CN201239901Y - 球头立铣刀的磨削加工四轴联动设备 - Google Patents

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赵先锋
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Abstract

本实用新型公开了一种球头立铣刀的磨削加工四轴联动设备，其水平纵向X轴直线运动平台(2)与水平横向Y轴直线运动平台(3)相互垂直，工件旋转轴(5)安装在水平纵向X轴直线运动平台(2)上，并可分别随水平纵向X轴直线运动平台(2)和水平横向Y轴直线运动平台(3)沿X轴、Y轴方向移动；垂直方向Z轴直线运动平台(4)与水平纵向X轴直线运动平台(2)和水平横向Y轴直线运动平台(3)搭接。本实用新型的结构更简单、成本更低、价格适中且磨削的球头立铣刀制造精度好，对球头立铣刀生产单位和用户具有重要的经济意义。

Description

球头立铣刀的磨削加工四轴联动设备
技术领域
本实用新型涉及一种球头立铣刀的加工设备，尤其是一种球头立铣刀的磨削加工四轴联动设备。
背景技术
球头立铣刀是数控机床上加工复杂曲面的一种刀具，在模具制造、汽车制造、航天航空、电子通讯产品制造等行业有着广泛的应用。球头立铣刀沟槽和后刀面的磨削加工是球头立铣刀生产的关键的工序。
目前球头立铣刀的磨削加工方法主要有两类：一类是采用四轴联动以下简单的磨削加工设备进行刃磨，其磨削加工生产的球头立铣刀存在以下问题：(1)不能一次磨削加工出球刃前刀面和周刃前刀面，造成两者之间连接处存在台阶。(2)球头立铣刀前刀面和后刀面分别在不同磨削加工设备上完成；(3)磨削加工出的球刃刃形和几何参数不合理。大多数设备磨削加工出的球刃是平面刃，球刃前刀面存在负前角；(4)用这类磨削设备加工的球头立铣刀加工，零件表面精度和质量较差。另一类采用五轴联动磨削加工机床进行刃磨。该类磨削加工机床的五轴联动采用两个转动轴和三个移动轴之间联动，设备设计复杂，设备制造精度要求高，制造难度加大，造成设备价格高。购买该类设备的投资大，造成球头立铣刀的生产和刃磨成本高。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种球头立铣刀的磨削加工四轴联动设备。该设备结构较简单，投资较小，价格适中，经济性好，利用该设备可磨削加工出优质的球头立铣刀。
为解决上述技术问题，本实用新型的方案是这样构成的：球头立铣刀的磨削加工四轴联动设备。包括床身和安装在床身上的水平纵向X轴直线运动平台、水平横向Y轴直线运动平台、垂直方向Z轴直线运动平台、工件旋转轴和前刀面磨头，水平纵向X轴直线运动平台与水平横向Y轴直线运动平台相互垂直；工件旋转轴安装在水平纵向X轴直线运动平台上，并可分别随水平纵向X轴直线运动平台和水平横向Y轴直线运动平台沿X轴、Y轴方向移动；垂直方向Z轴直线运动平台与水平纵向X轴直线运动平台和水平横向Y轴直线运动平台搭接或与前刀面磨头搭接。
上述的球头立铣刀的磨削加工四轴联动设备中，在床身上装有后刀面磨头，后刀面磨头的砂轮轴与水平纵向X轴直线运动平台的轴线垂直，与垂直方向Z轴直线运动平台搭接。
前述的球头立铣刀的磨削加工四轴联动设备中，前刀面磨头和后刀面磨头相对安装在床身两侧。
前述的球头立铣刀的磨削加工四轴联动设备中，前刀面磨头和后刀面磨头沿Z轴方向保持一定间距依次重叠安装。
前述的球头立铣刀的磨削加工四轴联动设备中，前刀面磨头和后刀面磨头也可相距串装在同一砂轮轴上，但在磨削前刀面和后刀面时，需调整分度，转动一个安装角。
前述的球头立铣刀的磨削加工四轴联动设备中，前刀面磨头可绕垂直于水平面的轴线在水平面内360度分度转动。
前述的球头立铣刀的磨削加工四轴联动设备中，前刀面磨头可绕垂直于X轴和垂直于Y轴的轴线转动。
前述的球头立铣刀的磨削加工四轴联动设备中，水平纵向X轴直线运动平台、水平横向Y轴直线运动平台、垂直方向Z轴直线运动平台均采用滚珠丝杆传动。
与现有技术相比，本实用新型采用X、Y、Z三个相互垂直的直线运动平台和绕工件(球头立铣刀)轴线转动的旋转轴，比五轴联动加工中心减少了一根转动轴，从而使机床结构更加简单，运动部件间精度易保证，有效的降低了设备成本。前刀面磨头和后刀面磨头可以实现一次装夹工件磨削加工出前后刀面，减少了磨削加工的调整误差和安装误差，保证了球头立铣刀的制造精度。对球头立铣刀生产厂家而言，有效解决了经济生产优质球头立铣刀的制造问题；对于球头立铣刀的用户，尤其是用量较大的模具和汽车行业企业，避免了刀具用钝后丢弃带来的巨大浪费，有利于球头立铣刀的经济重磨和再制造。同时本实用新型能一次性磨削加工出前刀面和后刀面，对球头立铣刀生产单位和用户具有重要的经济意义。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为图1的左向侧视图。
具体实施方式
本实用新型的实施例1：包括床身1和安装在床身1上的水平纵向X轴直线运动平台2、水平横向Y轴直线运动平台3、垂直方向Z轴直线运动平台4、工件旋转轴5、前刀面磨头6和后刀面磨头7。还包括液压气动系统、润滑系统、冷却系统、数控系统、砂轮修磨装置和伺服运动控制系统等其他辅助装置。床身1采用咸阳机床厂生产的MYA6025型万能工具磨床，伺服运动控制系统由安川(YASKAWA)的∑—II系列SGDM型伺服驱动器(型号为SGDM-08ADA、SGDM-15ADA)、伺服电机和PMAC运动控制卡组成。Y轴直线运动平台3与工具磨床工作台的纵向移动方向平行，磨削过程中工具磨床的纵向、横向进给机构和砂轮升降机构锁死。前刀面磨头6用于加工前刀面，后刀面磨头7用于加工后刀面，前刀面磨头6和后刀面磨头7相对安装在床身1的两侧，分别磨削加工出球头立铣刀前后刀面。前刀面磨头6和后刀面磨头7也可相距串装在同一砂轮轴上，但在磨削前刀面和后刀面时，需调整分度，转动一个安装角。前刀面磨头6可绕垂直于水平面的轴线在水平面内360度分度转动∑1，以调整砂轮轴与工件轴的夹角。也可绕垂直于X轴和垂直于Y轴的轴线转动∑2，以调整砂轮的姿态(通常∑2＝0°)。后刀面磨头7的砂轮轴与水平纵向X轴直线运动平台2的轴线垂直。水平纵向X轴直线运动平台2与水平横向Y轴直线运动平台3相互垂直；工件旋转轴5安装在水平纵向X轴直线运动平台2上，可随水平纵向X轴直线运动平台2沿X轴方向移动和随水平横向Y轴直线运动平台3沿Y轴方向移动；垂直方向Z轴直线运动平台4与水平纵向X轴直线运动平台2和水平横向Y轴直线运动平台3搭接，以实现工件(球头立铣刀)之间在垂直方向的相对运动。水平纵向X轴直线运动平台2、水平横向Y轴直线运动平台3、垂直方向Z轴直线运动平台4均采用滚珠丝杆传动。
本实用新型的实施例2：包括床身1和安装在床身1上的水平纵向X轴直线运动平台2、水平横向Y轴直线运动平台3、垂直方向Z轴直线运动平台4、工件旋转轴5、前刀面磨头6和后刀面磨头7。还包括液压气动系统、润滑系统、冷却系统、数控系统、砂轮修磨装置和伺服运动控制系统等其他辅助装置。床身1采用咸阳机床厂生产的MYA6025型万能工具磨床，伺服运动控制系统由安川(YASKAWA)的∑—II系列SGDM型伺服驱动器(型号为SGDM-08ADA、SGDM-15ADA)、伺服电机和PMAC运动控制卡组成。Y轴直线运动平台3与工具磨床工作台的纵向移动方向平行，磨削过程中工具磨床的纵向、横向进给机构和砂轮升降机构锁死。前刀面磨头6用于加工前刀面，后刀面磨头7用于加工后刀面，前刀面磨头6和后刀面磨头7沿Z轴方向重叠安装，但在Z轴方向上保持必要的间距，以保证球头立铣刀磨削加工中合理的空间位置。前刀面磨头6可绕垂直于水平面的轴线在水平面内360度分度转动∑1，以调整砂轮轴与工件轴的夹角。也可绕垂直于X轴和垂直于Y轴的轴线转动∑2，以调整砂轮的姿态(通常∑2＝0°)。后刀面磨头7的砂轮轴与水平纵向X轴直线运动平台2的轴线垂直。水平纵向X轴直线运动平台2与水平横向Y轴直线运动平台3相互垂直；工件旋转轴5安装在水平纵向X轴直线运动平台2上，可随水平纵向X轴直线运动平台2沿X轴方向移动和随水平横向Y轴直线运动平台3沿Y轴方向移动；垂直方向Z轴直线运动平台4与前刀面磨头6和后刀面磨头7搭接。水平纵向X轴直线运动平台2、水平横向Y轴直线运动平台3、垂直方向Z轴直线运动平台4均采用滚珠丝杆传动。

Claims (8)

  1. 【权利要求1】一种球头立铣刀的磨削加工四轴联动设备，包括床身(1)和安装在床身(1)上的水平纵向X轴直线运动平台(2)、水平横向Y轴直线运动平台(3)、垂直方向Z轴直线运动平台(4)、工件旋转轴(5)和前刀面磨头(6)，其特征在于：水平纵向X轴直线运动平台(2)与水平横向Y轴直线运动平台(3)相互垂直；工件旋转轴(5)安装在水平纵向X轴直线运动平台(2)上，并可分别随水平纵向X轴直线运动平台(2)和水平横向Y轴直线运动平台(3)沿X轴、Y轴方向移动；垂直方向Z轴直线运动平台(4)与水平纵向X轴直线运动平台(2)和水平横向Y轴直线运动平台(3)搭接或与前刀面磨头(6)搭接。
  2. 【权利要求2】根据权利要求1所述的球头立铣刀的磨削加工四轴联动设备，其特征在于：在床身(1)上装有后刀面磨头(7)，后刀面磨头(7)的砂轮轴与水平纵向X轴直线运动平台(2)的轴线垂直，与垂直方向Z轴直线运动平台(4)搭接。
  3. 【权利要求3】根据权利要求2所述的球头立铣刀的磨削加工四轴联动设备，其特征在于：前刀面磨头(6)和后刀面磨头(7)相对安装在床身(1)两侧。
  4. 【权利要求4】根据权利要求2所述的球头立铣刀的磨削加工四轴联动设备，其特征在于：前刀面磨头(6)和后刀面磨头(7)沿Z轴方向保持一定间距依次重叠安装。
  5. 【权利要求5】根据权利要求2所述的球头立铣刀的磨削加工四轴联动设备，其特征在于：前刀面磨头(6)和后刀面磨头(7)相距串装在同一砂轮轴上。
  6. 【权利要求6】根据权利要求1所述的球头立铣刀的磨削加工四轴联动设备，其特征在于：前刀面磨头(6)可绕垂直于水平面的轴线在水平面内360度分度转动。
  7. 【权利要求7】根据权利要求1所述的球头立铣刀的磨削加工四轴联动设备，其特征在于：前刀面磨头(6)可绕垂直于X轴和垂直于Y轴的轴线转动。
  8. 【权利要求8】根据权利要求1所述的球头立铣刀的磨削加工四轴联动设备，其特征在于：水平纵向X轴直线运动平台(2)、水平横向Y轴直线运动平台(3)、垂直方向Z轴直线运动平台(4)均采用滚珠丝杆传动。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102794691A (zh) * 2012-08-29 2012-11-28 厦门大学 一种用于曲面修磨的四轴数控装置
CN103009198A (zh) * 2011-09-20 2013-04-03 珠海三川工业自动化设备有限公司 一种六轴铣刀加工设备
CN103170881A (zh) * 2011-12-23 2013-06-26 秦皇岛华瑞精机数控机床有限公司 一种用于加工刀片的数控磨床

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