CN206883337U - 数控外圆磨床 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种数控外圆磨床，包括床身，在该床身的前侧安装有工作台，在所述工作台的左右两侧分别安装有头架与尾座，在所述工作台后侧的床身上还通过进给系统安装有砂轮机构，该砂轮机构配套有冷却系统，在所述床身的右侧设置有数控系统，在所述床身的后侧设置有配电柜，所述数控系统与该配电柜电连接；所述进给系统包括横向进给机构与纵向进给机构，所述横向进给机构与纵向进给机构的动力装置均电性连接至数控系统。其显著效果是：结构简单，使用方便，稳定性好，加工精度高；降低了劳动强度，提高了生产效率。

Description

数控外圆磨床

技术领域

本实用新型涉及到机械加工设备技术领域，具体地说，是一种数控外圆磨床。

背景技术

切入磨削是一种重要的机加工方式，包括无心磨削和外圆磨削。根据采用的机床不同可以分别对工件进行精磨、半精磨和粗磨。

外圆磨床主要用于磨削外圆柱面、外圆锥面、内圆柱面和内圆锥面以及台阶端面等，是最为常见的机械加工设备之一。

目前普通外圆磨床磨削时，采用横进给手轮手动进给。磨削尺寸依靠横进给手轮的刻度盘进行控制，磨削高精密零件时常达不到精度要求。同时，需要多次对零件一个部位进行加工，每次加工后都要进行测量，稍有不慎就会将零件尺寸加工过小，造成零件报废。传统的加工过程反复加工浪费时间，造成资源浪费和加工效率低下。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种数控外圆磨床，该磨床通过对进给系统的改进和实时修正，加快了生产效率，提高了加工质量。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种数控外圆磨床，包括床身，在该床身的前侧安装有工作台，在所述工作台的左右两侧分别安装有头架与尾座，在所述工作台后侧的床身上还通过进给系统安装有砂轮机构，该砂轮机构配套有冷却系统，在所述床身的右侧设置有数控系统，在所述床身的后侧设置有配电柜，所述数控系统与该配电柜电连接；

所述进给系统包括横向进给机构与纵向进给机构，所述横向进给机构与纵向进给机构的动力装置均电性连接至数控系统，其中，所述横向进给机构装设在床身上开设的V形安装槽的底部，在所述安装槽两侧的床身上还分别固定有第一滑轨，在两条所述第一滑轨上支撑有滑鞍，所述横向进给机构能够驱动滑鞍沿第一滑轨来回滑动，在所述滑鞍内安装所述纵向进给机构，在该滑鞍的上表面还并排安装有两条第二滑轨，在第二滑轨上支撑有用于固定所述砂轮机构的安装平台，所述纵向进给机构能够驱动安装平台沿第二滑轨来回滑动。

本方案对现有磨床的进给机构进行了改进，将传统磨床中砂轮机构的进给系统的单向进给改进为了横向与纵向两个方向上的进给，因此，磨削加工过程中磨床的稳定性更好，加工精度更高。通过该进给系统，在磨削加工时，根据工件的加工参数，控制系统自动发出信号驱动第一伺服电机与第二伺服电机转动，实现了磨床磨削加工的自动进给，从而降低了劳动强度，提高了生产效率。

进一步的，在所述滑鞍与安装平台上还分别设置有至少两个行程检测机构，多个行程检测机构均电性连接至所述数控系统。

在进给过程中，通过至少两个行程进给机构对滑鞍或安装平台的位移进行检测，并反馈检测信息至数控系统，数控系统计算后对进给机构进行实时修正，提高了加工精度。

进一步的，所述横向进给机构包括第一伺服电机、第一轴承座、第二轴承座以及第一滚珠丝杆，所述第一伺服电机、第一轴承座、第二轴承座分别与所述床身固定连接，所述第一滚珠丝杆的两端穿设在所述第一轴承座与第二轴承座内安装的轴承中，所述第一伺服电机通过第一联轴器与所述第一滚珠丝杆相连接，在所述第一滚珠丝杆上还穿设有第一滚珠套，该第一滚珠套通过连接座与所述滑鞍固定连接。在实施时，采用上述滚珠丝杆的传动方式，相较于传统的气缸或油缸的驱动方式，稳定性更好，加工质量也更高。

进一步的，所述纵向进给机构包括第二伺服电机、第三轴承座、第四轴承座以及第二滚珠丝杆，所述第二伺服电机、第三轴承座、第四轴承座分别与所述滑鞍固定连接，所述第二滚珠丝杆的两端穿设在第三轴承座与第四轴承座内安装的轴承中，所述第二伺服电机的输出轴通过第二联轴器与所述第二滚珠丝杆相连接，在该第二滚珠丝杆上还穿设有第二滚珠套，该第二滚珠套与所述安装平台固定连接。采用上述滚珠丝杆的传动方式，相较于传统的气缸或油缸的驱动方式，稳定性更好，加工质量也更高。

进一步的，所述头架包括用于与所述工作台相连接的底座、固定在该底座上方的主轴箱以及固定在所述主轴箱上方的驱动电机，所述主轴箱内穿设有主轴，在所述主轴上固定有大带轮，该大带轮通过传动带与安装在所述驱动电机上的小带轮连接，在所述大带轮的外侧端面上还安装有拨盘，在所述主轴的中心穿设有一根偏心轴，该偏心轴靠近大带轮的一端形成头顶尖，且该头顶尖凸出于所述拨盘的外侧端面，所述偏心轴远离大带轮的一端连接有顶紧螺杆，该顶紧螺杆的自由端伸出所述主轴箱并设置有螺纹，该顶紧螺杆利用锁紧螺母与限位环使得头顶尖与主轴锁紧，在靠近所述头顶尖的主轴的端面上还可拆卸安装有拨块，通过该拨块可驱动所述主轴转动。

所述头架结构在现有结构的基础上，多了一根偏心轴，用于皮带张紧和传递动力，伺服电机直接带动轴传动，张紧由移动电机支架实现，机构紧凑，减小了传动链，保证了旋转进度和支撑刚性，突破了传统的分段调速模式，实现了头架的无极调速，进而保证了加工质量。

进一步的，所述尾座包括用于与工作台相滑动连接的安装座，在所述安装座内分别装设有套筒、活塞与转动轴，在所述套筒的一侧装设有顶尖轴，且该顶尖轴的外端部伸出所述套筒形成尾顶尖，在所述套筒的另一侧装设有弹簧，该弹簧抵接在所述套筒的内壁和螺母之间，所述螺母与安装座的内壁固定连接，在所述转动轴上套设有杠杆，该杠杆上并排设置有两个杠杆头，其中一个杠杆头嵌入所述套筒，另一个杠杆头与所述活塞的伸缩杆相连接，所述活塞利用杠杆头与杠杆驱动所述套筒沿着其轴向来回移动。

上述的尾座结构，通过控制活塞伸缩杆伸出或收缩，使得顶尖套筒沿其轴向移动一定距离，进而控制尾顶尖与工件之间的间距发生改变，实现工件装夹或松开，相较于传统手动式结构，劳动强度大幅降低，提高了生产效率。

再进一步的，所述螺母上螺纹连接有螺杆，该螺杆的一端与所述弹簧固定连接，所述螺杆的另一端伸出所述安装座并连接有把手，所述把手通过螺杆调节所述弹簧的长度。

通过上述结构，方便的通过调节弹簧的长度实现对顶尖压力进行调节，避免了磨床加工一定时间后件的固定效果变差的现象，有效地保证了加工精度。

更进一步的，在所述安装座的顶部开设有至少两个油杯，该油杯通过油道与所述套筒的外壁相连通，在所述安装座上还穿设有用于实现尾座与所述工作台固定连接的T槽固定螺钉。

进一步的，在所述工作台与砂轮机构的上方罩有外罩，在该外罩上设有滑动门，在所述床身的后侧还设置有液压站。

本实用新型的显著效果是：结构简单，设计新颖，操作方便，相较于传统磨床中砂轮机构的单向进给，本方案实现了横向与纵向两个方向上的进给，同时在进给过程中对进给量进行了实时检测和修正，磨削加工过程中磨床的稳定性更好，加工精度更高；而且该进给系统，在磨削加工时，根据工件的加工参数，控制系统自动发出信号驱动第一伺服电机与第二伺服电机转动，实现了磨床磨削加工的全自动进给，从而降低了劳动强度，提高了生产效率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型去除外罩后的结构示意图；

图3是图2的右视图；

图4是所述头架的剖视图；

图5是所述头架另一个视角的剖视图；

图6是所述尾座的剖视图；

图7是所述尾座另一个视角的剖视图；

图8是所述进给系统的结构示意图；

图9是图8的俯视图；

图10是所述横向进给机构的结构示意图；

图11是所述纵向进给机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式以及工作原理作进一步详细说明。

如图1～图3所示，一种数控外圆磨床，包括床身1，在该床身1 的前侧安装有工作台2，在所述工作台2的左右两侧分别安装有头架 3与尾座4，在所述工作台2后侧的床身1上还通过进给系统5安装有砂轮机构6，该砂轮机构6配套有冷却系统7，在所述床身1的右侧设置有数控系统8，在所述床身1的后侧设置有配电柜9，所述数控系统8与该配电柜9电连接。

从图1中还可以看出，在所述工作台2与砂轮机构6的上方罩有外罩11，在该外罩11上设有滑动门12，在所述床身1的后侧还设置有液压站13。

参见附图4与附图5，所述头架3包括用于与所述工作台2相连接的底座3-1、固定在该底座上方的主轴箱3-2以及固定在所述主轴箱3-2上方的驱动电机3-3，所述主轴箱3-2内穿设有主轴3-4，在所述主轴3-4上固定有大带轮3-5，该大带轮3-5通过传动带3-6与安装在所述驱动电机3-3上的小带轮3-7连接，在所述大带轮3-5的外侧端面上还安装有拨盘3-8，在所述主轴3-4的中心穿设有一根偏心轴 3-9，该偏心轴3-9靠近大带轮3-5的一端形成头顶尖，且该头顶尖凸出于所述拨盘3-8的外侧端面，所述偏心轴3-9远离大带轮3-5的一端连接有顶紧螺杆3-10，该顶紧螺杆3-10的自由端伸出所述主轴箱 3-2并设置有螺纹，该顶紧螺杆3-10利用锁紧螺母3-11与限位环3-12 使得头顶尖与主轴3-4锁紧，在靠近所述头顶尖的主轴3-4的端面上还可拆卸安装有拨块3-13，通过该拨块3-13可驱动所述主轴3-4转动。

顶磨时即死顶尖磨削时，卸下拨块3-13，旋转锁紧螺母3-11使得顶紧螺杆3-10锁紧，主轴3-4不能转动旋转，拨盘3-8由大带轮 3-5带动，拨盘3-8上的拨杆拨动工件旋转；

卡盘磨削时即主轴3-4回转磨削时，装上拨块3-13，拧动锁紧螺母3-12，松开顶紧螺杆3-10，使顶紧紧螺杆3-10与主轴3-4之间具有适合的间隙，主轴3-4在拨块3-13的带动下带动工件旋转。

参见附图6与附图7，所述尾座4包括用于与工作台2相滑动连接的安装座4-1，在所述安装座4-1内分别装设有套筒4-2、活塞4-3 与转动轴4-4，在所述套筒4-2的一侧装设有顶尖轴4-5，且该顶尖轴 4-5的外端部伸出所述套筒4-2形成尾顶尖，在所述套筒4-2的另一侧装设有弹簧4-6，该弹簧4-6抵接在所述套筒4-2的内壁和螺母4-7 之间，所述螺母4-7与安装座4-1的内壁固定连接，在所述转动轴4-4 上套设有杠杆4-8，该杠杆4-8上并排设置有两个杠杆头4-9，其中一个杠杆头4-9嵌入所述套筒4-2，另一个杠杆头4-9与所述活塞4-3的伸缩杆相连接，所述活塞4-3与所述数控系统8电连接，所述活塞 4-3利用杠杆头4-9与杠杆4-8驱动所述套筒4-2沿着其轴向来回移动。

从图7中可以看出，所述螺母4-7上螺纹连接有螺杆4-10，该螺杆4-10的一端与所述弹簧4-6固定连接，所述螺杆4-10的另一端伸出所述安装座4-1并连接有把手4-11，所述把手4-11通过螺杆4-10 调节所述弹簧4-6的长度。

从图7中还可以看出，在所述安装座4-1的顶部开设有至少两个油杯4-12，该油杯4-12通过油道与所述套筒4-2的外壁相连通，在所述安装座4-1上还穿设有用于实现尾座4与所述工作台2固定连接的T槽固定螺钉4-13。

通过数控系统8控制活塞4-3活塞杆的伸出或收缩，使得套筒4-2 延期轴向移动一定距离，进而使得尾顶尖与工件之间的距离发生改变，实现工件的装夹和拆卸，相较于传统手动式操作结构，降低了劳动强度，提高了加工效率。

参见附图8与附图9，所述进给系统5包括横向进给机构5-1与纵向进给机构5-2，所述横向进给机构5-1与纵向进给机构5-2的动力装置均电性连接至数控系统8，其中，所述横向进给机构5-1装设在床身1上开设的V形安装槽10的底部，在所述安装槽10两侧的床身上还分别固定有第一滑轨5-3，在两条所述第一滑轨5-3上支撑有滑鞍5-4，所述横向进给机构5-1能够驱动滑鞍5-4沿第一滑轨5-3 来回滑动，在所述滑鞍5-4内安装所述纵向进给机构5-2，在该滑鞍 5-4的上表面还并排安装有两条第二滑轨5-5，在第二滑轨5-5上支撑有用于固定所述砂轮机构6的安装平台5-6，所述纵向进给机构5-2 能够驱动安装平台5-6沿第二滑轨5-5来回滑动。

如图9所示，在所述滑鞍5-4与安装平台5-6上还分别设置有至少两个行程检测机构5-7，多个行程检测机构5-7均电性连接至所述数控系统8。

参见附图10，所述横向进给机构5-1包括第一伺服电机5-1-1、第一轴承座5-1-2、第二轴承座5-1-3以及第一滚珠丝杆5-1-4，所述第一伺服电机5-1-1、第一轴承座5-1-2、第二轴承座5-1-3分别与所述床身1固定连接，所述第一滚珠丝杆5-1-4的两端穿设在所述第一轴承座5-1-2与第二轴承座5-1-3内安装的轴承中，所述第一伺服电机5-1-1通过第一联轴器5-1-5与所述第一滚珠丝杆5-1-4相连接，在所述第一滚珠丝杆5-1-4上还穿设有第一滚珠套5-1-6，该第一滚珠套 5-1-6通过连接座5-1-7与所述滑鞍5-4固定连接。

参见附图11，所述纵向进给机构5-2包括第二伺服电机5-2-1、第三轴承座5-2-2、第四轴承座5-2-3以及第二滚珠丝杆5-2-4，所述第二伺服电机5-2-1、第三轴承座5-2-2、第四轴承座5-2-3分别与所述滑鞍5-4固定连接，所述第二滚珠丝杆5-2-4的两端穿设在第三轴承座5-2-2与第四轴承座5-2-3内安装的轴承中，所述第二伺服电机5-2-1的输出轴通过第二联轴器5-2-5与所述第二滚珠丝杆5-2-4相连接，在该第二滚珠丝杆5-2-4上还穿设有第二滚珠套5-2-6，该第二滚珠套5-2-6与所述安装平台5-6固定连接。

根据预设的工件加工参数，数控系统8发出信号至进给系统5，驱动第一伺服电机5-1-1与第二伺服电机5-2-1转动，实现了磨床磨削加工的自动进给，从而降低劳动强度，提高生产效率；

同时，在进给过程中，四个行程进给机构5-7对滑鞍5-5或安装平台5-6的位移进行检测，当行程检测机构5-7检测的工件距离加工位置较远时，数控系统8对横向进给机构5-1与纵向进给机构5-2控制，快速靠近加工位置，提高进给速度，加快效率；

当数控系统8获取行程检测机构5-7的信号，判断工件靠近加工位置时，发出指令对横向进给机构5-1与纵向进给机构5-2进行微调修正，避免进给过量，影响加工精度。

Claims (9)

1.一种数控外圆磨床，其特征在于：包括床身(1)，在该床身(1)的前侧安装有工作台(2)，在所述工作台(2)的左右两侧分别安装有头架(3)与尾座(4)，在所述工作台(2)后侧的床身(1)上还通过进给系统(5)安装有砂轮机构(6)，该砂轮机构(6)配套有冷却系统(7)，在所述床身(1)的右侧设置有数控系统(8)，在所述床身(1)的后侧设置有配电柜(9)，所述数控系统(8)与该配电柜(9)电连接；

所述进给系统(5)包括横向进给机构(5-1)与纵向进给机构(5-2)，所述横向进给机构(5-1)与纵向进给机构(5-2)的动力装置均电性连接至数控系统(8)，其中，所述横向进给机构(5-1)装设在床身(1)上开设的V形安装槽(10)的底部，在所述安装槽(10)两侧的床身上还分别固定有第一滑轨(5-3)，在两条所述第一滑轨(5-3)上支撑有滑鞍(5-4)，所述横向进给机构(5-1)能够驱动滑鞍(5-4)沿第一滑轨(5-3)来回滑动，在所述滑鞍(5-4)内安装所述纵向进给机构(5-2)，在该滑鞍(5-4)的上表面还并排安装有两条第二滑轨(5-5)，在第二滑轨(5-5)上支撑有用于固定所述砂轮机构(6)的安装平台(5-6)，所述纵向进给机构(5-2)能够驱动安装平台(5-6)沿第二滑轨(5-5)来回滑动。

2.根据权利要求1所述的数控外圆磨床，其特征在于：在所述滑鞍(5-4)与安装平台(5-6)上还分别设置有至少两个行程检测机构(5-7)，多个行程检测机构(5-7)均电性连接至所述数控系统(8)。

3.根据权利要求1所述的数控外圆磨床，其特征在于：所述横向进给机构(5-1)包括第一伺服电机(5-1-1)、第一轴承座(5-1-2)、第二轴承座(5-1-3)以及第一滚珠丝杆(5-1-4)，所述第一伺服电机(5-1-1)、第一轴承座(5-1-2)、第二轴承座(5-1-3)分别与所述床身(1)固定连接，所述第一滚珠丝杆(5-1-4)的两端穿设在所述第一轴承座(5-1-2)与第二轴承座(5-1-3)内安装的轴承中，所述第一伺服电机(5-1-1)通过第一联轴器(5-1-5)与所述第一滚珠丝杆(5-1-4)相连接，在所述第一滚珠丝杆(5-1-4)上还穿设有第一滚珠套(5-1-6)，该第一滚珠套(5-1-6)通过连接座(5-1-7)与所述滑鞍(5-4)固定连接。

4.根据权利要求1所述的数控外圆磨床，其特征在于：所述纵向进给机构(5-2)包括第二伺服电机(5-2-1)、第三轴承座(5-2-2)、第四轴承座(5-2-3)以及第二滚珠丝杆(5-2-4)，所述第二伺服电机(5-2-1)、第三轴承座(5-2-2)、第四轴承座(5-2-3)分别与所述滑鞍(5-4)固定连接，所述第二滚珠丝杆(5-2-4)的两端穿设在第三轴承座(5-2-2)与第四轴承座(5-2-3)内安装的轴承中，所述第二伺服电机(5-2-1)的输出轴通过第二联轴器(5-2-5)与所述第二滚珠丝杆(5-2-4)相连接，在该第二滚珠丝杆(5-2-4)上还穿设有第二滚珠套(5-2-6)，该第二滚珠套(5-2-6)与所述安装平台(5-6)固定连接。

5.根据权利要求1所述的数控外圆磨床，其特征在于：所述头架(3)包括用于与所述工作台(2)相连接的底座(3-1)、固定在该底座上方的主轴箱(3-2)以及固定在所述主轴箱(3-2)上方的驱动电机(3-3)，所述主轴箱(3-2)内穿设有主轴(3-4)，在所述主轴(3-4)上固定有大带轮(3-5)，该大带轮(3-5)通过传动带(3-6)与安装在所述驱动电机(3-3)上的小带轮(3-7)连接，在所述大带轮(3-5)的外侧端面上还安装有拨盘(3-8)，在所述主轴(3-4)的中心穿设有一根偏心轴(3-9)，该偏心轴(3-9)靠近大带轮(3-5)的一端形成头顶尖，且该头顶尖凸出于所述拨盘(3-8)的外侧端面，所述偏心轴(3-9)远离大带轮(3-5)的一端连接有顶紧螺杆(3-10)，该顶紧螺杆(3-10)的自由端伸出所述主轴箱(3-2)并设置有螺纹，该顶紧螺杆(3-10)利用锁紧螺母(3-11)与限位环(3-12)使得头顶尖与主轴(3-4)锁紧，在靠近所述头顶尖的主轴(3-4)的端面上还可拆卸安装有拨块(3-13)，通过该拨块(3-13)可驱动所述主轴(3-4)转动。

6.根据权利要求1所述的数控外圆磨床，其特征在于：所述尾座(4)包括用于与工作台(2)相滑动连接的安装座(4-1)，在所述安装座(4-1)内分别装设有套筒(4-2)、活塞(4-3)与转动轴(4-4)，在所述套筒(4-2)的一侧装设有顶尖轴(4-5)，且该顶尖轴(4-5)的外端部伸出所述套筒(4-2)形成尾顶尖，在所述套筒(4-2)的另一侧装设有弹簧(4-6)，该弹簧(4-6)抵接在所述套筒(4-2)的内壁和螺母(4-7)之间，所述螺母(4-7)与安装座(4-1)的内壁固定连接，在所述转动轴(4-4)上套设有杠杆(4-8)，该杠杆(4-8)上并排设置有两个杠杆头(4-9)，其中一个杠杆头(4-9)嵌入所述套筒(4-2)，另一个杠杆头(4-9)与所述活塞(4-3)的伸缩杆相连接，所述活塞(4-3)与所述数控系统(8)电连接，所述活塞(4-3)利用杠杆头(4-9)与杠杆(4-8)驱动所述套筒(4-2)沿着其轴向来回移动。

7.根据权利要求6所述的数控外圆磨床，其特征在于：所述螺母(4-7)上螺纹连接有螺杆(4-10)，该螺杆(4-10)的一端与所述弹簧(4-6)固定连接，所述螺杆(4-10)的另一端伸出所述安装座(4-1)并连接有把手(4-11)，所述把手(4-11)通过螺杆(4-10)调节所述弹簧(4-6)的长度。

8.根据权利要求6或7所述的数控外圆磨床，其特征在于：在所述安装座(4-1)的顶部开设有至少两个油杯(4-12)，该油杯(4-12)通过油道与所述套筒(4-2)的外壁相连通，在所述安装座(4-1)上还穿设有用于实现尾座(4)与所述工作台(2)固定连接的T槽固定螺钉(4-13)。

9.根据权利要求1所述的数控外圆磨床，其特征在于：在所述工作台(2)与砂轮机构(6)的上方罩有外罩(11)，在该外罩(11)上设有滑动门(12)，在所述床身(1)的后侧还设置有液压站(13)。