CN111644961A - 一种双工位精密五轴磨床 - Google Patents

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郑建中
林昌达
车江洪
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Abstract

本发明公开了一种双工位精密五轴磨床，包括移动驱动机构、AC轴摇摆旋转机构以及磨头驱动机构；所述的AC轴摇摆旋转机构安装在移动驱动机构上，通过移动驱动机构的驱动在X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向移动；所述AC轴摇摆旋转机构包括C轴支撑架、C轴电机、C轴转动轴、A轴电机以及工件吸盘，所述的磨头驱动机构设置在AC轴摇摆旋转机构下方，该磨头驱动机构包括转台电机、磨头转台、多个磨头电机以及与磨头电机数量相等的磨头；本发明的有益效果是：该双工位精密五轴磨床可连续任意自动切换加工工序，实现工件一次装夹即可完成3D减薄、中抛和精抛工序。

Description

一种双工位精密五轴磨床
技术领域
本发明涉及磨床技术领域，更具体的说，本发明涉及一种双工位精密五轴磨床。
背景技术
目前市场上2.5D或3D手机陶瓷后盖加工和抛磨的工艺手段，尚未形成市场统一的生产力。手机陶瓷后盖的3D减薄，一般是采用高速高刚性的CNC进行加工。有的则采用传统的大水磨分解工位进行加工。
陶瓷手机后盖3D减薄加工，采用专用设计的高刚性CNC或传统大水磨分解工艺的加工方法，效率低，投入大。抛磨则采用平磨机和扫光机等加工方法，不仅效率低，而且不能满足相对复杂的3D面的抛磨。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术方案的不足，提供了一种双工位精密五轴磨床，该双工位精密五轴磨床可连续任意自动切换加工工序，实现工件一次装夹即可完成3D减薄、中抛和精抛工序。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种双工位精密五轴磨床，其改进之处在于：包括移动驱动机构、AC轴摇摆旋转机构以及磨头驱动机构；所述的AC轴摇摆旋转机构安装在移动驱动机构上，通过移动驱动机构的驱动在X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向移动；
所述AC轴摇摆旋转机构包括C轴支撑架、C轴电机、C轴转动轴、A轴电机以及工件吸盘，所述的C轴支撑架包括相对设置的第一立板和第二立板，C轴转动轴转动安装在第一立板和第二立板之间，所述的C轴电机固定在C轴支撑架上，且C轴转动轴与C轴电机的电机轴相连接；所述的A轴电机固定安装在C轴转动轴上，工件吸盘与A轴电机的电机轴相连接，且A轴电机的电机轴延伸方向与C轴转动轴相垂直；
所述的磨头驱动机构设置在AC轴摇摆旋转机构下方，该磨头驱动机构包括转台电机、磨头转台、多个磨头电机以及与磨头电机数量相等的磨头，所述的磨头转台与转台电机的电机轴相连接，多个磨头均布在磨头转台上，所述的磨头电机固定安装在磨头转台的下方，且磨头与磨头电机的电机轴相连接。
在上述的结构中，所述的磨头转台上均布有四个磨头，且四个磨头中心点的连线形成正方形，磨头转台下方对应的固定安装有四个磨头电机。
在上述的结构中，所述的移动驱动机构由Y轴驱动组件、Z轴驱动组件以及X轴驱动组件构成；
所述的Y轴驱动组件设置在一机架上，所述的Z轴驱动组件设置于Y轴驱动组件上，通过Y轴驱动组件的驱动在Y轴方向平移；
所述的X轴驱动组件设置于Z轴驱动组件上，通过Z轴驱动组件的驱动在Z轴方向平移；所述的AC轴摇摆旋转机构设置于X轴驱动组件上，通过X轴驱动组件的驱动在X轴方向平移。
在上述的结构中，所述的X轴驱动组件上并排安装有两个AC轴摇摆旋转机构，且每个AC轴摇摆旋转机构的下方均设置有一磨头驱动机构。
在上述的结构中，所述的AC轴摇摆旋转机构还包括固定横板，所述第一立板的顶端和第二立板的顶端分别同固定横板的两端垂直连接。
本发明的有益效果是：本发明利用RRLLL型五轴联动机床基本原理，对轴系进行了独特的优化布置，可连续任意自动切换加工工序，实现工件一次装夹即可完成3D减薄、中抛和精抛工序。省去标准五轴磨床的刀库，利用四工位转台，实现工件的多工序连续加工。
附图说明
图1为本发明的一种双工位精密五轴磨床的立体结构示意图。
图2为本发明的一种双工位精密五轴磨床的磨头驱动机构的结构示意图。
图3为本发明的一种双工位精密五轴磨床的AC轴摇摆旋转机构的结构示意图。
图4为本发明的一种双工位精密五轴磨床的原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
参照图1所示，本发明揭示了一种双工位精密五轴磨床，具体的，该磨床包括移动驱动机构、AC轴摇摆旋转机构10以及磨头驱动机构20；所述的AC轴摇摆旋转机构10安装在移动驱动机构上，通过移动驱动机构的驱动在X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向移动；本实施例中，所述的移动驱动机构由Y轴驱动组件301、Z轴驱动组件302以及X轴驱动组件303构成；所述的Y轴驱动组件301设置在一机架40上，所述的Z轴驱动组件302设置于Y轴驱动组件301上，通过Y轴驱动组件301的驱动在Y轴方向平移；所述的X轴驱动组件设置于Z轴驱动组件302上，通过Z轴驱动组件302的驱动在Z轴方向平移；所述的AC轴摇摆旋转机构10设置于X轴驱动组件303上，通过X轴驱动组件303的驱动在X轴方向平移。进一步的，所述的X轴驱动组件303上并排安装有两个AC轴摇摆旋转机构10，且每个AC轴摇摆旋转机构10的下方均设置有一磨头驱动机构20。本实施例中，Y轴驱动组件301、Z轴驱动组件302以及X轴驱动组件303均采用丝杆模组的结构，其工作原理是通过电极带动丝杆转动，丝杆带动丝杆模块平移；这种结构在现有技术中较为常见，因此本实施例中不再详细的说明。
在上述的实施例中，如图3所示，所述AC轴摇摆旋转机构10包括C轴支撑架101、C轴电机102、C轴转动轴103、A轴电机104以及工件吸盘105，所述的C轴支撑架101包括相对设置的第一立板106和第二立板107，C轴转动轴103转动安装在第一立板106和第二立板107之间，所述的C轴电机102固定在C轴支撑架101上，且C轴转动轴103与C轴电机102的电机轴相连接；所述的A轴电机104固定安装在C轴转动轴103上，工件吸盘105与A轴电机104的电机轴相连接，且A轴电机104的电机轴延伸方向与C轴转动轴103相垂直；所述的AC轴摇摆旋转机构10还包括固定横板108，所述第一立板106的顶端和第二立板107的顶端分别同固定横板108的两端垂直连接。
如图2所示，所述的磨头驱动机构20设置在AC轴摇摆旋转机构10下方，该磨头驱动机构20包括转台电机201、磨头转台202、多个磨头电机203以及与磨头电机203数量相等的磨头204，所述的磨头转台202与转台电机201的电机轴相连接，多个磨头204均布在磨头转台202上，所述的磨头电机203固定安装在磨头转台202的下方，且磨头204与磨头电机203的电机轴相连接。本实施例中，所述的磨头转台202上均布有四个磨头204，且四个磨头204中心点的连线形成正方形，磨头转台202下方对应的固定安装有四个磨头电机203。
结合图图4所示，通过上述的结构，本发明利用RRLLL型五轴联动机床基本原理，对轴系进行了独特的优化布置，可连续任意自动切换加工工序，实现工件一次装夹即可完成3D减薄、中抛和精抛工序。省去标准五轴磨床的刀库，利用四工位转台，实现工件的多工序连续加工。本发明将工件装在AC轴摇摆旋转机构10上，AC轴摇摆旋转机构10安装在X轴驱动组件303上，X轴驱动组件303安装在Z轴驱动机组件上，而Z轴驱动机组件装在Y轴驱动机组件上，四个磨盘安装在四工位转台上，转台固定安装在机架台面上。这样布置优点是：轴系等运动幅防护等级大为降低；省去了刀库，四个磨盘自动切换实现工位连续加工，工件只需装夹一次；磨盘相对较大，无需用到高速主轴，采用普通电机即可达到较高的线速度，降低了设备的复杂系统，除低了成本，提高了设备的稳定性和可靠性。AC轴摇摆旋转机构10，内部设计真空通道，可以吸附工件。
本发明将AC轴摇摆旋转机构10安装在X轴驱动组件303上，X轴驱动组件303安装在Z轴驱动机组件上，而Z轴驱动机组件装在Y轴驱动机组件上，磨头固定安装在机架台面上，这种结构布置，不仅满足五轴机床的运动控制原理，且容易实现工件负角度的加工，由于各运动幅布置在冷却液的上方，因此可以有效地避免磨削加工各种液态磨料对机床运动幅锈蚀的风险。本发明有四个磨头可以任意自动切换，工件一次性装夹，完成四道工序，提高了效率和产品加工精度。本发明磨盘相对较大，从而无需高速主轴，只需要普通电机即可获得较高的线速度，从而大提提高了设备的稳定性和可靠性，也大大降低了设备成本。本发明有两个工位，市场上标准五轴磨床一般只有一个工位，从而本发明进一步提高了工效。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围。

Claims (5)

1.一种双工位精密五轴磨床，其特征在于：包括移动驱动机构、AC轴摇摆旋转机构以及磨头驱动机构；所述的AC轴摇摆旋转机构安装在移动驱动机构上，通过移动驱动机构的驱动在X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向移动；
所述AC轴摇摆旋转机构包括C轴支撑架、C轴电机、C轴转动轴、A轴电机以及工件吸盘，所述的C轴支撑架包括相对设置的第一立板和第二立板，C轴转动轴转动安装在第一立板和第二立板之间，所述的C轴电机固定在C轴支撑架上，且C轴转动轴与C轴电机的电机轴相连接；所述的A轴电机固定安装在C轴转动轴上，工件吸盘与A轴电机的电机轴相连接，且A轴电机的电机轴延伸方向与C轴转动轴相垂直；
所述的磨头驱动机构设置在AC轴摇摆旋转机构下方，该磨头驱动机构包括转台电机、磨头转台、多个磨头电机以及与磨头电机数量相等的磨头，所述的磨头转台与转台电机的电机轴相连接，多个磨头均布在磨头转台上，所述的磨头电机固定安装在磨头转台的下方，且磨头与磨头电机的电机轴相连接。
2.根据权利要求1所述的一种双工位精密五轴磨床，其特征在于：所述的磨头转台上均布有四个磨头，且四个磨头中心点的连线形成正方形，磨头转台下方对应的固定安装有四个磨头电机。
3.根据权利要求1所述的一种双工位精密五轴磨床，其特征在于：所述的移动驱动机构由Y轴驱动组件、Z轴驱动组件以及X轴驱动组件构成；
所述的Y轴驱动组件设置在一机架上，所述的Z轴驱动组件设置于Y轴驱动组件上，通过Y轴驱动组件的驱动在Y轴方向平移；
所述的X轴驱动组件设置于Z轴驱动组件上，通过Z轴驱动组件的驱动在Z轴方向平移；所述的AC轴摇摆旋转机构设置于X轴驱动组件上，通过X轴驱动组件的驱动在X轴方向平移。
4.根据权利要求3所述的一种双工位精密五轴磨床，其特征在于：所述的X轴驱动组件上并排安装有两个AC轴摇摆旋转机构，且每个AC轴摇摆旋转机构的下方均设置有一磨头驱动机构。
5.根据权利要求1所述的一种双工位精密五轴磨床，其特征在于：所述的AC轴摇摆旋转机构还包括固定横板，所述第一立板的顶端和第二立板的顶端分别同固定横板的两端垂直连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113070540A (zh) * 2021-03-25 2021-07-06 北京石油化工学院 一种航空叶片气膜孔加工机床

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