CN114260770A - 高精度数控立式双端面磨床 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高精度数控立式双端面磨床，属于打磨机床技术领域。它包括底架，所述的底架上设有机架，所述的机架上设有两上下对称设置的磨削组件，所述的磨削组件包括磨头，所述的磨头通过磨头旋转机构与磨头架相连，所述的磨头架通过升降机构与机架相连，在底座上还设有位于机架一侧设有XY移动机构，在XY移动机构上设有至少一个工件安装座，所述的工件安装座与工件旋转驱动组件相连。本发明相对设置两个磨削组件之间形成打磨工位，方便对待打磨件进行双面同时加工。双面同时加工，一方面可以控制待打磨工件打磨后整体厚度相同，提高了加工精度；另一方面，双面同时打磨提高了加工效率。
Description
技术领域
本发明属于打磨机床技术领域，涉及一种高精度数控立式双端面磨床。
背景技术
十八世纪，为了快速加工钟表和缝纫机等零部件，人们研制出可以打磨这些零部件的磨床。人们在现有的车床、刨床等机床上加装磨头改制成磨床，这批磨床结构简单，磨削时易产生振动，且磨头刚度低。随着技术的进步，磨床做工越来越精细，适用范围也越来越广，即便是玻璃、花岗石等脆度较高的材料也可以用磨床进行精细加工。现有技术中，需要打磨完成一个工件后，停止机床的运行。在暂停机床运行时，更换新的待打磨工件，操作过程中耗时，耗力。此外，由于打磨工件过程中磨具转速较快，比较难实现控制打磨工件的厚度相同，需要操作工具备很高的技艺才能磨出精密的工件。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种高精度数控立式双端面磨床。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：
一种高精度数控立式双端面磨床，包括底架，所述的底架上设有机架，所述的机架上设有两上下对称设置的磨削组件，所述的磨削组件包括磨头，所述的磨头通过磨头旋转机构与磨头架相连，所述的磨头架通过升降机构与机架相连，在底架上还设有位于机架一侧设有XY移动机构，在XY移动机构上设有至少一个工件安装座，所述的工件安装座与工件旋转驱动组件相连。
在上述的高精度数控立式双端面磨床中，所述的机架包括上立柱和下立柱，两个磨削组件分别设置在上立柱和下立柱上，所述的上立柱和下立柱通过第一可拆卸结构相连，下立柱通过第二可拆卸结构与底架相连。
在上述的高精度数控立式双端面磨床中，所述的磨头旋转机构包括安装在磨头架上的电主轴，所述的电主轴输出端上设有所述磨头。
在上述的高精度数控立式双端面磨床中，所述的磨头包括砂轮法兰，在砂轮法兰上安装有砂轮，所述的砂轮法兰固定在电主轴的输出端上，两个砂轮法兰之间设有磨削液喷头，所述的磨削液喷头通过通液管与送液机构相连，所述的通液管穿设其中一电主轴，通液管外端通过通液管固定座与磨头架相连。
在上述的高精度数控立式双端面磨床中，所述的升降机构包括分别设置在磨头架两侧的导轨压板，在每个导轨压板与机架之间均形成有升降滑道，所述的磨头架两侧分别设有能够与两侧升降滑道配合的升降导轨，所述的磨头架与机架之间设有丝杆升降组件。
在上述的高精度数控立式双端面磨床中，所述的丝杆升降组件包括竖直设置的进刀丝杆，在进刀丝杆套设有进刀螺母，所述的进刀螺母固定在磨头架上，所述的进刀丝杆两端分别通过轴承座与机架相连，在进刀丝杆外端上依次连接有涡轮蜗杆减速器和进刀伺服电机。
在上述的高精度数控立式双端面磨床中，所述的工件旋转驱动组件包括设置在工件安装座下方的工件旋转轴，所述的工件旋转轴穿设在旋转轴座上，工件旋转轴上端固定在工件安装座上，下端通过同步带与工件轴旋转伺服电机相连。
在上述的高精度数控立式双端面磨床中，所述的工件旋转轴与旋转轴座之间设有旋转轴套，在旋转轴套与工件旋转轴之间设有至少两个旋转轴轴承，所述的旋转轴套通过旋转轴套固定座与旋转轴座相连。
在上述的高精度数控立式双端面磨床中，所述的XY移动机构上设有两个工件安装座，两个工件安装座均设置在移动工作台上，所述的移动工作台与XY移动机构相连。
在上述的高精度数控立式双端面磨床中，所述的底架由一端至另一端上依次设有第一斜坡、平面段和第二斜坡，所述的第一斜坡和第二斜坡均为由外端至内端逐渐向下倾斜，所述的第一斜坡上设有机架固定台，所述的第二斜坡和平面段上设有XY移动机构固定台，所述的机架设置在机架固定台上，所述的XY移动机构设置在XY移动机构固定台上，在平面段一侧设有出液口。
与现有的技术相比，本发明的优点在于：
本发明的设备适用于台阶片、摩擦片、刹车盘、制动盘等需要双面一起加工的零件。本发明相对设置两个磨削组件之间形成打磨工位，方便对待打磨件进行双面同时加工。双面同时加工，一方面便于控制待打磨工件打磨后，整体厚度相同，加工精度高；另一方面，提高了加工效率。本发明的移动工作台可通过XY移动机构进行移动，方便对其中一个安装于工件安装座的工件进行磨削加工时，对另一个工件安装座进行上料，节约了工件打磨完成后，更换新的待打磨工件的时间，从而加快了对工件的加工效率。
本发明的移动工作台还可通过XY移动机构进行移动，方便打磨过程中对各个位点的待打磨工件进行打磨。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是设备的侧视图。
图3是本发明的剖视图。
图4是图3中A的局部放大图。
图中：底架1、机架2、磨削组件3、磨头4、磨头旋转机构 5、磨头架6、升降机构7、XY移动机构8、工件安装座9、工件旋转驱动组件10、上立柱11、下立柱12、电主轴13、法兰14、磨削液喷头15、通液管16、通液管固定座17、导轨压板18、砂轮19、升降滑道20、升降导轨21、丝杆升降组件22、工件轴旋转伺服电机23、进刀丝杆24、进刀螺母25、进刀伺服电机26、工件旋转轴27、旋转轴座28、旋转轴套29、旋转轴轴承30、旋转轴套固定座31、移动工作台32、第一斜坡33、平面段34、第二斜坡35、机架固定台36、XY移动机构固定台37、出液口38、第一可拆卸结构39、第二可拆卸结构40、侧架42、第一平台43 和第二平台44、拖板45。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步说明。
如图1所示，一种高精度数控立式双端面磨床，包括底架1，所述的底架1上设有机架2，所述的机架2上设有两上下对称设置的磨削组件3，所述的磨削组件3包括磨头4，所述的磨头4 通过磨头旋转机构5与磨头架6相连，所述的磨头架6通过升降机构7与机架2相连，在底架1上还设有位于机架2一侧设有XY 移动机构8，在XY移动机构8上设有至少一个工件安装座9，所述的工件安装座9与工件旋转驱动组件10相连。
本实施例中，机架2上两上下对称设置磨削组件3，上下两个磨头4可以同时开刀，实现两个磨头4对磨削工件的上下两个端面同时进行打磨。对磨削工件的上下两个端面同时进行加工，一方面便于控制待打磨工件打磨后，整体厚度相同，加工精度高；另一方面，提高了加工效率。通过升降机构7实现磨头架6带着磨头4升降，方便磨削工件进入打磨工位。XY移动机构8上设有至少一个工件安装座9，方便对其中一个安装于工件安装座4 的工件进行磨削加工时，对另一个工件安装座4进行上料，节约了工件打磨完成后，更换新的待打磨工件的时间，从而加快了对工件的加工效率。
如图2所示，优选方案，所述的机架2包括上立柱11和下立柱12，两个磨削组件3分别设置在上立柱11和下立柱12上，所述的上立柱11和下立柱12通过第一可拆卸结构39相连，下立柱 12通过第二可拆卸结构40与底架1相连。机架2上沿竖直方向叠放上立柱11和下立柱12，每个立柱靠近工件安装座9的一侧均设置一个磨削组件3，两个磨削组件3之间形成打磨工位，两个磨削组件3可以对待磨削工件上下同时进刀，同时打磨待磨削工件的上端面和下端面。另外，每个磨削组件3与相应的立柱之间均设置能带动相应的磨削组件3沿着竖直方向移动的升降机构 7。
优选方案，第一可拆卸结构39包括上立柱11和下立柱12 相应的位置均设置有安装螺孔，通过螺钉装配到安装螺孔内，实现上立柱11和下立柱12间的装配，该种固定方式便于拆卸和组装，为设备拆卸后搬运提供了方便。第二可拆卸结构40包括下立柱12和底架1相应的位置均设置有装配螺孔，通过将螺钉装配到装配螺孔中，实现下立柱12与底架1之间的装配，该种固定方式便于拆卸和组装，为设备拆卸后搬运提供了方便。
优选方案，所述的磨头旋转机构5包括安装在磨头架6上的电主轴13，所述的电主轴13输出端上设有所述磨头4。本实施例采用电主轴13带动磨头4旋转，使得设备结构简单、空间紧凑，整机重量轻，占地面积减小。
如图3所示，优选方案，所述的磨头4包括砂轮法兰14，在砂轮法兰14上安装有砂轮19，所述的砂轮法兰14固定在电主轴 13的输出端上，两个砂轮法兰14之间设有磨削液喷头15，所述的磨削液喷头15通过通液管16与送液机构相连，所述的通液管 16穿设其中一电主轴13，通液管16外端通过通液管固定座17 与磨头架6相连。电主轴13可采用水冷循环电主轴，具体结构为：两个砂轮法兰14之间设有磨削液喷头15，其中一电主轴13轴向中间穿设通液管16，送液机构通过通液管16为磨削液喷头15提供喷液。磨削液喷头15设置在两个砂轮法兰14之间，通液管16 穿设其中一电主轴13中的结构，使得整机占地面积减小和整机重量轻，使得本设备应用于放置到任何施工场合。
如图1所示，优选方案，所述的升降机构7包括分别设置在磨头架6两侧的导轨压板18，在每个导轨压板18与机架2之间均形成有升降滑道20，所述的磨头架6两侧分别设有能够与两侧升降滑道20配合的升降导轨21，所述的磨头架6与机架2之间设有丝杆升降组件22。丝杆升降组件22带动下，磨头架6两侧的导轨压板18沿着升降滑道20升降，实现两个磨头4对磨削工件的上下两个端面同时进行打磨。
如图3所示，优选方案，所述的丝杆升降组件22包括竖直设置的进刀丝杆24，在进刀丝杆24套设有进刀螺母25，所述的进刀螺母25固定在磨头架6上，所述的进刀丝杆24两端分别通过轴承座与机架2相连，在进刀丝杆24外端上依次连接有涡轮蜗杆减速器和进刀伺服电机26。在进刀伺服电机26的驱动下，上立柱11或下立柱12沿着进刀丝杆24升降，实现磨头4的升降，一方面方便待打磨工件移入或者移出打磨工位，另一方面方便调整砂轮打磨工件的打磨角度。
如图3和4所示，优选方案，所述的工件旋转驱动组件10 包括设置在工件安装座9下方的工件旋转轴27，所述的工件旋转轴27穿设在旋转轴座28上，工件旋转轴27上端固定在工件安装座9上，下端通过同步带与工件轴旋转伺服电机23相连。采用伺服电机23加同步带驱动工件安装座9旋转，方便将对待磨削工件需要打磨的一面转向砂轮19，即完成待磨削工件的角度定位。
优选方案，所述的工件旋转轴27与旋转轴座28之间设有旋转轴套29，在旋转轴套29与工件旋转轴27之间设有至少两个旋转轴轴承30，所述的旋转轴套29通过旋转轴套固定座31与旋转轴座28相连。通过旋转轴套固定座31将旋转轴套29固定到旋转轴座28上，从而实现旋转轴轴承30的固定。工件旋转轴27与旋转轴座28之间设置的旋转轴轴承30，减小了工件旋转轴27旋转时的摩擦力，提高了打磨的精度，提升了加工的效率。
优选方案，每个工件旋转驱动组件10配套独立设有一个可拆卸的旋转轴座，可拆卸的旋转轴座包括一对相对称设置的侧架 42，可拆卸安装在两个侧架42上的第一平台43和第二平台44，工件安装座9设置在第一平台43的上方，且旋转轴套29贯穿第一平台43，第二平台44的上侧设置工件轴旋转伺服电机23。第一平台43、第二平台44与侧架42之间方便拆装，保障了设备拆装方便，便于搬运。
优选方案，所述的XY移动机构8上设有两个工件安装座9，两个工件安装座9均设置在移动工作台32上，所述的移动工作台 32与XY移动机构8相连。本实施例可以使用机械手进行上料及下料操作。XY移动机构8包括X轴移动组件和Y轴移动组件。X轴移动机构包括上侧设置X轴导轨的拖板45，移动工作台32 滑动设置在拖板45上侧的X轴导轨上。拖板45的上表面还设置与X轴导轨8延伸方向平行的X轴丝杆，所述的X轴丝杆一端设置X轴驱动器，移动工作台32下侧与X轴丝杆螺纹连接。驱动器驱动X轴丝杆带动移动工作台32沿着X轴导轨左右移动，进而实现其中一个安装于工件安装座9的工件进行磨削加工时，对另一个工件安装座9进行上料，节约了工件打磨完成后，更换新的待打磨工件的时间。Y轴驱动部件包括拖板45下侧滑动连接于Y轴导轨14上。机架2上还设置与Y轴导轨14延伸方向平行的Y轴丝杆15，Y轴丝杆15一端设置拖板驱动器，拖板45下侧与Y轴丝杆15螺纹连接。在拖板驱动器的驱动下，Y轴丝杆带动拖板45沿着Y轴导轨移动，从而实现移动工作台32的前后移动，方便打磨过程中对各个位点的待打磨工件进行打磨。本实施例中提到的拖板45和移动工作台32的结构容易拆卸和组装，为设备拆卸后搬运提供了方便。
优选方案，所述的底架1由一端至另一端上依次设有第一斜坡33、平面段34和第二斜坡35，所述的第一斜坡33和第二斜坡 35均为由外端至内端逐渐向下倾斜，所述的第一斜坡33上设有机架固定台36，所述的第二斜坡35和平面段34上设有XY移动机构固定台37，所述的机架2设置在机架固定台36上，所述的 XY移动机构8设置在XY移动机构固定台37上，在平面段34 一侧设有出液口38。打磨时，两个砂轮法兰14之间的磨削液喷头15向打磨件喷液，喷液打湿打磨出的碎渣，防止碎渣乱飞。通过第一斜坡33、平面段34和第二斜坡35实现底架1表面两侧高、中间低的地形，便于液体从中间的出液口38排出。
本实施例的工作过程是：(1)通过升降机构7调整磨削组件 3之间间距。将待打磨件安装于工件安装座9后，通过XY移动机构8带动移动工作台9沿着X轴和Y轴移动，移入相对设置两个磨削组件3之间。通过升降机构7将磨削组件3调整到工作位点，开始打磨。(2)在磨削过程中，对另一个工件安装座9进行上料。(3)在磨削过程中，采用伺服电机23加同步带驱动工件安装座9旋转，以上结构方便将需要打磨的一面转向砂轮19，保障对各个位点的待打磨工件进行打磨，实现磨削度的定位。(4) 打磨完成后，通过左右移动移动工作台3，更换新的待打磨工件。
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 (10)
1.一种高精度数控立式双端面磨床，其特征在于，包括底架(1)，所述的底架(1)上设有机架(2)，所述的机架(2)上设有两上下对称设置的磨削组件(3)，所述的磨削组件(3)包括磨头(4)，所述的磨头(4)通过磨头旋转机构(5)与磨头架(6)相连，所述的磨头架(6)通过升降机构(7)与机架(2)相连，在底架(1)上还设有位于机架(2)一侧设有XY移动机构(8)，在XY移动机构(8)上设有至少一个工件安装座(9)，所述的工件安装座(9)与工件旋转驱动组件(10)相连。
2.根据权利要求1所述的高精度数控立式双端面磨床，其特征在于，所述的机架(2)包括上立柱(11)和下立柱(12)，两个磨削组件(3)分别设置在上立柱(11)和下立柱(12)上，所述的上立柱(11)和下立柱(12)通过第一可拆卸结构(39)相连，下立柱(12)通过第二可拆卸结构(40)与底架(1)相连。
3.根据权利要求1所述的高精度数控立式双端面磨床，其特征在于，所述的磨头旋转机构(5)包括安装在磨头架(6)上的电主轴(13)，所述的电主轴(13)输出端上设有所述磨头(4)。
4.根据权利要求3所述的高精度数控立式双端面磨床，其特征在于，所述的磨头(4)包括砂轮法兰(14)，在砂轮法兰(14)上安装有砂轮(19)，所述的砂轮法兰(14)固定在电主轴(13)的输出端上，两个砂轮法兰(14)之间设有磨削液喷头(15)，所述的磨削液喷头(15)通过通液管(16)与送液机构相连，所述的通液管(16)穿设其中一电主轴(13)，通液管(16)外端通过通液管固定座(17)与磨头架(6)相连。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的高精度数控立式双端面磨床，其特征在于，所述的升降机构(7)包括分别设置在磨头架(6)两侧的导轨压板(18)，在每个导轨压板(18)与机架(2)之间均形成有升降滑道(20)，所述的磨头架(6)两侧分别设有能够与两侧升降滑道(20)配合的升降导轨(21)，所述的磨头架(6)与机架(2)之间设有丝杆升降组件(22)。
6.根据权利要求5所述的高精度数控立式双端面磨床，其特征在于，所述的丝杆升降组件(22)包括竖直设置的进刀丝杆(24)，在进刀丝杆(24)套设有进刀螺母(25)，所述的进刀螺母(25)固定在磨头架(6)上，所述的进刀丝杆(24)两端分别通过轴承座与机架(2)相连，在进刀丝杆(24)外端上依次连接有涡轮蜗杆减速器和进刀伺服电机(26)。
7.根据权利要求1或2或3或4所述的高精度数控立式双端面磨床，其特征在于，所述的工件旋转驱动组件(10)包括设置在工件安装座(9)下方的工件旋转轴(27)，所述的工件旋转轴(27)穿设在旋转轴座(28)上，工件旋转轴(27)上端固定在工件安装座(9)上，下端通过同步带与工件轴旋转伺服电机(23)相连。
8.根据权利要求6所述的高精度数控立式双端面磨床，其特征在于，所述的工件旋转轴(27)与旋转轴座(28)之间设有旋转轴套(29)，在旋转轴套(29)与工件旋转轴(27)之间设有至少两个旋转轴轴承(30)，所述的旋转轴套(29)通过旋转轴套固定座(31)与旋转轴座(28)相连。
9.根据权利要求1或2或3或4所述的高精度数控立式双端面磨床，其特征在于，所述的XY移动机构(8)上设有两个工件安装座(9)，两个工件安装座(9)均设置在移动工作台(32)上，所述的移动工作台(32)与XY移动机构(8)相连。
10.根据权利要求1或2或3或4所述的高精度数控立式双端面磨床，其特征在于，所述的底架(1)由一端至另一端上依次设有第一斜坡(33)、平面段(34)和第二斜坡(35)，所述的第一斜坡(33)和第二斜坡(35)均为由外端至内端逐渐向下倾斜，所述的第一斜坡(33)上设有机架固定台(36)，所述的第二斜坡(35)和平面段(34)上设有XY移动机构固定台(37)，所述的机架(2)设置在机架固定台(36)上，所述的XY移动机构(8)设置在XY移动机构固定台(37)上，在平面段(34)一侧设有出液口(38)。
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