CN201493724U - 高精度数控成形平面磨床 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及机床制造领域,是一种高精度数控成形平面磨床,它具有床身,床身的一侧设有立柱及数控系统,在床身上安装有X轴和Y轴工作台,Y轴工作台通过数控传动装置装于床身上,且在立柱上安装有Z轴数控装置,与Z轴数控装置连接装有砂轮主轴,特别是:所述X轴工作台与Y轴工作台采用数控传动方式连接,即X轴工作台与Y轴工作台间采用X轴方向的导轨导向结构连接,并采用精密丝杆及伺服电机传动连接X轴工作台,伺服电机受控连接数控系统;本实用新型解决了普通数控磨床无法完成阶梯异形组合面、多曲面、多斜面、圆弧组合面等特殊工件加工的问题,可广泛应用于模具制造业、IT制造业、工具制造业、航空航天工业、汽车工业等各个机械加工领域。

Description

高精度数控成形平面磨床
[0001]( — )技术领域:本实用新型涉及机床制造领域,尤其是一种高精度数控成形平面 磨床。
[0002] (二)背景技术:现有的同类产品中都是利用一个砂轮磨削轴Z轴高速旋转,工件 通过X、 Y两轴相对运动进行磨削,其技术主要表现为:Z轴磨削砂轮高速旋转,可以在Z轴 立柱上进行手动或数控上下运动,工件附着或装夹在有X、 Y两轴方向皆可运动的工作滑台 上,目前所知手动或数控平面磨床最多只有Y与Z轴进行数控进给,X轴工作台一般利用齿 轮、齿条或钢丝或油缸进行往返运动,这种结构的X轴方向的运动只能是大范围的尺寸控 制,例如:l-5mm,无法达到0. lmm或无法达到2咖。并且只能作简单的往返运动,无法与Z轴 形成联动,即使是Z轴单独可以数控进行严格的几何尺寸运动,但这样的话,因为X轴无数 控进行严格的几何尺寸运动作为配合,X轴的简单的往返运动会使Z轴的数控失去了数控 磨削的意义,这种X轴在不受严格几何尺寸所控制的磨削加工方案中,只能使工件在X轴工 作方向上形成相对的平面加工,无法在X轴方向上形成台阶或曲线上进行磨削成形。然而 有许多机械零部件或工件需从X、Y、Z三个空间方向上都严格控制几何或轮廓尺寸,如图1, 采用现有机床进行磨削,A面可完成工作需求,如果想完成B面的加工要求,并且对R角也 进行磨削,并且需控制严格的尺寸精度,那么只有以下情况:
[0003] 情况1 :此工件长度在机床Y轴控制范围里需进行分解磨削,即B面为一种砂轮磨 削,R角用一种砂轮磨削。
[0004] 情况2 :此工件长度超出机床Y轴范围外,则无法对此工件B面进行磨削,R角亦无 法进行磨削。
[0005] 情况3 :如果想完成同时对A、 B、 C、 D、 R角的几何尺寸精密磨削加工,目前现有机 床则无法完成。
[0006] 对于图2这种多面组合型的工件在社会上经常有需求,目前的加工工艺只能是铣 削、磨削、电火花或拉削再加手工抛光等多种工艺综合处理。无法在一种机床或一种磨削工 艺上完成,特别是这些组合面又必须需要一定的光洁度,如2um的情况下,目前即使是综合 加工工艺也难以达到加工技术要求。
[0007] 如果是圆形工件并存在端面出现圆弧组合的情况下,如图3所示,基本上目前的 平面成形磨床则无法对其中任何一曲面进行磨削,更不能满足严格的几何尺寸、对称度、光 洁度等技术,此类产品如汽车轮端盖的模具等。
[0008](三)发明内容:本实用新型的目的就是要解决现有普通数控磨床不能加工多曲 面、多斜面、圆弧组合面等各种异形组合面的问题,提供一种高精度数控成形平面磨床。 [0009] 本实用新型的具体方案是:针对普通数控磨床进行改进,特别是引入了 X轴的数 控机构。本实用新型包括有床身,床身的一侧设有立柱及数控系统,在床身上安装有X轴和 Y轴工作台,Y轴工作台通过数控传动装置装于床身上,且在立柱上安装有Z轴数控装置,与 Z轴数控装置连接装有砂轮主轴,其特征是:所述X轴工作台与Y轴工作台采用数控传动方 式连接,即X轴工作台与Y轴工作台间采用X轴方向的导轨导向结构连接,并采用精密丝杆 及伺服电机传动连接X轴工作台,所述伺服电机受控连接数控系统。
3[0010] 为了实现对圆弧组合面的精密加工,本实用新型还可在x轴工作台上安装有一套
c轴数控旋转工作台,它包括有一台高精度分度头及驱动高精度分度头的伺服电机,该伺服
电机受控连接数控系统。
[0011] 为了保证在机床出现异常情况下可以手工操作,本实用新型在X、Y、Z三轴数控传
动装置中,每根传动丝杆的一端部或侧面安装有一组手动传动机构。
[0012] 本实用新型与现有技术相比,具有以下优点:
[0013] 1.因为X轴的数字化控制,可达到台阶、曲面、平面、垂直面的一次磨削完成(如加 工图2工件),并且能减少定位误差。其加工原理参见图4,此组合面工件在本实用新型中 可用一个砂轮基本磨削成功,仅a点与b点直角需组合加工,如果a、b两点为圆弧过渡或避 空,则本实用新型可一次精确成型。
[0014] 2.因为x轴的数字化控制,使现有技术磨床加工不了的复合面精度达到2um尺寸 精度。
[0015] 3.因为增加了 c轴的数控工作台,使现有技术磨床加工不了的环状多曲面工件得 以达到2um尺寸加工精度,使许多需用大型或专用机床分步加工才可得到的零部件在使用 本实用新型后得到最快捷,最精确的精度加工控制,并且大幅度地降低加工成本。
(四) 附图说明:
[0016] 图1是多曲面、多斜面工件的立体示意图; [0017] 图2是异形组合面工件的立体示意图; [0018] 图3是圆弧组合环形工件的立体示意图; [0019] 图4是异形组合面工件加工原理图; [0020] 图5是本实用新型的总体结构立体示意图; [0021] 图6是X轴及C轴数控传动结构立体示意图。
[0022] 图中:l-床身,2-Y轴数控工作台,3-X轴数控工作台,4-圆弧组合环形工件,5-砂 轮,6-砂轮主轴,7-立柱,8-Z轴数控装置,9-C轴数控旋转工作台,10-数控系统,11-高精 度分度头,12-伺服电机,13-导轨,14-联轴器,15-伺服电机,16-滑块,17-固定座,18-精 密丝杆,19-驱动螺母。
(五) 具体实施方式:
[0023] 参见图5,本实用新型具有普通数控磨床的基本结构,它具有床身l,床身1的一侧 装有立柱7及数控系统10,立柱7中安装有Z轴数控装置8,与Z轴数控装置8连接装有砂 轮主轴6及砂轮5,且在床身1上安装有Y轴数控工作台2,特别是:在本实用新型Y轴数控 工作台上安装有X轴数控工作台3, X轴数控工作台3上还加装有C轴数控旋转工作台9。 其中X轴数控工作台中的数控传动装置参见图6,包括有一精密丝杆18及驱动螺母19 (该 螺母19与X轴工作台连接),精密丝杆18两端通过两固定座17安装在Y轴工作台上,精密 丝杆18的右端通过联轴器14与伺服电机15联接。在精密丝杆18的两侧布置有两条导轨 13,两导轨13上安装有四个滑块16与X轴工作台连接。所述的C轴数控旋转工作台包括 有一个高精度分度头11和一个伺服电机12组成(参见图6)。
[0024] 本实施例中为了保证在机床出现异常情况下可以手工操作,可以在X、Y、Z三轴数
4控传动装置中,每根传动丝杆的一端部或侧面安装有一组手动传动机构(如加装一组传动 齿轮传动丝杆,并外配手轮)。
[0025] 上述构成的高精度数控成形平面磨床,特别适合于加工圆弧组合工件,如图5,将 圆弧组合环形工作台4安装在C轴数控旋转工作台9上即可进行高精度研磨加工。当进行 如图1、图2等组合面工件进行加工时,可取下C轴数控旋转工作台9,而将工件直接安放在 X轴工作台上即可实现高精度加工。

Claims (3)

  1. 高精度数控成形平面磨床,具有床身,床身的一侧设有立柱及数控系统,在床身上安装有X轴和Y轴工作台,Y轴工作台通过数控传动装置装于床身上,且在立柱上安装有Z轴数控装置,与Z轴数控装置连接装有砂轮主轴,其特征是:所述X轴工作台与Y轴工作台采用数控传动方式连接,即X轴工作台与Y轴工作台间采用X轴方向的导轨导向结构连接,并采用精密丝杆及伺服电机传动连接X轴工作台,所述伺服电机受控连接数控系统。
  2. 2. 根据权利要求1所述的高精度数控成形平面磨床,其特征是:在X轴工作台上安装 有一套C轴数控旋转工作台,它包括有一台高精度分度头及驱动高精度分度头的伺服电 机,该伺服电机受控连接数控系统。
  3. 3. 根据权利要求1所述的高精度数控成形平面磨床,其特征是:在X、 Y、 Z三轴数控传 动装置中,每根传动丝杆的一端部或侧面安装有一组手动传动机构。
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