CN116619153A - 一种内外圆复合材料可同时磨削加工的复合卧式数控磨床 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种内外圆复合材料可同时磨削加工的复合卧式数控磨床，包括机架，机架配合有支撑地脚，机架的左右侧均设置有纵向活动安装座，纵向活动安装座上设置有纵向活动装置，每一个纵向活动装置上设置有工件安装结构，机架的前后侧均设置有横向活动装置，且两个横向活动装置上分别设置有内圆打磨装置和外圆打磨装置，且内圆打磨装置和外圆打磨装置分别与两个工件安装结构配合；在机架上设置两个可纵向移动的工件安装结构，配合可以横向移动的外圆打磨装置和内圆打磨装置，如此可以同时对不同工件安装结构上的产品进行内圆和外圆的打磨，提高了整体的打磨效率，且所占用的空间也小于两个磨床的空间。
Description
技术领域
本发明涉及数控机床领域，尤其涉及一种内外圆复合材料可同时磨削加工的复合卧式数控磨床。
背景技术
机床（英文名称：machine tool）是指制造机器的机器，亦称工作母机或工具机，习惯上简称机床。一般分为金属切削机床、锻压机床和木工机床等；现代机械制造中加工机械零件的方法很多：除切削加工外，还有铸造、锻造、焊接、冲压、挤压等，但凡属精度要求较高和表面粗糙度要求较细的零件，一般都需在机床上用切削的方法进行最终加工。
近年来我国新能源复合原材料产业基础不断推进发展，随着科技研究领域广范应用将“复合原材料 碳化硅、石墨烯、等”纳入重点核心技术领域，如：新能源汽车、电子手机、航空航天等领域；实现重要运用及核心发展，磨床是此类新能源复合原材料加工的重要加工设备。
传统磨床其工件安装结构一般都是固定位置，在加工时调整好打磨结构的位置，先进行对位后，使工件安装结构带动工件转动，然后再通过打磨结构进行单方向的移动完成打磨，现有的磨床基本上只能放一个材料工件进行加工，加工效率低下。
发明内容
本发明的目的是提供一种内外圆复合材料可同时磨削加工的复合卧式数控磨床，在机架上设置两个可纵向移动的工件安装结构，配合可以横向移动的外圆打磨装置和内圆打磨装置，如此可以同时对不同工件安装结构上的产品进行内圆和外圆的打磨，提高了整体的打磨效率，且所占用的空间也小于两个磨床的空间。
为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种内外圆复合材料可同时磨削加工的复合卧式数控磨床，包括机架，所述的机架配合有支撑地脚，所述的机架的左右侧均设置有纵向活动安装座，所述的纵向活动安装座上设置有纵向活动装置，每一个纵向活动装置上设置有工件安装结构，所述的机架的前后侧均设置有横向活动装置，且两个横向活动装置上分别设置有内圆打磨装置和外圆打磨装置，且内圆打磨装置和外圆打磨装置分别与两个工件安装结构配合。
优选的，纵向活动装置和横向活动装置均包括相互配合的活动滑轨和活动台，所述的活动台连接在活动丝杆上，活动丝杆配合有活动电机；工件安装结构包括设置在活动台上的工件转动电机和工件安装主轴，工件安装主轴通过传动结构与工件转动电机连接，且工件安装主轴的另一端设置有用于夹持工件的夹爪结构。
优选的，左侧纵向活动装置上设置有与内圆打磨装置配合的内圆砂轮修整装置，右侧纵向活动装置上设置有与外圆打磨装置配合的外圆砂轮修整装置，所述的外圆砂轮修整装置和内圆砂轮修整装置结构一致，均包括修整支撑座，所述的修整支撑座上设置有修整滑轨，所述的修整滑轨配合有修整滑台，所述的修整滑台上设置有磨杆传动箱体，磨杆传动箱体连接马达安装座，所述的马达安装座外侧安装有伺服马达，磨杆传动箱体内的磨杆由伺服马达驱动，所述的磨杆的外端安装有修整砂轮，所述的修整支撑座上设置有修整油缸，所述的修整油缸的伸缩杆与修整滑台连接。
优选的，所述的磨杆的外端为螺纹结构，修整砂轮通过两个砂轮锁紧螺套锁紧在磨杆上，所述的磨杆和伺服马达的输出轴通过联轴器连接，联轴器处于马达安装座内，马达安装座上设置拆装口，拆装口处安装有拆装盖。
优选的，所述的机架上设置有与两个工件安装结构配合的两个在线检测装置，所述的在线检测装置包括检测支柱体，所述的检测支柱体上设置有上鞍座直角块，所述的上鞍座直角块侧面安装有基座挂板，所述的基座挂板上设置有检测滑块，所述的检测滑块配合有检测传动轨，所述的检测传动轨连接滑动基准板，所述的滑动基准板连接有测头连接座，所述的测头连接座上安装有用于测量加工件尺寸的测头，所述的基座挂板上设置有撞块，所述的滑动基准板上安装有位置可调的第一限位块和第二限位块，且第一限位块和第二限位块分处撞块两侧，所述的基座挂板上设置有检测气缸，检测气缸通过检测伸缩杆与测头连接座连接。
优选的，所述的第一限位块一体连接有第一光电感应器，所述的第二限位块一体连接有第二光电感应器。
优选的，所述的支撑地脚包括螺旋支座和螺旋柱，螺旋支座和螺旋柱为一体结构，所述的螺栓柱上套接有升降支撑块，所述的升降支撑块上设置有减震胶垫，且螺旋柱的上端螺纹插套有锁紧螺杆。
优选的，所述的锁紧螺杆套接有防松压片，所述的防松压片下部设置有环形齿。
优选的，所述的升降支撑块侧面设置有顶丝和调节螺杆，所述的顶丝用于将升降支撑块卡紧在螺旋柱上。
优选的，所述的螺旋支座的下部设置有球形底座，球形底座的上部为半球形，并安装到螺旋支座下部的半球形凹口内。
本发明的技术效果为：
在机架上设置两个可纵向移动的工件安装结构，配合可以横向移动的外圆打磨装置和内圆打磨装置，如此可以同时对不同工件安装结构上的产品进行内圆和外圆的打磨，提高了整体的打磨效率，且所占用的空间也小于两个磨床的空间。
修整装置由伺服马达、伸缩油缸、磨杆、砂轮等组成的结构，可实现自动控制修整砂轮移动位置及转动，在工件打磨加工过程中可以自动修整打磨砂轮，优化了传统数控磨床暂停加工后在手动修整砂轮的繁琐应用操作，给使用者带来的是省人力又高效快捷、同时提升了加工产品尺寸的精确度及成品合格率的效益装置；通过砂轮锁紧螺套配合磨杆外端的螺纹结构实现修整砂轮的锁紧，方便修整砂轮的更换；拆装口和拆装盖的设计，可以方便联轴器与磨杆的拆卸，如此方便伺服马达的拆装。
在线检测装置设置有两个限位块可根据工件深度尺寸调整测量行程距离，可测量1到200mm深度尺寸工件，小件大件都能实现测量；行程限位块一体连接光电感应器；可有效的保证本机构检测过程中出现信号故障后系统即时停机发出报警信号，从而避免导致检测失败后出现撞机故障的几率，本检测机构外部设置有全包围防护罩，可适应各种加工环境进行检测，有效的防水防粉尘；可保证检测机构的正常使用寿命提高。
螺旋柱与螺旋支座为一体结构件可以起到零间隙松动变形作用，减震胶垫上端面与机床底部的支撑面相贴合压紧起到吸震防震效果。
防松压片设计有环形齿通过锁紧螺杆压紧在机床底部脚体上咬合起到永不松动的技术效果；顶丝通过锁紧顶压到螺旋柱产生抱死升降支撑块作用，以起到防止升降支撑块松动；螺旋支座底部设计有球形凹面与球形底座凸面相互配合起到地面与机床不平行环境进行自动摆正地脚固定角度，具有防止支撑地脚接触地面不稳固情况。
附图说明
图1为一种内外圆复合材料可同时磨削加工的复合卧式数控磨床的立体示意图。
图2为工件安装结构和纵向活动装置的立体示意图。
图3为支撑地脚的立体示意图。
图4为螺旋支座与球形底座的爆照图。
图5为修整装置的立体示意图。
图6为省略掉拆装盖后的修整装置的立体示意图。
图7为在线检测装置的立体示意图。
图中所示文字标注表示为：1、螺旋支座；2、螺旋柱；3、升降支撑块；4、减震胶垫；5、锁紧螺杆；6、防松压片；7、顶丝；8、调节螺杆；9、球形底座；10、工件安装结构；11、机架；12、支撑地脚；13、纵向活动安装座；14、纵向活动装置；15、横向活动装置；16、内圆打磨装置；17、外圆打磨装置；18、内圆砂轮修整装置；19、在线检测装置；21、活动滑轨；22、活动台；23、活动丝杆；24、工件转动电机；25、工件安装主轴；26、外圆砂轮修整装置；31、检测支柱体；32、上鞍座直角块；33、基座挂板；34、检测滑块；35、检测传动轨；36、滑动基准板；37、测头连接座；38、测头；39、检测伸缩杆；40、检测气缸；41、撞块；42、第一限位块；43、第二限位块；44、第一光电感应器；45、第二光电感应器；50、联轴器；51、修整支撑座；52、修整滑轨；53、修整滑台；54、修整油缸；55、拆装盖；56、磨杆传动箱体；57、马达安装座；58、伺服马达；59、砂轮锁紧螺套；60、修整砂轮。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述；以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
如图1-2所示，本申请为一种内外圆复合材料可同时磨削加工的复合卧式数控磨床，包括机架11，所述的机架11配合有支撑地脚12，所述的机架1的左右侧均设置有纵向活动安装座13，所述的纵向活动安装座13上设置有纵向活动装置14，每一个纵向活动装置14上设置有工件安装结构10，所述的机架11的前后侧均设置有横向活动装置15，且两个横向活动装置15上分别设置有内圆打磨装置16和外圆打磨装置17，且内圆打磨装置16和外圆打磨装置17分别与两个工件安装结构10配合，纵向活动装置和横向活动装置均包括相互配合的活动滑轨21和活动台22，所述的活动台22连接在活动丝杆23上，活动丝杆23配合有活动电机；工件安装结构包括设置在活动台22上的工件转动电机24和工件安装主轴25，工件安装主轴25通过传动结构与工件转动电机24连接，且工件安装主轴25的另一端设置有用于夹持工件的夹爪结构。
具体使用时，先将需要进行内圆打磨和外圆打磨的工件分别安装到对应的夹爪结构上，然后再通过纵向活动装置带动安装有工件的夹爪结构移动到与对应的内圆打磨装置或外圆打磨装置配合的位置，之后启动内圆打磨装置和外圆打磨装置，在打磨过程中，通过横向移动装置带动打磨装置进行横向移动，同时通过工件转动电机24带动工件安装主轴25，如此即可实现两个不同工件的内圆和外圆同时打磨，在一台磨床上实现两种工件的打磨，极大的利用了磨床的空间，提高了工件的打磨效率；纵向和横向活动装置均是通过活动电机带动活动丝杆23转动，进而使滑动台22沿着活动滑轨21移动。
如图1-2和图5-6所示，左侧纵向活动装置14上设置有与内圆打磨装置16配合的内圆砂轮修整装置18，右侧纵向活动装置14上设置有与外圆打磨装置17配合的外圆砂轮修整装置26，所述的外圆砂轮修整装置26和内圆砂轮修整装置18结构一致，均包括修整支撑座51，所述的修整支撑座51上设置有修整滑轨52，所述的修整滑轨52配合有修整滑台53，所述的修整滑台53上设置有磨杆传动箱体56，磨杆传动箱体56连接马达安装座57，所述的马达安装座57外侧安装有伺服马达58，磨杆传动箱体56内的磨杆由伺服马达58驱动，所述的磨杆的外端安装有修整砂轮60，所述的修整支撑座51上设置有修整油缸54，所述的修整油缸54的伸缩杆与修整滑台53连接，所述的磨杆的外端为螺纹结构，修整砂轮60通过两个砂轮锁紧螺套59锁紧在磨杆上，所述的磨杆和伺服马达58的输出轴通过联轴器50连接，联轴器50处于马达安装座57内，马达安装座57上设置拆装口，拆装口处安装有拆装盖55。
在工件打磨加工过程中，如果需要修整打磨砂轮，首先通过伺服马达58带动磨杆传动箱体56内的磨杆转动，进而带动修整砂轮60转动，之后再通过修整油缸54的伸缩杆推动修整滑台53，进而将整个修整转动结构及修整砂轮60推出，进而使修整砂轮60接触到打磨砂轮，对打磨砂轮实现自动修整，修整砂轮完毕后使修整油缸54使修整滑台53回复原位，同时停止伺服电机58的工作；当修整砂轮需要更换时，只需要拆卸一个砂轮锁紧螺套59即可简单的将砂轮取下更换；当需要更换伺服马达或者磨杆时，先将拆装盖55的锁紧螺栓取下，进而移走拆装盖55，如此可以从拆装口处拆卸联轴器50的安装螺栓，实现联轴器50的拆卸。
如图7所示，所述的机架11上设置有与两个工件安装结构10配合的两个在线检测装置19，所述的在线检测装置19包括检测支柱体31，所述的检测支柱体31上设置有上鞍座直角块32，所述的上鞍座直角块32侧面安装有基座挂板33，所述的基座挂板33上设置有检测滑块34，所述的检测滑块34配合有检测传动轨35，所述的检测传动轨35连接滑动基准板36，所述的滑动基准板36连接有测头连接座37，所述的测头连接座37上安装有用于测量加工件尺寸的测头38，所述的基座挂板33上设置有撞块41，所述的滑动基准板36上安装有位置可调的第一限位块42和第二限位块43，且第一限位块42和第二限位块43分处撞块41两侧，所述的基座挂板33上设置有检测气缸40，检测气缸40通过检测伸缩杆39与测头连接座37连接，所述的第一限位块42一体连接有第一光电感应器44，所述的第二限位块43一体连接有第二光电感应器45。
根据加工工件所需要检测的区域调整好的第一限位块42和第二限位块43的位置，如此即调节好整个的测量行程，之后再通过检测气缸40驱动检测伸缩杆39伸缩，如此即可带动测头连接座37移动，并使检测传动轨35和滑动基准板36一起移动，并且通过检测滑块34和检测传动轨35的配合确保移动的轨迹精准，直至第一限位块42或第二限位块43被撞块41拦截，同时对应的光电感应器会产生感应信号，如此即停止检测气缸40对检测伸缩杆39的驱动，之后再使检测气缸40驱动检测伸缩杆39反向伸缩，直至撞块41被另一个限位块拦截，对应的光电感应器会产生感应信号，之后停止检测气缸40的工作，而测头38则会在这段区域内测量加工工件的尺寸，起到随同加工对工件进行在线检测，并根据检测的结构反馈到机床控制系统，反过来控制加工结构对工件的加工调整。
为了更好的实现检测效果，检测机构核心部件均采用高精密运动配件单元精密传动轨与高精密测头，在移动过程中，避免出现移动轨迹偏动，配合高精密的测头，使检测机构对工件尺寸的重复测量精度达到1um级。
为了更好的适应不同尺寸的工件，使检测机构具有高度调整功能，在检测支柱体与上鞍座直角块以及基座挂板均设有调节孔，可根据磨床测量中心高度位置调整不同的调节孔进行锁紧，如此可以起到高度调节的功能。
如图1-4所示，所述的支撑地脚包括螺旋支座1和螺旋柱2，螺旋支座1和螺旋柱2为一体结构，所述的螺栓柱2上套接有升降支撑块3，所述的升降支撑块3上设置有减震胶垫4，且螺旋柱2的上端螺纹插套有锁紧螺杆5，所述的锁紧螺杆5套接有防松压片6，所述的防松压片6下部设置有环形齿，所述的升降支撑块3侧面设置有顶丝7和调节螺杆8，所述的顶丝7用于将升降支撑块3卡紧在螺旋柱2上，所述的螺旋支座1的下部设置有球形底座9，球形底座9的上部为半球形，并安装到螺旋支座1下部的半球形凹口内。
螺旋柱与螺旋支座为一体结构件可以起到零间隙松动变形作用；升降支撑块内部设有螺旋结构与螺旋柱为精密配套可以起到上下高度的调节作用，升降支撑块上方安装有减震胶垫，该减震胶垫上端面与机床底部的支撑面相贴合压紧起到吸震防震效果；螺旋柱上方安装有锁紧螺杆，防松压片设计有环形齿通过锁紧螺杆压紧在机床底部脚体上咬合起到永不松动；升降支撑块环周三面内置有顶丝，顶丝通过锁紧顶压到螺旋柱并产生抱死升降支撑块作用，以起到防止升降支撑块松动；升降支撑块另外环周三面放置有调节螺杆，该调节螺杆通过搬动旋转升降支撑块进行上下调整高度；螺旋支座底部下方设置有球形底座，螺旋支座底部设计有球形凹面与球形底座凸面相互配合起到地面与机床不平行环境进行自动摆正地脚固定角度，具有防止支撑地脚接触地面不稳固情况出现。
本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式；很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
Claims (10)
1.一种内外圆复合材料可同时磨削加工的复合卧式数控磨床，包括机架（11），所述的机架（11）配合有支撑地脚（12），其特征在于，所述的机架（1）的左右侧均设置有纵向活动安装座（13），所述的纵向活动安装座（13）上设置有纵向活动装置（14），每一个纵向活动装置（14）上设置有工件安装结构（10），所述的机架（11）的前后侧均设置有横向活动装置（15），且两个横向活动装置（15）上分别设置有内圆打磨装置（16）和外圆打磨装置（17），且内圆打磨装置（16）和外圆打磨装置（17）分别与两个工件安装结构（10）配合。
2.根据权利要求1所述的一种内外圆复合材料可同时磨削加工的复合卧式数控磨床，其特征在于，纵向活动装置和横向活动装置均包括相互配合的活动滑轨（21）和活动台（22），所述的活动台（22）连接在活动丝杆（23）上，活动丝杆（23）配合有活动电机；工件安装结构包括设置在活动台（22）上的工件转动电机（24）和工件安装主轴（25），工件安装主轴（25）通过传动结构与工件转动电机（24）连接，且工件安装主轴（25）的另一端设置有用于夹持工件的夹爪结构。
3.根据权利要求1所述的一种内外圆复合材料可同时磨削加工的复合卧式数控磨床，其特征在于，左侧纵向活动装置（14）上设置有与内圆打磨装置（16）配合的内圆砂轮修整装置（18），右侧纵向活动装置（14）上设置有与外圆打磨装置（17）配合的外圆砂轮修整装置（26），所述的外圆砂轮修整装置（26）和内圆砂轮修整装置（18）结构一致，均包括修整支撑座（51），所述的修整支撑座（51）上设置有修整滑轨（52），所述的修整滑轨（52）配合有修整滑台（53），所述的修整滑台（53）上设置有磨杆传动箱体（56），磨杆传动箱体（56）连接马达安装座（57），所述的马达安装座（57）外侧安装有伺服马达（58），磨杆传动箱体（56）内的磨杆由伺服马达（58）驱动，所述的磨杆的外端安装有修整砂轮（60），所述的修整支撑座（51）上设置有修整油缸（54），所述的修整油缸（54）的伸缩杆与修整滑台（53）连接。
4.根据权利要求4所述的一种内外圆复合材料可同时磨削加工的复合卧式数控磨床，其特征在于，所述的磨杆的外端为螺纹结构，修整砂轮（60）通过两个砂轮锁紧螺套（59）锁紧在磨杆上，所述的磨杆和伺服马达（58）的输出轴通过联轴器（50）连接，联轴器（50）处于马达安装座（57）内，马达安装座（57）上设置拆装口，拆装口处安装有拆装盖（55）。
5.根据权利要求1所述的一种内外圆复合材料可同时磨削加工的复合卧式数控磨床，其特征在于，所述的机架（11）上设置有与两个工件安装结构（10）配合的两个在线检测装置（19），所述的在线检测装置（19）包括检测支柱体（31），所述的检测支柱体（31）上设置有上鞍座直角块（32），所述的上鞍座直角块（32）侧面安装有基座挂板（33），所述的基座挂板（33）上设置有检测滑块（34），所述的检测滑块（34）配合有检测传动轨（35），所述的检测传动轨（35）连接滑动基准板（36），所述的滑动基准板（36）连接有测头连接座（37），所述的测头连接座（37）上安装有用于测量加工件尺寸的测头（38），所述的基座挂板（33）上设置有撞块（41），所述的滑动基准板（36）上安装有位置可调的第一限位块（42）和第二限位块（43），且第一限位块（42）和第二限位块（43）分处撞块（41）两侧，所述的基座挂板（33）上设置有检测气缸（40），检测气缸（40）通过检测伸缩杆（39）与测头连接座（37）连接。
6.根据权利要求5所述的一种内外圆复合材料可同时磨削加工的复合卧式数控磨床，其特征在于，所述的第一限位块（42）一体连接有第一光电感应器（44），所述的第二限位块（43）一体连接有第二光电感应器（45）。
7.根据权利要求1所述的一种内外圆复合材料可同时磨削加工的复合卧式数控磨床，其特征在于，所述的支撑地脚包括螺旋支座（1）和螺旋柱（2），螺旋支座（1）和螺旋柱（2）为一体结构，所述的螺栓柱（2）上套接有升降支撑块（3），所述的升降支撑块（3）上设置有减震胶垫（4），且螺旋柱（2）的上端螺纹插套有锁紧螺杆（5）。
8.根据权利要求7所述的一种内外圆复合材料可同时磨削加工的复合卧式数控磨床，其特征在于，所述的锁紧螺杆（5）套接有防松压片（6），所述的防松压片（6）下部设置有环形齿。
9.根据权利要求7所述的一种内外圆复合材料可同时磨削加工的复合卧式数控磨床，其特征在于，所述的升降支撑块（3）侧面设置有顶丝（7）和调节螺杆（8），所述的顶丝（7）用于将升降支撑块（3）卡紧在螺旋柱（2）上。
10.根据权利要求7所述的一种内外圆复合材料可同时磨削加工的复合卧式数控磨床，其特征在于，所述的螺旋支座（1）的下部设置有球形底座（9），球形底座（9）的上部为半球形，并安装到螺旋支座（1）下部的半球形凹口内。
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