CN216179544U - 一种复合加工的珩磨机床 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种复合加工的珩磨机床，包括珩磨机床本体，所述珩磨机床本体包括：珩磨电主轴、用于带动所述珩磨电主轴相对于待加工工件进行三轴移动的移动机构，以及用于检测所述移动机构移动距离的光栅尺。通过设置移动机构，可以带动珩磨电主轴相对待加工工件进行三轴移动，便可以对待加工工件上同向的多个孔进行分别珩磨而无需拆装夹具，另外，通过设置光栅尺，组成全闭环控制，可以准确补偿各坐标轴位置尺寸精度，以提高加工精度。

Description

一种复合加工的珩磨机床

技术领域

本实用新型涉及珩磨机床技术领域，特别是涉及到是一种复合加工的珩磨机床。

背景技术

普通珩磨机床通常都是通过固定的珩磨刀具，完成单一珩磨工序加工，仅仅提升了孔的尺寸精度、形状精度及表面粗糙度。对于被加工孔不仅要提升尺寸精度、形状精度及表面粗糙度，也需要提升相关位置精度时就无法完成，比如对于多孔系相互位置尺寸精度等。为此我们实用新型了此珩磨机床实现我们的需求。

实用新型内容

为了解决现有技术中，现有的珩磨机床无法确保对于多孔系相互位置尺寸精度的技术问题，本实用新型提供了一种复合加工的珩磨机床。具体技术方案如下：

本方案提供了一种复合加工的珩磨机床，包括珩磨机床本体，所述珩磨机床本体包括：珩磨电主轴、用于带动所述珩磨电主轴相对于待加工工件进行三轴移动的移动机构，以及用于检测所述移动机构移动距离的光栅尺。

进一步的，所述移动机构包括：X轴移动机构，用于带动所述珩磨电主轴沿X轴方向移动；Y轴移动机构，用于带动所述珩磨电主轴沿Y轴方向移动；Z轴移动机构，用于带动所述珩磨电主轴沿Z轴方向移动。

进一步的，所述X轴移动机构、所述Y轴移动机构、所述Z轴移动机构均为采用直线电机驱动的滑台机构。

进一步的，在所述X轴移动机构上设置有用于检测所述X轴移动机构移动距离的X轴光栅尺；在所述Y轴移动机构上设置有用于检测所述Y轴移动机构移动距离的Y轴光栅尺；在所述Z轴移动机构上设置有用于检测所述Z轴移动机构移动距离的Z轴光栅尺。

进一步的，所述移动机构的结构包括：导轨组件、直线电机定子模块、直线电机动子模块；所述直线电机定子模块、所述导轨组件均安装在所述珩磨机床本体上，所述导轨组件位于所述直线电机定子模块的一侧；所述直线电机动子模块安装在待驱动部件上；所述直线电机定子模块通电以带动所述直线电机转子模块移动，进而带动所述待驱动部件在所述导轨组件上滑动。

进一步的，还包括底座、立柱；所述立柱固定在所述底座上；所述X轴移动机构、所述Z轴移动机构固定在所述立柱上，所述Z轴移动机构用于带动所述珩磨电主轴沿竖着方向往复运动；所述X轴移动机构用于带动所述Z轴移动机构沿X轴方向往复运动；所述Y轴移动机构设置在所述底座上，在所述Y轴移动机构上设置有机床夹具，所述Y轴移动机构用于带动所述机床夹具沿Y轴方向往复移动；所述X轴方向与所述Y轴方向垂直。

进一步的，所述待驱动部件为所述珩磨电主轴、所述Z轴移动机构或所述机床夹具。

进一步的，还包括可拆卸连接在所述珩磨电主轴底部的珩磨刀具。

进一步的，所述珩磨电主轴包括：主轴箱体、定子线圈、主轴以及转子线圈；所述定子线圈固定安装在所述主轴箱体内，所述主轴可转动地安装在所述定子线圈内，所述主轴的末端固定有珩磨刀具连接盘，所述珩磨刀具连接盘用于连接珩磨刀具，所述转子线圈设于所述定子线圈内且固定套装在所述主轴外；还包括珩磨扩张机构，所述珩磨扩张机构用于带动所述主轴向外扩张以珩磨待待加工工件；所述定子线圈通电时，所述转子线圈以及所述主轴进行转动，以带动所述珩磨刀具转动。

进一步的，在所述底座上设置有用于为所述珩磨电主轴更换所述珩磨刀具的自动换刀库。

本方案提供了一种复合加工的珩磨机床，包括珩磨机床本体，所述珩磨机床本体包括：珩磨电主轴、用于带动所述珩磨电主轴相对于待加工工件进行三轴移动的移动机构，以及用于检测所述移动机构移动距离的光栅尺。通过设置移动机构，可以带动珩磨电主轴相对待加工工件进行三轴移动，便可以对待加工工件上同向的多个孔进行分别珩磨而无需拆装夹具，另外，通过设置光栅尺，组成全闭环控制，可以准确补偿各坐标轴位置尺寸精度，以提高加工精度。

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简单地介绍。

图1为本实用新型提供的一种复合加工的珩磨机床的结构示意图。

图2为本实用新型提供的一种新型珩磨主轴的结构示意图。

图3为本实用新型提供的一种移动机构的结构示意图。

附图标记：

1.Z轴移动机构；2.Z轴光栅尺；3.珩磨刀具；4.立柱；5.Y轴光栅尺；6.Y轴移动机构；7.X轴光栅尺；8.X轴移动机构；9珩磨扩张机构；10.珩磨电主轴；11.自动换刀库；12.底座；13导轨组件；14直线电机定子模块；15直线电机动子模块；16机床夹具；17主轴箱体；18定子线圈；19主轴；20转子线圈。

具体实施方式

为了使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，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，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，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的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本实用新型保护的范围。

实施例1

请参见图1，本方案提供了一种复合加工的珩磨机床，包括珩磨机床本体，所述珩磨机床本体包括：珩磨电主轴10、用于带动所述珩磨电主轴10相对于待加工工件进行三轴移动的移动机构，以及用于检测所述移动机构移动距离的光栅尺。

具体的，上述珩磨机床本体可以是现有的珩磨机床本体，本实施例不对上述机床本体的形状以及型号做限定，在本方案中，可以在现有的珩磨机床本体上增加控制珩磨电主轴10相对待加工工件进行进行三轴移动的移动机构，用于实现珩磨电主轴10对待加工工件多个孔的加工，为了检测待加工工件多孔系之间的加工精度，本方案设置了光栅尺，对两孔之间的相对位置做检测，可以监控待加工工件上的孔的加工位置精度。

上述待加工工件的形状可以是长方体、圆柱体等，本方案不对其做限定，相对应的，采用某一形状的待加工工件，可以采用对应固定其的工装以将其固定在珩磨机床本体上，以便于采用本方案提供的珩磨机床对待加工工件进行加工。

上述移动机构可以采用类似于三坐标检测装置中，用于带动待检测工件相对应检测头做三轴移动的装置，其可以直接应用至本方案中，以实现待加工工件相对珩磨电主轴10发送三轴方向的移动的方案。

上述光栅尺可以是现有的光栅尺结构，将光栅尺应用在本方案中，可以提高检测精度，以及提高加工精度。

具体的，通过设置移动机构，可以带动珩磨电主轴10相对待加工工件进行三轴移动，便可以对待加工工件上同向的多个孔进行分别珩磨而无需拆装夹具，另外，通过设置光栅尺，组成全闭环控制，可以准确补偿各坐标轴位置尺寸精度，以提高加工精度。

在一种具体实施方式中，所述移动机构包括：X轴移动机构8，用于带动所述珩磨电主轴10沿X轴方向移动；Y轴移动机构6，用于带动所述机床夹具16沿Y轴方向移动；Z轴移动机构1，用于带动所述珩磨电主轴10沿Z轴方向移动。

具体的，上述X轴移动机构8、Y轴移动机构6、Z轴方向移动均可以采用现有的丝杠传动组件，用于实现本方案中带动珩磨电主轴10相对待加工工件三轴移动的方案，具体的，可以先在珩磨机床本体上设置用于带动珩磨电主轴10沿Z方向移动的第一丝杠传动组件，之后，将第一丝杠传动组件安装在第二传动丝杠组件上，以实现第二丝杠传动组件带动第一丝杠传动组件沿X轴方向移动的方案，最后，可以将第二丝杠传动组件与第一丝杠传动组件作为整体，将该整体安装在第三丝杠传动组件上，采用第三杠传动组件带动上述整体沿Y轴方向移动，最后，将待加工工件装配在珩磨机床本体上，便可以通过第一、二、三丝杠传动组件带动珩磨电主轴10相对待加工工件在三轴方向上移动。

在一种具体实施方式中，所述X轴移动机构8、所述Y轴移动机构6、所述Z轴移动机构1均为采用直线电机驱动的滑台机构。

具体的，通过采用直线电机代替现有的由伺服电机驱动、滚珠丝杠传动等部件组成往复控制部件，使得珩磨机床可以高速、高效、高精度的对待处理工件进行珩磨。机床结构简单，可靠性高，在往复进给的过程中，具有部件磨损小、噪音小以及及精度高等效果。该机床使用维护简单，对于高性能珩磨机床的推广有很大意义。

在一种具体实施方式中，在所述X轴移动机构8上设置有用于检测所述X轴移动机构8移动距离的X轴光栅尺7；在所述Y轴移动机构6上设置有用于检测所述Y轴移动机构6移动距离的Y轴光栅尺5；在所述Z轴移动机构1上设置有用于检测所述Z轴移动机构1移动距离的Z轴光栅尺2。

具体的，考虑到珩磨为精密与超精密加工范畴，为了提升机床位置精度，三个坐标轴同时配备了全闭环控制，即X轴光栅尺7、Y轴光栅尺5和Z轴光栅尺2。

在一种具体实施方式中，请参见图3，所述移动机构的结构包括：导轨组件13、直线电机定子模块14、直线电机动子模块15；所述直线电机定子模块14、所述导轨组件13均安装在所述珩磨机床本体上，所述导轨组件13位于所述直线电机定子模块14的一侧；所述直线电机动子模块15安装在待驱动部件上；所述直线电机定子模块14通电以带动所述直线电机转子模块移动，进而带动所述待驱动部件在所述导轨组件13上滑动。

本示例实施方式中，本方案中配备的直线电机定子模块14、直线电机动子模块15构成了直线电机，直线电机为旋转电机被展平，其与旋转电机的工作原理相同。动子(即本方案中的直线电机动子模块15)是用环氧材料把线圈压缩在一起制成的；磁轨是把磁铁(通常是高能量的稀土磁铁)固定在钢上。电机的动子包括线圈绕组，霍尔元件电路板，电热调节器(温度传感器监控温度)和电子接口。在旋转电机中，直线电机动子模块15和直线电机定子模块14需要旋转轴承支撑直线电机动子模块15以保证相对运动部分的气隙(airgap)。同样的，直线电机需要直线导轨(即本方案中的导轨组件13)来保持动子在磁轨产生的磁场中的位置。和旋转伺服电机的编码器安装在轴上反馈位置一样，直线电机需要反馈直线位置的反馈装置--直线编码器，它可以直接测量负载的位置从而提高负载的位置精度。

本示例实施方式中，直线电机的控制和旋转电机一样。像无刷旋转电机，动子和定子无机械连接(无刷)，不像旋转电机的方面，动子旋转和定子位置保持固定，直线电机系统可以是磁轨动或推力线圈动(大部分定位系统应用是磁轨固定，推力线圈动)。用推力线圈运动的电机，推力线圈的重量和负载比很小。

在一种具体实施方式中，还包括底座12、立柱4；所述立柱4固定在所述底座12上；所述X轴移动机构8、所述Z轴移动机构1固定在所述立柱4上，所述Z轴移动机构1用于带动所述珩磨电主轴10沿竖着方向往复运动；所述X轴移动机构8用于带动所述Z轴移动机构1沿X轴方向往复运动；所述Y轴移动机构6设置在所述底座12上，在所述Y轴移动机构6上设置有机床夹具16，所述Y轴移动机构6用于带动所述机床夹具16沿Y轴方向往复移动；所述X轴方向与所述Y轴方向垂直。

具体的，所述待驱动部件为所述珩磨电主轴10、所述Z轴移动机构1或所述机床夹具16。

具体的，可以理解的是，在具体的应用场景中，将直线电机的输出端与待驱动部件连接即可。在直线电机的输出端上下移动的过程中，即可带动安装在其输出端的待驱动部件往复移动。

具体的，将珩磨电主轴10作为待驱动部件时，对于的移动机构为Z轴移动机构1；将Z轴移动机构1作为待驱动部件时，对于的移动机构为X轴移动机构8；将机床夹具16作为待驱动部件时，对于的移动机构为Y轴移动机构6。将直线电机作为上述X、Y、Z轴移动机构1的动力源，在往复进给的过程中，具有部件磨损小、噪音小以及及精度高等效果。该机床使用维护简单，对于高性能珩磨机床的推广有很大意义。

在一种具体实施方式中，请参见图2，还包括可拆卸连接在所述珩磨电主轴10底部的珩磨刀具3。所述珩磨电主轴10包括：主轴箱体17、定子线圈18、主轴19以及转子线圈20；所述定子线圈18固定安装在所述主轴箱体17内，所述主轴19可转动地安装在所述定子线圈18内，所述主轴19的末端固定有珩磨刀具连接盘，所述珩磨刀具连接盘用于连接珩磨刀具3，所述转子线圈20设于所述定子线圈18内且固定套装在所述主轴19外；还包括珩磨扩张机构9，所述珩磨扩张机构9用于带动所述主轴19向外扩张以珩磨待待加工工件；所述定子线圈18通电时，所述转子线圈20以及所述主轴19进行转动，以带动所述珩磨刀具3转动。

具体的，上述主轴箱体17可以是矩形箱体，也可以是其他形状的箱体。当采用矩形箱体时，更便于生产制造，也可以使得珩磨主轴19组件在机床上更易于安装。上述定子线圈18可以用于与外界电源连通，以通电而与转子线圈20相作用而通过电磁力使转子线圈20带动主轴19转动。具体的，在使用过程中，可以为定子线圈18通以交流电，以在通电时转子能够转动。定子线圈18可以通过卡套、嵌入、焊接等的方式固定在箱体内，但不限于此，定子线圈18也可以通过固定在主轴箱体17内的安装座、安装套等安装结构安装在主轴箱体17内。定子线圈18的具体安装方式不限定。主轴19可转动地安装在定子线圈18内，即主轴19能够相对于定子线圈18旋转，主轴19转动即主轴19绕自身的中轴线转动。上述主轴19刀具连接盘的设置更便于珩磨刀具3的连接，使用起来更方便。转子线圈20可以通过卡套、嵌入、焊接等的方式固定套装在主轴19外，固定的方式不限于此。

本方案提供的新型珩磨主轴19组件将主轴19与转子线圈20固定设置，当定子线圈18通电时，转子线圈20以及主轴19能够进行转动，从而能够带动珩磨刀具3转动。本方案将电机驱动的部分集成在主轴19上，集成程度更高，主轴19组件的结构更紧凑，从而使得主轴19组件的结构小巧，功能可靠，主轴19旋转很容易实现无级变速，对于珩磨机床模块化、标准化推广有很大意义。

在一种具体实施方式中，在所述底座12上设置有用于为所述珩磨电主轴10更换所述珩磨刀具3的自动换刀库11。

可以理解自动换刀库11作为本领域常规技术手段，被广泛应用于现有的数控加工中心中，用于更换加工刀具，例如，立式加工中心，卧式加工中心等。具体到本方案中，上述自动换刀库11在本方案中实现的功能式为珩磨电主轴10更换珩磨刀具3，其起到的作用和现有的数控加工中心中刀具更换库的方案相同，解决的技术问题相同，实现的技术效果相同，因此，本方案可以直接采用现有的刀具更换库以及现有的轴与刀具之间的连接关系，本方案不对此做限定。

实施例2

在上述实施例1的基础上，本实施例结合附图1对本方案做进一步详细描述，具体如下：

本实用新型实施例提供了一种复合加工的珩磨机床，具体的，该珩磨机床可以由以下结构组成：

珩磨机床由X轴移动机构8、Y轴移动机构6及Z轴移动机构1组成此珩磨机床的三个移动坐标轴。考虑到珩磨为精密与超精密加工范畴，为了提升机床位置精度，三个坐标轴同时配备了全闭环控制，即X轴光栅尺7、Y轴光栅尺5和Z轴光栅尺2。

X轴移动机构8可以是X轴直线电机滑台、Z轴移动机构1可以是Z轴直线电机滑台以及配备珩磨扩张机构9的珩磨电主轴10整体装在立柱4上。

在Z轴直线电机滑板上安装配备珩磨扩张机构9的珩磨电主轴10，实现珩磨是的高速往复进给和珩磨刀具3扩张功能。

X轴移动机构8可以是Y轴直线电机滑台，Y轴直线电机滑台安装在机床底座12上，机床夹具16安装在Y轴直线电机滑板上，也可根据需求增加夹具回转轴。

在不需要珩磨功能时，珩磨扩张功能屏蔽即实现普通加工功能。

由于配备了多工位刀库，珩磨主轴19在完成一序珩磨加工后，可通过换刀程序自动在刀库换刀位实现自动换刀，不管下道工序是珩磨还是其他普通加工工序。

此珩磨机床实用新型使珩磨机床加工功能复合化，由于各驱动轴采用直线电机技术、主轴19采用电主轴19技术，并且各轴均配备光栅尺组成全闭环控制，同时有恒温控制系统及温度补偿功能，所以此珩磨机床具备多功能，高速、高效，高精度(高的位置精度)及高稳定性的先进性，对于我国高性能复合机床的推广有很大意义。

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 (8)

1.一种复合加工的珩磨机床，包括珩磨机床本体，其特征在于，所述珩磨机床本体包括：珩磨电主轴(10)、用于带动所述珩磨电主轴(10)相对于待加工工件进行三轴移动的移动机构，以及用于检测所述移动机构移动距离的光栅尺；

所述移动机构包括：

X轴移动机构(8)，用于带动所述珩磨电主轴(10)沿X轴方向移动；

Y轴移动机构(6)，用于带动所述珩磨电主轴(10)沿Y轴方向移动；

Z轴移动机构(1)，用于带动所述珩磨电主轴(10)沿Z轴方向移动；

在所述X轴移动机构(8)上设置有用于检测所述X轴移动机构(8)移动距离的X轴光栅尺(7)；在所述Y轴移动机构(6)上设置有用于检测所述Y轴移动机构(6)移动距离的Y轴光栅尺(5)；在所述Z轴移动机构(1)上设置有用于检测所述Z轴移动机构(1)移动距离的Z轴光栅尺(2)。

2.根据权利要求1所述的复合加工的珩磨机床，其特征在于，所述X轴移动机构(8)、所述Y轴移动机构(6)、所述Z轴移动机构(1)均为采用直线电机驱动的滑台机构。

3.根据权利要求1所述的复合加工的珩磨机床，其特征在于，所述移动机构的结构包括：导轨组件(13)、直线电机定子模块(14)、直线电机动子模块(15)；所述直线电机定子模块(14)、所述导轨组件(13)均安装在所述珩磨机床本体上，所述导轨组件(13)位于所述直线电机定子模块(14)的一侧；所述直线电机动子模块(15)安装在待驱动部件上；所述直线电机定子模块(14)通电以带动所述直线电机动子模块移动，进而带动所述待驱动部件在所述导轨组件(13)上滑动。

4.根据权利要求3所述的复合加工的珩磨机床，其特征在于，还包括底座(12)、立柱(4)；所述立柱(4)固定在所述底座(12)上；

所述X轴移动机构(8)、所述Z轴移动机构(1)固定在所述立柱(4)上，所述Z轴移动机构(1)用于带动所述珩磨电主轴(10)沿竖着方向往复运动；所述X轴移动机构(8)用于带动所述Z轴移动机构(1)沿X轴方向往复运动；

所述Y轴移动机构(6)设置在所述底座(12)上，在所述Y轴移动机构(6)上设置有机床夹具(16)，所述Y轴移动机构(6)用于带动所述机床夹具(16)沿Y轴方向往复移动；所述X轴方向与所述Y轴方向垂直。

5.根据权利要求4所述的复合加工的珩磨机床，其特征在于，所述待驱动部件为所述珩磨电主轴(10)、所述Z轴移动机构(1)或所述机床夹具(16)。

6.根据权利要求5所述的复合加工的珩磨机床，其特征在于，

还包括可拆卸连接在所述珩磨电主轴(10)底部的珩磨刀具(3)。

7.根据权利要求6所述的复合加工的珩磨机床，其特征在于，所述珩磨电主轴(10)包括：主轴箱体(17)、定子线圈(18)、主轴(19)以及转子线圈(20)；

所述定子线圈(18)固定安装在所述主轴箱体(17)内，所述主轴(19)可转动地安装在所述定子线圈(18)内，所述主轴(19)的末端固定有珩磨刀具(3)连接盘，所述珩磨刀具连接盘用于连接珩磨刀具(3)，所述转子线圈(20)设于所述定子线圈(18)内且固定套装在所述主轴(19)外；

所述定子线圈(18)通电时，所述转子线圈(20)以及所述主轴(19)进行转动，以带动所述珩磨刀具(3)转动。

8.根据权利要求7所述的复合加工的珩磨机床，其特征在于，在所述底座(12)上设置有用于为所述珩磨电主轴(10)更换所述珩磨刀具(3)的自动换刀库(11)。

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