CN114789379B - 一种非回转体锥形工件外轮廓的立式磨床及磨削方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非回转体锥形工件外轮廓的立式磨床及磨削方法，所述立式磨床，包括床身、磨削单元、工件推送单元和定位装夹单元，由于本发明采用了工件推送单元用来传送非回转体锥形工件到达加工工位，工件推送单元能够便捷的将非回转体锥形工件微调到指定加工的位置，非回转体锥形工件装夹过程效率更高，工人操作方便。由于本发明设计了针对非回转体锥形工件的定位装夹单元，结合定位座、止推轴承、柔性夹具有机组合使用，能够实现快捷高效对非回转体锥形工件的定位夹紧。由于本发明采用了柔性夹具和顶锥套双定位调整装置，有效解决加工外轮廓时夹具位置与加工区域重合的问题。本发明极大的提高了加工效率和精度。

Description

一种非回转体锥形工件外轮廓的立式磨床及磨削方法

技术领域

本发明属于机械磨削设备及工件装夹技术领域，具体涉及一种用于非回转体锥形工件外轮廓的立式磨床及磨削方法。

背景技术

由于非回转体锥形工件外形不规则，在对其外轮廓进行磨削加工过程中，工件定位困难，难以兼顾夹具与磨削区域的干涉问题。对于非回转体锥形工件外轮廓的磨削加工，现有技术一般采用多个仿形压板组合的夹具对非回转体锥形工件进行定位调整，使用三轴铣床对工件外轮廓进行磨削加工，对于夹具与工件接触位置和加工区域相重合的地方需要二次装夹，在重复装夹过程中需要反复打表调整压板位置，且由于工位转换会导致夹具与工件接触位置出现较多的磨削接刀痕。此种磨床设备使得工件定位精度低，加工外轮廓过程调整定位方式繁琐且效率低，多处接刀痕也不便于保证工件外轮廓的曲面轮廓度。因此需要设计针对非回转体锥形工件外轮廓加工的专用磨床，对非回转体工件能够便捷的送入工件以及夹持换装方便。

发明内容

为解决现有外轮廓磨床存在的上述问题，本发明设计一种推送工件方便、定位方式简单可靠、工位转换简洁高效的非回转体锥形工件外轮廓的立式磨床及磨削方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种非回转体锥形工件外轮廓加工的立式磨床，包括床身、磨削单元、工件推送单元和定位装夹单元；所述床身为水平布置的方形基座，所述磨削单元安装在床身的左后侧，所述工件推送单元安装在床身的左前侧、用于向定位装夹单元推送工件；所述定位装夹单元安装在床身的右侧；

所述磨削单元包括立柱、Y1轴电机、Y1轴导轨、Y1轴联轴器、Y1轴丝杠、X1轴电机、X1轴溜板、防护罩壳、磨削砂轮、砂轮电机、X1轴导轨、X1轴丝杠、X1轴滑块、Y1轴溜板、Y1轴滑块和X1轴联轴器，所述立柱整体为梯形结构，通过螺栓将立柱连接固定在床身上，所述砂轮电机安装在X1轴溜板上，防护罩壳安装在磨削砂轮的一侧，砂轮电机与磨削砂轮连接。X1轴电机通过X1轴联轴器与X1轴溜板连接、使得X1轴溜板沿着X轴方向移动，X1轴滑块与Y1轴溜板固定连接，Y1轴电机通过Y1轴联轴器与Y1轴溜板连接、使得Y1轴溜板及X1轴溜板在Y轴方向上移动，进而实现磨削砂轮沿X、Y轴两个方向移动。

所述工件推送单元包括X2轴导轨、X2轴磁力表座、X2轴溜板、支撑架、转台、工件托架、手摇装置A、L形支架、C形支架、Y2轴导轨、Y2轴滑块、手摇装置B、手摇装置C、X3轴滑块、X3轴导轨、支撑盘和柔性触点，所述X2轴导轨固定安装在床身上；所述X2轴溜板与X2轴导轨通过X2轴滑块连接，所述X2轴磁力表座一端与X2轴溜板连接，另一端与X2轴导轨连接。所述X2轴导轨、X2轴滑块、X2轴磁力表座和X2轴溜板构成X2轴移动装置；所述支撑架的一端固定在X2轴溜板上，另一端与转台的下端面固定连接；所述L形支架的水平底面与转台的上端面固定连接，L形支架的竖直侧面与Y2轴导轨连接，Y2轴滑块与C形支架连接，Y2轴导轨与Y2轴滑块相配合使得L形支架与C形支架竖直方向相对运动；所述手摇装置A包括摇柄A、齿轮箱、绕线轮、轴承座、钢丝绳，齿轮箱通过螺栓安装在L形支架横隔板上，摇柄A通过轴承座固定在L形支架的竖直面上，钢丝绳的一端缠在绕线轮内、另一端通过钢丝绳锁扣固定安装在C形支架靠近底端的竖直侧面上，旋转摇柄A带动绕线轮旋转，使得钢丝绳牵引着C形支架沿L形支架竖直移动；所述支撑盘一端为丝杆、另一端为圆盘状，通过双螺母将支撑盘的丝杆端固定在C形支架上端的侧面，所述柔性触点为空心圆柱形，通过螺栓固定在C形支架下端的侧面，所述支撑盘和柔性触点均与非回转体锥形工件的一侧接触；所述X3轴滑块固定在C形支架的底面两侧，所述工件托架的两侧安装有X3轴导轨与X3轴滑块进行配合；所述手摇装置B由摇柄B、安装架、同步轮、同步带和转向轮组成，安装架通过螺栓固定安装在C形支架的下部横梁上，同步带绕在同步轮上，同步带的两端分别通过两个转向轮连接在工件托架的两侧内壁，旋转摇柄B使得同步轮旋转，并通过同步带牵引工件托架在X轴方向移动；所述手摇装置C由摇杆C、丝杠、丝杠座、丝杠螺母、换向螺母、连杆和弧形夹手组成，将两个丝杠座分别固定在C形支架的中段竖直面上，两根丝杠的一端分别连接到丝杠座上，另一端由换向螺母连接，弧形夹手的末端具有销钉孔与耳板的孔进行铰接，耳板固定在C形支架的前侧面，丝杠螺母和弧形夹手中段上的销钉孔与连杆两端的销钉孔连接，旋转摇杆C带动丝杠螺母同向或反向移动、并通过连杆带动弧形夹手伸展或收缩，从而夹持非回转体锥形工件。

所述定位装夹单元包括Z轴电机、Z轴导轨、Z轴溜板、数控转台、四爪卡盘、定位座、钢架、止推轴承、顶锥套、Y3轴导轨、直角板A、气缸A、直角板B、气缸B、转台电机、柔性夹具和Y3轴滑块，所述Z轴导轨固定安装在床身上；所述数控转台底端固定在Z轴溜板上，所述Z轴溜板与Z轴导轨滑动连接；所述钢架为L形框架，水平一侧与Z轴溜板固定连接；所述Z轴电机与Z轴电机座连接，Z轴电机的旋转轴通过Z轴联轴器使得Z轴溜板在Z轴导轨上移动；所述定位座的下端是圆柱、上端是三棱盘形状，圆柱端由四爪卡盘夹持，四爪卡盘固定在数控转台上；所述三棱盘的三个棱边侧面均安装柔性夹具，所述柔性夹具一面带有弹性销，通过控制柔性夹具气体的进出，使得弹性销在自由、锁紧两种状态之间切换，弹性销与工件内轮廓曲面接触后锁定完成对工件的定位；所述Y3轴导轨安装在钢架的竖直面上。所述顶锥套为圆柱形阶梯形状，大端开有半球形凹槽，小端的阶梯断面与直角板A的水平面固定连接，所述直角板A的竖直面与Y3轴滑块固定连接，所述气缸A的缸体安装在Y3轴导轨之间的钢架上，气缸A的活塞杆与直角板A的竖直面连接，气缸A驱动直角板A带动顶锥套在Y3轴导轨上沿着Y轴方向滑动；所述止推轴承的上端面与直角板B的水平面底面连接，所述直角板B的竖直面和Y3轴滑块连接，止推轴承的下端面与保持架的上端面连接，保持架的下端面圆周分布三个立板，每个立板固定一个柔性夹具；所述气缸B的缸体安装在Y3轴导轨之间的立柱上，气缸B的活塞杆与直角板B的竖直面连接，气缸B驱动直角板B带动柔性夹具沿着Y轴方向滑动，所述转台电机与数控转台的侧面固定连接。转台电机提供动力驱动数控转台进行旋转。

一种非回转体锥形工件外轮廓的磨削方法，利用非回转体锥形工件外轮廓的立式磨床进行磨削，其特征在于：所述磨削方法包括以下步骤：

A、推送非回转体锥形工件

A1、通过转台将工件推送单元旋转至机身外侧，并调节手摇装置B将工件托架推出，将非回转体锥形工件吊装放置在工件托架上，非回转体锥形工件一侧与支撑盘和柔性触点相接触，调节手摇装置C驱动弧形夹手将非回转体锥形工件进行夹持，再通过转台将工件推送单元旋转至数控转台方向。

A2、调节手摇装置A驱动非回转体锥形工件上升到定位座的上端面10-30mm，调节X2轴移动装置将非回转体锥形工件推送到定位座正上方，通过X2轴磁力表座的吸附，将X2轴溜板锁定到当前位置。

B、对非回转体锥形工件定位

B1、通过Z轴电机驱动Z轴溜板在Z轴方向移动，调整非回转体锥形工件的大端内轮廓和定位座的三个柔性夹具的弹性销相接触，调整手摇装置A带动非回转体锥形工件下降，使得定位座伸入非回转体锥形工件大端内20-50mm。

B2、通过气缸A驱动将顶锥套扣在非回转体锥形工件顶端，顶锥套的圆形内腔和非回转体锥形工件顶端半球进行配合，通过气缸B驱动将直角板B与直角板A的底面贴合。

C、对非回转体锥形工件外轮廓磨削

C1、砂轮电机驱动磨削砂轮旋转，通过X1轴电机和Y1轴电机驱动X1轴溜板和Y1轴溜板，使得磨削砂轮做X、Y两轴方向运动；通过Z轴电机驱动Z轴溜板移动、转台电机驱动转台旋转，使得非回转体锥形工件沿Z轴移动和绕B轴旋转，以此完成非回转体锥形外轮廓面和大端面的磨削。

C2、通过气缸B驱动直角板B和止推轴承移动到非回转体锥形工件顶端以下的30-100mm位置，利用柔性夹具的弹性销与非回转体锥形工件的外轮廓接触，通过保证跳动量不超过0.01mm的情况下，通入气压将柔性夹具锁紧，通过气缸A驱动将顶锥套上升高度大于60mm。然后磨削砂轮做X、Y两轴方向运动，非回转体锥形工件沿Z轴移动和绕B轴旋转，完成对非回转体锥形工件顶端的磨削加工。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、由于本发明采用了工件推送单元用来传送非回转体锥形工件到达加工工位，工件推送单元能够便捷的将非回转体锥形工件微调到指定加工的位置，方便非回转体锥形工件定位装夹的过程，相对比直接吊装非回转体锥形工件，非回转体锥形工件装夹过程效率更高，工人操作方便。

2、由于本发明设计了针对非回转体锥形工件的定位装夹单元，结合定位座、止推轴承、柔性夹具有机组合使用，能够实现快捷高效对非回转体锥形工件的定位夹紧。

3、由于本发明采用了柔性夹具和顶锥套双定位调整装置，可以实现加工区域的灵活转换，有效解决加工外轮廓时夹具位置与加工区域重合的问题。

4、由于本发明结合设计磨床采用了推送工件、工件调整、工件定位装夹、外轮廓与大端面磨削、顶端区域磨削的加工流程，极大的提高了加工效率和精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为立式磨床示意图；

图2为立式磨床磨削单元示意图；

图3为X1轴移动装置示意图；

图4为工件推送单元示意图；

图5为Y2轴、X3轴移动装置示意图；

图6为手摇装置A示意图；

图7为手摇装置B示意图；

图8为手摇装置C示意图；

图9为立式磨床定位装夹单元示意图；

图10是定位装夹单元中柔性夹具对工件顶端定位示意图；

图11是定位装夹单元中柔性夹具对工件大端定位示意图。

图中：1-床身，2-磨削单元，3-工件推送单元，4-非回转体锥形工件，5-定位装夹单元，6-立柱，7-Y1轴电机，8-Y1轴联轴器，9-Y1轴丝杠，10-X1轴电机，11-X1轴溜板，12-Y1轴导轨，13-防护罩壳，14-磨削砂轮，15-砂轮电机，16--X1轴导轨，17-X1轴滑块，18-Y1轴溜板，19-Y1轴滑块，20-X1轴丝杠，21-X1轴联轴器，22-X2轴导轨，23-X2轴滑块，24-X2轴溜板，25-支撑架，26-转台，27-工件托架，28-手摇装置A，29-L形支架，30-C形支架，31-X2轴磁力表座，32-Y2轴导轨，33-Y2轴滑块，34-手摇装置B，35-手摇装置C，36-支撑盘，37-X3轴滑块，38-X3轴导轨，39-柔性触点，40-钢丝绳锁扣，41-绕线轮，42-钢丝绳，43-齿轮箱，44-轴承座，45-摇柄A，46-同步带，47-转向轮，48-同步轮，49-摇柄B，50-安装架，51-耳板，52-连杆，53-换向螺母，54-丝杠螺母，55-丝杠，56-丝杠座，57-摇杆C，58-弧形夹手，59-Z轴电机，60-Z轴导轨，61-Z轴溜板，62-数控转台，63-四爪卡盘，64-定位座，65-钢架，66-止推轴承，67-顶锥套，68-Y3轴导轨，69-直角板A，70-气缸A，71-直角板B，72-保持架，73-气缸B，74-转台电机，75-柔性夹具，76-Y3轴滑块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步地描述。如图1-11所示，本发明的工作原理如下：首先砂轮电机15安装在X1轴溜板11上，防护罩壳13安装在磨削砂轮14的一侧用来防止切屑飞溅，砂轮电机15提供动力可使得磨削砂轮14高速旋转。X1轴电机10提供动力通过X1轴联轴器21使得X1轴溜板11沿着X轴方向进给，X1轴滑块17与Y1轴溜板18固定连接，Y1轴电机7提供动力通过Y1轴联轴器8可使得Y1轴溜板18及X1轴溜板11在Y轴方向上移动，进而磨削砂轮14能够实现X、Y轴两个方向的进给。工件推送装置的X2轴移动装置由X2轴导轨22、X2轴磁力表座31、X2轴滑块23、X2轴溜板24组成，支撑架25一端固定在X2轴溜板22上，另一端与转台26的下端面固定，L形支架29的水平侧面与转台26的上端面固定，L形支架29的竖直侧面与Y2轴导轨32固定连接，C形支架30的侧面与Y2轴滑块33连接，L形支架29和C形支架30可通过Y2轴导轨32与Y2轴滑块33配合实现直线运动。手摇装置A28的齿轮箱43通过螺栓安装在L形支架29的横隔板上，旋转摇柄A 45可带动绕线轮41旋转，钢丝绳42的一端缠在绕线轮41内，另一端通过钢丝绳锁扣40固定安装在C形支架30靠近底端的竖直侧面上，旋转摇柄A 45使得钢丝绳42升降牵引着C形支架30沿L形支架29竖直移动。支撑盘36一端为丝杆、另一端为圆盘状，通过双螺母将支撑盘的丝杆端固定在C形支架30上端的侧面，柔性触点39为空心圆柱形，通过螺栓固定在C形支架30下端的侧面，支撑盘36和柔性触点39对非回转体锥形工件4的一侧进行接触。X3轴滑块37固定在C形支架30的底面，工件托架27的两侧安装有X3轴导轨，手摇装置B 34中的安装架50通过螺栓固定安装在C形支架30的下部横梁上，同步带46绕在同步轮48上，同步带的两端分别通过两个转向轮47连接在工件托架27的两侧内壁，旋转摇柄B 49使得同步轮48旋转，并通过同步带46牵引工件托架27在X轴方向移动。

手摇装置C 32的两个丝杠座56分别固定在C形支架30的中段竖直面上，两根丝杠55的一端分别连接到丝杠座56上，另一端由换向螺母53连接，弧形夹手58的末端具有销钉孔与耳板51的孔进行铰接，耳板51固定在C形支架30的前侧面，丝杠螺母54和弧形夹手58中段上的销钉孔与连杆52两端的销钉孔连接，旋转摇杆C 57带动丝杠螺母54同向或反向移动、并通过连杆52带动弧形夹手58伸展或收缩，从而夹持非回转体锥形工件4。数控转台62底端固定在Z轴溜板61上，钢架65的水平一侧与Z轴溜板61固定连接，Z轴电机59提供动力使得Z轴溜板61在Z轴方向上移动，定位座64一端是圆柱一端是三棱盘，圆柱端由四爪卡盘63夹持，三棱盘的三个棱边都安装有柔性夹具75，柔性夹具75具有弹性销子可以与工件内轮廓接触定位，并通过通入气压锁紧完成夹紧动作。顶锥套67与直角板A 69固定连接，气缸A70驱动顶锥套67在Y3轴导轨68上沿着Y轴方向滑动。止推轴承66的上端面与直角板B 71固定连接，下端面与保持架72固定连接，保持架72的三个立板分别固定着三个柔性夹具75，气缸B 72驱动直角板B 71沿着Y轴方向滑动。

在磨削加工非回转体锥形工件时，首先通过转台26将工件推送单元3旋转至机床外侧，并调节手摇装置B 34将工件托架27推出，将非回转体锥形工件4吊装放置在工件托架27上，非回转体锥形工件4一侧与支撑盘36和柔性触点39相接触，调节手摇装置C 35驱动弧形夹手58将非回转体锥形工件4进行夹持，再通过转台26将工件推送单元3旋转至数控转台62方向。调节手摇装置A28驱动非回转体锥形工件4上升到定位座64的上端面10mm，调节X2轴移动装置将非回转体锥形工件4推送到定位座64正上方。通过X2轴磁力表座31的吸附，将X2轴溜板24锁定到当前位置。然后进行工件定位，通过Z轴电机59驱动定位装夹单元5在Z轴方向的移动，调整非回转体锥形工件4的大端内轮廓和定位座64的三个柔性夹具74的弹性销相接触，调整手摇装置A 28带动非回转体锥形工件4下降，使得定位座64伸入非回转体锥形工件4大端内30mm。通过气缸A 70驱动将顶锥套67扣在工件4顶端，顶锥套67的圆形内腔和工件顶端半球进行配合，通过气缸B 73驱动将直角板B 71与直角板A 69的底面贴合。

对工件外轮廓磨削时，砂轮电机15驱动磨削砂轮14旋转，通过X1轴电机10和Y1轴电机7驱动，使得磨削砂轮14做X、Y两轴方向运动，Z轴电机59和转台电机74驱动，使得非回转体锥形工件4沿Z轴移动和绕B轴旋转，完成工件外轮廓和大端面的修磨。通过气缸B 73驱动直角板B 71和止推轴承66移动到工件4顶端以下的50mm位置，利用柔性夹具75的弹性销与非回转体锥形工件4的外轮廓接触，保证跳动量不超过0.01mm的情况下将柔性夹具75锁紧，通过气缸A 70驱动将顶锥套67上升高度70mm。然后磨削砂轮14做X、Y两轴方向运动，非回转体锥形工件4沿Z轴移动和绕B轴旋转，完成对工件顶端的磨削加工。

以上所述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，并不能由此理解为对本发明专利范围的限制。对于本领域的普通技术人员，在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种非回转体锥形工件外轮廓加工的立式磨床，其特征在于：包括床身(1)、磨削单元(2)、工件推送单元(3)和定位装夹单元(5)；所述床身(1)为水平布置的矩形基座，所述磨削单元(2)安装在床身(1)的左后侧，所述工件推送单元(3)安装在床身(1)的左前侧、用于向定位装夹单元(5)推送工件；所述定位装夹单元(5)安装在床身(1)的右侧；

所述磨削单元(2)包括立柱(6)、Y1轴电机(7)、Y1轴导轨(12)、Y1轴联轴器(8)、Y1轴丝杠(9)、X1轴电机(10)、X1轴溜板(11)、防护罩壳(13)、磨削砂轮(14)、砂轮电机(15)、X1轴导轨(16)、X1轴丝杠(20)、X1轴滑块(17)、Y1轴溜板(18)、Y1轴滑块(19)和X1轴联轴器(21)，所述立柱(6)整体为梯形结构，通过螺栓将立柱(6)连接固定在床身(1)上，所述砂轮电机(15)安装在X1轴溜板(11)上，防护罩壳(13)安装在磨削砂轮(14)的一侧，砂轮电机(15)与磨削砂轮(14)连接；X1轴电机(10)通过X1轴联轴器(21)与X1轴溜板(11)连接、使得X1轴溜板(11)沿着X轴方向移动，X1轴滑块(17)与Y1轴溜板(18)固定连接，Y1轴电机(7)通过Y1轴联轴器(8)与Y1轴溜板(18)连接、使得Y1轴溜板(18)及X1轴溜板(11)在Y轴方向上移动，进而实现磨削砂轮(14)沿X、Y轴两个方向移动；

所述工件推送单元(3)包括X2轴导轨(22)、X2轴磁力表座(31)、X2轴溜板(24)、支撑架(25)、转台(26)、工件托架(27)、手摇装置A(28)、L形支架(29)、C形支架(30)、Y2轴导轨(32)、Y2轴滑块(33)、手摇装置B(34)、手摇装置C(35)、X3轴滑块(37)、X3轴导轨(38)、支撑盘(36)和柔性触点(39)，所述X2轴导轨(22)固定安装在床身(1)上；所述X2轴溜板(24)与X2轴导轨(22)通过X2轴滑块(23)连接，所述X2轴磁力表座(31)一端与X2轴溜板(24)连接，另一端与X2轴导轨(22)连接；所述X2轴导轨(22)、X2轴滑块(23)、X2轴磁力表座(31)和X2轴溜板(24)构成X2轴移动装置；所述支撑架(25)的一端固定在X2轴溜板(24)上，另一端与转台(26)的下端面固定连接；所述L形支架(29)的水平底面与转台(26)的上端面固定连接，L形支架(29)的竖直侧面与Y2轴导轨(32)连接，Y2轴滑块(33)与C形支架(30)连接，Y2轴导轨(32)与Y2轴滑块(33)相配合使得L形支架(29)与C形支架(30)竖直方向相对运动；所述手摇装置A(28)包括摇柄A(45)、齿轮箱(43)、绕线轮(41)、轴承座(44)和钢丝绳(42)，齿轮箱(43)通过螺栓安装在L形支架(29)横隔板上，摇柄A(45)通过轴承座(44)固定在L形支架(29)的竖直面上，钢丝绳(42)的一端缠在绕线轮(41)内、另一端通过钢丝绳锁扣(40)固定安装在C形支架(30)靠近底端的竖直侧面上，旋转摇柄A(45)带动绕线轮(41)旋转，使得钢丝绳(42)牵引着C形支架(30)沿L形支架(29)竖直移动；所述支撑盘(36)一端为丝杆、另一端为圆盘状，通过双螺母将支撑盘(36)的丝杆端固定在C形支架(30)上端的侧面，所述柔性触点(39)为空心圆柱形，通过螺栓固定在C形支架(30)下端的侧面，所述支撑盘(36)和柔性触点(39)均与非回转体锥形工件(4)的一侧接触；所述X3轴滑块(37)固定在C形支架(30)的底面两侧，所述工件托架(27)的两侧安装有X3轴导轨(38)与X3轴滑块(37)进行配合；所述手摇装置B(34)由摇柄B(49)、安装架(50)、同步轮(48)、同步带(46)和转向轮(47)组成，安装架(50)通过螺栓固定安装在C形支架(30)的下部横梁上，同步带(46)绕在同步轮(48)上，同步带(46)的两端分别通过两个转向轮(47)连接在工件托架(27)的两侧内壁，旋转摇柄B(49)使得同步轮(48)旋转，并通过同步带(46)牵引工件托架(27)在X轴方向移动；所述手摇装置C(35)由摇杆C(57)、丝杠(55)、丝杠座(56)、丝杠螺母(54)、换向螺母(53)、连杆(52)和弧形夹手(58)组成，两个丝杠座(56)分别固定在C形支架(30)的中段竖直面上，两根丝杠(55)的一端分别连接到丝杠座(56)上，另一端与换向螺母(53)连接，弧形夹手(58)的末端具有销钉孔与耳板(51)的孔进行铰接，耳板(51)固定在C形支架(30)的前侧面，丝杠螺母(54)和弧形夹手(58)中段上的销钉孔与连杆(52)两端的销钉孔连接，旋转摇杆C(57)带动丝杠螺母(54)同向或反向移动、并通过连杆(52)带动弧形夹手(58)伸展或收缩，从而夹持非回转体锥形工件(4)；

所述定位装夹单元(5)包括Z轴电机(59)、Z轴导轨(60)、Z轴溜板(61)、数控转台(62)、四爪卡盘(63)、定位座(64)、钢架(65)、止推轴承(66)、顶锥套(67)、Y3轴导轨(68)、直角板A(69)、气缸A(70)、直角板B(71)、气缸B(73)、转台电机(74)、柔性夹具(75)和Y3轴滑块(76)，所述Z轴导轨(60)固定安装在床身(1)上；所述数控转台(62)底端固定在Z轴溜板(61)上，所述Z轴溜板(61)与Z轴导轨(60)滑动连接；所述钢架(65)为L形框架，水平一侧与Z轴溜板(61)固定连接；所述Z轴电机(59)与Z轴电机座连接，Z轴电机(59)的旋转轴通过Z轴联轴器使得Z轴溜板(61)在Z轴导轨(60)上移动；所述定位座(64)的下端是圆柱、上端是三棱盘，圆柱端由四爪卡盘(63)夹持，四爪卡盘(63)固定在数控转台(62)上；所述三棱盘的三个棱边侧面均安装柔性夹具(75)，所述柔性夹具(75)一面带有弹性销，通过控制柔性夹具(75)气体的进出，使得弹性销在自由、锁紧两种状态之间切换，弹性销与非回转体锥形工件(4)内轮廓曲面接触后锁定完成对非回转体锥形工件(4)的定位；所述Y3轴导轨(68)安装在钢架(65)的竖直面上；所述顶锥套(67)为圆柱形阶梯形状，大端开有半球形凹槽，小端的阶梯断面与直角板A(69)的水平面固定连接，所述直角板A(69)的竖直面与Y3轴滑块(76)固定连接，所述气缸A(70)的缸体安装在Y3轴导轨(68)之间的钢架(65)上，气缸A(70)的活塞杆与直角板A(69)的竖直面连接，气缸A(70)驱动直角板A(69)带动顶锥套(67)在Y3轴导轨(68)上沿着Y轴方向滑动；所述止推轴承(66)的上端面与直角板B(71)的水平面底面连接，所述直角板B(71)的竖直面和Y3轴滑块(76)连接，止推轴承(66)的下端面与保持架(72)的上端面连接，保持架(72)的下端面圆周分布三个立板，每个立板固定一个柔性夹具(75)；所述气缸B(73)的缸体安装在Y3轴导轨(68)之间的立柱(6)上，气缸B(73)的活塞杆与直角板B(71)的竖直面连接，气缸B(73)驱动直角板B(71)带动柔性夹具(75)沿着Y轴方向滑动，所述转台电机(74)与数控转台(62)的侧面固定连接；转台电机(74)提供动力驱动数控转台(62)进行旋转。

2.一种非回转体锥形工件外轮廓的磨削方法，利用如权利要求1所述非回转体锥形工件外轮廓的立式磨床进行磨削，其特征在于：所述磨削方法包括以下步骤：

A、推送非回转体锥形工件(4)

A1、通过转台(26)将工件推送单元(3)旋转至机身外侧，并调节手摇装置B(34)将工件托架(27)推出，将非回转体锥形工件(4)吊装放置在工件托架(27)上，非回转体锥形工件(4)一侧与支撑盘(36)和柔性触点(39)相接触，调节手摇装置C(35)驱动弧形夹手(58)将非回转体锥形工件(4)进行夹持，再通过转台(26)将工件推送单元(3)旋转至数控转台(62)方向；

A2、调节手摇装置A(28)驱动非回转体锥形工件(4)上升到定位座(64)的上端面10-30mm，调节X2轴移动装置将非回转体锥形工件(4)推送到定位座(64)正上方，通过X2轴磁力表座(31)的吸附，将X2轴溜板(24)锁定到当前位置；

B、对非回转体锥形工件(4)定位

B1、通过Z轴电机(59)驱动Z轴溜板(61)在Z轴方向移动，调整非回转体锥形工件(4)的大端内轮廓和定位座(64)的三个柔性夹具(75)的弹性销相接触，调整手摇装置A(28)带动非回转体锥形工件(4)下降，使得定位座(64)伸入非回转体锥形工件(4)大端内20-50mm；

B2、通过气缸A(70)驱动将顶锥套(67)扣在非回转体锥形工件(4)顶端，顶锥套(67)的圆形内腔和非回转体锥形工件(4)顶端半球进行配合，通过气缸B(73)驱动将直角板B(71)与直角板A(69)的底面贴合；

C、对非回转体锥形工件(4)外轮廓磨削

C1、砂轮电机(15)驱动磨削砂轮(14)旋转，通过X1轴电机(10)和Y1轴电机(7)驱动X1轴溜板(11)和Y1轴溜板(18)，使得磨削砂轮(14)做X、Y两轴方向运动；通过Z轴电机(59)驱动Z轴溜板(61)移动、转台电机(74)驱动转台(26)旋转，使得非回转体锥形工件(4)沿Z轴移动和绕B轴旋转，以此完成非回转体锥形外轮廓面和大端面的磨削；

C2、通过气缸B(73)驱动直角板B(71)和止推轴承(66)移动到非回转体锥形工件(4)顶端以下的30-100mm位置，利用柔性夹具(75)的弹性销与非回转体锥形工件(4)的外轮廓接触，通过保证跳动量不超过0.01mm的情况下，通入气压将柔性夹具(75)锁紧，通过气缸A(70)驱动将顶锥套(67)上升高度大于60mm；然后磨削砂轮(14)做X、Y两轴方向运动，非回转体锥形工件(4)沿Z轴移动和绕B轴旋转，完成对非回转体锥形工件(4)顶端的磨削加工。

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