CN211136518U - 一种微小孔磨削机床 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及磨削机床领域，具体的说是一种微小孔磨削机床。包括床身以及分别可滑动设置在床身上的进给机构和进刀机构；进给机构包括Z轴托板以及由上至下分布于Z轴托板上方的工件轴座、Z轴轴座和Z轴滑板；工件轴座中转动设有工件轴，工件轴的一端与第一伺服电机传动连接，另一端与夹持工装固定；Z轴轴座的上沿设有供工件轴座转动配合的旋转卡盘，Z轴轴座的下沿滑动设置在Z轴滑板上；Z轴滑板可转动设置在Z轴托板上；进刀机构包括X轴托板和固定在X轴托板上的砂轮轴座，砂轮轴座中转动设有超声波主轴，磨削砂轮固定在超声波主轴上。本实用新型便于达到微小孔加工所要求的磨削砂轮的线速度，并适合各种异形孔的磨削开孔。

Description

一种微小孔磨削机床

技术领域

本实用新型涉及磨削机床领域，具体的说是一种微小孔磨削机床。

背景技术

在工件上精密开孔的加工中，通常通过专用磨削机床实现。将待加工工件安装在夹持工装，将磨削砂轮安装在机床主轴上后，通过进给运动使待加工工件和磨削砂轮相触，以磨削的方式在待加工工件上形成孔。

现有技术中的上述磨削机床在加工过程中，一方面不便于斜孔的或锥形孔的磨削加工，在需要磨削斜孔或锥形孔时，往往需要将待加工工件拆下，并在调整角度后重新安装，导致二次装夹，加工效率较低，误差较大；另一方面，在加工微小孔的过程中，由于相应的磨削砂轮的外径较小，导致磨削砂轮外缘的线速度在达到磨削要求的35m/S时，机床主轴的转速即要达到20万转以上。现有普通机床难以满足要求，并在磨削加工中产生导致功耗大，振动高并降低了磨削加工的精度。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种微小孔磨削机床，便于达到微小孔加工所要求的磨削砂轮的线速度，并适合各种异形孔的磨削开孔。

为了解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种微小孔磨削机床，包括床身以及分别可滑动设置在床身上的进给机构和进刀机构，进给机构中具有用于夹持待加工工件的夹持工装，进刀机构中具有用于在待加工工件上磨削加工微小孔的磨削砂轮；

进给机构还包括滑动设置在床身上的Z轴托板以及由上至下分布于Z轴托板上方的工件轴座、Z轴轴座和Z轴滑板；工件轴座中转动设有工件轴，工件轴的一端与固定在工件轴座上的第一伺服电机传动连接，工件轴的另一端朝向进刀机构方向分布并与夹持工装固定连接；Z轴轴座的上沿设有供工件轴座转动配合的旋转卡盘，并可通过旋转卡盘的转动以粗调待加工工件相对于进刀机构的转动角度，Z轴轴座的下沿滑动设置在Z轴滑板上，并可通过第一夹紧机构固定Z轴轴座和Z轴滑板的相对位置；Z轴滑板可转动设置在Z轴托板上，并可通过Z轴滑板的转动以微调待加工工件相对于进刀机构的转动角度，在Z轴滑板和Z轴托板之间设有用于固定Z轴滑板和Z轴托板之间相对位置的第二夹紧机构；

进刀机构还包括滑动设置在床身上的X轴托板和固定在X轴托板上的砂轮轴座，砂轮轴座中转动设有超声波主轴，磨削砂轮固定在超声波主轴朝向进给机构的一端。

优选的，在Z轴滑板的上沿设有供Z轴轴座滑动配合的直线滑轨，且直线滑轨的两侧均为斜面；第一夹紧机构包括固定在Z轴轴座下沿一侧的固定卡块和滑动设置在Z轴轴座下沿另一侧的滑动卡块，固定卡块与直线滑轨一侧的斜面滑动配合，滑动卡块与直线滑轨另一侧的斜面滑动配合，滑动卡块由调节螺钉驱动以沿Z轴轴座的宽度方向滑动，调节螺钉的小端配合安装在开设于滑动卡块上的螺纹孔内，调节螺钉的大端由开设在固定卡块上的通孔穿出。

优选的，固定卡块与Z轴轴座一体成型，滑动卡块的上沿和Z轴轴座的下沿之间滑动配合。

优选的，第二夹紧机构包括T形螺钉和凸轮轴，T形螺钉的大端可滑动嵌设安装在开设于Z轴滑板下沿的第一T形槽内，第一T形槽为圆弧形且圆心与Z轴滑板的转动中心重合，T形螺钉的小端配合安装有螺母，螺母可升降配合安装在开设于Z轴托板上的竖直孔内，凸轮轴转动设置在开设于Z轴托板上并与竖直孔连通的水平孔中，凸轮轴的偏心轴端插设在开设于螺母上并沿竖直方向分布的插槽中。

优选的，第二夹紧机构的数量为两个，两个第二夹紧机构以Z轴滑板的转动中心对称分布。

优选的，在床身上设有供Z轴托板滑动配合的Z轴导轨和用于驱动Z轴托板沿Z轴导轨往复滑动的第二伺服电机，第二伺服电机传动连接有Z轴丝杠，Z轴丝杠与固定在Z轴托板下沿位置的Z轴丝母配合安装。

优选的，在X轴托板的上沿位置开设有供砂轮轴座固定安装的第二T形槽。

优选的，在床身上设有供X轴托板滑动配合的X轴导轨和用于驱动X轴托板沿X轴导轨往复滑动的第三伺服电机，第三伺服电机传动连接有X轴丝杠，X轴丝杠与固定在X轴托板下沿位置的X轴丝母配合安装。

有益效果

本实用新型中，以夹持工装作为进给机构，以磨削砂轮作为进刀机构，通过夹持工装的往复进给滑动，使待加工工件与磨削砂轮接触，从而完成工件上的磨削开孔加工。其中的夹持工装通过工件轴座在Z轴轴座上的旋转实现相对于磨削砂轮转动角度的粗调，通过Z轴滑板在Z轴托板上的旋转实现相对于磨削砂轮转动的微调，从而使待加工工件可相对于磨削砂轮灵活转动，进而可在待加工工件上同步完成直孔和各类斜孔的磨削加工。不涉及二次装夹，开孔效率和精度大大提高。

本实用新型中的磨削砂轮由超声波主轴驱动。在高速旋转的同时，超声波主轴还能提供磨削砂轮在轴向方向上的高频振动，通过高频振动增加磨削砂轮的磨削力，从而降低磨削加工微小孔对于磨削砂轮旋转的线速度的要求。本实用新型中，磨削砂轮的线速度可降低至常规磨削要求线速度的5-10倍，从而大大降低了主轴转速的要求，减少了因主轴转速过高导致的耗能大，精度差的问题。

附图说明

图1为本实用新型的爆炸示意图；

图2为本实用新型的总装示意图；

图3为本实用新型中的Z轴轴座与Z轴滑板之间的连接示意图；

图4为本实用新型中的Z轴滑板与Z轴托板之间的连接示意图；

图中标记：1、进给机构，101、Z轴导轨，102、Z轴托板，103、Z轴滑板，104、Z轴轴座，105、旋转卡盘，106、夹持工装，107、工件轴座，108、第一伺服电机，2、进刀机构，201、磨削砂轮，202、砂轮轴座，203、超声波主轴，204、第二T形槽，205、X轴托板，206、X轴导轨，3、床身，4、调节螺钉，5、固定卡块，6、直线滑轨，7、滑动卡块，8、T形螺钉，9、第一T形槽，10、凸轮轴，11、插槽，12、螺母。

具体实施方式

如图1及图2所示，本实用新型的一种微小孔磨削机床，包括床身3以及分别可沿水平方向滑动设置在床身3上的进给机构1和进刀机构2。进给机构1和进刀机构2的滑动方向相互垂直。进给机构1中具有用于夹持待加工工件的夹持工装106，进刀机构2中具有用于在待加工工件上磨削加工微小孔的磨削砂轮201。由夹持工装106固定的待加工工件沿床身3的Z轴方向做进给运动，与磨削砂轮201相触完成微小孔的磨削加工。

进给机构1除了夹持工装106以外，还包括直接与床身3滑动配合的Z轴托板102以及由上至下分布于Z轴托板102上方的工件轴座107、Z轴轴座104和Z轴滑板103。

工件轴座107中转动设有工件轴，工件轴的远端与固定在工件轴座107上的第一伺服电机108传动连接，工件轴的近端指向进刀机构2方向并与夹持工装106固定连接。Z轴轴座104的上沿设有供工件轴座107转动配合的旋转卡盘105，可通过旋转卡盘105调整工件轴座107和Z周轴座之间的相对转动角度，从而实现工件轴座107上的待加工工件与磨削砂轮201之间角度的粗调。

Z轴轴座104的下沿滑动设置在Z轴滑板103上，以通过Z轴轴座104在Z轴滑板103上的位置调整待加工工件的待加工端面位置，适应不同厚度规格的待加工工件的开孔加工。结合图3所示，在Z轴滑板103的上沿设有供Z轴轴座104滑动配合的直线滑轨6，且直线滑轨6的两侧均为斜面。在Z轴滑座的下沿的两侧分别设有固定卡块5和滑动卡块7。其中的固定卡块5与直线滑轨6一侧的斜面滑动配合，滑动卡块7与直线滑轨6另一侧的斜面滑动配合，滑动卡块7由调节螺钉4驱动以沿Z轴轴座104的宽度方向滑动，调节螺钉4的小端配合安装在开设于滑动卡块7上的螺纹孔内，调节螺钉4的大端由开设在固定卡块5上的通孔穿出。当需要调节Z轴轴座104的前后位置时，首先旋松调节螺钉4，使滑动卡块7与对应的直线滑轨6分离。在将Z轴轴座104滑动至指定的位置后，再次旋紧脱节螺钉，使滑动卡块7重新与对应的直线滑轨6的斜面紧触，完成Z轴轴座104与Z轴滑板103之间的固定。

Z轴滑板103可转动设置在Z轴托板102上，以通过Z轴滑板103与Z轴托板102之间相对角度的调节来实现待加工工件与磨削砂轮201之间角度的微调。通过粗调和微调的结合，使待加工工件的端面与磨削砂轮201实现任意角度相对，从而在待加工工件的端面上开设各类斜孔。结合图4所示，Z轴滑板103和Z轴托板102之间通过第二夹紧机构夹持固定，从而在微调后固定待加工工件的相对位置。第二夹紧机构包括T形螺钉8和凸轮轴10，T形螺钉8的大端可滑动嵌设安装在开设于Z轴滑板103下沿的第一T形槽9内，第一T形槽9为圆弧形且圆心与Z轴滑板103的转动中心重合。T形螺钉8的小端配合安装有螺母12，螺母12可升降配合安装在开设于Z轴托板102上的竖直孔内。凸轮轴10转动设置在开设于Z轴托板102上并与竖直孔连通的水平孔中，凸轮轴10的偏心轴端插设在开设于螺母12上并沿竖直方向分布的插槽11中。在微调前，需转动凸轮轴10，使凸轮轴10前端的偏心轴向上运动，在螺母12上插槽11的配合下，使T形螺钉8向上运动并是T形螺钉8大端的下沿脱离T形槽的下沿，T形螺钉8与第一T形槽9互不接触，转动Z轴滑板103进行微调。在微调后，再次转动凸轮轴10，使凸轮轴10前端的偏心轴向下运动，带动T形螺钉8下落，并使T形螺钉8大端的下沿紧压在第一T形槽9槽口位置的内侧，从而将Z形滑板锁紧固定在Z轴托板102上。本实施例中的第二夹紧机构的数量为两个，两个第二夹紧机构以Z轴滑板103的转动中心对称分布。

本实用新型的进刀机构2除了上述磨削砂轮201外，还包括滑动设置在床身3上的X轴托板205和固定在X轴托板205上的砂轮轴座202。在X轴托板205的上沿位置开设有供砂轮轴座202固定安装的第二T形槽204，可通过螺钉将砂轮轴座202固定在第二T形槽204中，且便于拆装或换型。砂轮轴座202中转动设有超声波主轴203，磨削砂轮201固定在超声波主轴203朝向进给机构1的一端。磨削砂轮201在高速旋转的同时，超声波主轴203还能提供磨削砂轮201在轴向方向上的高频振动，通过高频振动增加磨削砂轮201的磨削力，从而降低磨削加工微小孔对于磨削砂轮201旋转的线速度的要求。

本实施例中，在床身3上设有供Z轴托板102滑动配合的Z轴导轨101和用于驱动Z轴托板102沿Z轴导轨101往复滑动的第二伺服电机，第二伺服电机传动连接有Z轴丝杠，Z轴丝杠与固定在Z轴托板102下沿位置的Z轴丝母配合安装。在床身3上设有供X轴托板205滑动配合的X轴导轨206和用于驱动X轴托板205沿X轴导轨206往复滑动的第三伺服电机，第三伺服电机传动连接有X轴丝杠，X轴丝杠与固定在X轴托板205下沿位置的X轴丝母配合安装。以分别通过第二伺服电机实现待加工工件的进阶运动，通过第三伺服电机实现磨削砂轮201的进刀运动。

Claims (8)

1.一种微小孔磨削机床，其特征在于：包括床身（3）以及分别可滑动设置在床身（3）上的进给机构（1）和进刀机构（2），进给机构（1）中具有用于夹持待加工工件的夹持工装（106），进刀机构（2）中具有用于在待加工工件上磨削加工微小孔的磨削砂轮（201）；

进给机构（1）还包括滑动设置在床身（3）上的Z轴托板（102）以及由上至下分布于Z轴托板（102）上方的工件轴座（107）、Z轴轴座（104）和Z轴滑板（103）；工件轴座（107）中转动设有工件轴，工件轴的一端与固定在工件轴座（107）上的第一伺服电机（108）传动连接，工件轴的另一端朝向进刀机构（2）方向分布并与夹持工装（106）固定连接；Z轴轴座（104）的上沿设有供工件轴座（107）转动配合的旋转卡盘（105），并可通过旋转卡盘（105）的转动以粗调待加工工件相对于进刀机构（2）的转动角度，Z轴轴座（104）的下沿滑动设置在Z轴滑板（103）上，并可通过第一夹紧机构固定Z轴轴座（104）和Z轴滑板（103）的相对位置；Z轴滑板（103）可转动设置在Z轴托板（102）上，并可通过Z轴滑板（103）的转动以微调待加工工件相对于进刀机构（2）的转动角度，在Z轴滑板（103）和Z轴托板（102）之间设有用于固定Z轴滑板（103）和Z轴托板（102）之间相对位置的第二夹紧机构；

进刀机构（2）还包括滑动设置在床身（3）上的X轴托板（205）和固定在X轴托板（205）上的砂轮轴座（202），砂轮轴座（202）中转动设有超声波主轴（203），磨削砂轮（201）固定在超声波主轴（203）朝向进给机构（1）的一端。

2.根据权利要求1所述的一种微小孔磨削机床，其特征在于：在Z轴滑板（103）的上沿设有供Z轴轴座（104）滑动配合的直线滑轨（6），且直线滑轨（6）的两侧均为斜面；第一夹紧机构包括固定在Z轴轴座（104）下沿一侧的固定卡块（5）和滑动设置在Z轴轴座（104）下沿另一侧的滑动卡块（7），固定卡块（5）与直线滑轨（6）一侧的斜面滑动配合，滑动卡块（7）与直线滑轨（6）另一侧的斜面滑动配合，滑动卡块（7）由调节螺钉（4）驱动以沿Z轴轴座（104）的宽度方向滑动，调节螺钉（4）的小端配合安装在开设于滑动卡块（7）上的螺纹孔内，调节螺钉（4）的大端由开设在固定卡块（5）上的通孔穿出。

3.根据权利要求2所述的一种微小孔磨削机床，其特征在于：固定卡块（5）与Z轴轴座（104）一体成型，滑动卡块（7）的上沿和Z轴轴座（104）的下沿之间滑动配合。

4.根据权利要求1所述的一种微小孔磨削机床，其特征在于：第二夹紧机构包括T形螺钉（8）和凸轮轴（10），T形螺钉（8）的大端可滑动嵌设安装在开设于Z轴滑板（103）下沿的第一T形槽（9）内，第一T形槽（9）为圆弧形且圆心与Z轴滑板（103）的转动中心重合，T形螺钉（8）的小端配合安装有螺母（12），螺母（12）可升降配合安装在开设于Z轴托板（102）上的竖直孔内，凸轮轴（10）转动设置在开设于Z轴托板（102）上并与竖直孔连通的水平孔中，凸轮轴（10）的偏心轴端插设在开设于螺母（12）上并沿竖直方向分布的插槽（11）中。

5.根据权利要求4所述的一种微小孔磨削机床，其特征在于：第二夹紧机构的数量为两个，两个第二夹紧机构以Z轴滑板（103）的转动中心对称分布。

6.根据权利要求1所述的一种微小孔磨削机床，其特征在于：在床身（3）上设有供Z轴托板（102）滑动配合的Z轴导轨（101）和用于驱动Z轴托板（102）沿Z轴导轨（101）往复滑动的第二伺服电机，第二伺服电机传动连接有Z轴丝杠，Z轴丝杠与固定在Z轴托板（102）下沿位置的Z轴丝母配合安装。

7.根据权利要求1所述的一种微小孔磨削机床，其特征在于：在X轴托板（205）的上沿位置开设有供砂轮轴座（202）固定安装的第二T形槽（204）。

8.根据权利要求1所述的一种微小孔磨削机床，其特征在于：在床身（3）上设有供X轴托板（205）滑动配合的X轴导轨（206）和用于驱动X轴托板（205）沿X轴导轨（206）往复滑动的第三伺服电机，第三伺服电机传动连接有X轴丝杠，X轴丝杠与固定在X轴托板（205）下沿位置的X轴丝母配合安装。

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