温的冷却喷头(30)，所述冷却喷头(30)连接有冷却油箱(31)。
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