CN212192376U - 一种基于cbn砂轮的丝锥外圆磨床 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于CBN砂轮的丝锥外圆磨床，包括底座，底座的上方中心位置处安装有十字工作台，底座上还固定安装有磨头组件，十字工作台的顶部分别滑动配合安装有尾座和工件主轴组件，十字工作台包括纵向滑台、横向滑台和旋转台，纵向滑台的下端固定在底座上，横向滑台滑动配合安装在纵向滑台的顶部，旋转台安装在横向滑台的顶部，且旋转台能够相对于横向滑台在水平面内转动，磨头组件包括磨头底座、磨头主轴、CBN砂轮和磨头变频电机。本实用新型的优点在于：磨头组件采用整体刚性固定在底座上，十字工作台插补移动带动工件实现磨削，减小了在磨削过程中因砂轮振动对工件表面粗糙度及尺寸精度的影响，提高了生产效率以及加工精度。

Description

一种基于CBN砂轮的丝锥外圆磨床

技术领域

本实用新型涉及丝锥外圆磨床技术领域，特别是一种基于CBN砂轮的丝锥外圆磨床。

背景技术

在丝锥加工过程中，丝锥的外圆磨削是重要步骤之一。在高性能磨削中，由于采用极高的砂轮线速度，对机床和砂轮提出了很高的要求。对于砂轮来说，必须具有很高的抗破碎强度、很好的形状精度保持性以及尽可能高的耐用度，以减少转动时离心力的影响、提高砂轮的寿命和延长更换砂轮的周期。

现有的外圆磨床，大多都是将工件用顶尖顶紧，工件主轴卡爪拨动工件旋转，滑台带动工件作轴向运动，同时磨头在高速旋转过程中沿工件的径向进给，对工件的表面进行磨削。由于丝锥的外圆表面要求非常高，磨头的砂轮在高速旋转的同时进行径向进给，容易出现较大的震动，从而导致丝锥的外圆表面加工精度及粗糙度较低，产品的报废率升高，丝锥品质不能得到提升。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种基于CBN砂轮的丝锥外圆磨床。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

一种基于CBN砂轮的丝锥外圆磨床，包括底座，所述底座的上方中心位置处安装有十字工作台，所述底座上还固定安装有磨头组件，所述十字工作台的顶部分别滑动配合安装有尾座和工件主轴组件，且所述尾座与工件主轴组件相对设置，所述十字工作台包括纵向滑台、横向滑台和旋转台，所述纵向滑台的下端固定在底座上，所述横向滑台滑动配合安装在纵向滑台的顶部，所述旋转台安装在横向滑台的顶部，且所述旋转台能够相对于横向滑台在水平面内转动，所述磨头组件包括磨头底座、磨头主轴、CBN砂轮和磨头变频电机，所述磨头底座固定在底座上，所述磨头底座内横向固定有主轴套筒，所述磨头主轴套装于主轴套筒内，所述磨头主轴的一端安装有CBN砂轮，另一端与磨头变频电机通过磨头传动皮带传动连接。

进一步地，所述纵向滑台包括纵向底座、纵移座、纵移伺服电机和纵移丝杠，所述纵向底座固定在底座上，所述纵向底座上安装有两根相互平行且沿纵向延伸的纵移导轨，所述纵移座滑动配合安装在纵移导轨上，所述纵向底座的一端还安装有纵移伺服电机，所述纵移伺服电机的输出端与纵移丝杠传动连接，所述纵移丝杠与纵移导轨平行，所述纵移座的底面中部固定有纵移丝杠螺母，所述纵移丝杠与纵移丝杠螺母配合连接。

进一步地，所述横向滑台包括横向底座、横移座、横移伺服电机和横移丝杠，所述横向底座固定在纵移座上，所述横向底座上安装有两根相互平行且沿横向延伸的横移导轨，所述横移座滑动配合安装在横移导轨上，所述横向底座的一端还安装有横移伺服电机，所述横移伺服电机的输出端与横移丝杠传动连接，所述横移丝杠与横移导轨平行，所述横移座的底面中部固定有横移丝杠螺母，所述横移丝杠与横移丝杠螺母配合连接。

进一步地，所述横移座的上方中部固定有中心转轴，所述旋转台的中部开有与中心转轴相匹配的通孔，所述旋转台的通孔套装在中心转轴上，所述横移座的一侧还转动安装有驱动螺杆，所述驱动螺杆与旋转台的长度方向垂直，所述驱动螺杆的中部配合安装有驱动螺母，所述驱动螺母与摆动转轴的下端铰接，所述摆动转轴的上端与旋转台的一端铰接。

进一步地，所述横移座的一端还固定有压板，所述压板的上表面靠近旋转台的一端设置有刻度线，所述压板上方还设有指示块，所述指示块固定在旋转台的端部。

进一步地，所述尾座包括尾座箱体和尾顶尖，所述尾座箱体的侧壁上固定有尾顶套筒，所述尾顶尖套装在尾顶套筒内。

进一步地，所述尾座还包括修整轮、修整轮伺服电机和修整轮主轴，所述修整轮主轴转动安装在尾座箱体内侧，所述修整轮主轴上安装有修整轮，所述尾座箱体的内侧下部安装有修整轮伺服电机，所述修整轮伺服电机的输出端与修整轮主轴通过修整轮传动皮带传动连接。

进一步地，所述工件主轴组件包括主轴箱体、工件主轴轴系、顶尖和工件主轴伺服电机，所述工件主轴水平转动安装在主轴箱体内侧上部，所述工件主轴的一端安装有顶尖，所述工件主轴伺服电机安装在主轴箱体内侧下部，所述工件主轴伺服电机的输出端与工件主轴的另一端通过工件主轴传动皮带传动连接，所述主轴箱体的侧壁上还安装有卡爪，所述顶尖位于卡爪的中心位置。

进一步地，所述顶尖与尾顶尖同轴。

本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型的磨头组件采用整体刚性固定在底座上，十字工作台插补移动带动工件实现磨削，减小了砂轮振动对工件表面的影响，结构设计合理。

2、本实用新型采用CBN砂轮，砂轮的耐用度成倍的提高，修整砂轮的间隔时间延长，当工件为高速钢或其他淬火钢时，可提高生产效率以及加工精度。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的十字工作台的整体结构示意图；

图3为本实用新型的十字工作台的内部结构示意图；

图4为本实用新型的横移座的结构示意图；

图5为本实用新型的磨头组件的内部结构示意图；

图6为本实用新型的尾顶整体结构示意图；

图7为本实用新型的尾顶局部剖视图；

图8为本实用新型的工件主轴组件的整体结构示意图；

图9为本实用新型的工件主轴组件的内部结构示意图；

图中：1-底座，2-十字工作台，2a-纵向滑台，2a1-纵向底座，2a2-纵移座， 2a3-纵移导轨，2a4-纵移伺服电机，2a5-纵移丝杠，2b-横向滑台，2b1-横向底座， 2b2-横移座，2b21-中心转轴，2b22-驱动螺杆，2b23-驱动螺母，2b24-摆动转轴， 2b25-压板，2b26-刻度线，2b27-指示块，2b3-横移导轨，2b4-横移伺服电机，2c- 旋转台，3-磨头组件，3a-磨头底座，3b-主轴套筒，3c-磨头主轴，3d-CBN砂轮， 3e-磨头变频电机，3f-磨头传动皮带，4-尾座，4a-尾座箱体，4b-尾顶尖，4c-修整轮，4d-修整轮伺服电机，4e-修整轮传动皮带，4f-修整轮主轴，5-工件主轴组件，5a-主轴箱体，5b-工件主轴轴系，5c-顶尖，5d-卡爪，5e-工件主轴伺服电机， 5f-工件主轴传动皮带。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的描述，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1至图9所示，一种基于CBN砂轮的丝锥外圆磨床，包括底座1，所述底座1的上方中心位置处安装有十字工作台2，所述底座1上还固定安装有磨头组件3，所述十字工作台2的顶部分别滑动配合安装有尾座4和工件主轴组件5，且所述尾座4与工件主轴组件5相对设置，所述十字工作台2包括纵向滑台 2a、横向滑台2b和旋转台2c，所述纵向滑台2a的下端固定在底座1上，所述横向滑台2b滑动配合安装在纵向滑台2a的顶部，所述旋转台2c安装在横向滑台2b的顶部，且所述旋转台2c能够相对于横向滑台2b在水平面内转动，所述磨头组件3包括磨头底座3a、磨头主轴3c、CBN砂轮3d和磨头变频电机3e，所述磨头底座3a固定在底座1上，所述磨头底座3a内横向固定有主轴套筒3b，所述磨头主轴3c套装于主轴套筒3b内，所述磨头主轴3c的一端安装有CBN 砂轮3d，另一端与磨头变频电机3e通过磨头传动皮带3f传动连接。磨头组件3 采用固定式结构，将磨头底座3a与底座1刚性连接，降低了CBN砂轮3d在高速转动过程中所产生的震动量。为了实现工件表面的全覆盖磨削，采用十字工作台2，且除了横向和纵向移动以外，还包括旋转台2c，可实现非圆柱外圆磨削，比如锥面磨削。

进一步地，所述纵向滑台2a包括纵向底座2a1、纵移座2a2、纵移伺服电机 2a4和纵移丝杠2a5，所述纵向底座2a1固定在底座1上，所述纵向底座2a1上安装有两根相互平行且沿纵向延伸的纵移导轨2a3，所述纵移座2a2滑动配合安装在纵移导轨2a3上，所述纵向底座2a1的一端还安装有纵移伺服电机2a4，所述纵移伺服电机2a4的输出端与纵移丝杠2a5传动连接，所述纵移丝杠2a5与纵移导轨2a3平行，所述纵移座2a2的底面中部固定有纵移丝杠螺母，所述纵移丝杠2a5与纵移丝杠螺母配合连接。

进一步地，所述横向滑台2b包括横向底座2b1、横移座2b2、横移伺服电机2b4和横移丝杠，所述横向底座2b1固定在纵移座2a2上，所述横向底座2b1 上安装有两根相互平行且沿横向延伸的横移导轨2b3，所述横移座2b2滑动配合安装在横移导轨2b3上，所述横向底座2b1的一端还安装有横移伺服电机2b4，所述横移伺服电机2b4的输出端与横移丝杠传动连接，所述横移丝杠与横移导轨2b3平行，所述横移座2b2的底面中部固定有横移丝杠螺母，所述横移丝杠与横移丝杠螺母配合连接。

需要指出的是，纵移导轨2a3和横移导轨2b3均采用进口交叉滚针导轨，刚性好、无爬行。

进一步地，所述横移座2b2的上方中部固定有中心转轴2b21，所述旋转台 2c的中部开有与中心转轴2b21相匹配的通孔，所述旋转台2c的通孔套装在中心转轴2b21上，所述横移座2b2的一侧还转动安装有驱动螺杆2b22，所述驱动螺杆2b22与旋转台2c的长度方向垂直，所述驱动螺杆2b22的中部配合安装有驱动螺母2b23，所述驱动螺母2b23与摆动转轴2b24的下端铰接，所述摆动转轴2b24的上端与旋转台2c的一端铰接。旋转台2c绕中心转轴2b21转动，调节旋转台2c的旋转角度时，转动驱动螺杆2b22，使得驱动螺母2b23在驱动螺杆2b22上移动，由于驱动螺母2b23与摆动转轴2b24的下端铰接，驱动螺母2b23 移动过程中带动旋转台2c绕中心转轴2b21转动。

进一步地，所述横移座2b2的一端还固定有压板2b25，所述压板2b25的上表面靠近旋转台2c的一端设置有刻度线2b26，所述压板2b25上方还设有指示块2b27，所述指示块2b27固定在旋转台2c的端部。在旋转台2c端部设置指示块2b27，与刻度线2b26配合，可读取旋转台2c的旋转角度。

进一步地，所述尾座4包括尾座箱体4a和尾顶尖4b，所述尾座箱体4a的侧壁上固定有尾顶套筒，所述尾顶尖4b套装在尾顶套筒内。

进一步地，所述尾座4还包括修整轮4c、修整轮伺服电机4d和修整轮主轴 4f，所述修整轮主轴4f转动安装在尾座箱体4a内侧，所述修整轮主轴4f上安装有修整轮4c，所述尾座箱体4a的内侧下部安装有修整轮伺服电机4d，所述修整轮伺服电机4d的输出端与修整轮主轴4f通过修整轮传动皮带4e传动连接。

进一步地，所述工件主轴组件5包括主轴箱体5a、工件主轴轴系5b、顶尖 5c和工件主轴伺服电机5e，所述工件主轴轴系5b水平转动安装在主轴箱体5a 内侧上部，所述工件主轴轴系5b的一端安装有顶尖5c，所述工件主轴伺服电机 5e安装在主轴箱体5a内侧下部，所述工件主轴伺服电机5e的输出端与工件主轴5b的另一端通过工件主轴传动皮带5f传动连接，所述主轴箱体5a的侧壁上还安装有卡爪5d，所述顶尖5c位于卡爪5d的中心位置。

进一步地，所述顶尖5c与尾顶尖4b同轴。

本实用新型的工作过程如下：将工件置于尾顶尖4b与顶尖5c之间，卡爪 5d夹紧工件，调整初始位置，工件主轴伺服电机5e带动工件主轴5b旋转，从而工件绕其自身的轴线周向转动，磨头变频电机3e带动磨头主轴3c高速旋转， CBN砂轮3d随之高速旋转，十字工作台2实现工件的横向和纵向进给，CBN 砂轮3d对工件的表面进行磨削，由于CBN砂轮3d除了其自身转动以外，没有其他方向的位移，CBN砂轮3d在高速转动过程中的震动量小，提高了产品加工精度，从而也提高了生产效率。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种基于CBN砂轮的丝锥外圆磨床，包括底座(1)，其特征在于：所述底座(1)的上方中心位置处安装有十字工作台(2)，所述底座(1)上还固定安装有磨头组件(3)，所述十字工作台(2)的顶部分别滑动配合安装有尾座(4)和工件主轴组件(5)，且所述尾座(4)与工件主轴组件(5)相对设置，

所述十字工作台(2)包括纵向滑台(2a)、横向滑台(2b)和旋转台(2c)，所述纵向滑台(2a)的下端固定在底座(1)上，所述横向滑台(2b)滑动配合安装在纵向滑台(2a)的顶部，所述旋转台(2c)安装在横向滑台(2b)的顶部，且所述旋转台(2c)能够相对于横向滑台(2b)在水平面内转动，

所述磨头组件(3)包括磨头底座(3a)、磨头主轴(3c)、CBN砂轮(3d)和磨头变频电机(3e)，所述磨头底座(3a)固定在底座(1)上，所述磨头底座(3a)内横向固定有主轴套筒(3b)，所述磨头主轴(3c)套装于主轴套筒(3b)内，所述磨头主轴(3c)的一端安装有CBN砂轮(3d)，另一端与磨头变频电机(3e)通过磨头传动皮带(3f)传动连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于CBN砂轮的丝锥外圆磨床，其特征在于：所述纵向滑台(2a)包括纵向底座(2a1)、纵移座(2a2)、纵移伺服电机(2a4)和纵移丝杠(2a5)，所述纵向底座(2a1)固定在底座(1)上，所述纵向底座(2a1)上安装有两根相互平行且沿纵向延伸的纵移导轨(2a3)，所述纵移座(2a2)滑动配合安装在纵移导轨(2a3)上，所述纵向底座(2a1)的一端还安装有纵移伺服电机(2a4)，所述纵移伺服电机(2a4)的输出端与纵移丝杠(2a5)传动连接，所述纵移丝杠(2a5)与纵移导轨(2a3)平行，所述纵移座(2a2)的底面中部固定有纵移丝杠螺母，所述纵移丝杠(2a5)与纵移丝杠螺母配合连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于CBN砂轮的丝锥外圆磨床，其特征在于：所述横向滑台(2b)包括横向底座(2b1)、横移座(2b2)、横移伺服电机(2b4) 和横移丝杠，所述横向底座(2b1)固定在纵移座(2a2)上，所述横向底座(2b1)上安装有两根相互平行且沿横向延伸的横移导轨(2b3)，所述横移座(2b2)滑动配合安装在横移导轨(2b3)上，所述横向底座(2b1)的一端还安装有横移伺服电机(2b4)，所述横移伺服电机(2b4)的输出端与横移丝杠传动连接，所述横移丝杠与横移导轨(2b3)平行，所述横移座(2b2)的底面中部固定有横移丝杠螺母，所述横移丝杠与横移丝杠螺母配合连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于CBN砂轮的丝锥外圆磨床，其特征在于：所述横移座(2b2)的上方中部固定有中心转轴(2b21)，所述旋转台(2c)的中部开有与中心转轴(2b21)相匹配的通孔，所述旋转台(2c)的通孔套装在中心转轴(2b21)上，所述横移座(2b2)的一侧还转动安装有驱动螺杆(2b22)，所述驱动螺杆(2b22)与旋转台(2c)的长度方向垂直，所述驱动螺杆(2b22)的中部配合安装有驱动螺母(2b23)，所述驱动螺母(2b23)与摆动转轴(2b24)的下端铰接，所述摆动转轴(2b24)的上端与旋转台(2c)的一端铰接。

5.根据权利要求3或4所述的一种基于CBN砂轮的丝锥外圆磨床，其特征在于：所述横移座(2b2)的一端还固定有压板(2b25)，所述压板(2b25)的上表面靠近旋转台(2c)的一端设置有刻度线(2b26)，所述压板(2b25)上方还设有指示块(2b27)，所述指示块(2b27)固定在旋转台(2c)的端部。

6.根据权利要求1所述的一种基于CBN砂轮的丝锥外圆磨床，其特征在于：所述尾座(4)包括尾座箱体(4a)和尾顶尖(4b)，所述尾座箱体(4a)的侧壁上固定有尾顶套筒，所述尾顶尖(4b)套装在尾顶套筒内。

7.根据权利要求6所述的一种基于CBN砂轮的丝锥外圆磨床，其特征在于：所述尾座(4)还包括修整轮(4c)、修整轮伺服电机(4d)和修整轮主轴(4f)，所述修整轮主轴(4f)转动安装在尾座箱体(4a)内侧，所述修整轮主轴(4f) 上安装有修整轮(4c)，所述尾座箱体(4a)的内侧下部安装有修整轮伺服电机(4d)，所述修整轮伺服电机(4d)的输出端与修整轮主轴(4f)通过修整轮传动皮带(4e)传动连接。

8.根据权利要求7所述的一种基于CBN砂轮的丝锥外圆磨床，其特征在于：所述工件主轴组件(5)包括主轴箱体(5a)、工件主轴(5b)、顶尖(5c)和工件主轴伺服电机(5e)，所述工件主轴(5b)水平转动安装在主轴箱体(5a)内侧上部，所述工件主轴(5b)的一端安装有顶尖(5c)，所述工件主轴伺服电机(5e)安装在主轴箱体(5a)内侧下部，所述工件主轴伺服电机(5e)的输出端与工件主轴(5b)的另一端通过工件主轴传动皮带(5f)传动连接，所述主轴箱体(5a)的侧壁上还安装有卡爪(5d)，所述顶尖(5c)位于卡爪(5d)的中心位置。

9.根据权利要求8所述的一种基于CBN砂轮的丝锥外圆磨床，其特征在于：所述顶尖(5c)与尾顶尖(4b)同轴。

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