CN110405558A - 一种三面同时加工的直线导轨成型机床和加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三面同时加工的直线导轨成型机床，包括机床床身、工作台、送料组件、磨削装置和控制台，所述磨削装置包括上磨削组件、左磨削组件和右磨削组件，所述上、左和右磨削组件均包括可上下移动的主滑板、可左右移动的副滑板和固定安装在所述副滑板上的驱动电机和砂轮，所述主架体或侧架体与主滑板之间以及所述主滑板与副滑板之间均设置有丝杆传动组件，所述上、左和右磨削组件还分别设置有对刀组件。本发明采用三面同时加工的方法，对待加工的直线导轨的三个面同时进行加工，加工速度快，生产效率高，操作更加简单省力，减小加工应力的影响，提高了加工精度和加工质量。
Description
技术领域
本发明属于机械加工技术领域，具体涉及一种三面同时加工的直线导轨成型机床和加工方法。
背景技术
直线导轨的加工成型主要分为：冷轧成型、打孔、热处理、磨削和后处理，其中，磨削通常采用直线导轨成型机床加工处理，常用的直线导轨成型机床一次只能对直线导轨的一个面加工，如要完成三个面的全部加工，就需要重新固定直线导轨，加工效率较低，并且，因每次固定直线导轨都会存在一定的误差，最终会在一定程度上降低加工精度。因此，需要一种能够三面同时加工的直线导轨成型机床，以提升加工效率和加工精度。
目前，市场上有一种三轴磨床，如中国专利CN201710133096，公开了一种龙门式立磨高精度三轴磨床，但是，该种三轴磨床仅仅是能够控制磨头在X/Y/Z三个方向上进行平移，来提高定位和加工精度，并不能在三个方向上进行同时加工。
发明内容
本发明的目的在于提供一种三面同时加工的直线导轨成型机床和加工方法，能对直线导轨顶面和两个侧面同时进行加工，加工效率高，加工精度高。
为了实现上述目的，本发明提出了以下技术方案：一种三面同时加工的直线导轨成型机床，包括机床床身、用于固定直线导轨的工作台、连接工作台和机床床身的送料组件、位于机床机头位置处的磨削装置和控制送料组件、磨削装置的控制台，所述送料组件包括固定在机床床身上的磁轨和固定在工作台下方的直线电机，所述磨削装置包括上磨削组件、左磨削组件和右磨削组件，所述左磨削组件和有磨削组件设置在位于所述机床床身上方的主架体上，所述上磨削组件设置在位于所述机床床身侧方的侧架体上，所述上、左和右磨削组件均包括可上下移动的主滑板、可左右移动的副滑板和固定安装在所述副滑板上的驱动电机和砂轮，所述主滑板滑动连接所述主架体或侧架体，所述副滑板滑动连接所述主滑板，其中，所述主架体或侧架体与主滑板之间以及所述主滑板与副滑板之间均设置有丝杆传动组件，所述上、左和右磨削组件还分别设置有对刀组件。
本发明在使用时，首先通过控制台控制直线电机将直线导轨送至磨削组件，所述对刀组件对砂轮进行对刀，砂轮对准后，控制台控制上、左和右磨削组件的砂轮分别对直线导轨的顶部面和左右两个侧面同时进行磨削。
作为优选，所述主架体或侧架体上均设置有竖向的滑块，所述主滑板面向所述主架体或侧架体一侧开设有与所述滑块对应的滑槽，所述主滑板远离所述主架体或侧架体一侧设置有横向的滑轨，所述副滑板面向所述主滑板一侧固定设置有对应所述滑轨的滑座，所述主滑板与主架体、侧架体之间以及所述副滑板与主滑板之间通过所述滑块和滑槽或者滑轨和滑座滑动连接，滑动流畅，且稳定性较高，晃动较小。
作为优选，每个所述主架体和侧架体的滑块以及每个所述主滑板上的滑轨均设置有两个，对称设置在所述主架体、侧架体和主滑板两侧，有利于增加滑动的稳定性和流畅性。
作为优选，所述丝杆传动组件包括丝杆伺服电机和丝杆，所述丝杆伺服电机固定安装在所述主架体、侧架体或主滑板上，所述主架体、侧架体或主滑板上固定设置有轴座，所述丝杆两端转动连接于所述轴座中，其中一端伸出所述轴座并固定连接于所述丝杆伺服电机的转轴，所述主滑板或副滑板上固定连接有与所述丝杆适配的丝杆螺母，在使用时，所述丝杆伺服电机启动，带动丝杆转动，因丝杆转动设置于所述轴座中，不会进行轴向的位移，因而带动所述丝杆螺母沿所述丝杆的轴向移动，从而带动所述主滑板或副滑板移动，实现所述上、左和右磨削组件的竖向和横向位移。
作为优选，所述左、右磨削组件的主滑板为同一主滑板，即所述左、右磨削组件的副滑板滑动连接于同一主滑板，该主滑板由同一丝杆传动组件传动，使得所述左、右磨削组件同时进行上下移动，便于两侧面的同时加工。
作为优选，所述对刀组件包括常用的对刀仪，对刀精确高效。
作为优选，所述驱动电机通过螺钉直接固定在所述副滑板上，所述砂轮直接固定安装在所述驱动电机的转轴上，其中，所述上磨削组件中的砂轮的轴向水平设置，所述左、右磨削组件的砂轮的轴向竖直设置。
作为优选，所述滑块或滑轨的侧壁中部设有凹槽，所述滑槽或滑座的槽壁中部设有与所述凹槽对应的凸起，增加滑块和滑槽或者滑轨和滑座连接的稳定性，防止脱离。
作为优选，机床床身上还设置有金钢轮，用于磨修所述砂轮，增加砂轮的磨削效率。
作为优选，所述机床床身上方还设置有可翻转的防护盖，用于防止灰尘进入，
本发明还提出了一种三面同时加工的直线导轨加工方法，应用一种三面同时加工的直线导轨成型机床，具体步骤如下：
（1）将原材料冷轧成型，形成型材；
（2）在型材上进行孔加工，开设安装孔；
（3）进行热处理，消除加工应力；
（4）通过安装孔，将型材固定在工作台上；
（5）实用金刚轮对砂轮进行维护；
（6）通过对刀仪进行砂轮对刀；
（7）检测导轨安装精度，并进行调整；
（8）通过控制台启动机床，进行三面同时磨削，形成直线导轨；
（9）进行后处理；
（10）进行检测及矫直。
其中，步骤（8）具体为：控制台控制直线电机，将型材送至所述磨削装置处，所述控制台启动驱动电机，使砂轮传动，并通过丝杆传动组件控制主滑板上下移动、控制副滑板左右移动，对型材的顶部面、左侧面和右侧面三面同时加工，形成直线。
作为优选，步骤（3）具体为：对型材进行热处理，以50~100℃/h的速度加热至550~800℃，保温3~5h后，以30~50℃/h的速度冷却至200℃之后，进行空冷至室温。
本发明的有益效果是：采用三面同时加工的方法，对待加工直线导轨三个面同时进行加工，加工速度快，生产效率高，操作更加简单省力，减小加工应力的影响，提高了加工精度和加工质量。
附图说明
图1为本发明实施例的立体图；
图2为本发明实施例磁轨的示意图；
图3为本发明实施例左、右磨削组件的立体图；
图4为本发明实施例上磨削组件的立体图；
图5为本发明实施例左、右磨削组件的局部放大图；
图6为本发明实施例上磨削组件的局部放大图；
图7为本发明实施例滑轨的示意图；
图8为本发明实施例金刚轮的示意图；
图中各项分别为：1机床床身，11主架体，12侧架体，13金刚轮，14防护盖，2工作台，3控制台，4磁轨，5直线电机，6A上磨削组件，6B左磨削组件，6C右磨削组件，61主滑板，62副滑板，63驱动电机，64砂轮，65滑块，66滑槽，67滑轨，68滑座，69凹槽，610凸起，7丝杆传动组件，71丝杆伺服电机，72丝杆，73轴座，74丝杆螺母。
具体实施方式
下面将结合实施例和附图对本发明的技术方案作详细的描述。其中，所述上、左、右等方位是相对实际运行时的直线导轨而言的，其中，位于直线导轨两侧即为左和右，仅仅是为了使描述更加简单直观，并不是对本发明技术方案的限定。需要注意的是，在以下实施例中，各零部件间的固定连接，除特别说明外，均通过螺钉或螺丝螺母实现。
实施例1
如图1~6所示，一种三面同时加工的直线导轨成型机床，包括机床床身1、用于固定直线导轨8的工作台2、连接工作台2和机床床身1的送料组件、位于机床机头位置处的磨削装置和控制送料组件、磨削装置的控制台3，所述送料组件包括固定在机床床身1上的磁轨4和固定在工作台2下方的直线电机5，所述磨削装置包括上磨削组件6A、左磨削组件6B和右磨削组件6C，所述左磨削组件6B和有磨削组件6C设置在位于所述机床床身1上方的主架体11上，所述上磨削组件6A设置在位于所述机床床身1侧方的侧架体12上，所述上、左和右磨削组件（6A、6B和6C）均包括可上下移动的主滑板61、可左右移动的副滑板62和固定安装在所述副滑板62上的驱动电机63和砂轮64，所述主滑板61滑动连接所述主架体11或侧架体12，所述副滑板62滑动连接所述主滑板61，其中，所述主架体11或侧架体12与主滑板61之间以及所述主滑板61与副滑板62之间均设置有丝杆传动组件7，所述上、左和右磨削组件（6A、6B和6C）还分别设置有对刀组件（图中未画出）。
在本实施例中，所述驱动电机63通过螺钉直接固定在所述副滑板62上，所述砂轮64直接固定安装在所述驱动电机63的转轴上，其中，所述上磨削组件6A中的砂轮64的轴向水平设置，所述左、右磨削组件（6B、6C）的砂轮64的轴向竖直设置。
本实施例在使用时，首先通过控制台3控制直线电机5将直线导轨8送至磨削组件，所述对刀组件对砂轮64进行对刀，砂轮64对准后，控制台3控制上、左和右磨削组件（6A、6B和6C）的砂轮64分别对直线导轨8的顶部面和左右两个侧面同时进行磨削。
在本实施例中，所述主架体11或侧架体12上均设置有竖向的滑块65，所述主滑板61面向所述主架体11或侧架体12一侧开设有与所述滑块65对应的滑槽66，所述主滑板61远离所述主架体11或侧架体12一侧设置有横向的滑轨67，所述副滑板62面向所述主滑板61一侧固定设置有对应的滑轨67的滑座68，所述主滑板61与主架体11、侧架体12之间以及所述副滑板62与主滑板61之间通过所述滑块65和滑槽66或者滑轨67和滑座68滑动连接，滑动流畅，且稳定性较高，晃动较小。
进一步地，每个所述主架体11和侧架体12的滑块65以及每个所述主滑板61上的滑轨67均设置有两个，对称设置在所述主架体11、侧架体12或主滑板61两侧，有利于增加滑动的稳定性和流畅性。
进一步地，所述左、右磨削组件（6B、6C）的主滑板61为同一个主滑板61，即所述左、右磨削组件（6B、6C）的副滑板62滑动连接于同一个主滑板61，该主滑板61由同一丝杆传动组件7传动，使得所述左、右磨削组件（6B、6C）同时进行上下移动，便于两侧面的同时加工。
在本实施例中，所述丝杆传动组件7包括丝杆伺服电机71和丝杆72，所述丝杆伺服电机71固定安装在所述主架体11、侧架体12或主滑板61上，所述主架体11、侧架体12或主滑板61上固定设置有轴座73，所述丝杆72两端转动连接于所述轴座73中，其中一端伸出所述轴座73并固定连接于所述丝杆伺服电机71的转轴，所述主滑板61或副滑板62上固定连接有与所述丝杆72适配的丝杆螺母74，在使用时，所述丝杆伺服电机71启动，带动丝杆72转动，因丝杆72转动设置于所述轴座73中，不会进行轴向的位移，因而带动所述丝杆螺母74沿所述丝杆72的轴向移动，从而带动所述主滑板61或副滑板62移动，实现所述上、左和右磨削组件（6A、6B和6C）的竖向和横向位移。
在本实施例中，所述对刀组件包括常用的对刀仪，对刀精确高效。
如图7所示，所述滑块65和滑轨67的侧壁中部设有凹槽69，所述滑槽66和滑座68的槽壁中部设有与所述凹槽69对应的凸起610，增加滑块65和滑槽66以及滑轨67和滑座68连接的稳定性，防止脱离。
如图8所示，机床床身1上还设置有金钢轮13，用于磨修所述砂轮64，增加砂轮64的磨削效率。
在本实施例中，所述机床床身1上方还设置有可翻转的防护盖14，用于防止灰尘进入。
实施例2
实施例是基于实施例1的，本实施例包括一种三面同时加工的直线导轨加工方法，应用一种三面同时加工的直线导轨成型机床，具体步骤如下：
（1）将原材料冷轧成型，形成型材；
（2）在型材上进行孔加工，开设安装孔；
（3）进行热处理，消除加工应力；
（4）通过安装孔，将型材固定在工作台上；
（5）实用金刚轮对砂轮进行维护；
（6）通过对刀仪进行砂轮对刀；
（7）检测导轨安装精度，并进行调整；
（8）通过控制台启动机床，进行三面同时磨削，形成直线导轨；
（9）进行后处理；
（10）进行检测及矫直。
其中，步骤（8）具体为：控制台控制直线电机，将型材送至所述磨削装置处，所述控制台启动驱动电机，使砂轮传动，并通过丝杆传动组件控制主滑板上下移动、控制副滑板左右移动，对型材的顶部面、左侧面和右侧面三面同时加工，形成直线。
作为优选，步骤（3）具体为：对型材进行热处理，以50~100℃/h的速度加热至550~800℃，保温3~5h后，以30~50℃/h的速度冷却至200℃之后，进行空冷至室温。
实施例3
本实施例是基于实施例2的，区别在于：
本实施例包括一种三面同时加工的直线导轨加工方法，应用一种三面同时加工的直线导轨成型机床，具体步骤如下：
（1）将原材料冷轧成型，形成型材；
（2）在型材上进行孔加工，开设安装孔；
（3）进行热处理，以50℃/h的速度加热至550℃，保温3h后，以30℃/h的速度冷却至200℃之后，进行空冷至室温，消除加工应力；
（4）通过安装孔，将型材固定在工作台上；
（5）实用金刚轮对砂轮进行维护；
（6）通过对刀仪进行砂轮对刀；
（7）检测导轨安装精度，并进行调整；
（8）通过控制台启动机床，进行三面同时磨削，形成直线导轨；
（9）进行后处理；
（10） 进行检测及矫直。
实施例4
本实施例是基于实施例2的，区别在于：
本实施例包括一种三面同时加工的直线导轨加工方法，应用一种三面同时加工的直线导轨成型机床，具体步骤如下：
（1）将原材料冷轧成型，形成型材；
（2）在型材上进行孔加工，开设安装孔；
（3）进行热处理，以75℃/h的速度加热至650℃，保温4h后，以40℃/h的速度冷却至200℃之后，进行空冷至室温，消除加工应力；；
（4）通过安装孔，将型材固定在工作台上；
（5）实用金刚轮对砂轮进行维护；
（6）通过对刀仪进行砂轮对刀；
（7）检测导轨安装精度，并进行调整；
（8）通过控制台启动机床，进行三面同时磨削，形成直线导轨；
（9）进行后处理；
（10）进行检测及矫直。
实施例5
本实施例是基于实施例2的，区别在于：
本实施例包括一种三面同时加工的直线导轨加工方法，应用一种三面同时加工的直线导轨成型机床，具体步骤如下：
（1）将原材料冷轧成型，形成型材；
（2）在型材上进行孔加工，开设安装孔；
（3）进行热处理，以100℃/h的速度加热至800℃，保温5h后，以50℃/h的速度冷却至200℃之后，进行空冷至室温，消除加工应力；
（4）通过安装孔，将型材固定在工作台上；
（5）实用金刚轮对砂轮进行维护；
（6）通过对刀仪进行砂轮对刀；
（7）检测导轨安装精度，并进行调整；
（8）通过控制台启动机床，进行三面同时磨削，形成直线导轨；
（9）进行后处理；
（10）进行检测及矫直。
以上所述，仅仅是本发明技术方案的几种实施例，并不是对本发明的限制，相关技术领域的人员，在未付出创造性劳动的前提下，对本发明所提的实施例所作的任何修改或等同变化，仍在本发明要求的包覆范围之内。
Claims (10)
1.一种三面同时加工的直线导轨成型机床，包括机床床身（1）、用于固定直线导轨（8）的工作台（2）、连接工作台（2）和机床床身（1）的送料组件、位于机床机头位置处的磨削装置和控制送料组件、磨削装置的控制台（3），所述送料组件包括固定在机床床身（1）上的磁轨（4）和固定在工作台（2）下方的直线电机（5），其特征在于：所述磨削装置包括上磨削组件（）6A、左磨削组件（6B）和右磨削组件（6C），所述左磨削组件（6B）和有磨削组件（6C）设置在位于所述机床床身（1）上方的主架体（11）上，所述上磨削组件（6A）设置在位于所述机床床身（1）侧方的侧架体（12）上，所述上、左和右磨削组件（6A、6B和6C）均包括可上下移动的主滑板（61）、可左右移动的副滑板（62）和固定安装在所述副滑板（62）上的驱动电机（63）和砂轮（64），所述主滑板（61）滑动连接所述主架体（11）或侧架体（12），所述副滑板（62）滑动连接所述主滑板（61），其中，所述主架体（11）或侧架体（12）与主滑板（61）之间以及所述主滑板（61）与副滑板（62）之间均设置有丝杆传动组件（7），所述上、左和右磨削组件（6A、6B和6C）还分别设置有对刀组件。
2.根据权利要求1所述的一种三面同时加工的直线导轨成型机床，其特征在于：所述驱动电机（63）固定在所述副滑板（62）上，所述砂轮（64）固定安装在所述驱动电机（63）的转轴上，其中，所述上磨削组件（6A）中的砂轮（64）的轴向水平设置，所述左、右磨削组件（6B、6C）的砂轮（64）的轴向竖直设置。
3.根据权利要求2所述的一种三面同时加工的直线导轨成型机床，其特征在于：所述主架体（11）或侧架体（12）上均设置有竖向的滑块（65），所述主滑板（61）面向所述主架体（11）或侧架体（12）一侧开设有与所述滑块（65）对应的滑槽（66），所述主滑板（61）远离所述主架体（11）或侧架体（12）一侧设置有横向的滑轨（67），所述副滑板（62）面向所述主滑板（61）一侧固定设置有对应的滑轨（67）的滑座（68），所述主滑板（61）与主架体（11）、侧架体（12）之间以及所述副滑板（62）与主滑板（61）之间通过所述滑块（65）和滑槽（66）或者滑轨（67）和滑座（68）滑动连接。
4.根据权利要求3所述的一种三面同时加工的直线导轨成型机床，其特征在于：每个所述主架体（11）和侧架体（12）的滑块（65）以及每个所述主滑板（61）上的滑轨（67）均设置有两个，对称设置在所述主架体（11）、侧架体（12）或主滑板（61）两侧。
5.根据权利要求4所述的一种三面同时加工的直线导轨成型机床，其特征在于：所述左、右磨削组件（6B、6C）的主滑板（61）为同一个主滑板（61），即所述左、右磨削组件（6B、6C）的副滑板（62）滑动连接于同一个主滑板（61），该主滑板（61）由同一丝杆传动组件（7）传动。
6.根据权利要求2或5所述的一种三面同时加工的直线导轨成型机床，其特征在于：所述丝杆传动组件（7）包括丝杆伺服电机（71）和丝杆（72），所述丝杆伺服电机（71）固定安装在所述主架体（11）、侧架体（12）或主滑板（61）上，所述主架体（11）、侧架体（12）或主滑板（61）上固定设置有轴座（73），所述丝杆（72）两端转动连接于所述轴座（73）中，其中一端伸出所述轴座（73）并固定连接于所述丝杆伺服电机（71）的转轴，所述主滑板（61）或副滑板（62）上固定连接有与所述丝杆（72）适配的丝杆螺母（74）。
7.根据权利要求6所述的一种三面同时加工的直线导轨成型机床，其特征在于：所述对刀组件包括常用的对刀仪。
8.根据权利要求5或7所述的一种三面同时加工的直线导轨成型机床，其特征在于：所述滑块（65）和滑轨（67）的侧壁中部设有凹槽（69），所述滑槽（66）和滑座（68）的槽壁中部设有与所述凹槽（69）对应的凸起（610）。
9.根据权利要求8所述的一种三面同时加工的直线导轨成型机床的加工方法，具体步骤如下：
(1)将原材料冷轧成型，形成型材；
(2)在型材上进行孔加工，开设安装孔；
(3)进行热处理，消除加工应力；
(4)通过安装孔，将型材固定在工作台上；
(5)实用金刚轮对砂轮进行维护；
(6)通过对刀仪进行砂轮对刀；
(7)检测导轨安装精度，并进行调整；
(8)通过控制台启动机床，进行三面同时磨削，形成直线导轨；
(9)进行后处理；
(10)进行检测及矫直；
其中，步骤（8）具体为：控制台控制直线电机，将型材送至所述磨削装置处，所述控制台启动驱动电机，使砂轮传动，并通过丝杆传动组件控制主滑板上下移动、控制副滑板左右移动，对型材的顶部面、左侧面和右侧面三面同时加工，形成直线。
10.根据权利要求9所述的一种三面同时加工的直线导轨成型机床的加工方法，其特征在于：步骤（3）具体为：对型材进行热处理，以50~100℃/h的速度加热至550~800℃，保温3~5h后，以30~50℃/h的速度冷却至200℃之后，进行空冷至室温。
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