CN112536684A - 线轨磨床 - Google Patents

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Abstract

本发明提供包括：安装于床座上的X轴驱动件，用于驱动线轨沿X轴平移；顶磨组件用于研磨线轨的顶面边角部，顶磨组件的第一YZ轴驱动件驱动卧头砂轮向线轨移动直至接触线轨的顶面边角部；侧磨组件用于研磨线轨的左侧或者右侧，侧磨组件的第二Y轴驱动件驱动侧磨砂轮向线轨移动直至接触线轨的侧面；平面磨组件用于研磨线轨的顶部平面，平面磨组件的第三Z轴驱动件驱动平面砂轮下行直至接触线轨的顶面。本发明对线轨的研磨效率和研磨精度高。

Description

线轨磨床
技术领域
本发明属于磨床技术领域，具体涉及一种线轨磨床。
背景技术
线轨即直线导轨，是用来支撑和引导运动部件按给定的方向做往复直线运动，其用于高精度直线往复运动的场合，且可以承担一定的扭矩。
基于线轨的高精度导向特性，线轨加工完成后需要对线轨的表面进行精确地研磨，以保证其导向精度。现有的线轨磨床是分步式加工，需要多次搬运和定位线轨，导致定位误差累积，难以保证加工精度。此外，为了减小定位误差，线轨研磨前对其定位过程中需要人工使用百分表校正线轨的位置坐标，此过程操作繁琐，耗时较多，且定位精度由作业员的经验控制，无法得到可靠的保证。
发明内容
本发明的目的是提供一种线轨磨床，以解决磨床对线轨的研磨效率和研磨精度低的问题。
本发明提供了如下的技术方案：
线轨磨床，包括：
X轴驱动件，安装于床座上，用于驱动线轨沿X轴平移；
顶磨组件，用于研磨线轨的顶面边角部，该顶磨组件包括第一YZ轴驱动件和安装于第一YZ轴驱动件上的卧式机头，所述卧式机头上竖直地安装卧头砂轮，第一YZ轴驱动件用于驱动所述卧头砂轮向所述线轨移动直至接触线轨的顶面边角部；
侧磨组件，用于研磨线轨的左侧或者右侧，所述侧磨组件包括第二Y轴驱动件和安装于所述第二Y轴驱动件上的第一立式机头，所述第一立式机头上水平地安装侧磨砂轮，所述第二Y轴驱动件用于驱动所述侧磨砂轮向所述线轨移动直至接触线轨的侧面；
平面磨组件，用于研磨线轨的顶部平面，所述平面磨组件包括第三Z轴驱动件和安装于所述第三Z轴驱动件上的第二立式机头，所述第二立式机头上水平地安装平面砂轮，所述第三Z轴驱动件用于驱动所述平面砂轮下行直至接触线轨的顶面。
进一步的，所述X轴驱动件包括X轴模组和X轴直线导轨，所述X轴模组的滑块上安装工作台，所述工作台的底部安装复数个与所述X轴直线导轨配合的导向块，所述X轴驱动件用于驱动所述工作台沿X轴平移；所述工作台上沿X轴方向安装用于支撑线轨的线轨座，所述床座上于所述线轨座的正下方阵列电磁铁组，所述电磁铁组将所述线轨吸附于线轨座上。
优选的，所述顶磨组件的卧式机头上安装校正块，与所述卧式机头相对一侧的侧磨组件上安装第一升降气缸，所述第一升降气缸的活塞杆上安装平移气缸，所述平移气缸的活塞杆上安装可旋转的校正轮，所述校正轮受所述平移气缸驱动将所述线轨挤压于所述校正块上。
优选的，所述校正轮与所述校正块在XY平面上的投影沿X轴方向错开设置，所述校正轮与所述校正块的中线连线与X轴的夹角为80-88°。
进一步的，所述床座上安装龙门架，所述龙门架上安装所述第二Y轴驱动件，所述第二Y轴驱动件上于线轨座的两侧分别安装侧磨组件；所述龙门架的中部固定安装立式机座，所述立式机座上于线轨座的正上方安装第三Z轴驱动件。
优选的，所述工作台上于线轨座的末端安装修砂轮组件，所述修砂轮组件包括第一驱动件、第一转轴和修砂轮，所述第一驱动件安装于工作台的轮座上，所述第一驱动件驱动式连接竖直延伸的第一转轴，所述修砂轮水平地随动式安装于所述第一转轴上，所述X轴驱动件可将所述修砂轮组件移动至卧头砂轮或者平面砂轮的下方。
进一步的，所述工作台的前后两端分别安装竖直的前挡水板和后挡水板；所述床座上于所述前挡水板的前侧、以及所述后挡水板的后侧分别安装防尘盖，两个所述防尘盖盖住X轴直线导轨的前后两端。
进一步的，所述顶磨组件还包括冷却管和安装于所述冷却管底端的冲液头，所述冲液头设有扁平状的出液口，所述出液口朝向所述卧头砂轮。
本发明的有益效果是：
本发明在床座上安装X轴驱动件、顶磨组件、侧磨组件和平面磨组件，由X轴驱动件驱动待研磨的线轨沿X轴移动，在其移动路径上，分别由顶磨组件研磨线轨的顶面边角部，平面磨组件研磨线轨的顶部平面，侧磨组件研磨线轨的左右两侧，实现对线轨的一站式研磨，不需要多次定位、转运，减小了定位误差，且加工效率高。
本发明利用电磁铁的磁吸力将线轨吸附于线轨座上，且磁吸力大小可调，对线轨校正时，施加相对较弱的磁吸力，X轴驱动件驱动线轨移动，利用校正块和校正轮相向轻微地推挤线轨，将线轨调正，可来回多次移动线轨，以提高校正精度；校正完成后再对线轨施加强磁吸力，使其牢固地被吸附于线轨座上，保证研磨精度，校正效率也得到提高。其中，本发明的校正轮与校正块在XY平面上的投影沿X轴方向错开设置，使校正轮不会正面挤压校正块，而是从校正块的斜前侧或者斜后侧施加较小的压力，即可朝与线轨偏移方向相反的方向轻推线轨，灵活地实现对线轨的校正，也不会因校正轮正面挤压校正块而造成对线轨的意外磨损。
校正块安装于顶磨组件的卧式机头上，其共用顶磨组件的第一YZ轴驱动件的Y轴模组灵活地调整校正块的Y轴坐标，以适应不同规格的线轨，减少了驱动装置的数量，使设备结构更紧凑。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的整体布局俯视结构示意图；
图2是体现本发明的俯视细节结构示意图；
图3是本发明的校正块与校正轮的相对位置示意图；
图4是本发明的另一视角的立体结构示意图；
图5是本发明的俯视结构示意图。
图中标记为：
10.床座；11.龙门架；12.防尘盖；
20.X轴驱动件；21.X轴模组；22.X轴直线导轨；
30.校正组件；31.校正块；32.第一升降气缸；33.平移气缸；34.校正轮；
40.顶磨组件；41.卧式机头；42.卧头砂轮；43.第一YZ轴驱动件；44.冷却管；45.冲液头；46.立板；
50.侧磨组件；51.第二Y轴驱动件；52.第一立式机头；53.侧磨砂轮；
60.平面磨组件；61.立式机座；62.第三Z轴驱动件；63.第二立式机头；64.平面砂轮；
70.修砂轮组件；71.第一转轴；72.修砂轮；
80.工作台；81.线轨座；82.前挡水板；83.后挡水板；90.线轨。
具体实施方式
如图1至图5所示，本实施例体提供一种线轨磨床，包括：床座10、X轴驱动件20、校正组件30、顶磨组件40、侧磨组件50、平面磨组件60和修砂轮组件70。
X轴驱动件20安装于床座10上，用于驱动线轨90沿X轴平移，各研磨组件在线轨的移动路径中实现对线轨各平面的研磨。具体地，X轴驱动件20包括X轴模组21和X轴直线导轨22，X轴模组21的滑块上安装工作台80，X轴模组21可驱动工作台80及其上方放置的线轨90沿X轴平移。工作台80的底部安装复数个与X轴直线导轨22配合的导向块，X轴直线导轨22对工作台80的移动进行导向。工作台80上沿X轴方向安装用于支撑线轨的线轨座81，床座10上于线轨座81的正下方阵列电磁铁组，电磁铁组由交流电源供电，电磁铁组将线轨吸附于线轨座上，电磁铁输出的磁吸力可调节。
如图1至图3所示，校正组件30包括校正块31、第一升降气缸32、平移气缸33和校正轮34。顶磨组件40的卧式机头41上安装校正块31，校正线轨时校正块31是保持固定的。与卧式机头41相对一侧的侧磨组件50上安装第一升降气缸32，第一升降气缸32的活塞杆上安装平移气缸33，平移气缸33的活塞杆上安装可旋转的校正轮34，校正轮34受平移气缸33驱动可将线轨90挤压于校正块31上。其中，如图3所示，校正轮34与校正块31在XY平面上的投影沿X轴方向错开设置，校正轮34与校正块31的中线连线与X轴的夹角a为80-88°。X轴驱动件20驱动轻微偏斜的线轨90沿X轴移动，经过校正轮34时，偏斜的线轨受到校正轮34朝与偏斜方向相反的推力轻微地摆动而得到校正，X轴驱动件20来回往复多次移动线轨，实现对线轨定位精度的校正。校正轮34与校正块31的中线连线与X轴的夹角a为80-88°，即校正轮34从校正块31的侧前方或者侧后方推移线轨，使线轨90有更多的摆动空间而能快速得到校正，且校正轮34不与校正块31互相正面挤压，避免线轨90的侧面受到频繁的较大压力而出现磨损。
顶磨组件40用于研磨线轨的顶面边角部，如图4和图5所示，顶磨组件40包括第一YZ轴驱动件43和安装于第一YZ轴驱动件43上的卧式机头41，卧式机头41的电机主轴上竖直地安装卧头砂轮42，卧式机头41的电机驱动卧头砂轮42旋转。第一YZ轴驱动件43固定于床座10上，且位于线轨座的左侧或者右侧，本实施例中位于线轨座的左侧。第一YZ轴驱动件43的Y轴模组可驱动卧头砂轮42向线轨90的方向移动，第一YZ轴驱动件43的Z轴模组可驱动卧头砂轮42向下移动直至接触线轨的顶面边角部，从而研磨线轨。顶磨组件还包括冷却管44和安装于冷却管44底端的冲液头45，冷却管44连接水泵和冷却液箱，冲液头45设有扁平状的出液口，出液口朝向卧头砂轮42，研磨过程中喷洒冷却液对卧头砂轮42降温。同理，也可在其他砂轮侧边安装冷却管和冲液头。
其中，卧头砂轮42的保护罩外固定安装一立板46，校正组件的校正块31固定安装于该立板46上，且向线轨座81一侧凸出，校正块31的安装高度距离卧头砂轮42的底部有一段距离，因此，当使用校正块31时，卧头砂轮42的底部下沉至线轨座81的左侧空间内，当使用卧头砂轮42时，校正块31位于线轨90的上方，两个工序与工件之间均互不干涉。
如图2所示，床座10上安装龙门架11，龙门架11上安装第二Y轴驱动件51，第二Y轴驱动件51上于线轨座81的左右两侧分别安装侧磨组件50，第二Y轴驱动件51可驱动侧磨组件50向中间移动，从而研磨线轨90的左侧壁或者右侧壁；龙门架11的中部固定安装立式机座61，立式机座61上于线轨座81的正上方安装平面磨组件60。
其中，侧磨组件50的第二Y轴驱动件51为电动丝杠，两组电动丝杠相对地安装于龙门架上，用于驱动侧磨砂轮53向线轨一侧水平移动直至接触线轨的侧面，电动丝杠上安装第一立式机头52，第一立式机头52上水平地安装侧磨砂轮53，第一立式机头52可驱动侧磨砂轮53旋转。
其中，如图2所示，校正组件的第一升降气缸32安装于右侧的第一立式机头52上，且校正轮34距离线轨座81的水平距离大于右侧的侧磨砂轮53距离线轨座81的水平距离，因此，当校正线轨时，由平移气缸33将校正轮34推向线轨90即可，此时侧磨砂轮53是不接触线轨90并且保持不动的，当研磨线轨侧壁时，平移气缸33将校正轮34向远离线轨的方向拉动，使其不接触线轨90，因此校正轮34与侧磨砂轮53之间的动作互不干涉，且使校正轮34借用了侧磨组件的第一立式机头52，设备的整体结构更紧凑。
平面磨组件60用于研磨线轨的顶部平面，如图4所示，平面磨组件60包括安装于立式机座61上的第三Z轴驱动件62和安装于第三Z轴驱动件62上的第二立式机头63，第二立式机头63上水平地安装平面砂轮64，第三Z轴驱动件62为Z轴模组，其可驱动第二立式机头63向下移动，直至平面砂轮64接触线轨的顶面，对该面进行研磨。
工作台80上于线轨座81的末端安装修砂轮组件70，修砂轮组件70包括第一驱动件、第一转轴71和修砂轮72，第一驱动件71为电机，其安装于工作台80的轮座上，第一驱动件驱动式连接竖直延伸的第一转轴71，修砂轮72水平地固定安装于第一转轴71上，X轴驱动件20可将修砂轮组件70移动至卧头砂轮或者平面砂轮的下方，对砂轮进行修磨，防止砂轮片的磨粒棱角磨圆变钝后，磨屑嵌塞于砂轮表面的孔隙中使砂轮片丧失切削能力；X轴驱动件可往复移动修砂轮组件70，使修砂轮72来回研磨砂轮，提高修整效率。
工作台80的前后两端分别安装竖直的前挡水板82和后挡水板83，防止冷却液泄漏至工作台80的下方使电磁铁组的电路短路而影响电磁铁组的正常工作。床座10上于前挡水板80的前侧、以及后挡水板83的后侧分别安装防尘盖12，两个防尘盖12盖住X轴直线导轨22的前后两端。
本磨床的工作过程为：
调整校正组件的校正块31位置，使其能抵接线轨的侧壁，通过第一升降气缸32和平移气缸33调整校正组件的校正轮34位置，使其能抵接线轨的另一侧侧壁；
将线轨90放置于线轨座81上，电磁铁组对线轨90施加一定强度的吸附力，启动X轴驱动件20，驱动线轨90沿X轴移动；线轨90经过校正轮34和校正块31时，受到二者的推力而轻微地摆动，实现自动校正定位精度；校正完成后复位校正块31和校正轮34；
X轴驱动件20往复移动线轨90，完成多次校正后，增加电磁铁组的吸附力，将线轨90牢固地固定于线轨座81上；
X轴驱动件20继续平移线轨，调整顶磨组件的卧头砂轮42的Y、Z轴坐标，调整侧磨组件的侧磨砂轮53的Y轴坐标，调整平面磨组件的平面砂轮64的Z轴坐标，使各砂轮对线轨的顶面边角部、侧壁和顶平面进行研磨；
研磨完成后复位各砂轮，电磁铁组断电，取走线轨。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.线轨磨床，其特征在于，包括：
X轴驱动件，安装于床座上，用于驱动线轨沿X轴平移；
顶磨组件，用于研磨线轨的顶面边角部，该顶磨组件包括第一YZ轴驱动件和安装于第一YZ轴驱动件上的卧式机头，所述卧式机头上竖直地安装卧头砂轮，第一YZ轴驱动件用于驱动所述卧头砂轮向所述线轨移动直至接触线轨的顶面边角部；
侧磨组件，用于研磨线轨的左侧或者右侧，所述侧磨组件包括第二Y轴驱动件和安装于所述第二Y轴驱动件上的第一立式机头，所述第一立式机头上水平地安装侧磨砂轮，所述第二Y轴驱动件用于驱动所述侧磨砂轮向所述线轨移动直至接触线轨的侧面；
平面磨组件，用于研磨线轨的顶部平面，所述平面磨组件包括第三Z轴驱动件和安装于所述第三Z轴驱动件上的第二立式机头，所述第二立式机头上水平地安装平面砂轮，所述第三Z轴驱动件用于驱动所述平面砂轮下行直至接触线轨的顶面。
2.根据权利要求1所述的线轨磨床，其特征在于，所述X轴驱动件包括X轴模组和X轴直线导轨，所述X轴模组的滑块上安装工作台，所述工作台的底部安装复数个与所述X轴直线导轨配合的导向块，所述X轴驱动件用于驱动所述工作台沿X轴平移；所述工作台上沿X轴方向安装用于支撑线轨的线轨座，所述床座上于所述线轨座的正下方阵列电磁铁组，所述电磁铁组将所述线轨吸附于线轨座上。
3.根据权利要求2所述的线轨磨床，其特征在于，所述顶磨组件的卧式机头上安装校正块，与所述卧式机头相对一侧的侧磨组件上安装第一升降气缸，所述第一升降气缸的活塞杆上安装平移气缸，所述平移气缸的活塞杆上安装可旋转的校正轮，所述校正轮受所述平移气缸驱动将所述线轨挤压于所述校正块上。
4.根据权利要求3所述的线轨磨床，其特征在于，所述校正轮与所述校正块在XY平面上的投影沿X轴方向错开设置，所述校正轮与所述校正块的中线连线与X轴的夹角为80-88°。
5.根据权利要求3所述的线轨磨床，其特征在于，所述床座上安装龙门架，所述龙门架上安装所述第二Y轴驱动件，所述第二Y轴驱动件上于线轨座的两侧分别安装侧磨组件；所述龙门架的中部固定安装立式机座，所述立式机座上于线轨座的正上方安装第三Z轴驱动件。
6.根据权利要求2所述的线轨磨床，其特征在于，所述工作台上于线轨座的末端安装修砂轮组件，所述修砂轮组件包括第一驱动件、第一转轴和修砂轮，所述第一驱动件安装于工作台的轮座上，所述第一驱动件驱动式连接竖直延伸的第一转轴，所述修砂轮水平地随动式安装于所述第一转轴上，所述X轴驱动件可将所述修砂轮组件移动至卧头砂轮或者平面砂轮的下方。
7.根据权利要求2所述的线轨磨床，其特征在于，所述工作台的前后两端分别安装竖直的前挡水板和后挡水板；所述床座上于所述前挡水板的前侧、以及所述后挡水板的后侧分别安装防尘盖，两个所述防尘盖分别盖住X轴直线导轨的前后两端。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的线轨磨床，其特征在于，所述顶磨组件还包括冷却管和安装于所述冷却管底端的冲液头，所述冲液头设有扁平状的出液口，所述出液口朝向所述卧头砂轮。
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