CN212497010U - 一种六轴五联动磨床 - Google Patents

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刘永义
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Abstract

一种六轴五联动磨床,属于磨床加工技术领域。方案如下:两组所述支架相对设置用于放置加工件,分度头与其中一个支架连接,支架和分度头可纵向移动地设置在纵向进给系统上,横向进给系统与纵向进给系统垂直设置,垂向进给系统可横向移动地设置在横向进给系统上,磨轴座用转台可上下移动地垂向进给系统上,磨轴座可旋转地设置在垂向进给系统上。有益效果:本实用新型所述的六轴五联动磨床通过垂向进给系统进行垂向移动、横向进给系统进行横向移动、纵向进给系统进行纵向移动、分度头的转动、磨轴座的转动、加工刀具的转动,实现六轴五联动全方位对加工工件进行加工,实现多方向高精度重荷载切削加工。

Description

一种六轴五联动磨床
技术领域
本实用新型属于磨床加工技术领域,尤其涉及一种六轴五联动磨床。
背景技术
磨床是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床,大多数的磨床是使用高速旋转的砂轮进行磨削加工,磨床能加工硬度较高的材料,也能加工脆性材料。在现有技术中的磨床,在进行重荷载切削加工时,无法保证工件的加工精度;加工精度较高的磨床,又无法对重量大的工件进行加工。现有技术中的磨床也无法实现多方向高精度对重型工件进行加工。
分度头是机械加工中的重要装备,应用十分广泛,在传统的机械工业中,采用的多是手工分度头,其分度精度低,分度柔性差,操作人员劳动强度大。
现有的磨削刀具转向就够单一,无法满足多方向,全方位、立体化加工。
实用新型内容
为了解决现有技术中的磨床无法实现多方向高精度对重型工件进行加工的技术问题,本实用新型提出一种六轴五联动磨床,该磨床能实现多方向高精度重荷载切削加工,有效提高了加工精度和加工效率。
技术方案如下:
一种六轴五联动磨床,包括:支架、磨轴座用转台、磨轴座、分度头、垂向进给系统、横向进给系统、纵向进给系统,两组所述支架相对设置用于放置加工件,所述分度头与其中一个支架连接,所述支架和分度头可纵向移动地设置在所述纵向进给系统上,所述横向进给系统与所述纵向进给系统垂直设置,所述垂向进给系统可横向移动地设置在所述横向进给系统上,所述磨轴座用转台可上下移动地所述垂向进给系统上,所述磨轴座可旋转地设置在所述垂向进给系统上。
进一步的,所述磨轴座用转台包括:转台伺服电机、转台实芯蜗杆、转台空芯蜗杆、转台涡轮、转台芯轴,所述转台伺服电机与所述转台实芯蜗杆连接,所述转台实芯蜗杆与所述转台空芯蜗杆连接,所述转台实芯蜗杆和转台空芯蜗杆均与所述转台涡轮连接,所述转台涡轮与所述转台芯轴连接。
进一步的,所述磨轴座包括:磨轴座伺服电机、磨轴座主轴、加工刀具,所述磨轴座伺服电机与所述磨轴座主轴连接,所述加工刀具与所述磨轴座主轴连接。
进一步的,所述分度头包括:伺服电机、实芯蜗杆、空芯蜗杆、涡轮、芯轴、光栅尺,所述伺服电机与所述实芯蜗杆连接,所述实芯蜗杆与所述空芯蜗杆连接,所述实芯蜗杆与空芯蜗杆均与所述涡轮连接,所述涡轮与所述芯轴连接,所述光栅尺与所述芯轴连接。
进一步的,所述涡轮圆周面上设有若干齿形,所述实芯蜗杆与空芯蜗杆上分别设有4个工作齿面,所述工作齿面与齿形啮合连接。
进一步的,所述垂向进给系统包括:垂向电机、垂向蜗杆、垂向涡轮、垂向滚珠丝杠、垂向丝杠螺母,所述垂向电机与所述垂向蜗杆连接,所述垂向蜗杆与所述垂向涡轮连接,所述垂向滚珠丝杠与所述垂向涡轮连接,所述垂向丝杠螺母可移动地连接在所述垂向滚珠丝杠上,所述丝杠螺母与所述磨轴座用转台连接。
进一步的,所述横向进给系统包括:横向电机、横向滚珠丝杠、横向丝杠螺母,所述横向电机与所述横向滚珠丝杠连接,所述横向丝杠螺母可移动地连接在所述横向滚珠丝杠上。
进一步的,所述纵向进给系统包括:纵向电机、纵向滚珠丝杆、纵向丝杠螺母,所述纵向电机与所述纵向滚珠丝杆连接,所述纵向丝杠螺母可移动地连接在所述纵向滚珠丝杆上。
进一步的,还包括用于加工过程提供水源进行冷却的水箱和用于供电的配电柜,所述水箱和配电柜份别设置在所述横向进给系统两侧。
进一步的,还包括操纵台,所述用于控制整个系统的操纵台为PLC控制系统。
本实用新型的有益效果是:
本实用新型所述的六轴五联动磨床通过垂向进给系统进行垂向移动、横向进给系统进行横向移动、纵向进给系统进行纵向移动、分度头的转动、磨轴座的转动、加工刀具的转动,实现六轴五联动全方位对加工工件进行加工,实现多方向高精度重荷载切削加工;通过实芯蜗杆、空芯蜗杆以及涡轮的高齿面接触配合,运转平稳,传递扭矩大、定位自锁,结构紧凑,有效提高了分度头分度精度和分度柔性,配合光栅尺的使用,从而实现高精度重荷载切削加工;磨削刀具也能实现垂向、横向和自身180°的旋转,能够满足更高的加工需求。
附图说明
图1为本实用新型六轴五联动磨床结构示意图俯视图;
图2为本实用新型六轴五联动磨床结构示意图主视图;
图3为本实用新型六轴五联动磨床结构示意图左视图;
图4为本实用新型垂向进给系统、横向进给系统、磨轴座用转台、磨轴座部分结构示意图图;
图5为本实用新型分度头结构示意图;
图6为本实用新型分度头剖视图;
图7为本实用新型分度头俯视图;
图8为本实用新型转台涡轮结构示意图;
图9为本实用新型磨轴座用转台剖视图;
图10为本实用新型磨轴座用转台俯视剖视图;
图11为本实用新型垂向进给系统俯视图;
图12为本实用新型垂向进给系统剖视图;
图13为本实用新型垂向进给系统俯向剖视图;
图14为本实用新型垂向进给系统主向剖视图;
图中附图标记如下:1-支架、2-磨轴座用转台、3-磨轴座、4-分度头、5-垂向进给系统、6-横向进给系统、7-纵向进给系统、8-加工件、9-水箱、10-配电柜、11-操纵台;
21-转台伺服电机、22-转台实芯蜗杆、23-转台空芯蜗杆、24-转台涡轮、25- 转台芯轴;
31-磨轴座伺服电机、32-磨轴座主轴、33-加工刀具;
41-伺服电机、42-实芯蜗杆、43-空芯蜗杆、44-涡轮、45-芯轴、46-光栅尺、
51-垂向电机、52-垂向蜗杆、53-垂向涡轮、54-垂向滚珠丝杠、55-垂向丝杠螺母;
61-横向电机、62-横向滚珠丝杠、63-横向丝杠螺母;
71-纵向电机、72-纵向滚珠丝杆、73-纵向丝杠螺母。
具体实施方式
下面结合附图对六轴五联动磨床做进一步说明。
一种六轴五联动磨床,包括:支架1、磨轴座用转台2、磨轴座3、分度头 4、垂向进给系统5、横向进给系统6、纵向进给系统7,两组所述支架1相对设置用于放置加工件8,所述分度头4与其中一个支架1连接,所述支架1和分度头4可纵向移动地设置在所述纵向进给系统7上,所述横向进给系统6与所述纵向进给系统7垂直设置,所述垂向进给系统5可横向移动地设置在所述横向进给系统6上,所述磨轴座用转台2可上下移动地所述垂向进给系统5上,所述磨轴座3可旋转地设置在所述垂向进给系统5上。
进一步的,所述磨轴座用转台2包括:转台伺服电机21、转台实芯蜗杆22、转台空芯蜗杆23、转台涡轮24、转台芯轴25,所述转台伺服电机21与所述转台实芯蜗杆22连接,所述转台实芯蜗杆22与所述转台空芯蜗杆23连接,所述转台实芯蜗杆22和转台空芯蜗杆23均与所述转台涡轮24连接,所述转台涡轮 24与所述转台芯轴25连接。
进一步的,所述磨轴座3包括:磨轴座伺服电机31、磨轴座主轴32、加工刀具33,所述磨轴座伺服电机31与所述磨轴座主轴32连接,所述加工刀具33 与所述磨轴座主轴32连接。
进一步的,所述分度头4包括:伺服电机41、实芯蜗杆42、空芯蜗杆43、涡轮44、芯轴45、光栅尺46,所述伺服电机41与所述实芯蜗杆42连接,所述实芯蜗杆42与所述空芯蜗杆43连接,所述实芯蜗杆42与空芯蜗杆43均与所述涡轮44连接,所述涡轮与所述芯轴45连接,所述光栅尺46与所述芯轴45连接。
进一步的,所述涡轮44圆周面上设有若干齿形,所述实芯蜗杆42与空芯蜗杆43上分别设有4个工作齿面,所述工作齿面与齿形啮合连接。
进一步的,所述垂向进给系统5包括:垂向电机51、垂向蜗杆52、垂向涡轮53、垂向滚珠丝杠54、垂向丝杠螺母55,所述垂向电机51与所述垂向蜗杆52 连接,所述垂向蜗杆52与所述垂向涡轮53连接,所述垂向滚珠丝杠54与所述垂向涡轮53连接,所述垂向丝杠螺母55可移动地连接在所述垂向滚珠丝杠54 上,所述丝杠螺母55与所述磨轴座用转台2连接。
进一步的,所述横向进给系统6包括:横向电机61、横向滚珠丝杠62、横向丝杠螺母63,所述横向电机61与所述横向滚珠丝杠62连接,所述横向丝杠螺母63可移动地连接在所述横向滚珠丝杠62上。
进一步的,所述纵向进给系统7包括:纵向电机71、纵向滚珠丝杆72、纵向丝杠螺母73,所述纵向电机71与所述纵向滚珠丝杆72连接,所述纵向丝杠螺母73可移动地连接在所述纵向滚珠丝杆72上。
进一步的,还包括用于加工过程提供水源进行冷却的水箱9和用于供电的配电柜10,所述水箱9和配电柜10份别设置在所述横向进给系统6两侧。
进一步的,还包括操纵台11,所述用于控制整个系统的操纵台11为PLC控制系统。
定义纵向进给系统7移动方向所在直线为X轴、垂向进给系统5移动方向所在直线为Y轴、横向进给系统6移动方向所在直线为Z轴。
将加工件8放置在两个所述支架1之间,两个支架1等高,使加工件8定位准确,支架1插入口的横截面为圆锥形,加工件8两端放置进入后,与内表面贴合连接,放置加工件8晃动。
实芯蜗杆42、空芯蜗杆43、涡轮44组成高精度蜗轮蜗杆副分度定位装置,将实芯蜗杆42放入空芯蜗杆43中,通过调整两个蜗杆端面之间的间隙,从而消除或减小了蜗轮蜗杆副的正、反转间隙;实芯蜗杆42、空芯蜗杆43与涡轮44 啮合时,同时有8个工作齿面啮合,此蜗轮蜗杆的特点是高齿面,可实现高精度重荷载切削加工,因为是高齿面接触,所以运转平稳、传递扭矩大、定位自锁、结构紧凑、体积小、噪音低、使用寿命长,能满足回转运动机构的高精度分度定位要求。
伺服电机41转动,通过联轴器与所述实芯蜗杆42连接,实芯蜗杆42和空芯蜗杆43通过抱紧盘紧固连接,实芯蜗杆42、空芯蜗杆43同时转动,带动涡轮44转动,涡轮44带动芯轴45转动,同时带动加工件8转动;光栅尺46对加工件8的坐标进行检测,观察和跟踪走刀误差,起到补偿刀具运动误差的作用。
纵向电机71转动,带动纵向滚珠丝杆72转动,纵向滚珠丝杆72带动纵向丝杠螺母73在X轴方向移动,从而带动上方的支架1和分度头4整体在X轴用滚动直线导轨上移动。
横向电机61转动,带动横向滚珠丝杠62转动、横向滚珠丝杠62带动横向丝杠螺母63在Y轴方向移动,从而带动上方的垂向进给系统5和磨轴座用转台 2整体在Y轴用滚动直线导轨上移动。
垂向电机51转动,带动垂向蜗杆52转动,带动垂向涡轮53转动,从而带动垂向滚珠丝杠54转动,继而垂向丝杠螺母55在滚珠丝杠54上面上下移动,从而带动磨轴座用转台2在Z轴用滚动直线导轨上移动。
转台伺服电机21转动、带动转台实芯蜗杆22和转台空芯蜗杆23转动,继而带动转台涡轮24转动、转台涡轮24带动转台芯轴25转动,从而带动磨轴座3 进行360°转动;其中转台实芯蜗杆22和转台空芯蜗杆23、转台涡轮24之间的连接关系和工作原理与分度头4中的实芯蜗杆42、空芯蜗杆43、涡轮44的一样。
磨轴座伺服电机31转动,带动磨轴座主轴32转动、从而带动加工刀具33 转动,加工刀具33对加工件8进行磨削加工。加工刀具33可以采用金刚石砂轮,或者滚刀、拉刀、旋转拉刀、直槽刀等。
水箱9接触水管至加工处,对加工刀具和加工件进行冷却,配电柜10用于对整个系统进行供电。
操纵台11为PLC控制系统,采用西门子数控系统,控制六轴的电机,数控分度头和纵向采用海德汉光闪读数控制精度,实现刀具加工各种旋转角,达到高精准确度。
直径磨削范围:10mm-50mm,圆直径最大范围:500*L1500mm,可以做全磨制硬质合金、高速钢特殊加长钻头、特殊深孔铰刀。
数控主轴头可以旋转180度,完成任何旋转角度的要求,磨削主轴旋转一定角度还可以磨削刀具外圆。采用轴承环节式连接旋转、减轻数控分度转台扭矩、使428公斤刀具很轻松就可以削磨完成。选用雷尼在线监测系统,检测数据达到一次定位、电脑数据传输给各指令完成,机床的设计风格填补本领域的技术空白。
本实用新型所述的六轴五联动磨床通过垂向进给系统进行垂向移动、横向进给系统进行横向移动、纵向进给系统进行纵向移动、分度头的转动、磨轴座的转动、加工刀具的转动,实现六轴五联动全方位对加工工件进行加工,实现多方向高精度重荷载切削加工;通过实芯蜗杆、空芯蜗杆以及涡轮的高齿面接触配合,运转平稳,传递扭矩大、定位自锁,结构紧凑,有效提高了分度头分度精度和分度柔性,配合光栅尺的使用,从而实现高精度重荷载切削加工;磨削刀具也能实现垂向、横向和自身180°的旋转,能够满足更高的加工需求。
以上所述,仅为本实用新型较佳的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内,根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种六轴五联动磨床,其特征在于,包括:支架(1)、磨轴座用转台(2)、磨轴座(3)、分度头(4)、垂向进给系统(5)、横向进给系统(6)、纵向进给系统(7),两组所述支架(1)相对设置用于放置加工件(8),所述分度头(4)与其中一个支架(1)连接,所述支架(1)和分度头(4)可纵向移动地设置在所述纵向进给系统(7)上,所述横向进给系统(6)与所述纵向进给系统(7)垂直设置,所述垂向进给系统(5)可横向移动地设置在所述横向进给系统(6)上,所述磨轴座用转台(2)可上下移动地所述垂向进给系统(5)上,所述磨轴座(3)可旋转地设置在所述垂向进给系统(5)上。
2.如权利要求1所述的六轴五联动磨床,其特征在于,所述磨轴座用转台(2)包括:转台伺服电机(21)、转台实芯蜗杆(22)、转台空芯蜗杆(23)、转台涡轮(24)、转台芯轴(25),所述转台伺服电机(21)与所述转台实芯蜗杆(22)连接,所述转台实芯蜗杆(22)与所述转台空芯蜗杆(23)连接,所述转台实芯蜗杆(22)和转台空芯蜗杆(23)均与所述转台涡轮(24)连接,所述转台涡轮(24)与所述转台芯轴(25)连接。
3.如权利要求1所述的六轴五联动磨床,其特征在于,所述磨轴座(3)包括:磨轴座伺服电机(31)、磨轴座主轴(32)、加工刀具(33),所述磨轴座伺服电机(31)与所述磨轴座主轴(32)连接,所述加工刀具(33)与所述磨轴座主轴(32)连接。
4.如权利要求1所述的六轴五联动磨床,其特征在于,所述分度头(4)包括:伺服电机(41)、实芯蜗杆(42)、空芯蜗杆(43)、涡轮(44)、芯轴(45)、光栅尺(46),所述伺服电机(41)与所述实芯蜗杆(42)连接,所述实芯蜗杆(42)与所述空芯蜗杆(43)连接,所述实芯蜗杆(42)与空芯蜗杆(43)均与所述涡轮(44)连接,所述涡轮与所述芯轴(45)连接,所述光栅尺(46)与所述芯轴(45)连接。
5.如权利要求4所述的六轴五联动磨床,其特征在于,所述涡轮(44)圆周面上设有若干齿形,所述实芯蜗杆(42)与空芯蜗杆(43)上分别设有4个工作齿面,所述工作齿面与齿形啮合连接。
6.如权利要求1所述的六轴五联动磨床,其特征在于,所述垂向进给系统(5)包括:垂向电机(51)、垂向蜗杆(52)、垂向涡轮(53)、垂向滚珠丝杠(54)、垂向丝杠螺母(55),所述垂向电机(51)与所述垂向蜗杆(52)连接,所述垂向蜗杆(52)与所述垂向涡轮(53)连接,所述垂向滚珠丝杠(54)与所述垂向涡轮(53)连接,所述垂向丝杠螺母(55)可移动地连接在所述垂向滚珠丝杠(54)上,所述丝杠螺母(55)与所述磨轴座用转台(2)连接。
7.如权利要求1所述的六轴五联动磨床,其特征在于,所述横向进给系统(6)包括:横向电机(61)、横向滚珠丝杠(62)、横向丝杠螺母(63),所述横向电机(61)与所述横向滚珠丝杠(62)连接,所述横向丝杠螺母(63)可移动地连接在所述横向滚珠丝杠(62)上。
8.如权利要求1所述的六轴五联动磨床,其特征在于,所述纵向进给系统(7)包括:纵向电机(71)、纵向滚珠丝杆(72)、纵向丝杠螺母(73),所述纵向电机(71)与所述纵向滚珠丝杆(72)连接,所述纵向丝杠螺母(73)可移动地连接在所述纵向滚珠丝杆(72)上。
9.如权利要求1所述的六轴五联动磨床,其特征在于,还包括用于加工过程提供水源进行冷却的水箱(9)和用于供电的配电柜(10),所述水箱(9)和配电柜(10)分别设置在所述横向进给系统(6)两侧。
10.如权利要求1所述的六轴五联动磨床,其特征在于,还包括操纵台(11),所述用于控制整个系统的操纵台(11)为PLC控制系统。
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GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
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Denomination of utility model: A Six Axis Five Linkage Grinding Machine

Effective date of registration: 20231205

Granted publication date: 20210209

Pledgee: China Merchants Bank Co.,Ltd. Dalian Branch

Pledgor: BOAO PRECISION INDUSTRIAL (DALIAN) Co.,Ltd.

Registration number: Y2023210000332

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