CN203207363U - 宝石成型加工机床 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的宝石成型加工机床，其组成包括十字工作台总成、分度回转总成和刀具进给总成，其中分度回转总成为分度回转一体机构，回转轴垂直转动支撑设置在滑板上，回转伺服电机输出轴经第一蜗轮蜗杆传动副控制驱动与第一蜗轮同轴的回转轴，分度轴轴线与回转轴轴线垂直相交、转动支撑设置在回转轴上，粘杆固定于分度轴轴端中心上。本技术方案采用分度与回转一体机构，实现了在回转摆动的同时还具有分度旋转运动功能，使被加工宝石同时具有多方位加工运转能力，其构造小型化，还满足了更为复杂加工表面的高档宝石加工需求。

Description

宝石成型加工机床

技术领域

本实用新型涉及宝石成型加工设备。

背景技术

宝石首饰、以及功能宝石设计的多样性是满足消费者装饰、以及机械工程、电子检测工程需要的必然发展趋势，多样的造型对其成型加工工艺技术、精度和质量都有了更高的要求，尤其是实施宝石的底、面、腰边加工，展现宝石最闪耀或最赋功能性一面。目前而言，由于宝石加工的特殊性和复杂性，其加工乃至最后完成均主要人手工操作并且多工序刀具转换装卡操作来完成，极大的依赖操作人员经验和成熟程度，普遍存在效率低、成型率低、质量和产量难以保证等技术问题。由宝石加工机床完成宝石成型加工，以提高生产效率，但现有的宝石加工机床的分度机构和回转机构为分体构造，难以满足高精度、高质量和复杂宝石表面加工需要，而且加工工序长、操作繁琐、产品破损率高、产品质量低，限制了中、高档宝石产品更大范围的设计、推广应用。另外，现有的机床十字工作台进给机构为刚性进给，由于宝石为硬、脆性材料，加工中材料的去除率极低，一是容易造成宝石意外破损，二是不能满足宝石表面粗糙度工艺要求。再者，宝石是由切割、研磨、抛光等多工序加工而成，每一加工工序需要对应相应功能的加工刀具，现有宝石加工机床要根据工序要求频繁更换所需刀具，大大影响了宝石加工精度、质量，工序效率低下。

发明内容

本实用新型的发明目的在于提供一种将分度与回转加工运行有机结合为一体、使粘杆具有分度和回转综合运转能力的宝石成型加工机床。本实用新型提供的宝石成型加工机床技术方案，其主要技术内容是;一种宝石成型加工机床，其组成包括十字工作台总成、分度回转总成和刀具进给总成，其中十字工作台总成包括相互垂直向控制分度回转总成滑板进给运行的Z轴进给机构和X轴进给机构，分度回转总成为分度回转一体机构，回转轴垂直转动支撑设置在滑板上，回转伺服电机输出轴经第一蜗轮蜗杆传动副控制驱动与第一蜗轮同轴的回转轴，分度轴轴线与回转轴轴线垂直相交、转动支撑设置在回转轴上，分度伺服电机输出轴经第二蜗轮蜗杆副控制驱动与第二蜗轮同轴的分度轴，粘杆固定于分度轴轴端中心上。

在上述的整体技术方案中，其中的Z轴进给机构由Z轴伺服电机驱动丝杠丝母传动副及直线支撑滑轨构成，丝母座与其两侧对称的直线导柱导向滑动配合，滑板固定在直线导柱外端调整螺母的弹簧压板与丝母座之间的弹簧支撑架上，弹簧支撑架与所述直线导柱导向滑动配合，弹簧压板与弹簧支撑架之间设有挂装提供弹性补偿力的弹簧的弹簧导柱。

在上述的整体技术方案中，其刀具进给总成中，研磨盘和抛光盘背面相对重合、工作盘面相背固定组装在主轴上，金钢石锯片或固定研磨盘工作盘面中心或抛光盘工作盘面中心，构成组合刀具组装在主轴上。 

本实用新型提供的宝石成型加工机床技术方案，采用分度与回转一体机构，实现了在回转摆动的同时还具有分度旋转运动功能，使被加工宝石同时具有多方位加工运转能力，解决了分度头、回转台分体结构难以应用于宝石成型加工的实际技术问题。本技术方案使宝石加工机床构造小型化、效率高效化，保证和提高了宝石加工精度，满足了更为复杂加工表面的高档宝石加工需求，特别是目前的宝石体积普遍不大，小型化的机床构造也完全适应小宝石的加工需要。尤其是Z轴进给采用弹性补偿结构，使被加工宝石与刀具之间弹性补偿柔性缓冲接触，避免了宝石加工中的刚性接触出现的破损，整个加工过程平稳进行；另外，其各功能刀具有机的组装在同一刀具架上，与所述的分度回转机构配合，一次卡装顺序完成包括粗切、细磨、精抛等加工工序，进一步提高了宝石加工精度和质量，缩短了加工时间，还满足了设计复杂的高档宝石面加工，为更丰富的宝石设计提供了加工实现的空间。

附图说明

图1为本实用新型的原理结构主视图。

图2是显示X轴进给机构的原理结构图。

图3是Z轴进给机构的局部俯视结构图。

图4和图5分别是图3的A-A、B-B剖视结构图。

图6是分度回转总成的总装结构图。

图7和图8分别是图6的C-C和D-D剖视结构图。

图9是刀具进给总成的总结构图，也是宝石切割工作位的工作状态图。

图10和图11分别是宝石研磨和抛光工作位的工作状态图。

图12图13分别是图1和图2的实际结构图。

具体实施方式

本实用新型公开的宝石成型加工机床，设置于外罩416内的机床组成主要包括：十字工作台总成100、分度回转总成200和刀具进给总成300三大部分，操作人员由外罩416的罩门418实施宝石粘装、机构维护等操作。

如图1和图2所示，十字工作台总成100由相互垂直向控制滑板111进给运行的Z轴进给机构和X轴进给机构，分度回转总成200设置在滑板111上。X轴进给机构如图2所示，由X轴伺服电机102经联轴器124驱动连接滚珠丝杠丝母机构103和双直线支撑滑轨构成；图1和图4中显示的Z轴进给机构，由安装在机架101上的Z轴伺服电机114驱动连接滚珠丝杠丝母传动副和双直线支撑滑轨105构成，滑板111由固定自身的导轨滑块106与双直线支撑滑轨105滑动配合，与丝母107连动。在本实施结构中，在Z轴进给机构中提供了为滑板111运行的弹性补偿结构115，用于克服现有进给机构与工作台刚性连接方式对于硬脆度很高的宝石加工所带来的破损率高的技术问题。如图3、图4和图5所示，该弹性补偿结构115为：丝母座108固定在丝母107上，丝母座108与其两侧对称的直线导柱122导向滑动配合，直线导柱122外端与丝母座108之间设有弹簧支撑架109，该弹簧支撑架109两侧经直线轴承116同样导向滑动配合在两直线导柱122上，丝杠113间隙穿过弹簧支撑架109的中央通孔，滑板111固定在弹簧支撑架109上，直线导柱122上的隔套120和弹簧压板119设置于外端调速螺母121内侧，弹簧压板119与弹簧支撑架109之间设有已挂装提供弹性补偿力弹簧118的弹簧导柱117，丝母107被丝杠113驱动运行中，弹簧118的补偿弹性力作用于弹簧支撑架109及其上的滑板111上，确保宝石随Z轴、X轴进给运行中与刀具柔性接触，并确保加工中的平稳接触，保证宝石成型加工质量，避免宝石意外破碎。

如图6所示，分度回转总成为分度回转一体机构，它兼有±360°的分度功能和±360°的回转功能，结构构造简单，也确保了宝石高加工精度工艺要求。其中的回转轴213经上、下深沟球轴承216、219垂直转动支撑设置于固定在滑板111上的回转箱220上，回转伺服电机226输出轴经联轴器225连接第一蜗轮蜗杆传动副的蜗杆218，控制驱动与第一蜗轮同轴的回转轴213回转运行，蜗杆218由深沟球轴承217转动支撑在两轴承端盖215、223上，两轴承端盖215、223固定于回转箱220两侧，与回转轴213的上、下两轴承端盖214、222形成第一蜗轮蜗杆传动副的封闭安装箱，回转箱220与回转伺服电机226之间设置封闭蜗杆218和联轴器225的连接套224；分度轴的轴线与回转轴213轴线垂直相交，经上、下轴承211水平转动支撑设置在回转轴213上，分度伺服电机201输出轴经联动轴203连接第二蜗轮蜗杆副的蜗杆230，控制驱动具有同轴心的分度轴上的蜗轮204，如图6所示具体实施结构，所述的分度轴为分度轴套207，分度轴套207内依次设有锥孔套234和锥孔套234中心的粘杆定位杆233，粘杆定位杆233与锥孔套234可拆卸固定连接，锥孔套234与分度轴套207固定组装，分度轴套207轴端法兰固定在蜗轮204上，粘杆210扁形端插入粘杆定位杆233轴端相配合的槽内，粘杆210与锥孔套234端部的锥孔之间楔入ER弹性筒夹208，并由ER螺帽209锁紧粘杆210，被加工宝石固定在粘杆顶端，由Z轴、X轴和本分度回转总成控制，与刀具进给总成300配合，对宝石进行切割、研磨和抛光等加工操作。所述的蜗轮蜗杆机构为蜗杆斜齿轮传动副，该传动副进一步提高了分度回转运行的精度，而且其结构简单、体积小。为了避免加工中过热影响加工表面、甚至影响宝石完整性，冷却喷嘴机构206固定安装在分度回转总成的上部，具体而言是两轴承211的轴承端盖上部，其冷却直杆双喷嘴转动安装在冷却喷嘴机构206底座上，其冷却介质管路及其管阀接受程序控制，向被粘卡宝石喷射冷却介质。

图9-图11分别给出了刀具进给总成300与分度回转总成200相互配合形成的切割工作位、研磨工作位、抛光工作位的工作状态。本技术方案中，将刀具进给总成300设计为多功能刀具组合总成，其刀具主轴301与Z轴进给方向平行，主轴电机302齿带驱动主轴，固定安装在主轴301的各功能刀具主要包括有金钢石锯片303、研磨盘304和抛光盘305，研磨盘304和抛光盘305的背面相对重合、工作盘面相背固定组装在主轴301上，如图所示，左侧为抛光盘305工作盘面，右侧为研磨盘304工作盘面，金钢石锯片303可以选择固定研磨盘304工作盘面中心或抛光盘305工作盘面的中心，图中的金钢石锯片303经隔套306由轴端紧固螺栓307固定在抛光盘305中心轴端。这些刀具的工作面与Z轴进给方向垂直、与X轴进给方向平行。图9是十字工作台将分度回转总成调整至切割工作位状态，图10是十字工作台以及分度回转将分度回转总成调整至右侧研磨工作位的状态，图11是十字工作台将分度回转总成调整至左侧抛光工作位的状态，可以看出，一次刀具卡装后，只需程序或手动调整十字工作台以及分度回转总成，来改变被粘宝石的不同功能加工工作位，保证了宝石加工精度和质量，提高了宝石成型加工效率。

Claims (10)

1.一种宝石成型加工机床，其组成包括十字工作台总成、分度回转总成和刀具进给总成，其中十字工作台总成包括相互垂直向控制分度回转总成的滑板进给运行的Z轴进给机构和X轴进给机构，其特征在于分度回转总成为分度回转一体机构，回转轴垂直转动支撑设置在滑板上，回转伺服电机输出轴经第一蜗轮蜗杆传动副控制驱动与第一蜗轮同轴的回转轴，分度轴轴线与回转轴轴线垂直相交、转动支撑设置在回转轴上，分度伺服电机输出轴经第二蜗轮蜗杆副控制驱动与第二蜗轮同轴的分度轴，粘杆固定于分度轴轴端中心上。

2.根据权利要求1所述的宝石成型加工机床，其特征在于分度轴为分度轴套（207），分度轴套（207）内依次设有锥孔套（234）和锥孔套（234）中心的粘杆定位杆（233），共同固定在蜗轮第二蜗轮蜗杆副的蜗轮（204）上，粘杆（210）扁形端插入粘杆定位杆（233）轴端相配合的槽内，粘杆（210）与锥孔套（234）的端部锥孔之间楔入ER弹性筒夹（208），由ER螺帽（209）锁紧粘杆（210）。

3.根据权利要求1或2所述的宝石成型加工机床，其特征在于蜗轮蜗杆副为蜗杆斜齿轮传动副。

4.根据权利要求1所述的宝石成型加工机床，其特征在于分度回转总成上部设有冷却喷嘴机构（206），其冷却直杆双喷嘴转动安装在冷却喷嘴机构（206）底座上。

5.根据权利要求1、2、或4所述的宝石成型加工机床，其特征在于Z轴进给机构由Z轴伺服电机驱动丝杠丝母传动副和直线支撑滑轨构成，丝母座（108）与其两侧对称的直线导柱（122）导向滑动配合，直线导柱外端调整螺母的弹簧压板（119）与丝母座（108）之间设有弹簧支撑架（109），弹簧支撑架与所述直线导柱（122）导向滑动配合，滑板（111）固定在弹簧支撑架（109）上，弹簧压板（119）与弹簧支撑架（109）之间设有用于挂装提供弹性补偿力弹簧（118）的弹簧导柱（117）。

6.根据权利要求3所述的宝石成型加工机床，其特征在于Z轴进给机构由Z轴伺服电机驱动丝杠丝母传动副和直线支撑滑轨构成，丝母座（108）与其两侧对称的直线导柱（122）导向滑动配合，直线导柱外端调整螺母的弹簧压板（119）与丝母座（108）之间设有弹簧支撑架（109），弹簧支撑架与所述直线导柱（122）导向滑动配合，滑板（111）固定在弹簧支撑架（109）上，弹簧压板（119）与弹簧支撑架（109）之间设有用于挂装提供弹性补偿力弹簧（118）的弹簧导柱（117）。

7.根据权利要求5所述的宝石成型加工机床，其特征在于弹簧支撑架（109）经直线轴承（116）与直线导柱（122）导向滑动配合。

8.根据权利要求6所述的宝石成型加工机床，其特征在于弹簧支撑架（109）经直线轴承（116）与直线导柱（122）导向滑动配合。

9.根据权利要求1 、2、或4所述的宝石成型加工机床，其特征在于刀具进给总成中，研磨盘（304）和抛光盘（305）背面相对重合、工作盘面相背固定组装在主轴（301）上，金钢石锯片（303）或固定研磨盘（304）工作盘面中心，或抛光盘（305）工作盘面中心。

10.根据权利要求3所述的宝石成型加工机床，其特征在于刀具进给总成中，研磨盘（304）和抛光盘（305）背面相对重合、工作盘面相背固定组装在主轴（301）上，金钢石锯片（303）或固定研磨盘（304）工作盘面中心，或抛光盘（305）工作盘面中心。

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