CN210703947U - 数控高精度中孔座面磨床 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种数控高精度中孔座面磨床，属于磨床技术领域，包括安装在床体上的静压主轴和电主轴，所述静压主轴与床体活动连接，静压主轴与液压站连通，液压站一端与静压主轴连通、另一端上设有氟利昂油冷机，所述电主轴中心设有贯通的电机转子中孔，电机转子中孔尾端上设有冷却管芯，所述冷却管芯前端与电机转子中孔连通、尾端为进液口与水箱连通，采用高精度滚柱导轨、滚珠丝杠，提高了上下滑台的运动及定位精度；静压轴承主轴采用超精加工，提高刚度及回转精度，中冷电主轴提高电主轴转速、改善切削效果及切削系统刚度，确保了切削精度，有效的达到了中孔圆度磨削精度达0.2μm，座面圆度磨削精度可达0.4μm的高精度磨削效果。

Description

数控高精度中孔座面磨床

技术领域

本实用新型涉及一种数控高精度中孔座面磨床，尤其涉及一种油泵油嘴行业的专用磨床,适用于中孔及座面的磨削加工，其属于磨床技术领域。

背景技术

本实用新型是油泵油嘴行业的专用磨床。油泵油嘴是柴油机的心脏，其中针阀偶件及阀组件是最关键的部件。它影响柴油机的性能、排放及使用寿命。针阀偶件及阀组件在高压高温环境下工作，它的精度要求特别高。目前部分企业采用价格昂贵的进口机床加工，成本较高。国内安徽、江苏、河南等省市虽生产此类机床，但加工精度低，造成产品合格率低，使用寿命短，排放高的问题。这类产品大部分只能满足维修市场的需求。为此我公司对机床进行了技术改进，提高机床的加工精度，达到国外进口机床的水平。

国产中孔座面磨床加工精度低，加工零件的合格率低，废品率高，最终造成了柴油机性能指标低，使用寿命低，排放超标严重。本实用新型是针对国内中孔座面磨床加工精度低进行技术革新，使本实用新型的产品赶超进口机床的磨削精度水平。

实用新型内容

本实用新型针对上述现有技术中存在的不足，提供一种数控高精度中孔座面磨床。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种数控高精度中孔座面磨床，包括安装在床体上的静压主轴和电主轴，所述静压主轴与床体活动连接，静压主轴与液压站连通，液压站一端与静压主轴连通、另一端上设有氟利昂油冷机，所述电主轴中心设有贯通的电机转子中孔，电机转子中孔尾端上设有冷却管芯，所述冷却管芯前端与电机转子中孔连通、尾端为进液口与油气润滑器连通。

进一步，所述静压主轴包括串连连通安装在静压主轴上的前静压轴承和后静压轴承，所述前静压轴承和后静压轴承上设有连通的油气润滑器，油气润滑器与前静压轴承和后静压轴承通过管道与液压站连通，所述前静压轴承和后静压轴承上设有静压主轴外壳，静压主轴外壳尾端设有协合装置、前端设有薄膜卡盘，协合装置通过同步带与静压主轴驱动电机连接，所述薄膜卡盘与静压主轴外壳之间通过静压主轴连接件固定连接，静压主轴连接件内设有活动连接的活塞，所述薄膜卡盘上设有金刚滚轮。

进一步，所述静压主轴外壳上设有静压主轴固定座，静压主轴固定座下方设有上滑台，上滑台上方设有与静压主轴固定座活动连接的上直线滑轨、下方设有固定连接的下滑台，床体上设有与下滑台活动连接的下直线滑轨，所述下滑台水平横向运动，上滑台夹角运动。

进一步，所述上滑台与下滑台之间的运动夹角为62°，所述上滑台上设有上伺服电机，下滑台上设有下伺服电机。

进一步，协合装置包括支架、同步带轮、拨动销和拨动盘，同步带轮通过支架与静压主轴固定座固定连接，支架前端面与静压主轴固定座连接、后端与同步带轮之间设有协合轴承，拨动销位于同步带轮尾端与拨动盘活动连接，拨动盘上设有与拨动销相吻合的减震套。

进一步，所述冷却管芯上方设有尾座和锥轴，尾座剖面内部成凸型中空，锥轴位于尾座前侧，所述电主轴上设有电机定子，电机定子通过电机转子与电主轴活动连接，电机定子位于锥轴前侧，所述冷却管芯与尾座和锥轴之间设有排水管套，所述尾座凸型上部与排水管套尾补之间设有弹簧、凸型下部和排水管套尾端处设有与排水管套连通的分流接头，分流接头一端与排水管套连通、另一端与水箱连通，分流接头位于冷却管芯上方，所述冷却管芯上设有孔，所述锥轴与排水管套前部之间设有锥轴内套，锥轴内套前侧设有轴承甲和轴承外卡簧，轴承外卡簧位于轴承甲前侧，轴承甲内径与电主轴固定连接、外径与锥轴固定连接，所述尾座、锥轴和电机定子上方设有电主轴外壳，电主轴外壳与尾座和电机定子固定连接，电主轴外壳与锥轴之间设有固定连接的滚珠铜套，电主轴外壳前端设有电主轴端盖，电主轴端盖与电主轴之间设有轴承乙，轴承乙内径与电主轴固定连接、外径与电主轴端盖固定连接。

进一步，所述冷却管芯的前端与锥轴内套、后端与分流接头之间均有密封圈，所述电机定子和电主轴外壳连接端均设有O型密封环。

进一步，所述尾座尾端设有固定连接的插座固定板和管路固定板，所述轴承乙后侧电主轴之间设有轴承内套、前侧与电主轴端盖之间设有轴承外盖。

进一步，所述电主轴外壳上设有电主轴固定座，电主轴固定座与床体固定连接，所述电主轴固定座下方与水箱之间设有连通的过滤器。

进一步，所述静压主轴和电主轴上方设有防护罩。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：采用了高精度滚柱导轨、高精度滚珠丝杠，提高了上下滑台的运动精度及定位精度；静压轴承主轴采用超精加工，提高了静压轴承的刚度及回转精度，采用了中冷电主轴，提高电主轴转速，改善了切削效果，提高切削速度及切削系统刚度，提高了机床的切削精度，有效的达到了中孔圆度磨削精度达0.2μm，座面圆度磨削精度可达0.4μm 的高精度磨削效果，超过了国内同类机床的加工精度，达到了进口机床的加工精度水平。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的电主轴剖面结构示意图。

图3为本实用新型的电主轴剖面A的局部结构放大图。

图4为本实用新型的静压主轴剖面结构示意图。

图5为本实用新型的薄膜卡盘结构示意图。

图6为本实用新型的薄膜卡盘B向结构示意图。

在图中，1、床体；2、下直线滑轨；3、下滑台；4、下伺服电机；5、上滑台；6、上伺服电机；7、上直线滑轨；8、静压主轴；81、前静压轴承；82、后静压轴承；83、静压主轴外壳；84、静压主轴固定座；85、静压主轴连接件； 86、活塞；9、协合装置；91、同步带轮；92、支架；93、协合轴承；94、拨动销；95、拨动盘；96、减震套；10、静压主轴驱动电机；11、电主轴；111、电机转子；112、电机定子；113、电主轴外壳；12、电主轴固定座；13、油气润滑器；14、过滤器；15、水箱；16、液压站；17、氟利昂油冷机；18、防护罩； 19、薄膜卡盘；191、卡爪；20、金刚滚轮；21、进液口；22、冷却管芯；23、分流接头；24、排水管套；25、弹簧；26、尾座；27、插座固定板；28、管路固定板；29、锥轴内套；30、锥轴；31、滚珠铜套；32、密封圈；33、锁紧螺母；34、轴承甲；35、轴承外卡簧；36、轴承内套；37、轴承乙；38、电主轴端盖；39、轴承外盖；40、O型密封环；41、电机转子中孔。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1至图2所示，一种数控高精度中孔座面磨床，包括安装在床体1上的静压主轴8和电主轴11，所述静压主轴8与床体1活动连接，静压主轴8与液压站16连通，液压站16一端与静压主轴8连通、另一端上设有氟利昂油冷机17，所述电主轴11中心设有贯通的电机转子中孔41，电机转子中孔41尾端上设有冷却管芯22，所述冷却管芯22前端与电机转子中孔41连通、尾端为进液口21与油气润滑器13连通。电主轴11采用中空结构，电主轴11的转速由原来的8万转/分提高12万转/分，冷却液从电机转子111中心输入，喷到切削区，提高了系统的切削能力及切削系统刚度，从而提高了机床的加工精度；为了保证静压主轴8的刚度，在液压站16上加设氟利昂油冷机17，保证静压主轴 8加工过程的油温恒定。

如图4至图6所示，所述静压主轴8包括串连连通安装在静压主轴8上的前静压轴承81和后静压轴承82，所述前静压轴承81和后静压轴承82通过管道与液压站16连通，所述前静压轴承81和后静压轴承82上设有静压主轴外壳83，静压主轴外壳83尾端设有协合装置9、前端设有薄膜卡盘19，协合装置9通过同步带与静压主轴驱动电机10连接，所述薄膜卡盘19与静压主轴外壳83之间通过静压主轴连接件85固定连接，静压主轴连接件85内设有活动连接的活塞 86，所述薄膜卡盘19上设有金刚滚轮20。

如图1所示，所述静压主轴外壳83上设有静压主轴固定座84，静压主轴固定座84下方设有上滑台5，上滑台5上方设有与静压主轴固定座84活动连接的上直线滑轨7、下方设有固定连接的下滑台3，床体1上设有与下滑台3活动连接的下直线滑轨2，所述下滑台3水平横向运动，上滑台5夹角运动。

如图1所示，所述上滑台5与下滑台3之间的运动夹角为62°，所述上滑台5上设有上伺服电机6，下滑台3上设有下伺服电机4。

如图1和图4所示，协合装置9包括支架92、同步带轮91、拨动销94和拨动盘95，同步带轮91通过支架92与静压主轴固定座84固定连接，支架92 前端面与静压主轴固定座84连接、后端与同步带轮91之间设有协合轴承93，拨动销94位于同步带轮91尾端与拨动盘95活动连接，拨动盘95上设有与拨动销94相吻合的减震套96，通过协合装置9，有效的避免了同步带对静压主轴 8的拉力，从而有效的保证了加工的精度。

如图2所示，所述冷却管芯22上方设有尾座26和锥轴30，尾座26剖面内部成凸型中空，锥轴30位于尾座26前侧，所述电主轴11上设有电机定子112，电机定子112通过电机转子111与电主轴11活动连接，电机定子112位于锥轴 30前侧，所述冷却管芯22与尾座26和锥轴30之间设有排水管套24，所述尾座26凸型上部与排水管套24尾补之间设有弹簧25、凸型下部和排水管套24尾端处设有与排水管套24连通的分流接头23，分流接头23一端与排水管套24连通、另一端与水箱15连通，分流接头23位于冷却管芯22上方，所述冷却管芯 22上设有孔，所述锥轴30与排水管套24前部之间设有锥轴内套29，锥轴内套 29前侧设有轴承甲34和轴承外卡簧35，轴承外卡簧35位于轴承甲34前侧，轴承甲34内径与电主轴11固定连接、外径与锥轴30固定连接，所述尾座26、锥轴30和电机定子112上方设有电主轴外壳113，电主轴外壳113与尾座26和电机定子112固定连接，电主轴外壳113与锥轴30之间设有固定连接的滚珠铜套31，电主轴外壳113前端设有电主轴端盖38，电主轴端盖38与电主轴11之间设有轴承乙37，轴承乙37内径与电主轴11固定连接、外径与电主轴端盖38 固定连接。

如图2所示，所述冷却管芯22的前端与锥轴内套29、后端与分流接头23 之间均有密封圈32，所述电机定子112和电主轴外壳113连接端均设有O型密封环40。

如图2所示，所述尾座26尾端设有固定连接的插座固定板27和管路固定板28，所述轴承乙37后侧电主轴11之间设有轴承内套36、前侧与电主轴端盖 38之间设有轴承外盖39。

如图1所示，所述电主轴外壳113上设有电主轴固定座12，电主轴固定座 12与床体1固定连接，所述电主轴固定座12下方设有与水箱15之间设有连通的过滤器14。

如图1所示，所述静压主轴8和电主轴11上方设有防护罩18。

经过滤后的切削液由切削液进液口21处输入电机转子中孔41，直接喷入磨削区，强化了切削液的冷却、清洗、润滑功能，极大的改善了切削液由外部喷入磨削区的效果。基本上消除了加工区域内液气化而造成的不良影响。消除了金相组织被局部烧伤的可能，保证了零件金相的稳定性，它提高了零件加工精度，并延长了零件的使用寿命。电主轴11实为变频电机，它的转速与电源的频率成正比，本实用新型的电主轴电11源频率由原来的1650赫兹提高到 2400-2600赫兹使电主轴11从理论上可提高到12万转/分；转速提高，对电机转子111的动平衡要求更为严格；为保证转子适应高速运转的要求，电动机转子111须反复进行动平衡；转子动平衡精度由原来的G2.5级(即2.5mm/s)提高到G1级(1mm/s)的要求；电机转子111反复平衡达标后在进行组装；电动机转速提高使机床的切削速度提高，增强了机床的切削能力，亦提高了机床的加工精度。切削液由电机转子111中心喷入磨削区，改变了以往是切削液喷嘴喷入磨削区的结构。由于去除了切削液喷嘴所占用的空间，可使砂轮轴加粗及变短。根据不同的加工零件，砂轮轴的直径可增加20-30％，砂轮杆的长度可缩短10-20mm。从而提高了切削系统的刚度，强化了切削能力，也提高了机床的加工精度。冷却液的复合密封方式；为保证电主轴能正常运转，保证电机定子112 及电主轴11的正常工作。切削液的密封采用复合动密封方式，电机转子111与锥轴内套29的密封由密封圈32完成；电机转子111与冷却管芯22的密封采用流阻形密封。在轴的高速旋转作用下，切削液在密封间隙处形成强有力的液膜。它牢固地充满在旋转缝隙中，阻止切削液在旋转缝隙中流出。在液膜的左测，有少量的切削液从液膜上析出，进入冷却管芯22与锥轴内套29的空隙处。在冷却管芯22上设8个孔，使泄漏液迅速进入压力为大气压的电主轴11体外，达到了密封效果，保证电主轴11能正常的工作。本实用新型的床头箱采用静压轴承型式。为了提高机床的加工精度及静压轴承的稳定性。本实用新型在床头轴的加工中，增加了轴承支撑圆的超精加工。为此制造了特殊专用机床，床头轴在高精磨削后，对床头轴进行研磨加工。待研磨后，床头主轴的圆度由原来的1.5μm提高到0.3μm。床头轴精度提高，不仅改善了床头轴的动平衡，同时还改善了工作时液压轴承的液体搅动，降低了静压主轴8的震荡。同时加工圆度的提高，使静压膜更为均匀，并且增加了氟利昂制冷的油冷却系统，提高了静压轴承的刚度及稳定性。最终提高静压主轴8的旋转精度，提高了机床的加工精度。本实用新型采用了高精度滚柱导轨，高精度滚珠丝杠，并实现了数字控制，提高了上下滑台5的运动精度及定位精度。静压轴承主轴8采用超精加工，提高了静压轴承的刚度及回转精度，电主轴11采用了中空冷却，提高电主轴11转速，改善了切削效果，提高切削速度及切削系统刚度，提高了机床的切削精度，有效的达到了中孔圆度磨削精度达0.2μm，座面圆度磨削精度可达0.4 μm的高精度磨削效果，超过了国内同类机床的加工精度，达到了进口机床的加工精度水平。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种数控高精度中孔座面磨床，其特征在于：包括安装在床体(1)上的静压主轴(8)和电主轴(11)，所述静压主轴(8)与床体(1)活动连接，静压主轴(8)与液压站(16)连通，液压站(16)一端与静压主轴(8)连通、另一端上设有氟利昂油冷机(17)，所述电主轴(11)中心设有贯通的电机转子中孔(41)，电机转子中孔(41)尾端上设有冷却管芯(22)，所述冷却管芯(22)前端与电机转子中孔(41)连通、尾端为进液口(21)与油气润滑器(13)连通。

2.根据权利要求1所述的数控高精度中孔座面磨床，其特征在于：所述静压主轴(8)包括串连连通安装在静压主轴(8)上的前静压轴承(81)和后静压轴承(82)，所述前静压轴承(81)和后静压轴承(82)通过管道与液压站(16)连通，所述前静压轴承(81)和后静压轴承(82)上设有静压主轴外壳(83)，静压主轴外壳(83)尾端设有协合装置(9)、前端设有薄膜卡盘(19)，协合装置(9)通过同步带与静压主轴驱动电机(10)连接，所述薄膜卡盘(19)与静压主轴外壳(83)之间通过静压主轴连接件(85)固定连接，静压主轴连接件(85)内设有活动连接的活塞(86)，所述薄膜卡盘(19)上设有金刚滚轮(20)。

3.根据权利要求2所述的数控高精度中孔座面磨床，其特征在于：所述静压主轴外壳(83)上设有静压主轴固定座(84)，静压主轴固定座(84)下方设有上滑台(5)，上滑台(5)上方设有与静压主轴固定座(84)活动连接的上直线滑轨(7)、下方设有固定连接的下滑台(3)，床体(1)上设有与下滑台(3)活动连接的下直线滑轨(2)，所述下滑台(3)水平横向运动，上滑台(5)夹角运动。

4.根据权利要求3所述的数控高精度中孔座面磨床，其特征在于：所述上滑台(5)与下滑台(3)之间的运动夹角为62°,所述上滑台(5)上设有上伺服电机(6)，下滑台(3)上设有下伺服电机(4)。

5.根据权利要求3所述的数控高精度中孔座面磨床，其特征在于：协合装置(9)包括支架(92)、同步带轮(91)、拨动销(94)和拨动盘(95)，同步带轮(91)通过支架(92)与静压主轴固定座(84)固定连接，支架(92)前端面与静压主轴固定座(84)连接、后端与同步带轮(91)之间设有协合轴承(93)，拨动销(94)位于同步带轮(91)尾端与拨动盘(95)活动连接，拨动盘(95)上设有与拨动销(94)相吻合的减震套(96)。

6.根据权利要求1所述的数控高精度中孔座面磨床，其特征在于：所述冷却管芯(22)上方设有尾座(26)和锥轴(30)，尾座(26)剖面内部成凸型中空，锥轴(30)位于尾座(26)前侧，所述电主轴(11)上设有电机定子(112)，电机定子(112)通过电机转子(111)与电主轴(11)活动连接，电机定子(112)位于锥轴(30)前侧，所述冷却管芯(22)与尾座(26)和锥轴(30)之间设有排水管套(24)，所述尾座(26)凸型上部与排水管套(24)尾部之间设有弹簧(25)、凸型下部和排水管套(24)尾端处设有与排水管套(24)连通的分流接头(23)，分流接头(23)一端与排水管套(24)连通、另一端与水箱(15)连通，分流接头(23)位于冷却管芯(22)上方，所述冷却管芯(22)上设有孔，所述锥轴(30)与排水管套(24)前部之间设有锥轴内套(29)，锥轴内套(29)前侧设有轴承甲(34)和轴承外卡簧(35)，轴承外卡簧(35)位于轴承甲(34)前侧，轴承甲(34)内径与电主轴(11)固定连接、外径与锥轴(30)固定连接，所述尾座(26)、锥轴(30)和电机定子(112)上方设有电主轴外壳(113)，电主轴外壳(113)与尾座(26)和电机定子(112)固定连接，电主轴外壳(113)与锥轴(30)之间设有固定连接的滚珠铜套(31)，电主轴外壳(113)前端设有电主轴端盖(38)，电主轴端盖(38)与电主轴(11)之间设有轴承乙(37)，轴承乙(37)内径与电主轴(11)固定连接、外径与电主轴端盖(38)固定连接。

7.根据权利要求6所述的数控高精度中孔座面磨床，其特征在于：所述冷却管芯(22)的前端与锥轴内套(29)、后端与分流接头(23)之间均有密封圈(32)，所述电机定子(112)和电主轴外壳(113)连接端均设有O型密封环(40)。

8.根据权利要求6所述的数控高精度中孔座面磨床，其特征在于：所述尾座(26)尾端设有固定连接的插座固定板(27)和管路固定板(28)，所述轴承乙(37)后侧电主轴(11)之间设有轴承内套(36)、前侧与电主轴端盖(38)之间设有轴承外盖(39)。

9.根据权利要求6所述的数控高精度中孔座面磨床，其特征在于：所述电主轴外壳(113)上设有电主轴固定座(12)，电主轴固定座(12)与床体(1)固定连接，所述电主轴固定座(12)下方与水箱(15)之间设有连通的过滤器(14)。

10.根据权利要求1所述的数控高精度中孔座面磨床，其特征在于：所述静压主轴(8)和电主轴(11)上方设有防护罩(18)。

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