CN202607432U - 全自动数控刀具磨沟机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种全自动数控刀具磨沟机，包括床身、自动上料机构、工件夹紧分度机构、磨削机构、砂轮修整机构，床身顶部安装立柱，磨削机构、砂轮修整机构安装在立柱上，自动上料机构、工件夹紧分度机构分别安装在磨削机构两侧的床身顶部，自动上料机构用于将工件输送至工件夹紧分度机构，工件夹紧分度机构用于将工件夹紧，磨削机构用于磨削工件，砂轮修整机构用于修复砂轮。本实用新型全自动数控刀具磨沟机结构简单，由控制系统统一控制动作，操作简便、加工范围大，精度高，提高了加工效率，体积小，零部件少，维修方便，节约了维护成本。

Description

全自动数控刀具磨沟机

技术领域

本实用新型涉及一种磨沟机，特别是涉及一种全自动数控刀具磨沟机。

背景技术

传统磨沟机主要是由床体、送料机构、磨削机构、夹紧及分度机构组成，传动也由机械及液压传动，由PLC控制。

1、传统磨沟机在加工工件时，对于沟槽分度是靠液压马达驱动涡轮蜗杆与分度盘配合进行分度。因为分度盘角度是固定的，所以在加工沟槽的角度也是固定的。当对于多刃铣刀加工，则出现加工繁琐或须更换分度盘，对于角度上的分度误差也较大。

2、传统磨沟机在修整砂轮形状是靠液压缸带动齿轮旋转来调节金刚笔与砂轮高度，由液压缸带动旋转金刚笔支架，由于砂轮修整动作都是靠机械及液压缸来控制，所以修整出的砂轮形状不均匀、精度低，特别对于圆弧曲线修整很难，则加工工件上的沟槽也有差异会影响排削。

3、传统磨沟机的夹紧及分度机构的横向移动和磨削机构的纵向移动都是靠液压缸、齿轮、普通丝杠、涡轮蜗杆等来传递。由于都是由机械及液压传动，调整难度大大增加，所以加工出来的工件精度误差很大。

4、传统磨沟机结构复杂机械零件较多，易损部件也随之增多，在维修维护复杂，大大增加维修费用成本。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、操作简便、加工范围大、精度高、保证了砂轮修出形状均匀性、提高加工效率、维修方便的全自动数控刀具磨沟机。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种全自动数控刀具磨沟机，包括床身、自动上料机构、工件夹紧分度机构、磨削机构、砂轮修整机构，床身顶部安装立柱，磨削机构、砂轮修整机构安装在立柱上，自动上料机构、工件夹紧分度机构分别安装在磨削机构两侧的床身顶部，自动上料机构用于将工件输送至工件夹紧分度机构，工件夹紧分度机构用于将工件夹紧，磨削机构用于磨削工件，砂轮修整机构用于修复砂轮。

本实用新型全自动数控刀具磨沟机，其中所述自动上料机构包括支撑部分、上料部分、送料部分，支撑部分包括底座、L形支撑板、托板、滑板底座，L形支撑板安装在底座上，托板安装在L形支撑板上，滑板底座固定安装在托板上，

上料部分包括左送料架、右送料架、滑板、导轨、上料油缸，滑板底座上固定前、后支撑板，导轨安装在前、后支撑板上，滑板安装在导轨上且可沿导轨滑动，左、右送料架分别安装在滑板顶部左、右侧，上料油缸安装在滑板底座前侧位置，上料油缸的活塞杆与滑板位置对应，

送料部分包括料槽、推料器座、推料杆、送料油缸，料槽固定在滑板底座后侧，推料器座与推料杆固定连接，推料杆位于料槽内，托板后侧安装油缸底座，送料油缸安装在油缸底座上，送料油缸的活塞杆与推料器座连接，上料油缸、送料油缸由控制系统控制动作。

本实用新型全自动数控刀具磨沟机，其中所述工件夹紧分度机构包括滑动装置、移动平台、油缸、顶杆、空心轴、外套、内套、第一伺服电机，移动平台底部固定导轨滑块，滑动装置包括电机、丝杠、丝杠螺母，电机座固定在床身顶部，电机安装在电机座上，第三皮带轮安装在电机输出轴上，第四皮带轮安装在丝杠一端，第三、四皮带轮上套装皮带，丝杠通过固定块支撑在床身上，丝杠上连接丝杠螺母，丝杠螺母通过螺母连接件与导轨滑块连接，移动平台左侧安装油缸，油缸内安装活塞，活塞与油缸后盖之间安装碟簧，移动平台顶部安装上端盖板，第一伺服电机通过电机座固定在上端盖板上，空心轴通过轴承安装在移动平台内，顶杆装在空心轴内，顶杆左端穿过油缸并通过螺母锁紧，顶杆上设置凸环，活塞与凸环之间的顶杆上安装轴承，空心轴右端连接外套，顶杆右端连接内套，内套前端外表面设为锥面，外套前端内表面设为与内套前端相配合的锥面，内套右端中心设有用于工件穿过的孔，内套与料槽的位置对应，第一伺服电机输出轴上安装第一皮带轮，空心轴上安装第二皮带轮，第一、二皮带轮上套装皮带，第一伺服电机、油缸由控制系统控制动作。

本实用新型全自动数控刀具磨沟机，其中所述磨削机构包括立柱伺服电机、丝杠固定端、立柱导轨丝杠、主轴头箱体、砂轮，立柱顶部固定安装电机座，立柱伺服电机安装在电机座上，立柱顶部固定修刀器平板，丝杠固定端固定在修刀器平板上，立柱伺服电机输出轴与立柱导轨丝杠连接，立柱导轨丝杠上端支撑在丝杠固定端上，立柱导轨丝杠下端通过轴承安装在丝杠支撑上，丝杠支撑安装在立柱上，立柱导轨丝杠上连接立柱丝杠螺母，立柱丝杠螺母通过螺母连接块与主轴头箱体固定连接，砂轮通过轴安装在主轴头箱体内，主轴的一端通过皮带与交流电机传动连接，交流电机、立柱伺服电机由控制系统控制动作。

本实用新型全自动数控刀具磨沟机，其中所述砂轮修整机构包括电机座、修整器伺服电机、修砂轮丝杠、丝杠螺母、修刀器托板、90°金刚笔工装及45°金刚笔工装，电机座安装在立柱上，修整器伺服电机安装在电机座上，电机输出轴通过联轴器与修砂轮丝杠连接，修砂轮丝杠通过固定块支撑在立柱上，修砂轮丝杠上连接丝杠螺母，丝杠螺母通过螺母连接块与修刀器托板连接，修刀器托板的底部安装90°金刚笔工装，90°金刚笔工装的两侧分别安装一个45°金刚笔工装，90°金刚笔工装及45°金刚笔工装上分别安装金刚笔，修整器伺服电机由控制系统控制动作。

本实用新型全自动数控刀具磨沟机，其中所述送料部分还包括导向板、撞块和滚轮，导向板固定在滑板底座底部，撞块固定在推料器座后侧，撞块上安装轴，轴的前侧安装滚轮，滚轮与导向板之间具有间隙。

本实用新型全自动数控刀具磨沟机，其中所述滑板底座的顶部通过螺钉固定导向块。

本实用新型全自动数控刀具磨沟机，其中所述导轨的外部设置防尘罩，防尘罩安装在滑板底座上，油缸支撑板固定在防尘罩前侧，上料油缸安装在油缸支撑板上。

本实用新型全自动数控刀具磨沟机，其中所述滑板底座的右侧安装第一传感器支架，第一传感器安装在第一传感器支架上；第二传感器支架安装在油缸底座后侧，第二传感器安装在第二传感器支架上；第三传感器支架安装在滑板底座后侧，第三传感器安装在第三传感器支架上，第一、二、三传感器均与控制系统电连接。

本实用新型全自动数控刀具磨沟机，其中所述L形支撑板和底座的前侧面通过螺钉固定第一调整块，托板和L形支撑板的顶面通过螺钉固定第二调整块。

本实用新型全自动数控刀具磨沟机结构简单，由控制系统统一控制动作，操作简便、加工范围大，精度高，提高了加工效率，体积小，零部件少，维修方便，节约了维护成本。

砂轮修整机构采用丝杠机构来调节金刚笔与砂轮高度，修整出的砂轮形状均匀，精度高，修整出的砂轮完全可以保证设计要求，在加工工件上的沟槽也能够保证相应的尺寸和形状。

工件夹紧分度机构采用油缸、顶杆及内、外套来传递，调整操作简便灵活，在保证运动的稳定性下提高精度，加工工件误差小。

下面结合附图对本实用新型的全自动数控刀具磨沟机作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型全自动数控刀具磨沟机的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为自动上料机构的主视图。

图4为图3的俯视图；

图5为图3的左视剖视图；

图6为工件夹紧分度机构的结构示意图；

图7为磨削机构及砂轮修整机构的俯视图；

图8为图7的B-B剖视图；

图9为图7的A-A剖视图。

具体实施方式

如图1、2所示，本实用新型全自动数控刀具磨沟机包括床身31、自动上料机构32、工件夹紧分度机构33、磨削机构34、砂轮修整机构35，床身31顶部安装立柱底座37，立柱36安装在立柱底座37上，磨削机构34、砂轮修整机构35安装在立柱36上，自动上料机构32、工件夹紧分度机构33分别安装在磨削机构34两侧的床身31顶部。

结合图3-5所示，自动上料机构32包括支撑部分、上料部分、送料部分，支撑部分包括底座24、L形支撑板4、托板5、滑板底座23，L形支撑板4安装在底座24顶部，L形支撑板4和底座24的前侧面通过螺钉固定第一调整块30，托板5安装在L形支撑板4的后侧面，托板5和L形支撑板4的顶面通过螺钉固定第二调整块3，滑板底座23固定安装在托板5的左侧面。

上料部分包括左送料架1、右送料架2、滑板15、导轨20、上料油缸17，滑板底座23上固定前、后支撑板19、22，导轨20安装在前、后支撑板19、22上，滑板15安装在导轨20上且可沿导轨20滑动，左、右送料架1、2分别通过T型块16安装在滑板15顶部左、右侧，滑板底座23的后侧顶部通过螺钉固定导向块14，给滑板15滑动起导向作用。导轨20的外部设置防尘罩21，防尘罩21安装在滑板底座23上。油缸支撑板18通过螺钉固定在防尘罩21前侧，上料油缸17安装在油缸支撑板18上，上料油缸17的活塞杆与滑板15位置对应。滑板底座23的右侧安装第一传感器支架29，第一传感器291安装在第一传感器支架29上。

送料部分包括料槽10、推料器座12、推料杆13、送料油缸28，料槽10通过螺钉固定在滑板底座23后侧，导向板11通过螺钉固定在滑板底座23底部，推料器座12与推料杆13之间安装导向垫26并通过螺钉固定连接，推料杆13位于料槽10内，撞块8通过螺钉固定在推料器座12后侧，撞块8上安装轴7，轴7的前侧安装滚轮9，滚轮9与导向板11之间具有间隙，托板5后侧安装油缸底座6，送料油缸28安装在油缸底座6上，送料油缸28的活塞杆与推料器座12连接。第二传感器支架27安装在油缸底座后侧，第二传感器271安装在第二传感器支架27上。第三传感器支架25安装在滑板底座23后侧，第三传感器251安装在第三传感器支架25上。

上料油缸17、送料油缸28由控制系统控制动作，第一、二、三传感器291、271、251均与控制系统电连接。

全自动数控刀具磨沟机中，料槽10可以根据不同型号的工件进行更换，并根据工件长度来调节左送料架1和右送料架2的料架宽度，推料器座12和推料杆13可以根据工件长度来做相应调节。

如图6所示，工件夹紧分度机构33包括滑动装置、移动平台41、油缸42、顶杆43、空心轴44、外套45、内套46、第一伺服电机47，移动平台41底部固定导轨滑块48，滑动装置包括电机49、丝杠50、丝杠螺母51，电机座52固定在床身31顶部，电机49安装在电机座52上，第三皮带轮53安装在电机输出轴上，第四皮带轮54安装在丝杠50一端，第三、四皮带轮上套装皮带55，丝杠50通过固定块56支撑在床身31上，丝杠50上连接丝杠螺母51，丝杠螺母51通过螺母连接件58与导轨滑块48连接。

移动平台41左侧安装油缸42，油缸42内安装活塞59，活塞59与油缸后盖60之间安装碟簧61，移动平台41顶部安装上端盖板62，第一伺服电机47通过电机座52固定在上端盖板62上，空心轴44通过轴承安装在移动平台41内，顶杆43装在空心轴44内，顶杆43左端穿过油缸42并通过螺母63锁紧，顶杆43上设置凸环64，活塞59与凸环64之间的顶杆43上安装轴承65，空心轴44右端螺纹连接外套45，顶杆43右端连接内套46，内套46前端外表面设为锥面，外套45前端内表面设为与内套46前端相配合的锥面，内套46右端中心设有用于工件穿过的孔461，内套46与料槽10的位置对应。第一伺服电机47输出轴上安装第一皮带轮66，空心轴44上安装第二皮带轮67，第一、二皮带轮66、67上套装皮带。

结合图7、9所示，磨削机构34包括立柱伺服电机70、丝杠固定端71、立柱导轨丝杠72、主轴头箱体73、砂轮74，立柱36顶部固定安装电机座75，立柱伺服电机70安装在电机座75上，立柱36顶部固定修刀器平板76，丝杠固定端71固定在修刀器平板76上，立柱伺服电机70输出轴通过联轴器77与立柱导轨丝杠72连接，立柱导轨丝杠72上端支撑在丝杠固定端71上，立柱导轨丝杠72下端通过轴承安装在丝杠支撑79上，丝杠支撑79安装在立柱36上。立柱导轨丝杠72上连接立柱丝杠螺母80，立柱丝杠螺母80通过螺母连接块81与主轴头箱体73固定连接，砂轮74通过主轴安装在主轴头箱体73内，主轴(图中未示出)的一端通过皮带与交流电机82传动连接。

立柱伺服电机70工作，带动立柱导轨丝杠72转动，立柱丝杠螺母80沿立柱导轨丝杠72上、下移动，从而带动主轴头箱体73及砂轮74上、下移动，调整砂轮74的位置，使砂轮与工件位置对应。

结合图7、8所示，砂轮修整机构35包括电机座90、修整器伺服电机91、修砂轮丝杠92、丝杠螺母93、修刀器托板94、90°金刚笔工装95及45°金刚笔工装96，电机座90安装在立柱36上，修整器伺服电机91安装在电机座90上，修整器伺服电机91输出轴通过联轴器97与修砂轮丝杠92连接，修砂轮丝杠92通过固定块98支撑在立柱36上，修砂轮丝杠92上连接丝杠螺母93，丝杠螺母93通过螺母连接块99与修刀器托板94连接，修刀器托板94的底部安装90°金刚笔工装95，90°金刚笔工装95的两侧分别安装一个45°金刚笔工装96，90°金刚笔工装95及45°金刚笔工装96上分别安装金刚笔100。根据修整形状不同可安装1-3个金刚笔工装。

修刀器托板94及金刚笔位于主轴头箱体73及砂轮74的上方，且修刀器托板94的轴线与主轴的轴线平行。

油缸、第一伺服电机、立柱伺服电机、交流电机82、修整器伺服电机由控制系统控制动作。

本实用新型全自动数控刀具磨沟机的工作过程为：

(1)自动上料：由人工把工件放到左送料架1和右送料架2之间的滑板15上，由控制系统发出指令给上料油缸17，上料油缸17的活塞杆伸出推动滑板15移动到料槽10位置上方，工件自动下落到料槽10内，送料油缸28推动推料器座12，推料器座12上的推料杆13把工件推到内套46内，

(2)工件夹紧：在碟簧61的弹力下，推动活塞59向右移动，带动轴承65、顶杆43向右移动，顶杆43带动内套46沿外套45向右移动，内套46向内收紧，夹住工件，

(3)工件磨削：电机49工作，带动丝杠50旋转，丝杠螺母57左、右移动，带动移动平台41及其上的工件移动至砂轮74所在位置处，交流电机82工作，带动砂轮74转动，从而对工件进行磨削加工。第一伺服电机47带动空心轴44转动，可带动外套45、内套46及工件旋转一定角度。

(4)工件的退出：液压油推动活塞59向左移动，碟簧61被压缩，由于内套46前端为锥形，因此推力消失后，内套46自动向左移动，松开工件。

(5)砂轮修整：当加工完一个工件或根据设定工序参数，砂轮修整机构35对砂轮进行修整，修整器伺服电机91工作，带动修砂轮丝杠92转动，丝杠螺母93沿修砂轮丝杠92前、后移动，从而带动修刀器托板94及金刚笔100前、后移动，对砂轮74进行修整。此时砂轮修掉的余量，控制系统将会把修掉的余量自动补偿，保证下一个工件的加工尺寸。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种全自动数控刀具磨沟机，其特征在于：包括床身、自动上料机构、工件夹紧分度机构、磨削机构、砂轮修整机构，床身顶部安装立柱，磨削机构、砂轮修整机构安装在立柱上，自动上料机构、工件夹紧分度机构分别安装在磨削机构两侧的床身顶部，自动上料机构用于将工件输送至工件夹紧分度机构，工件夹紧分度机构用于将工件夹紧，磨削机构用于磨削工件，砂轮修整机构用于修复砂轮。

2.根据权利要求1所述的全自动数控刀具磨沟机，其特征在于：所述自动上料机构包括支撑部分、上料部分、送料部分，支撑部分包括底座、L形支撑板、托板、滑板底座，L形支撑板安装在底座上，托板安装在L形支撑板上，滑板底座固定安装在托板上，

上料部分包括左送料架、右送料架、滑板、导轨、上料油缸，滑板底座上固定前、后支撑板，导轨安装在前、后支撑板上，滑板安装在导轨上且可沿导轨滑动，左、右送料架分别安装在滑板顶部左、右侧，上料油缸安装在滑板底座前侧位置，上料油缸的活塞杆与滑板位置对应，

送料部分包括料槽、推料器座、推料杆、送料油缸，料槽固定在滑板底座后侧，推料器座与推料杆固定连接，推料杆位于料槽内，托板后侧安装油缸底座，送料油缸安装在油缸底座上，送料油缸的活塞杆与推料器座连接，上料油缸、送料油缸由控制系统控制动作。

3.根据权利要求2所述的全自动数控刀具磨沟机，其特征在于：所述工件夹紧分度机构包括滑动装置、移动平台、油缸、顶杆、空心轴、外套、内套、第一伺服电机，移动平台底部固定导轨滑块，滑动装置包括电机、丝杠、丝杠螺母，电机座固定在床身顶部，电机安装在电机座上，第三皮带轮安装在电机输出轴上，第四皮带轮安装在丝杠一端，第三、四皮带轮上套装皮带，丝杠通过固定块支撑在床身上，丝杠上连接丝杠螺母，丝杠螺母通过螺母连接件与导轨滑块连接，移动平台左侧安装油缸，油缸内安装活塞，活塞与油缸后盖之间安装碟簧，移动平台顶部安装上端盖板，第一伺服电机通过电机座固定在上端盖板上，空心轴通过轴承安装在移动平台内，顶杆装在空心轴内，顶杆左端穿过油缸并通过螺母锁紧，顶杆上设置凸环，活塞与凸环之间的顶杆上安装轴承，空心轴右端连接外套，顶杆右端连接内套，内套前端外表面设为锥面，外套前端内表面设为与内套前端相配合的锥面，内套右端中心设有用于工件穿过的孔，内套与料槽的位置对应，第一伺服电机输出轴上安装第一皮带轮，空心轴上安装第二皮带轮，第一、二皮带轮上套装皮带，第一伺服电机、油缸由控制系统控制动作。

4.根据权利要求3所述的全自动数控刀具磨沟机，其特征在于：所述磨削机构包括立柱伺服电机、丝杠固定端、立柱导轨丝杠、主轴头箱体、砂轮，立柱顶部固定安装电机座，立柱伺服电机安装在电机座上，立柱顶部固定修刀器平板，丝杠固定端固定在修刀器平板上，立柱伺服电机输出轴与立柱导轨丝杠连接，立柱导轨丝杠上端支撑在丝杠固定端上，立柱导轨丝杠下端通过轴承安装在丝杠支撑上，丝杠支撑安装在立柱上，立柱导轨丝杠上连接立柱丝杠螺母，立柱丝杠螺母通过螺母连接块与主轴头箱体固定连接，砂轮通过轴安装在主轴头箱体内，主轴的一端通过皮带与交流电机传动连接，交流电机、立柱伺服电机由控制系统控制动作。

5.根据权利要求4所述的全自动数控刀具磨沟机，其特征在于：所述砂轮修整机构包括电机座、修整器伺服电机、修砂轮丝杠、丝杠螺母、修刀器托板、90°金刚笔工装及45°金刚笔工装，电机座安装在立柱上，修整器伺服电机安装在电机座上，电机输出轴通过联轴器与修砂轮丝杠连接，修砂轮丝杠通过固定块支撑在立柱上，修砂轮丝杠上连接丝杠螺母，丝杠螺母通过螺母连接块与修刀器托板连接，修刀器托板的底部安装90°金刚笔工装，90°金刚笔工装的两侧分别安装一个45°金刚笔工装，90°金刚笔工装及45°金刚笔工装上分别安装金刚笔，修整器伺服电机由控制系统控制动作。

6.根据权利要求2所述的全自动数控刀具磨沟机，其特征在于：所述送料部分还包括导向板、撞块和滚轮，导向板固定在滑板底座底部，撞块固定在推料器座后侧，撞块上安装轴，轴的前侧安装滚轮，滚轮与导向板之间具有间隙。

7.根据权利要求6所述的全自动数控刀具磨沟机，其特征在于：所述滑板底座的顶部通过螺钉固定导向块。

8.根据权利要求7所述的全自动数控刀具磨沟机，其特征在于：所述导轨的外部设置防尘罩，防尘罩安装在滑板底座上，油缸支撑板固定在防尘罩前侧，上料油缸安装在油缸支撑板上。

9.根据权利要求8所述的全自动数控刀具磨沟机，其特征在于：所述滑板底座的右侧安装第一传感器支架，第一传感器安装在第一传感器支架上；第二传感器支架安装在油缸底座后侧，第二传感器安装在第二传感器支架上；第三传感器支架安装在滑板底座后侧，第三传感器安装在第三传感器支架上，第一、二、三传感器均与控制系统电连接。

10.根据权利要求9所述的全自动数控刀具磨沟机，其特征在于：所述L形支撑板和底座的前侧面通过螺钉固定第一调整块，托板和L形支撑板的顶面通过螺钉固定第二调整块。

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