CN2076008U - 立轴圆台多用磨床 - Google Patents

Abstract

用于电机、模具及机械加工行业的磨削设备，特 别是对冲模进行整体修磨，可进行一般形状表面或圆 弦形表面进行磨削的立轴圆台多用磨床。在磨头体 轴向的体壳端面通过旋转导轨与横向托板相接，横向 托板装在垂直托板的导轨上可在导轨上横移，横移和 进刀机构通过丝杆连于垂直托板的两侧，垂直托板位 于立柱导轨中纵移，磨头升降中的丝杆连接进给机构 的从动轴，滑鞍及床身之间的导轨与横向导轨相垂 直，工作台旋转机构采用皮带传动。

Description

本实用新型涉及一种用于电机、模具及机械加工行业的磨削设备，特别是对冲模进行整体修磨，可进行一般形状表面或特殊形状表面（如园弧型表面）进行磨削的立轴园台多用磨床。

已有的自制磨床，磨削精度差，导轨面磨损较严重，磨出的平面有弧度，高低不平，当吃刀量稍大时，摩擦发热致使冲模刃口退火，降低硬度和耐磨性；目前国内的定型磨削设备之一如M7450／1型立轴园台平面磨床，主要缺点是：横向、垂直进给全靠手动控制，横向进给的结构是手轮直接带动丝杠，无速度调节机构，不能实现微量进给，垂直进给也只有单速，由于手轮与电机不能脱开，快速工作时手轮跟电机轴旋转，操作不安全；因工作台不能纵向移动，磨头只能在工作台中心部位径向旋转，加之受磨床横向和垂直移动、进给机构的结构限制，不能对冲模冲头进行园弧型面的成型磨削，而磨削复式冲模的园弧型面又是降低电机制造成本的关键，对降低冲床吨位，提高冲片质量及冲模的使用寿命都是至关重要的；磨削精度差；由于横向移动丝杠上没有消除间隙机构，不能磨削内、外园；工作台旋转机构靠齿轮传动，工作台转速低。起动噪声大，不平稳，且磨削效率低。至今国内立式磨床尚未解决内、外园、复式冲模冲头园弧型面磨削和其它各种平面的磨削精度、效率等技术问题。

本实用新型的目的是解决上述磨床所存在的缺陷，设计一种可进行冲模的整体修磨，能进行平面、中凸、中凹、内园、外园、园弧型面、台肩面等多种形状的多功能磨削加工且磨削精度和效率高的立轴园台多用磨床。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：在磨头体轴向的磨头体壳端面通过旋转导轨与横向托板连接，磨头体上的导轨在横向托板上的导轨上旋转；横向托板装在垂直托板的导轨上，可在导轨内横向移动，横向移动机构与横向进刀机构通过丝杆连接在垂直托板的两侧，垂直托板位于立柱导轨中可作上下移动，横向移动机构连有电机的传动轴接横移丝杠，磨头升降机构中的垂直丝杆与垂直托板上的螺母相配合，蜗杆与垂直进给机构中的从动轴连接，垂直进给机构和磨头升降机构安装在固定于床身的立柱之间，位于工作台下的滑鞍底面及滑鞍下的床身上有导轨。导轨方向与垂直托板上的横移导轨相垂直，使床身上的滑鞍带动工作台在与横移导轨的垂直方向移动，固定在滑鞍上的工作台旋转机构与工作台相连。

本实用新型采取的进一步实施方案为：磨头体壳端面与横向托板的连接面分别为园形平面导轨，沿横向托板上的园导轨外围配有标尺，能标出磨头的旋转角度。固定转轴固定在横向托板端面上并插入磨头体壳的定位孔中，横向托板上开有T形环槽，内放T形螺钉，塞铁置于横向托板上，与垂直托板上的横移导轨相配合，用以调整垂直托板在导轨上的间隙。

横向移动机构中的从动轴和传动轴的轴端分别装有电磁离合器a、b，当离合器吸合时，由拨叉拨动将齿轮与滑移齿轮啮合或脱开，电机带动蜗杆，由啮合在蜗杆上的蜗轮通过从动轴、离合器、主动轴传到横向进刀机构的丝杆。在主动轴和从动轴之间加装滑移齿轮和小轴来实现多级传动达到调节慢速移动。横移丝杆上装有可以调整间隙的调节丝母和螺母，置于丝杆上的丝杆齿轮与在轴上滑动的双联齿轮相啮合。通过手柄带动丝杆齿轮、双联齿轮及滑移齿轮使丝杆转动。

磨头升降丝杆装在减速器的蜗轮上，减速器把合在立柱上，当需要纵向连续机动进刀或快速升降时，与垂直进给机构中的电磁离合器吸合，双速电机带动针齿摆线减速器齿轮、蜗杆、蜗轮、带动丝杆旋转实现机动上升或下降。

下面通过附图对本实用新型作一详细说明。

图1为本实用新型的正示意图，

图2为本实用新型的侧示意图。

磨头体1轴向的磨头体壳1－9端面通过旋转园导轨18与横向托板1－11相连接，沿横向托板的园导轨外围有标尺，横向托板1－11装在垂直托板的导轨20上可在导轨内横移，横向移动机构9与横向进刀机构3通过丝杆3－1连接在垂直托板2的两侧，垂直托板2的上沿和下沿开有横移导轨槽20，垂直托板2位于立柱导轨19中沿导轨纵向移动。磨头升降机构17中的垂直丝杆17－1与垂直托板2上的螺母相配合，蜗杆17－3与垂直进给机构11中的从动轴11－1相连，磨头升降机构17与垂直进给机构11安装在固定于床身6的立柱10之间，位于工作台12下面的是滑鞍5，在滑鞍一侧配有纵向标尺15，来标定工作台纵向移动距离。滑鞍上面与工作台下面均有园导轨。使工作台在滑鞍上部做旋转运动，滑鞍5底面及位于滑鞍下的床身6上面有工作台移动导轨23，滑鞍底面两边的平、∧导轨与床身上面两边的平、∨导轨相配合，导轨方向与横移导轨20相垂直。固定在滑鞍上的工作台旋转机构7与工作台相连，通过皮带传动使工作台旋转。可移动式按钮盘4通过活动节连接在床身一侧，以便于操作，沿垂直托板2外的折叠罩24上装有横向标尺14，通过标尺确定磨头体的横移距离。除电机、限位开关和电磁离合器外，电器元件安装在立柱10后面的电器柜13中，该磨床还配有冷却装置8。

图3为磨头体结构示意图。

磨头体采用装入式电机驱动磨头和磨具21旋转，定子1－15固定在磨头体壳1－9上，主轴1－8固定在转子1－7上，磨头下轴承1－4的外环固定在下轴承座上，预紧力由内隔套1－5和外隔套1－6调整，下轴承的间隙通过内外隔套配磨来保证，上轴承1－3固定在上轴承座和主轴上，上螺母1－1拧在带螺纹的主轴1－8上压紧蝶形弹簧1－2，为使上下轴承有一定的予加负荷通过调整上螺母变化一对蝶形弹簧的变形量来实现。固定转轴1－10固定在横向托板1－11上，插入磨头体壳1－9的定位孔中，横向托板上开有T形环槽1－16，环槽内放有T形螺钉，塞铁1－12置于横向托板上，与垂直托板上的横导轨20相配合，用以调整横向托板与导轨的间隙。固定在转子1－7的主轴1－8下部锥面可插入磨具21是梯形砂瓦的卡盘1－17锥孔内，卡盘上开有多个对称的磨具槽，磨具槽的个数为偶数，T形压板在相邻两槽中间，用螺栓旋入砂瓦卡盘  内，通过T形压块压紧砂瓦，采用镶块梯形砂瓦，能提高磨削精度和效率。根据磨削工件的需要，磨具21还可以是与相应卡盘相配合的平形砂轮和杯形砂轮，如在磨削冲模冲头园弧型面时利用普通杯形砂轮。为了消除间隙，避免在磨削进行时产生爬行现象，将螺母1－13调节螺母1－14装在横向进刀机构3的丝杆3－1上，松开螺钉，转动螺母1－13，即可调整螺母与丝杆的间隙，通过丝杆与螺母1－13、调节螺母1－14的连接，带动横向托板和磨头体沿垂直托板的横导轨移动。

图4为横向移动机构结构示意图。

图5为图4横向移动机构中沿A－A方向的剖视图。

横向移动机构中电机9－14安装在体壳9－13上，与蜗杆9－12用轴套连接，蜗杆两端用圆锥滚子轴承支承在体壳9－13内，蜗轮9－10与蜗杆相啮合且固定在从动轴9－11上，从动轴一端装有向心球轴承，从动轴9－11上还装有小齿轮9－9，并用键连接，从动轴另一端装有电磁离合器9－8a；小轴齿轮9－2与小齿轮9－9啮合，用键固定在小轴9－1上，小轴用轴承固定在体壳两端，滑移齿轮9－3装在小轴9－1上，并靠固定在拉杆9－7上的拨叉9－4拨动顺小轴前后滑动，实现与连接离合器9－8b的齿轮9－6啮合或脱开，装有齿轮9－6的传动轴9－5用套与横向进刀机构中的丝杆3－1连接。

图6为横向进刀机构结构示意图。

图6丝杆3－1靠固定在轴承座3－8上一对向心球轴承支承，丝杆齿轮3－2固定在丝杆3－1，与在轴3－9上滑动的双联齿轮3－3相啮合，轴3－9固定在横向进刀机构的体壳3－7上，滑移齿轮3－4靠手柄3－5推拉，与双联齿轮3－3啮合或脱开，滑移齿轮3－4在一端装有手轮3－6的支承轴3－10上滑动。

图7为垂直进给机构结构示意图。

图10为磨头升降机构结构示意图。

见图7，主动轴11－11靠固定在支座11－18和垂直进给机构体壳11－17上两对向心球轴承支承，并与连接在摆线减速器16的万向联轴节连接，滑移齿轮11－10通过拨叉11－13拨动在主动轴上滑动，拨叉固定在齿条11－7，齿条与挂档手柄11－6控制的齿轮轴11－4啮合，实现滑移齿轮11－10与大齿轮11－5的啮合或脱开。从动轴11－1上的滑动齿轮11－2与牙嵌式电磁离合器11－3a联接，并与主动轴11－11上的主动齿轮11－12啮合，在从动轴11－1轴端安装有牙嵌式电磁离合器11－3b，从动轴靠固定在支座上的一对向心球轴承支承。手轮轴11－8由向心球轴承和滚针轴承固定在体壳11－17上，手轮轴的一端装有离合器11－3a，另一端装手轮11－9。在手轮轴上固定有支撑盘11－15，支撑盘上装有一对过轮11－14，行星轮系中的小行星轮11－19固定体壳11－17上，2个过轮11－14用小轴和轴承对称装在支撑盘的两个支撑面上，并分别与小行星轮11－19和大行星轮11－16相啮合，大行星轮端面上带有刻度盘，可指示垂直进给距离，大行星轮靠一对向心球轴承支承在手轮轴上旋转。

见图10磨头升降机构中装有蜗轮17－2的升降丝杆17－1靠向心推力球轴承和推力轴承支撑在体壳17－4上，蜗杆17－3与垂直进给机构中的从动轴11－1连接并与蜗轮17－2啮合。

图8为工作台旋转机构的结构示意图。

图9为工作台旋转机构的侧视图。

电机7－5靠支架7－7固定在旋转体壳7－6上，通过轴套与蜗杆7－4连接，蜗杆用固定在旋转体壳上的园锥滚子轴承支承并与蜗轮7－2啮合，蜗轮固定在转轴7－3上，转轴上用园锥滚子轴承支承的小皮带轮7－1上的皮带靠张紧轮7－8张紧，张紧轮支承在固定着锁紧盘7－10的小轴7－9上，小皮带轮7－1通过皮带连接工作台12使工作台旋转。

图11为本实用新型电器控制部分的电路原理图。

图12为垂直进给机构中电机和电磁离合器的电路图。

本磨床以电动机为启动各执行机构的驱动装置，热继电器作为电机的过载保护，熔断器作为相应线路的短路保护，接触器作失压保护，当线路电压过低或失压时接触器不能吸合，用以保护在线路电压恢复时，所有电机不能自行起动，以免人身和机件受损伤。磨头电机M₁横移电机M₃、和冷却泵电机M₅电源分别经熔断器FV₁、FV₂、与接触器KM₂、KM₅、KM₆、KM₁₁的常开触点相接，然后经过热继电器FR₁、FR₃、FR₅与各自的电机挠阻相接，磨头电机中热继电器FR₁与电机之间接有电流表。工作台电机M₂电源经熔断器FV₂、热继电器FR₂通接触器KM₃KM₄KM₅，三个接触器分别接入电机挠阻。电机M2、M3、M4、M5共用一个熔断器FV₂。

磨头升降机构的电机接通后的快速旋转，会使垂直进给机构中的牙嵌式电磁离合器11－3在吸合不紧时端面相互打牙，为了避免这种情况，在与离合器连通的电机M₄中串接电阻R₁，电阻R₁通过接触器KM₈与电机挠阻相接。电动机M₄经过熔断器FV₂、接触器KM₈KM₉KM₁₀、热继电器FR₄与电机挠阻相连通。电机M₄经KM₈并通过串接在回路里的电阻R₁获得三相电源，由于回路中串接R₁，M₄的起动电流小于正常情况下的起动电流，但M₄通电的瞬间，反电动势很小，M₄转动，随着反电动势的建立，通过M₄的电流逐渐减小。电动机转速下降，待通过电动机M₄的电流不能维持M₄旋转时，电机M₄瞬间停转，利用电机由减速到停转这段低速过程，使离合器吸合端面的牙错动而可靠吸合。

图13图14为磨削园弧型面时工作状态的正视图和俯视图。

图15图16为磨削园弧面时砂轮接触工件时的原理图。

在磨削冲模刃口园弧型面时，采用调整工作台移动距离，磨头横向移动距离和旋转磨头角度的复合动作利用普通杯形砂轮，进行成型磨削。磨头转角为β，磨具在工件〔22〕的磨削轨迹为L，磨具直径为D，磨头转角β与冲件园弧面深度h的关系式为 ，通常磨头体在与横向托板的平行方向可旋转角度β为±45°。工作时是将冲模固定在工作台中心，按要求用园导轨外围的标尺调整磨头旋转角度β，根据冲模刃口深度和弦长ι，工作台移动距离H₁，磨头砂轮移至刃口中心处，距离为H，开动机床，垂直进给，即可一次完成园弧型面的成型磨削。

本实用新型与现有磨床相比具有如下优点：

①除手动控制外，横移和垂直升降均达到快、慢自动调速，操作安全可靠；

②除能磨削一般形状表面外，还能磨削内、外园以及各种规格冲模冲头园弧型面的磨削加工，磨削精度高，磨削效率比原来提高了3－5倍；

③工作台旋转机构采用皮带传动，起动平稳，无噪声，提高了工作效率。

④结构合理，外型美观。维修方便，精度保持性好。

Claims (10)

1、一种立轴园台多用磨床，包括床身6，磨头体1，磨头升降机构17，立柱10，垂直进给机构11，横向移动机构9及进刀机构3，工作台12，电器控制装置，与各机构连接的驱动电机M和传动装置，其特征在于，在磨头体1轴向的磨头体壳1-9端面通过旋转导轨18与横向托板1-11相接，横向托板1-11装在垂直托板2的导轨20上，可在导轨内横移，横向移动机构9与横向进刀机构3通过丝杆3-1连接在垂直托板的两侧，横向移动机构连有驱动电机的传动轴9-5接丝杆3-1，垂直托板2位于立柱10导轨19中，磨头升降机构17中的垂直丝杆17-1与垂直托板上的螺母相配合，蜗杆17-3与垂直进给机构中的从动轴11-1相连，垂直进给机构和升降机构安装在固定于床身6的立柱10之间，位于工作台12下的滑鞍5底面及滑鞍下的床身6上有导轨23，导轨的方向与垂直托板上的横导轨相垂直，固定在滑鞍5上的工作台旋转机构7与工作台相连。

2、按照权利要求1所述的立轴园台多用磨床，其特征在于所说的旋转导轨18是磨头体壳1－9端面与横向托板1－11的连接面分别为园形平面导轨，磨头上的园导轨在横向托板的园导轨上旋转，沿横向托板的园导轨外围有标尺，固定在横向托板上的固定转轴1－10插入磨头体壳1－9的定位孔中，横向托板上开有T形环槽1－16，环槽内放有T形螺钉，塞铁1－12置于横向托板上与垂直托板的横向导轨20相配合。

3、按照权利要求1或2所述的立轴园台多用磨床，其特征在于：固定在转子1－7上的主轴1－8下部锥面可插入装有磨具21是梯形砂瓦的卡盘1－17锥孔内，在卡盘上开有多个对称的磨具槽，T形压板在相邻两槽的中间，根据磨削工件的需要，磨具21还可以是与相应的卡盘相配合的平形砂轮和杯形砂轮。

4、按照权利要求3所说的立轴园台多用磨床，其特征在于使用杯形砂轮磨具对冲模刃口磨削园弦型面时的磨头转角为β，磨具在工件22上的磨削轨迹为L，磨具直径为D时，磨头转角β与冲件园弧面深度h的关系式为 $L=2\sqrt{\frac{h}{\cos \mathrm{\β}}(D-\frac{h}{\cos \mathrm{\β}})}$ ，磨头体1在与横向托板的平行方向可旋转角度β为±45°。

5、按照权利要求1所述的立轴园台多用磨床，其特征在于横向移动机构中的电机9－14连接在与蜗轮9－10啮合的蜗杆9－12上，蜗杆两端固定在体壳9－13上，蜗轮固定在装有小齿轮9－9的从动轴9－11上，从动轴的轴端装有电磁离合器9－8a，滑移齿轮9－3装在小轴9－1上，靠固定在拉杆9－7的拨叉9－4拨动沿小轴前后滑动，实现与离合器9－8b的齿轮9－6啮合或脱开，装有齿轮9－6的传动轴9－5与丝杆3－1连接。

6、按照权利要求5所述的立轴园台多用磨床，其特征在于丝杆3－1上装有可以调整间隙的调节丝母1－14与螺母1－13，丝杆3－1靠固定在轴承座3－8上两个向心球轴承支承，置于丝杆3－1上的丝杆齿轮3－2与在轴3－9上滑动的双联齿轮3－3相啮合。

7、按照权利要求1所述的立轴园台多用磨床，其特征在于主动轴11－11与连接在摆线减速器16的万向联轴节连接，滑移齿轮11－10通过拨叉11－13拨动在主动轴上滑动，拨叉固定在齿条11－7上，齿条与挂档手柄11－6控制的齿轮轴11－4啮合，从动轴上的滑动齿轮11－2与牙嵌式电磁离合器11－3a联接，并与主动齿轮11－12啮合，从动轴的轴端装有电磁离合器11－3b，手轮轴11－8由向心球轴承和滚针轴承固定在主体壳11－17上，手轮轴11－8上装有连接着行星减速装置的支承盘11－15，磨头升降机构中与蜗轮17－2啮合的蜗杆17－3接从动轴11－1。

8、按照权利要求7所述的立轴园台多用磨床，其特征在于设置在手轮轴11－8上的支撑盘11－5的两个支撑面上用小轴和轴承对称装着两个过轮11－14，两个过轮分别与小行星轮11－19和大行星轮11－16相啮合，大行星轮的端面上带有刻度盘，并靠向心球轴承在手轮轴上旋转。

9、按照权利要求1所述的立轴园台多用磨床，其特征在于装有蜗轮的转轴7－3上装有小皮带轮7－1，张紧轮7－8支承在固定着锁紧盘7－10的小轴7－9上，小皮带轮通过皮带与工作台相连，置于工作台下的滑鞍底部两边的平∧导轨与床身上面两边的平∨导轨相配合，滑鞍一侧配有纵向移动标尺15。

10、按照权利要求7所述的立轴园台多用磨床，其特征在于垂直进给机构11中与牙嵌式电磁离合器相连的电机M₄串接着电阻R₁，R₁通过接触器KM₈与电机挠阻相接。

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