CN114227457B - 一种磨床 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种磨床，属于机械技术领域。它解决了现有的磨床更换砂轮不便的问题。本磨床包括床身、砂轮组件和主轴箱，主轴箱包括前后滑动设置在床身上的机箱、上下滑动设置在机箱上的主轴座和水平设置在主轴座上的主轴，主轴左侧设有支座，支座上设有转盘和用于驱动转盘绕自身轴线转动的电机，转盘呈竖直设置并处于支座前侧；床身上设有用于驱动支座左右平移以使转盘靠近或远离主轴的驱动结构；砂轮组件有多个并周向均布在转盘上，砂轮组件包括水平设置的砂轮轴、固定在转盘上的支撑板以及固定在支撑板上的刀夹，砂轮轴和主轴两者轴线平行，砂轮轴一端安装砂轮，刀夹上具有供砂轮轴另一端卡入的刀槽。本磨床可实现砂轮自动更换。

Description

一种磨床

技术领域

本发明属于机械技术领域，涉及一种机床，特别是一种磨床。

背景技术

磨床是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床，且大多数的磨床是使用高速旋转的砂轮进行磨削加工。

砂轮经过长时间工作后其精度会发生较大变化，此时便需要将砂轮取下进行修正，且为了不耽误磨削进度，一般会先换上新的砂轮，而且为延长砂轮寿命以及提高磨削质量，一般会在砂轮周围布置冷却水管，以向磨削位置喷射冷却水。

在现有磨床中，上述换砂轮过程完全手动进行，而且在更换砂轮时需要先扭动冷却水管以腾出空间供换砂轮操作，在新砂轮安装完毕后需要扭动冷却水管使其复位，上述过程操作步骤较多且繁琐，导致更换砂轮时磨床停机时间较长，影响加工效率。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种砂轮自动更换的磨床。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种磨床，包括床身、砂轮组件和主轴箱，主轴箱包括前后滑动设置在床身上的机箱、上下滑动设置在机箱上的主轴座和水平设置在主轴座上的主轴，其特征在于，主轴左侧设有支座，支座上设有转盘和用于驱动转盘绕自身轴线转动的电机，转盘呈竖直设置并处于支座前侧；床身上设有用于驱动支座左右平移以使转盘靠近或远离主轴的驱动结构；砂轮组件有多个并周向均布在转盘上，砂轮组件包括水平设置的砂轮轴、固定在转盘上的支撑板以及固定在支撑板上的刀夹，砂轮轴和主轴两者轴线平行，砂轮轴一端安装砂轮，刀夹上具有供砂轮轴另一端卡入的刀槽，且转盘转动能使砂轮轴逐个对齐主轴。

使用过程如下：初始状态时，驱动结构通过支座驱动转盘右移靠近主轴，接着电机带动转盘转动使其中一根砂轮轴对齐主轴，然后机箱前移使主轴夹住砂轮轴，在然后主轴座上移使砂轮轴脱离刀夹，最后转盘和机箱复位完成砂轮安装；待砂轮磨损需要替换时，转盘右移靠近主轴，机箱前移使被主轴夹住的砂轮轴对住转盘上的空位刀夹，接着主轴座下移使砂轮轴重新卡入刀槽，然后机箱后移使主轴和砂轮轴分离，在然后转盘转动使另一个砂轮轴对齐主轴，并重复砂轮轴取出操作，完成砂轮替换。

在转盘、电机、刀夹等部件配合下，实现主轴和转盘上的砂轮轴自动替换，且操作人员更换转盘上的砂轮时不需要对磨床进行停机操作，使得本申请更换砂轮所需磨床停机时间要明显少于人工手动更换，大大提高了磨床加工效率。

在上述的磨床中，上述的砂轮组件还包括水平设置的输水管，且砂轮轴对齐主轴后输水管处于砂轮轴上方，输水管两端分别为开口端和封闭端，且输水管上固设并连通有用于磨削冷却的冷却水管，输水管通过插拔结构锁定在支撑板上，且输水管和砂轮轴两者插拔方向一致，主轴座上固定有内部设有进水通道的进水座，进水座处于主轴上方，进水通道包括进水孔和供输水管开口端插入的出水孔，出水孔内设有使其与插入的输水管形成密封连接的密封件以及用于锁住插入的输水管的锁定结构。

使用过程如下：主轴夹紧砂轮轴同时，输水管开口端进入到进水通道出水孔内，并通过锁定结构锁死输水管，接着主轴座上移使砂轮轴和输水管均与底座分离；磨削时，通过进水通道往输水管内送入冷却水，并通过冷却水管喷出至磨削位置；砂轮更换时，锁定结构解除对输水管的限定，输水管跟随砂轮轴重新回到支撑板上。

由输水管和冷却水管组成的用于磨削冷却的冷却机构与砂轮轴形成为一个整体，并通过更换上述整体实现砂轮更换，使冷却水管在转盘处便可进行方向调整，以进一步减少砂轮更换时磨床停机时间，来进一步提高效率。

在上述的磨床中，插拔结构包括成型在支撑板上的插槽和固定在输水管封闭端上的支架，插槽呈条形且长度沿砂轮轴插拔方向延伸，支架上成型有与插槽匹配的卡块部，且卡块部卡接在插槽内。采用上述设计，具有结构简单、安装方便的优点。

在上述的磨床中，插槽有两个并沿砂轮轴径向并列设置，刀夹处于两插槽之间，支架上成型有两个上述的卡块部，且两卡块部分别卡设在两插槽中。采用上述设计，既可加强输水管定位效果，使后续安装稳定进行，又可缩小砂轮组件各零部件之间的距离，使整个结构变的紧凑，以降低空间占用。

作为另一种方案，在上述的磨床中，插拔结构包括成型在输水管封闭端外壁上的柱体和成型在支撑板上的管体，柱体的形状和尺寸均与管体匹配，且柱体卡接在管体内。

在上述的磨床中，锁定结构包括驱动件、贯穿设置在进水座上的安装孔和滑动设置在安装孔内的定位柱，安装孔和出水孔相连通且两者轴线垂直设置，驱动件用于驱动定位柱沿安装孔轴向往复平移，输水管外壁上开设有与定位柱匹配且供定位柱一端插入的插孔。使用时，输水管插入出水孔后，驱动件驱动定位柱往出水孔方向移动直至定位柱插入插孔，以将输水管锁定，具有结构简单、使用方便的优点。

在上述的磨床中，出水孔为台阶孔并由大孔和小孔构成，且大孔通过小孔连通进水孔，输水管外壁上具有环形凸肩，且环形凸肩压在大孔底壁上，用于限制输水管插入深度，确保输水管插入后插孔和定位柱处于对齐状态，提高工作稳定性。

在上述的磨床中，输水管包括延伸至小孔内的管状进水段，且进水段的形状和尺寸均与小孔匹配，以加强输水管径向限位效果，提高工作稳定性。

在上述的磨床中，大孔与安装孔连通，且插孔设置在环形凸肩上，密封件为密封圈，小孔孔壁上设有用于放置密封圈的环形槽一，且密封圈的内侧壁与进水段外壁相抵。

作为另一种方案，在上述的磨床中，大孔与安装孔连通，且插孔设置在环形凸肩上，密封件为环形橡胶垫，大孔底壁上开设有用于放置环形密封垫的环形槽二，且环形密封垫的两端面分别压在环形槽二底壁和环形凸肩端面上。

在上述的磨床中，定位柱靠近出水孔的端部侧壁为呈锥形的导入面一，插孔内壁上成型有呈锥形且与导入面一匹配的导入面二，当定位柱插入插孔后，导入面二压在导入面一上。导入面一和导入面二配合，即用于定位柱插入导向，又可增加定位柱与输水管的接触面积，提高输水管锁定效果，从而进一步提高工作稳定性。

在上述的磨床中，驱动件为气缸或油缸，驱动件的缸体固定在进水座外，驱动件的活塞杆伸入安装孔并与定位柱固连。

作为另一种方案，在上述的磨床中，驱动件为固定在进水座外的电动推杆，电动推杆的主轴伸入安装孔并与定位柱固连。

与现有技术相比，本磨床具有以下优点：

1、在转盘、电机、刀夹等部件配合下，实现主轴和转盘上的砂轮轴自动替换，且操作人员更换转盘上的砂轮时不需要对磨床进行停机操作，使得本申请更换砂轮所需磨床停机时间要明显少于人工手动更换，大大提高了磨床加工效率。

2、由输水管和冷却水管组成的用于磨削冷却的冷却机构与砂轮轴形成为一个整体，并通过更换上述整体实现砂轮更换，使冷却水管在转盘处便可进行方向调整，以进一步减少砂轮更换时磨床停机时间，来进一步提高效率。

附图说明

图1是磨床的结构示意图。

图2是砂轮组件装入主轴后的结构示意图。

图3是转盘的安装结构示意图。

图4是砂轮组件的结构示意图。

图5是输水管和进水座的连接结构示意图。

图中，1、砂轮轴；2、砂轮；3、支撑板；3a、插槽；4、刀夹；4a、刀槽；5、输水管；5a、插孔；5b、环形凸肩；5c、进水段；5d、导入面二；6、冷却水管；7、支架；7a、卡块部；8、床身；9、主轴箱；9a、机箱；9b、主轴座；9c、主轴；10、支座；11、转盘；12、电机；13、驱动件；14、进水座；14a、进水孔；14b、安装孔；14c、大孔；14d、小孔；15、密封件；16、定位柱；16a、导入面一。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

如图1所示，本磨床包括床身8、砂轮组件和设置在床身8上的主轴箱9。

具体来说，

主轴箱9包括前后滑动设置在床身8上的机箱9a、上下滑动设置在机箱9a上的主轴座9b和水平设置在主轴座9b上的主轴9c。其中，机箱9a通过导轨滑块配合滑动设置在床身8上，并通过电机丝杠传动机构或气缸或油缸驱动自动前后移动；主轴座9b通过导轨滑块配合滑动设置在机箱9a上，并通过电机丝杠传动机构或气缸或油缸驱动自动上下移动；主轴9c和主轴座9b的连接方式是现有技术，其跟现有的主轴箱9相同，在此不做详细介绍。

如图1和图3所示，主轴9c左侧设有支座10，支座10上设有转盘11和用于驱动转盘11绕自身轴线转动的电机12，转盘11呈竖直设置并处于支座10前侧，床身8上设有用于驱动支座10左右平移以使转盘11靠近或远离主轴9c的驱动结构。

在本实施例中，

转盘11呈半圆形；

支座10通过导轨滑块配合左右滑动设置在床身8上，且驱动结构为电机丝杠传动机构，电机丝杠传动机构为现有普通技术，在此不做详细介绍。自然，驱动结构也可采用气缸或油缸，气缸或油缸的缸体固定在床身8上，且气缸或油缸的活塞杆与支座10固连。

如图1和图4所示，砂轮组件有多个并周向均布在转盘11上，且实际产品中，砂轮组件数量为4组。砂轮组件包括水平设置的砂轮轴1、固定在转盘11上的支撑板3以及固定在支撑板3上的刀夹4。其中，刀夹4为现有产品，其能够在市场上够得；砂轮轴1和主轴9c两者轴线平行，砂轮轴1一端安装砂轮2，且砂轮2和砂轮轴1连接方式是现有技术。刀夹4上具有供砂轮轴1另一端卡入的刀槽4a，且通过外力可将砂轮轴1拔出。转盘11转动能使砂轮轴1逐个对齐主轴9c，此时，主轴9c和砂轮轴1两者中心轴线共线，且刀槽4a槽口朝上设置。

进一步说明，砂轮组件还包括水平设置的输水管5，输水管5处于砂轮轴1一侧，且砂轮轴1对齐主轴9c后输水管5处于砂轮轴1上方。优选输水管5呈直管状，且输水管5和砂轮轴1两者轴线平行，并在实际操作时，使输水管5和砂轮轴1尽量保持并列状态，使整个砂轮组件结构较为紧凑。

其中，输水管5两端分别为开口端和封闭端，且输水管5上固设并连通有用于磨削冷却的冷却水管6。实际产品中，冷却水管6有多个，且输水管5两侧均设有一排上述冷却水管6。输水管5通过插拔结构锁定在支撑板3上，且输水管5和砂轮轴1两者插拔方向一致。主轴座9b上固定有内部设有进水通道的进水座14，进水座14处于主轴9c上方，进水通道包括进水孔14a和供输水管5开口端插入的出水孔，出水孔内设有使其与插入的输水管5形成密封连接的密封件15以及用于锁住插入的输水管5的锁定结构。

在本实施例中，

冷却水管6安装方式如下：输水管5侧壁上贯穿设有螺纹孔，螺纹孔和冷却水管6数量相同且位置一一对应，冷却水管6的进水端螺接在对应螺纹孔内。

如图4所示，插拔结构包括成型在支撑板3上的插槽3a和固定在输水管5封闭端上的支架7。其中，插槽3a呈条形且长度沿砂轮轴1插拔方向延伸；支架7上成型有与插槽3a匹配的卡块部7a，且卡块部7a卡接在插槽3a内。进一步说明，插槽3a有两个并沿砂轮轴1径向并列设置，刀夹4处于两插槽3a之间，支架7上成型有两个卡块部7a，且两卡块部7a分别卡设在两插槽3a中，这样既可加强输水管5定位效果，使后续安装稳定进行，又可缩小砂轮组件各零部件之间的距离，使整个结构变的紧凑，以降低空间占用。

如图2和图5所示，锁定结构包括驱动件13、贯穿设置在进水座14上的安装孔14b和滑动设置在安装孔14b内的定位柱16。其中，安装孔14b和出水孔相连通且两者轴线垂直设置；驱动件13用于驱动定位柱16沿安装孔14b轴向往复平移；输水管5外壁上开设有与定位柱16匹配且供定位柱16一端插入的插孔5a。优选驱动件13为气缸或油缸，驱动件13的缸体固定在进水座14外，驱动件13的活塞杆伸入安装孔14b并与定位柱16固连。

进一步说明，出水孔为台阶孔并由相连通的大孔14c和小孔14d构成，且大孔14c通过小孔14d连通进水孔14a。输水管5外壁上具有环形凸肩5b，且环形凸肩5b压在大孔14c底壁上，用于限制输水管5插入深度，确保输水管5插入后插孔5a和定位柱16处于对齐状态，提高工作稳定性。输水管5包括延伸至小孔14d内的管状进水段5c，且进水段5c的形状和尺寸均与小孔14d匹配，以加强输水管5径向限位效果，提高工作稳定性。大孔14c与安装孔14b连通，且插孔5a设置在环形凸肩5b上，密封件15为密封圈，小孔14d孔壁上设有用于放置密封圈的环形槽一，且密封圈的内侧壁与进水段5c外壁相抵。

更进一步地，定位柱16靠近出水孔的端部侧壁为呈锥形的导入面一16a，插孔5a内壁上成型有呈锥形且与导入面一16a匹配的导入面二5d，当定位柱16插入插孔5a后，导入面二5d压在导入面一16a上。导入面一16a和导入面二5d配合，即用于定位柱16插入导向，又可增加定位柱16与输水管5的接触面积，提高输水管5锁定效果，从而进一步提高工作稳定性。

砂轮轴1替换过程如下：初始状态时，驱动结构通过支座10驱动转盘11右移靠近主轴9c，接着电机12带动转盘11转动使其中一根砂轮轴1对齐主轴9c，然后机箱9a前移使主轴9c夹住砂轮轴1，在然后主轴座9b上移使砂轮轴1脱离刀夹4，最后转盘11和机箱9a复位完成砂轮2安装；待砂轮2磨损需要替换时，转盘11右移靠近主轴9c，机箱9a前移使被主轴9c夹住的砂轮轴1对住转盘11上的空位刀夹4，接着主轴座9b下移使砂轮轴1重新卡入刀槽4a，然后机箱9a后移使主轴9c和砂轮轴1分离，在然后转盘11转动使另一个砂轮轴1对齐主轴9c，并重复砂轮轴1取出操作，完成砂轮2替换。

输水管5替换过程如下：主轴9c夹紧砂轮轴1同时，输水管5开口端进入到进水通道出水孔内，并通过锁定结构锁死输水管5，接着主轴座9b上移使砂轮轴1和输水管5均与底座分离；磨削时，通过进水通道往输水管5内送入冷却水，并通过冷却水管6喷出至磨削位置；砂轮2更换时，锁定结构解除对输水管5的限定，输水管5跟随砂轮轴1重新回到支撑板3上。

实施例二

本实施例二的结构和原理同实施例一基本相同，不一样的地方在于：插拔结构包括成型在输水管5封闭端外壁上的柱体和成型在支撑板3上的管体，柱体的形状和尺寸均与管体匹配，且柱体卡接在管体内。

实施例三

本实施例三的结构和原理同实施例一基本相同，不一样的地方在于：密封件15为环形橡胶垫，大孔14c底壁上开设有用于放置环形密封垫的环形槽二，且环形密封垫的两端面分别压在环形槽二底壁和环形凸肩5b端面上。

实施例四

本实施例四的结构和原理同实施例一基本相同，不一样的地方在于：驱动件13为固定在进水座14外的电动推杆，电动推杆的主轴伸入安装孔14b并与定位柱16固连。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种磨床，包括床身（8）、砂轮组件和主轴箱（9），主轴箱（9）包括前后滑动设置在床身（8）上的机箱（9a）、上下滑动设置在机箱（9a）上的主轴座（9b）和水平设置在主轴座（9b）上的主轴（9c），其特征在于，主轴（9c）左侧设有支座（10），支座（10）上设有转盘（11）和用于驱动转盘（11）绕自身轴线转动的电机（12），转盘（11）呈竖直设置并处于支座（10）前侧；床身（8）上设有用于驱动支座（10）左右平移以使转盘（11）靠近或远离主轴（9c）的驱动结构；砂轮组件有多个并周向均布在转盘（11）上，砂轮组件包括水平设置的砂轮轴（1）、固定在转盘（11）上的支撑板（3）以及固定在支撑板（3）上的刀夹（4），砂轮轴（1）和主轴（9c）两者轴线平行，砂轮轴（1）一端安装砂轮（2），刀夹（4）上具有供砂轮轴（1）另一端卡入的刀槽（4a），且转盘（11）转动能使砂轮轴（1）逐个对齐主轴（9c）；上述的砂轮组件还包括水平设置的输水管（5），且砂轮轴（1）对齐主轴（9c）后输水管（5）处于砂轮轴（1）上方，输水管（5）两端分别为开口端和封闭端，且输水管（5）上固设并连通有用于磨削冷却的冷却水管（6），输水管（5）通过插拔结构锁定在支撑板（3）上，且输水管（5）和砂轮轴（1）两者插拔方向一致，主轴座（9b）上固定有内部设有进水通道的进水座（14），进水座（14）处于主轴（9c）上方，进水通道包括进水孔（14a）和供输水管（5）开口端插入的出水孔，出水孔内设有使其与插入的输水管（5）形成密封连接的密封件（15）以及用于锁住插入的输水管（5）的锁定结构；锁定结构包括驱动件（13）、贯穿设置在进水座（14）上的安装孔（14b）和滑动设置在安装孔（14b）内的定位柱（16），安装孔（14b）和出水孔相连通且两者轴线垂直设置，驱动件（13）用于驱动定位柱（16）沿安装孔（14b）轴向往复平移，输水管（5）外壁上开设有与定位柱（16）匹配且供定位柱（16）一端插入的插孔（5a）。

2.根据权利要求1所述的磨床，其特征在于，插拔结构包括成型在支撑板（3）上的插槽（3a）和固定在输水管（5）封闭端上的支架（7），插槽（3a）呈条形且长度沿砂轮轴（1）插拔方向延伸，支架（7）上成型有与插槽（3a）匹配的卡块部（7a），且卡块部（7a）卡接在插槽（3a）内。

3.根据权利要求2所述的磨床，其特征在于，插槽（3a）有两个并沿砂轮轴（1）径向并列设置，刀夹（4）处于两插槽（3a）之间，支架（7）上成型有两个上述的卡块部（7a），且两卡块部（7a）分别卡设在两插槽（3a）中。

4.根据权利要求1所述的磨床，其特征在于，出水孔为台阶孔并由大孔（14c）和小孔（14d）构成，且大孔（14c）通过小孔（14d）连通进水孔（14a），输水管（5）外壁上具有环形凸肩（5b），且环形凸肩（5b）压在大孔（14c）底壁上。

5.根据权利要求4所述的磨床，其特征在于，输水管（5）包括延伸至小孔（14d）内的管状进水段（5c），且进水段（5c）的形状和尺寸均与小孔（14d）匹配。

6.根据权利要求5所述的磨床，其特征在于，大孔（14c）与安装孔（14b）连通，且插孔（5a）设置在环形凸肩（5b）上，密封件（15）为密封圈，小孔（14d）孔壁上设有用于放置密封圈的环形槽一，且密封圈的内侧壁与进水段（5c）外壁相抵。

7.根据权利要求1所述的磨床，其特征在于，定位柱（16）靠近出水孔的端部侧壁为呈锥形的导入面一（16a），插孔（5a）内壁上成型有呈锥形且与导入面一（16a）匹配的导入面二（5d），当定位柱（16）插入插孔（5a）后，导入面二（5d）压在导入面一（16a）上。

8.根据权利要求1所述的磨床，其特征在于，驱动件（13）为气缸或油缸，驱动件（13）的缸体固定在进水座（14）外，驱动件（13）的活塞杆伸入安装孔（14b）并与定位柱（16）固连。

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