CN214642458U - 一种小型工件加工磨床 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种小型工件加工磨床，包括：底座、Y轴方向的立柱、滑枕、主轴结构、C轴方向的加工主轴、Z轴和X轴方向的十字滑台、A轴方向的工件主轴、工件库和第一刀库；通过加工主轴在水平面内的摆动和十字滑台带动工件在水平面内的运动，实现对工件的加工，同时主轴可以避开运动干涉，由于加工主轴不需要往复的上下运动，减小了对用于驱动滑枕运动的驱动丝杠的磨损，同时，十字滑台的运动和加工主轴的小角度摆动，具有较小的惯量，控制精度高，加工效率提高。

Description

一种小型工件加工磨床

技术领域

本实用新型涉及机床技术领域，尤其涉及一种小型工件加工磨床。

背景技术

传统的磨床用于加工刀具等小型工件具有以下不足：整体刀具主要是通过砂轮对棒料进行磨削的方式来实现加工制造。磨削加工时，主轴与床身立柱的相对位置关系对主轴的摆动角度有直接影响。传统结构下的加工，若主轴离立柱较远，则主轴的刚性下降；若主轴离立柱较近，则主轴需避开运动干涉，进而摆动角度减小。当刀具的刀尖点靠近加工轴线的回转中心时，上述条件约束关系会更加苛刻。

实用新型内容

本实用新型针对以上问题提供了一种小型工件加工磨床。

本实用新型采用的技术手段如下：

一种小型工件加工磨床，包括：

底座、Y轴方向的立柱、滑枕、主轴结构、C轴方向的加工主轴、Z轴和X轴方向的十字滑台、A轴方向的工件主轴、工件库和第一刀库；

所述立柱设置于所述底座上，且所述立柱上设有导轨，所述滑枕设置于所述导轨上，且沿Y轴方向运动；所述主轴结构一端与所述滑枕固定连接，另一端与所述加工主轴固定连接，所述加工主轴位于所述立柱设有导轨的端面一侧且能够在与Y轴方向垂直的水平面内摆动；

所述十字滑台位于所述立柱设有导轨的端面一侧，且位于所述加工主轴的下方；所述十字滑台上设置所述工件主轴；

所述第一刀库位于所述立柱设有导轨的端面正前方和所述十字滑台的Z轴一端；所述工件库位于所述十字滑台的X轴靠近所述立柱一端和所述立柱设有导轨的端面一侧。

进一步地，所述主轴结构，包括：

B轴安装体、B轴以及主轴安装体；

所述B轴安装体包括滑枕连接部、支撑部以及B轴安装部，所述滑枕连接部与所述滑枕固定连接，所述支撑部一端固定在所述滑枕连接部上，另一端位于所述立柱设有导轨的端面一侧且设有所述B轴安装部，所述B轴安装部上设有所述B轴；

所述主轴安装体包括B轴连接部和主轴安装部，所述B轴连接部与所述B轴固定连接，所述主轴安装部上固定有所述加工主轴使得所述加工主轴的工作区域位于所述B轴的下方。

进一步地，所述B轴轴线的延长线与所述加工主轴轴线的延长线正交于一点。

进一步地，所述B轴轴线的延长线位于所述加工主轴的鼻端端面上。

进一步地，所述底座为矩形；

所述立柱与设有导轨的端面相对的一边和所述立柱远离所述十字滑台的一边对应的夹角与所述底座的底角重合。

进一步地，所述第一刀库包括刀库滑台、转台水平驱动装置、转台以及刀具支撑组件；

所述刀库滑台固定在所述底座上，所述刀库滑台上设有所述转台水平驱动装置和所述转台，所述转台水平驱动装置可驱动所述转台在所述刀库滑台上沿Z轴方向运动，所述转台可在水平面内转动，所述转台上周向均布有多个所述刀具支撑组件。

进一步地，所述十字滑台的Z轴滑台设置在X轴滑台的上侧。

进一步地，还包括工件主轴安装台，所述工件主轴安装台固定在所述十字滑台的Z轴滑台上，所述工件主轴安装在所述工件主轴安装台上。

进一步地，所述工件主轴安装台上还设有第二滑台和第二滑台驱动装置，所述第二滑台驱动装置可驱动所述第二滑台在所述工件主轴安装台上沿X轴方向滑动。

进一步地，还包括第二刀库，所述第二刀库包括第二刀库固定座和刀具支撑组件；

所述第二刀库固定座固定在所述工件主轴安装台远离所述工件库的一端，所述第二刀库固定座上沿Z轴方向设有多个所述刀具支撑组件。

进一步地，还包括机械手，所述机械手与所述立柱朝向所述工件库的侧面固定连接。

进一步地，还包括固定在所述工件主轴安装台一侧的砂轮修整器。

进一步地，所述支撑部与所述滑枕连接部的连接宽度小于所述滑枕连接部的宽度，且所述支撑部固定于所述滑枕连接部靠近十字滑台的一端。

本实用新型公开的小型工件加工磨床，由于加工主轴通过主轴结构安装在滑枕上并位于立柱设有导轨的端面一侧，且加工主轴能够在与Y轴方向垂直的水平面内摆动，底座上设有用于安装工件的十字滑台，该结构的机床在加工工件时，可以通过滑枕将主轴驱动到特定位置后保持上下的位置不动，或进行很小量的上下运动，并可通过加工主轴在水平面内的摆动和十字滑台带动工件在水平面内的运动，实现对工件的加工，同时主轴可以避开运动干涉，由于加工主轴不需要往复的上下运动，减小了对用于驱动滑枕运动的驱动丝杠的磨损，同时，十字滑台的运动和加工主轴的小角度摆动，具有较小的惯量，控制精度高，加工效率提高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型公开的小型工件加工磨床的轴测图；

图2是本实用新型公开的小型工件加工磨床的主视图；

图3是本实用新型公开的小型工件加工磨床的左视图；

图4是本实用新型公开的小型工件加工磨床的右视图；

图5是本实用新型公开的小型工件加工磨床的俯视图；

图6是本实用新型公开的小型工件加工磨床的加工主轴的主视图；

图7是本实用新型公开的小型工件加工磨床的加工主轴的轴测图。

图8是本实用新型公开小型工件加工磨床的第一刀库的轴测图；

图9是本实用新型公开小型工件加工磨床的第二刀库的轴测图；

图10是本实用新型公开小型工件加工磨床的工件主轴安装台的轴测图。

附图标号说明：

1、底座，2、立柱，20、导轨，21、滑枕，3、主轴结构，30、B轴安装体，31、主轴安装体，32、B轴，300、滑枕连接部，301、支撑部，302、B轴安装部，310、B轴连接部，311、主轴安装部，4、加工主轴，5、十字滑台，6、工件主轴，60、工件主轴安装台，61、第二滑台，62、第二滑台驱动装置，7、工件库，8、第一刀库，80、刀库滑台，81、转台水平驱动装置，82、转台，83、刀具支撑组件，84、转盘,85、转盘安装座,86、砂轮修整器，87、第二刀库，88、第二刀库固定座，9、机械手。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至图10所示为本实用新型公开的小型工件加工磨床，包括：底座1、Y轴方向的立柱2、滑枕20、主轴结构3、C轴方向的加工主轴4、Z轴和X轴方向的十字滑台5、A轴方向的工件主轴6、工件库7和第一刀库8；

所述立柱2设置于所述底座1上，且所述立柱2上设有导轨20，所述滑枕21设置于所述导轨20上，且沿Y轴方向上下运动；所述主轴结构3一端与所述滑枕21固定连接，另一端与所述加工主轴4固定连接，所述加工主轴4位于所述立柱2设有导轨20的端面一侧且能够在与Y轴方向垂直的水平面内摆动；具体地，所述主轴结构，包括：B轴安装体30、B轴32以及主轴安装体31；所述B轴安装体30包括滑枕连接部300、支撑部301以及B轴安装部302，所述滑枕连接部300与所述滑枕21固定连接，所述支撑部301一端固定在所述滑枕连接部300上，另一端位于所述立柱2设有导轨20的端面一侧且设有所述B轴安装部302，所述B轴安装部302上设有所述B轴32；所述主轴安装体31包括B轴连接部310和主轴安装部311，所述B轴连接部310与所述B轴32固定连接，所述主轴安装部311上固定有所述加工主轴4使得所述加工主轴4的工作区域位于所述B轴32的下方。

所述十字滑台5位于所述立柱2设有导轨20的端面一侧，且位于所述加工主轴4的下方；所述十字滑台5上设置所述工件主轴6；本实施例中，所述十字滑台的X轴设置在Z轴上侧。

所述第一刀库8位于所述立柱2设有导轨20的端面正前方和所述十字滑台5的Z轴一端；所述工件库7位于所述十字滑台5的X轴靠近所述立柱2一端和所述立柱2设有导轨20的端面一侧。

本实用新型中通过B轴安装体、B轴以及主轴安装体使得加工主轴位于立柱2设有导轨20的端面一侧，且B轴的转动可以驱动加工主轴在在与Y轴方向垂直的水平面内摆动，进而可以消除加工主轴在水平面内摆动时与立柱之间的干涉，同时，由于加工主轴设置与立柱设有导轨的端面一侧，使得立柱设有导轨的端面可以设置第一刀库，立柱设有导轨的端面一侧可以设置工件库，有效了利用了整个空间，保证了磨床结构紧凑，提高了空间利用率，同时，减小了加工主轴的轴线与导轨端面之间的距离，保证了加工主轴与滑枕之间的刚性，提高了机床的动态性能。

进一步地，所述B轴32轴线的延长线与所述加工主轴4轴线的延长线正交于一点。本申请中，加工主轴的延长线与B轴的延长线正交于一点，使得加工主轴的鼻端靠近旋转中心，减小了加工主轴的摆动距离，进而减少了加工主轴工作时的计算量，提高的加工效率。同时，由于加工主轴的鼻端靠近B轴的轴线，减小了B轴驱动加工主轴工作时的误差，提高了加工精度。

进一步地，所述B轴32轴线的延长线位于所述加工主轴4的鼻端端面上。即加工主轴在水平面内的回转中心与B轴的轴线重合，进一步的减小了加工主轴的计算量，提高了加工效率和加工精度。

从整个机床布局上来说，这种结构是兼顾了刚性和避开运动干涉。让刀尖点尽量逼近五轴联动的回转轴线正交点，尽量降低五轴联动插补运算的计算量。由于Y轴上负载较大，频繁发生小位移运动或往复运动时，相对其他直线轴来说，动态特性及精度保证需要付出的代价高昂(控制、驱动、电机、传动等性能要求更高)。对于刀具棒料类的毛坯，由于不需要Y轴频繁往复运动，因此该机床结构适用于加工刀具棒料。该机床结构在加工时，主要是X轴、Z轴、B轴、A轴等负载较小的运动轴来完成五轴运动插补，Y轴主要参与进刀、退刀等少量五轴运动插补，因此该机床结构可以最大限度的扬长避短。

进一步地，所述底座1为矩形；

所述立柱2与设有导轨20的端面相对的一边和所述立柱2远离所述十字滑台5的一边对应的夹角与所述底座1的底角重合。将立柱设置在底座的一角，使得底座上位于立柱设有导轨端面的前端的空间可以用于设置第一刀库，立柱设有导轨端面的一侧可以设置工件库，实现了将底座所有空间的充分利用，极大的可以提高机床的空间利用率。机床整体布局结构紧凑，减少占地面积，可以使同等车间面积下，布置更多的加工设备，提高生产能力，降低生产成本。

进一步地，所述第一刀库8包括刀库滑台80、转台水平驱动装置81、转台82以及刀具支撑组件83；

所述刀库滑台80固定在所述底座1上，所述刀库滑台80上设有所述转台水平驱动装置81和所述转台82，所述转台水平驱动装置81可驱动所述转台82在所述刀库滑台80上沿Z轴方向运动，所述转台82可在水平面内转动，所述转台82上周向均布有多个所述刀具支撑组件83。

具体地，刀库滑台固定在立柱设有导轨的端面的前端底座上，在刀库滑台上沿Z轴方向设置有导轨或导向柱，转台82包括转盘84、转盘安装座85和驱动电机；转盘安装座85安装在导轨或导向柱上，所述转台水平驱动装置81可以为气压缸或丝杠驱动结构，转台水平驱动装置可以驱动转盘安装座在刀库滑台上沿Z轴方向滑动，转盘安装座上安装电机和转盘，电机可驱动转盘在水平面内转动，转盘上周向均布有多个刀具支撑组件83，刀具支撑组件83上可以安装刀具。

通过设有第一刀库可以实现自动换刀，本实用新型通过第一刀库换刀的过程如下，滑枕带动加工主轴向上运动至高于第一刀库的位置，并控制加工主轴在水平面内转动，使得加工主轴的鼻端朝向第一刀库一侧，第一刀库的转盘转动，使得转盘上空刀位(刀具支撑组件上没有刀具)转动到朝向加工主轴一侧，转台水平驱动装置驱动转台向靠近加工主轴一侧运动，使得空刀位位于加工主轴的下方，滑枕带动加工主轴向下运动，将加工主轴上的刀具卡入刀具支撑组件后，转台水平驱动装置驱动转台向远离加工主轴一侧运动，使得加工主轴上的刀具与加工主轴分离，并放置在第一刀库中，转台再转动，将需要更换的刀具的刀位转动到朝向加工主轴一侧，转台水平驱动装置驱动转台向靠近加工主轴一侧运动，需要更换的刀具插入加工主轴中，滑枕带动加工主轴向上运动，使得需要更换的刀具与第一刀库分离，完成换刀，本申请中，由于第一刀库空间较大，因此第一刀库中设置的是具有冷却组件的刀具。

进一步地，还包括工件主轴安装台60，所述工件主轴安装台60固定在所述十字滑台5的Z轴滑台上，所述工件主轴4安装在所述工件主轴安装台60上。所述工件主轴安装台60上还设有第二滑台61和第二滑台驱动装置62，所述第二滑台驱动装置62可驱动所述第二滑台61在所述工件主轴安装台上沿X轴方向滑动。具体地，工件主轴安装台60上安装固定有导轨，第二滑台安装在导轨上，第二滑台驱动装置62可以是气压缸或丝杠驱动装置用于驱动第二滑台在工件主轴安装台上的滑动，第二滑台上可以设置顶尖或支撑架等结构，用于保证在加工工件时，工件两端都有支撑，提高加工精度。

进一步地，还包括第二刀库87，所述第二刀库87包括第二刀库固定座88和刀具支撑组件83；

所述第二刀库固定座88固定在所述工件主轴安装台60远离所述工件库的一端，所述第二刀库固定座88上沿Z轴方向设有多个所述刀具支撑组件83。本实用新型中，通过设置第二刀库，可以进一步的提高机床刀库的可拓展性，并提高了空间利用率和加工效率，简化了机床结构。本实用新型设置第二刀库，使得换刀过程仅在现有的XYZ三坐标下即可实现，不需要其他辅助构件。本实用新型公开的磨床在进行第二刀库换刀过程如下：加工主轴在水平面内转动使得加工主轴的轴线与X轴平行且加工主轴的鼻端朝向工件库一侧，滑枕带动加工主轴向上运动至一定高度，使得加工主轴与工件主轴不会相干涉，十字滑台运动以调整第二刀库的位置，使得第二刀库中空刀位位于加工主轴的下方，滑枕带动加工主轴向下运动，将加工主轴上的刀具插入第二刀库的空刀位中，十字滑台带动第二刀库沿X轴方向远离加工主轴运动，使得刀具与加工主轴分离，十字滑台驱动第二刀库沿Z轴方向运动将需要更换的刀具调整至与加工主轴轴线对应的位置，然后十字滑台带动第二刀库沿X轴方向靠近加工主轴运动，并将需要更换的刀具插入加工主轴中，滑枕带动加工主轴向上运动，实现刀具与刀库的分离，进而实现自动换刀。本实施例中，由于第二刀库的空间有限，因此第二刀库中可以设置不具有冷却组件的刀具。

进一步地，还包括固定在所述工件主轴安装台60一侧的砂轮修整器86，本实施例中砂轮修整器设置在工件主轴安装台60靠近立柱的一侧，可以方便的对刀具(砂轮)进行修形。

进一步地，所述支撑部301与所述滑枕连接部300的连接宽度小于所述滑枕连接部300的宽度，且所述支撑部301固定于所述滑枕连接部300靠近十字滑台5的一端，可以增加支撑部下方的空间，以便于设置加工主轴，有效地避免了加工主轴与立柱之间产生干涉。

进一步地，还包括机械手9，所述机械手9安装在所述立柱2朝向所述工件库的侧面，机械手在立柱侧面可以上下运动并转动，通过设置机械手9可以实现工件的快速切换。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (13)

1.一种小型工件加工磨床，其特征在于，包括：

底座、Y轴方向的立柱、滑枕、主轴结构、C轴方向的加工主轴、Z轴和X轴方向的十字滑台、A轴方向的工件主轴、工件库和第一刀库；

所述立柱设置于所述底座上，且所述立柱上设有导轨，所述滑枕设置于所述导轨上，且沿Y轴方向运动；所述主轴结构一端与所述滑枕固定连接，另一端与所述加工主轴固定连接，所述加工主轴位于所述立柱设有导轨的端面一侧且能够在与Y轴方向垂直的水平面内摆动；

所述十字滑台位于所述立柱设有导轨的端面一侧，且位于所述加工主轴的下方；所述十字滑台上设置所述工件主轴；

所述第一刀库位于所述立柱设有导轨的端面正前方和所述十字滑台的Z轴一端；所述工件库位于所述十字滑台的X轴靠近所述立柱一端和所述立柱设有导轨的端面一侧。

2.根据权利要求1所述的小型工件加工磨床，其特征在于，所述主轴结构，包括：

B轴安装体、B轴以及主轴安装体；

所述B轴安装体包括滑枕连接部、支撑部以及B轴安装部，所述滑枕连接部与所述滑枕固定连接，所述支撑部一端固定在所述滑枕连接部上，另一端位于所述立柱设有导轨的端面一侧且设有所述B轴安装部，所述B轴安装部上设有所述B轴；

所述主轴安装体包括B轴连接部和主轴安装部，所述B轴连接部与所述B轴固定连接，所述主轴安装部上固定有所述加工主轴使得所述加工主轴的工作区域位于所述B轴的下方。

3.根据权利要求2所述的小型工件加工磨床，其特征在于，所述B轴轴线的延长线与所述加工主轴轴线的延长线正交于一点。

4.根据权利要求3所述的小型工件加工磨床，其特征在于，所述B轴轴线的延长线位于所述加工主轴的鼻端端面上。

5.根据权利要求4所述的小型工件加工磨床，其特征在于，所述底座为矩形；

所述立柱与设有导轨的端面相对的一边和所述立柱远离所述十字滑台的一边对应的夹角与所述底座的底角重合。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的小型工件加工磨床，其特征在于，所述第一刀库包括刀库滑台、转台水平驱动装置、转台以及刀具支撑组件；

所述刀库滑台固定在所述底座上，所述刀库滑台上设有所述转台水平驱动装置和所述转台，所述转台水平驱动装置可驱动所述转台在所述刀库滑台上沿Z轴方向运动，所述转台可在水平面内转动，所述转台上周向均布有多个所述刀具支撑组件。

7.根据权利要求6所述的小型工件加工磨床，其特征在于，所述十字滑台的Z轴滑台设置在X轴滑台的上侧。

8.根据权利要求7所述的小型工件加工磨床，其特征在于，还包括工件主轴安装台，所述工件主轴安装台固定在所述十字滑台的Z轴滑台上，所述工件主轴安装在所述工件主轴安装台上。

9.根据权利要求8所述的小型工件加工磨床，其特征在于，所述工件主轴安装台上还设有第二滑台和第二滑台驱动装置，所述第二滑台驱动装置可驱动所述第二滑台在所述工件主轴安装台上沿X轴方向滑动。

10.根据权利要求9所述的小型工件加工磨床，其特征在于，还包括第二刀库，所述第二刀库包括第二刀库固定座和刀具支撑组件；

所述第二刀库固定座固定在所述工件主轴安装台远离所述工件库的一端，所述第二刀库固定座上沿Z轴方向设有多个所述刀具支撑组件。

11.根据权利要求1所述的小型工件加工磨床，其特征在于，还包括机械手，所述机械手与所述立柱朝向所述工件库的侧面固定连接。

12.根据权利要求8所述的小型工件加工磨床，其特征在于，还包括固定在所述工件主轴安装台一侧的砂轮修整器。

13.根据权利要求2所述的小型工件加工磨床，其特征在于，所述支撑部与所述滑枕连接部的连接宽度小于所述滑枕连接部的宽度，且所述支撑部固定于所述滑枕连接部靠近十字滑台的一端。

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