CN109531380B - 用于磨削淬火和精密磨削的专用平面磨床 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于磨削淬火和精密磨削的专用平面磨床，其包括机床床身、回转机构、双磨头、双磨头切换装置、双磨头垂直进给驱动装置、工作台、干冰冷却装置和负压吸尘装置；双磨头设置在回转机构上，双磨头包括主轴电机及设置在主轴电机上的磨削淬火磨头及精密磨削磨头，双磨头切换装置及双磨头垂直进给驱动装置连接回转机构，所述干冰冷却装置具有一连接干冰储存罐的喷头，喷头安装在双磨头的精密磨削磨头上，负压吸尘装置设置在机床床身的一侧。不仅可以实现磨削加工与表面淬火的工序集中，而且提高加工精度和生产效率，简化机床结构，降低制造成本；同时避免工作环境的污染，保证工作人员的健康和机器设备的良好运行。
Description
技术领域
本发明涉及一种机床，特别是指一种用于磨削淬火和精密磨削的专用平面磨床。
背景技术
由于磨削淬火需要大量的磨削热，所以采用无冷却剂的干磨削方式；而精密磨削却需采用大量的冷却剂来消除磨削热对加工表面的热损伤，使得磨削淬火砂轮和精密磨削砂轮无法共用。现在的平面磨床一根主轴只安装一个磨头，磨削淬火后工件的精密磨削加工需要在另一台磨床或另一主轴上进行，由于工件二次装夹和对刀，增大了加工误差，延长了加工时间，而且增加了设备与人员的投入。
如公开号为CN103949959A、名称为一种多功能磨床的中国发明专利；公开号为CN107627185A、名称为一种双磨头双工作台立轴锯台平面磨床的中国发明专利；公开号为CN206105579U、名称为一种数控磨床上的双磨头结构的中国发明专利等，上述各专利的双磨头分别安装在二根主轴上，二根主轴又分别安装在两个立柱上，机床的结构复杂、制造成本高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，而提供一种可简化机床机构，降低制造成本的用于磨削淬火和精密磨削的专用平面磨床，可实现磨削加工与表面淬火的工序几种，提高加工精度和生产效率，同时避免工作环境的污染，保证工作人员的健康和机器设备的运行。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种用于磨削淬火和精密磨削的专用平面磨床，其包括机床床身、回转机构、双磨头、双磨头切换装置、双磨头垂直进给驱动装置、工作台、干冰冷却装置和负压吸尘装置；所述回转机构设置在机床床身上，双磨头设置在回转机构上，该双磨头包括主轴电机及设置在主轴电机上的磨削淬火磨头及精密磨削磨头，所述双磨头切换装置及双磨头垂直进给驱动装置连接回转机构，所述工作台设置在机床床身上，所述干冰冷却装置具有一连接干冰储存罐的喷头，喷头安装在双磨头的精密磨削磨头上，负压吸尘装置设置在机床床身的一侧。
进一步，所述的机床床身包括前床身和后床身，所述的回转机构置于后床身上方，所述的双磨头切换装置安装在后床身和回转机构之间，所述的磨头垂直进给驱动装置安装在回转机构的顶部。
进一步，所述的工作台包括横向进给工作台和纵向进给工作台，横向进给工作台置于在前床身上方，纵向进给工作台置于横向进给工作台上方。
进一步，所述回转机构包括有回转立柱、大齿圈、小齿轮和回转伺服电机，所述的回转伺服电机置于所述后床身内部，所述的大齿圈与回转立柱固定连接，回转伺服电机通过小齿轮与大齿圈啮合传动，所述回转伺服电机驱动所述回转立柱绕其中心旋转。
进一步，所述双磨头还包括磨削淬火用电磁离合器及精密磨削用电磁离合器，所述主轴电机具有两侧输出轴；所述磨削淬火用电磁离合器及磨削淬火磨头置于所述主轴电机设置在其中一输出轴上；所述精密磨削用电磁离合器级精密磨削磨头置在所述主轴电机的另一输出轴上；所述主轴电机通过所述磨削淬火用电磁离合器或精密磨削用电磁离合器对应驱动所述磨削淬火磨头或精密磨削磨头旋转。
进一步，所述双磨头切换装置包括行程触点开关及定位凸轮凹槽，行程触点开关包括淬火磨削行程触点开关和精磨削行程触点开关；所述淬火磨削行程触点开关设置在磨削淬火磨头正下方的回转立柱底端；所述精磨削行程触点开关装在精密磨削磨头正下方的回转立柱底端；所述定位凸轮凹槽设于后床身正前方的顶部端面上。
进一步，所述双磨头垂直进给驱动装置包括导柱、升降伺服电机、同步齿形带传动装置及双滚珠丝杆螺母副；所述升降伺服电机设置于所述回转立柱顶部；所述双滚珠丝杆螺母副设置于所述回转立柱内部并安装在所述双磨头两侧；所述升降伺服电机通过所述同步齿形带传动装置和所述双滚珠丝杆螺母副驱动所述双磨头沿导柱作垂直进给运动。
进一步，所述干冰冷却装置包括储存罐、可伸缩管路及喷嘴，所述喷嘴安装在所述精密磨削磨头的一侧，所述储存罐安装在后床身的下方。
进一步，所述负压吸尘装置包括负压发生器、伸缩除尘软管、固定吸尘罩和可伸缩吸尘罩；所述的负压吸尘装置的负压发生器安装在前床身侧面，固定吸尘罩安装在纵向进给工作台左侧，可伸缩的吸尘罩安装在回转立柱中部，伸缩除尘软管两端连接负压发生器和固定吸尘罩。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明机床采用了单电机双磨头，由一台主轴电机分别驱动磨削淬火磨头及精密磨削磨头工作，减少了磨头传动装置；
(2)本发明采用回转机构和双磨头切换装置实现了磨头转位与切换的同步，减少了机床立柱和加工辅助时间，简化了机床结构，提高了生产率；
(3)本发明采用了磨头垂直进给驱动装置，由一台电机通过双丝杠螺母副驱动磨头垂直进给，消除了单侧驱动引起的磨头侧移现象，提高了磨头垂直进给时的运动平稳性和进给精度；
(4)本发明采用干冰冷却装置，可实现精密磨削的高效冷却，提高了工件表面加工质量；
(5)本发明自带负压吸尘装置，可减少磨削加工过程中的粉尘污染，保护工作人员身体健康。
综上所述，本发明不仅可以实现磨削加工与表面淬火的工序集中，而且提高加工精度和生产效率，简化机床结构，降低制造成本；同时避免工作环境的污染，保证工作人员的健康和机器设备的良好运行。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的正视图。
图2为本发明较佳实施例的左视图。
图3为本发明较佳实施例的俯视图。
图4为图2中Ⅲ处的放大图。
图5为图1中Ⅱ处的放大图。
图6为图1中Ⅰ处的放大他。
具体实施方
为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示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装置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。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。图中X,Y,Z表示动作方向，B表示旋转方向。
如图1至图6所示，本发明的一种用于磨削淬火和精密磨削的专用平面磨床，包括机床床身1、回转机构2、双磨头3、双磨头切换装置4、双磨头垂直进给驱动装置5、工作台6、干冰冷却装置7和负压吸尘装置8。
所述的机床床身1包括前床身11和后床身12。
所述的回转机构2置于后床身12上方。如图4所示，该回转机构2包括有回转立柱21、大齿圈22、小齿轮23和回转伺服电机24。所述的回转伺服电机24置于所述后床身12内部，所述的大齿圈22与回转立柱21固定连接，回转伺服电机24通过小齿轮23与大齿圈22啮合传动，所述回转伺服电机24驱动所述回转立柱21绕其中心旋转。
所述的双磨头3置于所述回转机构2的内部，该双磨头3包括精密磨削磨头31、磨削淬火磨头32、主轴电机33、精密磨削用电磁离合器34及磨削淬火用电磁离合器35。所述主轴电机33呈水平布置，且具有两侧输出轴，所述磨削淬火用电磁离合器35、磨削淬火磨头32置于所述主轴电机33右侧输出轴上；所述精密磨削用电磁离合器34、精密磨削磨头31置于所述主轴电机33左侧输出轴上；所述主轴电机33通过所述磨削淬火用电磁离合器35驱动所述磨削淬火磨头32旋转；主轴电机33也可通过所述精密磨削用电磁离合器34驱动所述精密磨削磨头31旋转。
所述双磨头切换装置4安装在后床身12和回转机构2之间，其包括行程触点开关41和定位凸轮凹槽42，行程触点开关41包括淬火磨削行程触点开关411和精磨削行程触点开关412；所述淬火磨削行程触点开关411装在磨削淬火磨头32正下方的回转立柱21底端；所述精磨削行程触点开关412装在精密磨削磨头31正下方的回转立柱21底端；所述定位凸轮凹槽42位于后床身12正前方的顶部端面上；所述回转立柱21在初始位置时，淬火磨削行程触点开关411滑动进入定位凸轮凹槽42时，磨削淬火用电磁离合器35闭合，主轴电机33通电后驱动磨削淬火磨头32旋转，这时精密磨削用电磁离合器34处于断开状态，精密磨削磨头31不旋转；所述回转立柱21顺时针转位180°时，精磨削行程触点开关412滑动进入定位凸轮凹槽42时，精密磨削用电磁离合器34闭合，主轴电机33通电后驱动精密磨削磨头31旋转，这时磨削淬火用电磁离合器35处于断开状态，磨削淬火磨头32不旋转；所述的定位凸轮凹槽42的两侧边为扁振幅的余弦曲线，淬火磨削行程触点开关411和精磨削行程触点开关412可在其轮廓线灵活滑动。
所述双磨头垂直进给驱动装置5安装在回转机构2的顶部，双磨头垂直进给驱动装置5包括导柱51、升降伺服电机52、同步齿形带传动装置53和双滚珠丝杆螺母副54；所述升降伺服电机52置于所述回转立柱21顶部；所述双滚珠丝杆螺母副54置于所述回转立柱21内部并安装在所述双磨头3两侧；所述升降伺服电机52通过所述同步齿形带传动装置53和所述双滚珠丝杆螺母副54驱动所述双磨头3沿导柱51作垂直进给运动。
所述的工作台6包括横向进给工作台61和纵向进给工作台62，横向进给工作台置于在前床身11上方，纵向进给工作台62置于横向进给工作台61上方。
所述干冰冷却装置7包括储存罐71、可伸缩管路72和喷嘴73，储存罐71安装在后床身12下方，所述喷嘴73安装在双磨头3的精密磨削磨头31的右侧。
所述负压吸尘装置8包括负压发生器81、伸缩除尘软管82、固定吸尘罩83和可伸缩吸尘罩84；所述的负压吸尘装置8的负压发生器81安装在前床身11侧面，固定吸尘罩83安装在纵向进给工作台62左侧，可伸缩的吸尘罩84安装在回转立柱21中部，伸缩除尘软管82两端连接负压发生器81和固定吸尘罩83。
磨削淬火加工时，回转立柱21处于初始位置，淬火磨削行程触点开关411处于定位凸轮凹槽42中，磨削淬火用电磁离合器35闭合，主轴电机33通电后驱动磨削淬火磨头32旋转，此时精密磨削行程触点开关412脱离定位凸轮凹槽42，精密磨削用电磁离合器34断开，精密磨削磨头31不旋转；升降伺服电机52通电，通过同步齿形带传动装置53和双滚珠丝杆螺母副54驱动双磨头3沿导柱51作向下的垂直进给运动，直至达到要求的磨削深度；工作台62带动工件按要求的进给速度做X向往复运动，工作台61带动工件做Z向间歇移动，完成平面的磨削淬火加工。
磨削淬火加工后，工件固定不动，回转立柱21在回转伺服电机24驱动下顺时针转位180°，精磨削行程触点开关412滑动进入定位凸轮凹槽42，精密磨削用电磁离合器34闭合，主轴电机33通电后驱动精密磨削磨头31旋转，而磨削淬火磨削行程触点开关411脱离定位凸轮凹槽42，磨削淬火用电磁离合器35断开，磨削淬火磨头32不旋转；升降伺服电机52通电，通过同步齿形带传动装置53和双滚珠丝杆螺母副54驱动双磨头3沿导柱51作向下的垂直进给运动，直至达到精密磨削要求的磨削深度；工作台62带动工件按精密磨削要求的进给速度做X向往复运动，工作台61带动工件做Z向间歇移动，完成平面的精密磨削加工。在精密磨削的同时，干冰冷却装置7启动，喷嘴73喷出的CO2对砂轮和工件进行冷却，以降低磨削温度，保证精密磨削的加工表面质量。
本发明机床用于磨削淬火和精密磨削的专用平面磨床采用了单电机双磨头，由一台主轴电机分别驱动磨削淬火磨头及精密磨削磨头工作，减少了磨头传动装置；本发明的回转机构和双磨头切换装置实现了磨头转位与切换的同步，减少了机床立柱和加工辅助时间，简化了机床结构，提高了生产率；本发明的磨头垂直进给驱动装置由一台升降伺服电机通过双丝杠螺母副驱动磨头垂直进给，消除了单侧驱动引起的磨头侧移现象，提高了磨头垂直进给时的运动平稳性和进给精度；本发明采用干冰冷却装置，可实现精密磨削的高效冷却，提高了工件表面加工质量；本发明自带负压吸尘装置，可减少磨削加工过程中的粉尘污染，保护工作人员身体健康。
综上所述，本发明不仅可以实现磨削加工与表面淬火的工序集中，而且提高加工精度和生产效率，简化机床结构，降低制造成本；同时避免工作环境的污染，保证工作人员的健康和机器设备的良好运行。
上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。
Claims (5)
1.一种用于磨削淬火和精密磨削的专用平面磨床，其特征在于：包括机床床身、回转机构、双磨头、双磨头切换装置、双磨头垂直进给驱动装置、工作台、干冰冷却装置和负压吸尘装置；所述回转机构设置在机床床身上，双磨头设置在回转机构上，该双磨头包括主轴电机及设置在主轴电机上的磨削淬火磨头及精密磨削磨头，所述双磨头切换装置及双磨头垂直进给驱动装置连接回转机构，所述工作台设置在机床床身上，所述干冰冷却装置具有一连接干冰储存罐的喷头，喷头安装在双磨头的精密磨削磨头上，负压吸尘装置设置在机床床身的一侧；所述的工作台包括横向进给工作台和纵向进给工作台，横向进给工作台置于在前床身上方，纵向进给工作台置于横向进给工作台上方；
所述双磨头切换装置包括行程触点开关及定位凸轮凹槽，行程触点开关包括淬火磨削行程触点开关和精磨削行程触点开关；所述淬火磨削行程触点开关设置在磨削淬火磨头正下方的回转立柱底端；所述精磨削行程触点开关装在精密磨削磨头正下方的回转立柱底端；所述定位凸轮凹槽设于后床身正前方的顶部端面上；所述的定位凸轮凹槽两侧边为扁振幅的余弦曲线，淬火磨削行程触点开关和精磨削行程触点开关在其轮廓线灵活滑动；
所述干冰冷却装置包括储存罐、可伸缩管路及喷嘴，所述喷嘴安装在所述精密磨削磨头的一侧，所述储存罐安装在后床身的下方；
所述负压吸尘装置包括负压发生器、伸缩除尘软管、固定吸尘罩和可伸缩吸尘罩；所述的负压吸尘装置的负压发生器安装在前床身侧面，固定吸尘罩安装在纵向进给工作台左侧，可伸缩的吸尘罩安装在回转立柱中部，伸缩除尘软管两端连接负压发生器和固定吸尘罩。
2.如权利要求1所述的用于磨削淬火和精密磨削的专用平面磨床，其特征在于：所述的机床床身包括前床身和后床身，所述的回转机构置于后床身上方，所述的双磨头切换装置安装在后床身和回转机构之间，所述的双磨头垂直进给驱动装置安装在回转机构的顶部。
3.如权利要求1所述的用于磨削淬火和精密磨削的专用平面磨床，其特征在于：所述回转机构包括有回转立柱、大齿圈、小齿轮和回转伺服电机，所述的回转伺服电机置于所述后床身内部，所述的大齿圈与回转立柱固定连接，回转伺服电机通过小齿轮与大齿圈啮合传动，所述回转伺服电机驱动所述回转立柱绕其中心旋转。
4.如权利要求1所述的用于磨削淬火和精密磨削的专用平面磨床，其特征在于：所述双磨头还包括磨削淬火用电磁离合器及精密磨削用电磁离合器，所述主轴电机具有两侧输出轴；所述磨削淬火用电磁离合器及磨削淬火磨头置于所述主轴电机的其中一输出轴上；所述精密磨削用电磁离合器级精密磨削磨头置在所述主轴电机的另一输出轴上；所述主轴电机通过所述磨削淬火用电磁离合器或精密磨削用电磁离合器对应驱动所述磨削淬火磨头或精密磨削磨头旋转。
5.如权利要求1所述的用于磨削淬火和精密磨削的专用平面磨床，其特征在于：所述双磨头垂直进给驱动装置包括导柱、升降伺服电机、同步齿形带传动装置及双滚珠丝杆螺母副；所述升降伺服电机设置于所述回转立柱顶部；所述双滚珠丝杆螺母副设置于所述回转立柱内部并安装在所述双磨头两侧；所述升降伺服电机通过所述同步齿形带传动装置和所述双滚珠丝杆螺母副驱动所述双磨头沿导柱作垂直进给运动。
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