CN220839290U - 工件内外壁加工工位 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及内外壁磨削技术领域，是一种工件内外壁加工工位，包括底座、十字滑台和磨削总成，底座上侧设有安装槽，安装槽内安装有十字滑台，十字滑台上部前侧设有磨削总成，磨削总成包括固定架、连接座、第一驱动电机、第一砂轮、第二驱动电机、第二砂轮和摆动驱动机构。本实用新型的磨床结构简单轻便，通过设置摆动驱动机构，摆动驱动机构工作时可以带动转动套转动，从而使得连接座转动，最终带动第二砂轮转动至待加工工件内壁的位置，如果只需要磨削外壁，可以控制摆动驱动机构，将连接座前端向上翻转后即可，避免内壁和外壁磨削时相互影响，相对于转塔式结构的磨床，提高了磨床的响应速度和运行速度，从而提升磨削精度和磨削效率。

Description

工件内外壁加工工位

技术领域

本实用新型涉及内外壁磨削技术领域，是一种工件内外壁加工工位。

背景技术

磨削是一种受控的打磨或抛光工艺，可在零件上产生精确的光洁度。磨削操作涵盖所有需要特定尺寸和高公差的磨削应用。磨削工艺是利用砂轮工具使工件的加工表面产生相对运动，并施加压力将其从工件上去除微小的表面凸起层，此外磨削工艺还可降低工件表面粗糙度以及几何精度等。各种金属和非金属材料都能利用磨削达到理想的尺寸和精度。

利用高速旋转的砂轮等磨具加工工件表面，磨削用于加工各种工件的内外圆柱面、圆锥面和平面,以及螺纹、齿轮和花键等特殊、复杂的成形表面。由于磨粒的硬度很高,磨具具有自锐性,磨削可以用于加工各种材料，包括淬硬钢、高强度合金钢、硬质合金、玻璃、陶瓷和大理石等高硬度金属和非金属材料。磨削速度是指砂轮线速度,一般为30～35米/秒,超过45米/秒时称为高速磨削。磨削通常用于半精加工和精加工,精度可达IT8～5甚至更高，表面粗糙度一般磨削为Ra1.25～0.16微米，精密磨削为Ra0.16～0.04微米，超精密磨削为Ra0.04～0.01微米,镜面磨削可达Ra0.01微米以下。磨削的比功率（或称比能耗，即切除单位体积工件材料所消耗的能量）比一般切削大，金属切除率比一般切削小，故在磨削之前工件通常都先经过其他切削方法去除大部分加工余量，仅留0.1～1毫米或更小的磨削余量。随着缓进给磨削、高速磨削等高效率磨削的发展，已能从毛坯直接把零件磨削成形。也有用磨削作为预加工的，如磨除铸件的浇冒口、锻件的飞边和钢锭的外皮。

平面磨削有两种：用砂轮外圆表面磨削的称为周边磨削，一般使用卧轴平面磨床,如用成形砂轮也可加工各种成形面；用砂轮端面磨削的称为端面磨削，一般使用立轴平面磨床。

在外圆磨削中，工件需保持在磨床卡盘中，由砂轮旋转并慢慢靠近工件磨掉多余的金属材料，使工件表面光洁度与精准度达到所需的标准。外圆磨削经常被用来磨削由于太长或太重而无法车削的工件，但它也可用于在轴、车轴和齿轮等圆柱形部件上进行，达到精确的表面光洁度。

外圆磨削主要加工于工件表面形状，这其中包括工件平面、外圆柱面、螺纹与齿轮等轮廓。其加工出的工件可应用在对零件外观质量要求非常高的行业，例如汽车面板模具、航空航天内部传动齿轮等。

内圆磨削可对工件表面以及内部进行磨削，产生具有均匀横截面的圆柱表面。内圆磨削用于生产具有圆柱形状的零件。内圆磨削工艺主要用于精修内部功能表面。工件固定，用旋转轴轮加工工件内表面。有时可以通过旋转工件来进行磨削。与外圆磨削类似，磨削方法包括锥度和端面磨削。内圆磨削工艺主要选择耐磨的磨粒类型。

内圆磨削是磨削过程中非常常见的加工。内圆磨削可以加工机床零件上的通孔、盲孔、台阶孔等。因其特殊的加工方式，它非常适用于加工工件内部。加工的尺寸精度通常达到公差等级IT6-IT7。

公告号为CN211890122U的专利文献公开了一种用于磨削工件平面的平面磨床，所述用于磨削工件平面的平面磨床包括：

平面磨床，所述平面磨床上方罩有罩子，且所述平面磨床上表面后方固定有支板，所述支板左侧固定有圆环，所述圆环内转动连接有转杆，所述转杆末端焊接有固定环，所述固定环内固定有风枪；所述罩子左右两侧均开有通孔，所述通孔内均滑入有滑杆，所述滑杆内端均伸入罩子内部，且所述滑杆内端均固定有内外排布的刮板和刷板，所述平面磨床上表面左右方均开有通口，且所述平面磨床内壁顶部固定有灰斗，所述平面磨床内壁底部嵌入有灰盒，所述灰斗下端嵌入灰盒内。

上述用于磨削工件平面的平面磨床在使用程中，虽然有效防止工件磨削时产生的屑末到处飞溅，保证平面磨床外部环境清洁，可将工件磨削时产生的屑末及时吹走，有利于工件表面磨削更平整，便于对平面磨床表面进行清扫，但是其无法在同一工位上实现内壁和外壁的加工，在更换工位时会出现装夹误差，同时还增加了装夹步骤和加工时间，降低了磨削效率。

公开号为CN103612170A的专利文献公开了一种立柱纵向移动平面磨床，包括前工作台、与前工作台平行设置的后床身，所述的后床身上设有纵向导轨和纵向驱动机构，纵向导轨上设有立柱，立柱上安装有拖板，拖板上设有磨头架；前工作台为固定式结构，磨头架连同拖板的磨削工作点位于前工作台上方；所述的前工作台上设有安装夹具的工作台面，工作台面上安装电磁吸盘，电磁吸盘和工作台面之间设有若干件等高撑垫，等高撑垫以点面接触形式使电磁吸盘与工作台面之间具有空间。

虽然立柱纵向移动平面磨床具有以下优点：被磨削产品和工作台面为固定不动部件，无需动力损耗，适合大型或重量较大工件的磨削加工；对长度较大产品的磨削能完全实现自动误差修正；电磁吸盘和工作台面之间的等高撑垫设计，避免了电磁吸盘发热给工件带来的加工误差。但是砂轮盘和砂轮轴在竖直轴线上移动，重心较高，影响加工精度，降低磨床的稳定性，而且该磨床无法在同一工位上实现内壁和外壁的加工。

公告号为CN201645273U的专利文献公开了一种电脑数值控制双主轴粗精磨平面磨床，包含一台机体、一个第一研磨单元及一个第二研磨单元。该机体具有一个基座、设置在该基座且用于载置工件的一个平台，及设置在该基座上且沿一Z轴方向延伸的一支立柱。该第一研磨单元沿该Z轴方向与该立柱滑合，并具有用于研磨工件的一个第一砂轮。该第二研磨单元沿一Y轴方向与该第一研磨单元滑合且与该第一研磨单元沿该Z轴方向并邻，并具有颗粒大小不同于该第一砂轮且用于研磨工件的一个第二砂轮。该第二砂轮是在邻近该立柱的一待磨位置，及远离该立柱的一磨削位置间位移。

虽然上述电脑数值控制双主轴粗精磨平面磨床，能够独立运作的第一、第二砂轮，进而以磨削量大的粗磨加工，提升磨削效率，及以表面精光的精磨加工，兼具提升加工精度的功效，但是第一砂轮和第二砂轮在磨削内壁和外壁时通过Z轴伺服马达调节间距时间长，磨削效率低，而且第一轴座和第二轴座的设置不便于内壁的磨削作业。而且上述第一研磨单元和第二研磨单元并列设置在床身上侧，增大的床身的外形尺寸，从而增大了安装和运输的难度。

发明内容

本实用新型提供了一种工件内外壁加工工位，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有内外圆磨床存在内外壁磨削工艺并列设置导致磨床外形尺寸大、安装运输困难以及定位精度低的问题。

本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种工件内外壁加工工位，包括底座、十字滑台和磨削总成，底座上侧设有安装槽，安装槽内安装有十字滑台，十字滑台上部前侧设有磨削总成，磨削总成包括固定架、连接座、第一驱动电机、第一砂轮、第二驱动电机、第二砂轮和摆动驱动机构，固定架后侧与十字滑台上部前侧固定安装在一起，固定架下部右侧固定安装有第一驱动电机，第一驱动电机的输出轴左端外侧固定安装有第一砂轮，固定架上部转动安装有左右向的转动套，对应第一驱动电机上方位置的固定架右侧固定安装有摆动驱动机构，摆动驱动机构的输出轴左部外侧和转动套内侧固定安装在一起，转动套中部外侧和连接座后侧固定安装在一起，连接座前部安装有第二驱动电机，第二驱动电机的输出轴左端外侧固定安装有外径小于第一砂轮的第二砂轮。

下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：

上述磨削总成还可包括定位气缸和铰接座，对应转动套后方位置的十字滑台上侧铰接安装有定位气缸，对应转动套前方位置的连接座后部上侧固定安装有铰接座，定位气缸的活塞杆前端与铰接座铰接安装在一起。

上述定位气缸的活塞杆前端可设有调节螺孔，调节螺孔内螺接有前部和铰接座铰接安装在一起的调节连杆，对应定位气缸的活塞杆前方位置的调节螺杆后部外侧螺接有调节螺母。

上述对应调节连杆位置的转动套上部外侧可设有前后贯通且开口向上的弧形防撞槽。

上述固定架上侧可固定安装有罩设于定位气缸外侧的防尘罩，十字滑台下部左右两侧以及下部前后两侧均安装有风琴防护罩，对应十字滑台前方位置的底座外侧设有与安装槽连通的排屑孔。

上述摆动驱动机构可包括摆动电机和直角行星减速器，固定架上部右侧固定安装有摆动电机，摆动电机的输出轴前端和直角行星减速器的输入轴传动连接在一起，直角行星减速器的输出轴左端外侧与转动套内侧固定安装在一起。

上述还可包括循环泵和控制单元，对应安装槽下方位置的底座下部内侧设有开口向后的凵字形冷却通道，冷却通道的两端均延伸至底座后侧，冷却通道的第一端固定连通有进水管，冷却通道的第二端和循环泵的进水口固定连通，循环泵的出水口固定连通有出水管，对应冷却通道前方位置的底座前部下侧左右间隔设有两个固定孔，每个固定孔内均密封固定安装有温度传感器，每个温度传感器均与控制单元连接，控制单元分别和第一驱动电机、第二驱动电机、定位气缸、十字滑台、摆动电机和循环泵连接。

本实用新型的磨床结构简单轻便，通过设置摆动驱动机构，摆动驱动机构工作时可以带动转动套转动，从而使得连接座转动，最终带动第二砂轮转动至待加工工件内壁的位置，如果只需要磨削外壁，可以控制摆动驱动机构，将连接座前端向上翻转后即可，避免内壁和外壁磨削时相互影响，相对于转塔式结构的磨床，提高了磨床的响应速度和运行速度，从而提升磨削精度和磨削效率。

附图说明

附图1为实施例一的主视结构示意图。

附图2为实施例一的俯视结构示意图。

附图3为实施例一的立体视结构示意图。

附图4为实施例五的立体结构示意图。

附图5为实施例七中底座的俯视剖视结构示意图。

附图6为实施例七的电路框图。

附图中的编码分别为：1为底座，2为十字滑台，3为固定架，4为连接座，5为第一驱动电机，6为第一砂轮，7为第二驱动电机，8为第二砂轮，9为转动套，10为定位气缸，11为铰接座，12为调节连杆，13为调节螺母，14为防撞槽，15为风琴防护罩，16为排屑孔，17为摆动电机，18为直角行星减速器，19为冷却通道，20为进水管，21为循环泵，22为出水管，23为固定孔。

具体实施方式

本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：

实施例一：如附图1、2、3所示，该工件内外壁加工工位包括底座1、十字滑台2和磨削总成，底座1上侧设有安装槽，安装槽内安装有十字滑台2，十字滑台2上部前侧设有磨削总成，磨削总成包括固定架3、连接座4、第一驱动电机5、第一砂轮6、第二驱动电机7、第二砂轮8和摆动驱动机构，固定架3后侧与十字滑台2上部前侧固定安装在一起，固定架3下部右侧固定安装有第一驱动电机5，第一驱动电机5的输出轴左端外侧固定安装有第一砂轮6，固定架3上部转动安装有左右向的转动套9，对应第一驱动电机5上方位置的固定架3右侧固定安装有摆动驱动机构，摆动驱动机构的输出轴左部外侧和转动套9内侧固定安装在一起，转动套9中部外侧和连接座4后侧固定安装在一起，连接座4前部安装有第二驱动电机7，第二驱动电机7的输出轴左端外侧固定安装有外径小于第一砂轮6的第二砂轮8。

根据需求，第一驱动电机5和第二驱动电机7均为现有公知的电主轴或者伺服电机，十字滑台2为现有公知技术，如XY直线电机运动平台或者公告号为CN211266731U的双轴直线电机模组平台。这样使得磨床更加紧凑，能够满足长期精度保持和高速加工运行的要求。

在使用过程中，将待加工工件通过现有公知的夹具进行固定，如通过台钳将待加工工件固定在底座1上方，当需要磨削待加工工件外壁时，摆动驱动机构驱动连接座4前部向上摆动，使得第二砂轮8位于第一砂轮6上方，然后十字滑台2动作后使得第一砂轮6向前靠近待加工工件外壁，第一驱动电机5运行同时十字滑台2带动固定架3左右移动即可使得第一砂轮6对待加工工件外壁进行磨削作业；

当需要磨削待加工工件内壁时，摆动驱动机构驱动连接座4前部向下摆动，使得第二砂轮8位于第一砂轮6前方，然后十字滑台2动作后使得第二砂轮8靠近待加工工件内壁，第二驱动电机7运行同时十字滑台2带动固定架3左右移动即可使得第二砂轮8对待加工工件内壁进行磨削作业。

如果需要对待加工工件磨削圆柱面时，则将待加工工件安装在现有公知的工件头架上，如直驱式工件头架，这样直驱式工件头架可以驱动待加工工件进行旋转，当需要磨削待加工工件外圆时，摆动驱动机构驱动连接座4前部向上摆动，使得第二砂轮8位于第一砂轮6上方，然后十字滑台2动作后使得第一砂轮6向前靠近待加工工件外壁，第一驱动电机5运行带动第一砂轮6转动，同时十字滑台2带动固定架3左右移动，工件头架带动待加工工件进行旋转，即可使得第一砂轮6对待加工工件外圆进行磨削作业；

当需要磨削待加工工件内孔时，摆动驱动机构驱动连接座4前部向下摆动，使得第二砂轮8位于第一砂轮6前方，然后十字滑台2动作后使得第二砂轮8靠近待加工工件内孔，第二驱动电机7运行带动第二砂轮8转动，同时十字滑台2带动固定架3左右移动，工件头架带动待加工工件进行旋转，即可使得第二砂轮8对待加工工件内孔进行磨削作业。

通过设置摆动驱动机构，摆动驱动机构工作时可以带动转动套9转动，从而使得连接座4转动，最终带动第二砂轮8转动至待加工工件内壁的位置，如果只需要磨削外壁，可以控制摆动驱动机构，将连接座4前端向上翻转后即可，能够避免内壁和外壁磨削时相互影响，相对于转塔式结构的磨床，本实用新型的磨床结构简单轻便，提高了磨床的响应速度和运行速度，从而提升磨削精度和磨削效率。

可根据实际需要，对上述工件内外壁加工工位作进一步优化或/和改进：

实施例二：作为上述实施例的优化，如附图1、2、3所示，磨削总成还包括定位气缸10和铰接座11，对应转动套9后方位置的十字滑台2上侧铰接安装有定位气缸10，对应转动套9前方位置的连接座4后部上侧固定安装有铰接座11，定位气缸10的活塞杆前端与铰接座11铰接安装在一起。

根据需求，定位气缸10为现有公知技术。如SCL-B系列的气缸。在使用过程中，通过设置定位气缸10，摆动驱动机构工作时可以带动转动套9转动，从而使得固定架3转动，最终带动第二砂轮8转动至待加工工件内孔的位置，定位气缸10可以对固定架3起到固定作用，第二砂轮8先通过升降电机平稳快速运行到位，然后通过定位气缸10固定锁死，避免升降电机单独运行时存在的振荡现象或者定位气缸10单独运行时存在的冲击现象，从而提升待加工零件内壁的加工精度。

实施例三：作为上述实施例的优化，如附图2、3所示，定位气缸10的活塞杆前端设有调节螺孔，调节螺孔内螺接有前部和铰接座11铰接安装在一起的调节连杆12，对应定位气缸10的活塞杆前方位置的调节螺杆后部外侧螺接有调节螺母13。在使用过程中，通过设置调节螺母13，能够根据转动套9的转动角度调节定位气缸10的伸出长度，从而适用于不同规格内壁的磨削。

实施例四：作为上述实施例的优化，如附图2、3所示，对应调节连杆12位置的转动套9上部外侧设有前后贯通且开口向上的弧形防撞槽14。在使用过程中，通过设置防撞槽14，即能够避免定位气缸10的活塞杆和调节连杆12在伸缩时与转动套9外侧发生碰撞现象。

实施例五：作为上述实施例的优化，如附图1、2、3、4所示，固定架3上侧固定安装有罩设于定位气缸10外侧的防尘罩，十字滑台2下部左右两侧以及下部前后两侧均安装有风琴防护罩15，对应十字滑台2前方位置的底座1外侧设有与安装槽连通的排屑孔16。

根据需求，防尘罩和风琴防护罩15均为现有公知技术，第一砂轮6后部外侧设有防护罩。在使用过程中，通过这样的设置，能够避免在磨削过程中磨屑进入定位气缸10和十字滑台2内部影响正常动作，能够降低故障率，排屑孔16的设置，便于及时将磨屑排出。

实施例六：作为上述实施例的优化，如附图1、2、3、4所示，摆动驱动机构包括摆动电机17和直角行星减速器18，固定架3上部右侧固定安装有摆动电机17，摆动电机17的输出轴前端和直角行星减速器18的输入轴传动连接在一起，直角行星减速器18的输出轴左端外侧与转动套9内侧固定安装在一起。根据需求，摆动电机17为现有公知技术，如由型号为S08-AM3系列的伺服电机，直角行星减速器18为现有公知技术，如ZPGH斜齿直角精密行星减速机，在使用过程中，通过这样的设置，能够使得磨床的结构更加紧凑。

实施例七：作为上述实施例的优化，如附图5、6所示，还包括循环泵21和控制单元，对应安装槽下方位置的底座1下部内侧设有开口向后的凵字形冷却通道19，冷却通道19的两端均延伸至底座1后侧，冷却通道19的第一端固定连通有进水管20，冷却通道19的第二端和循环泵21的进水口固定连通，循环泵21的出水口固定连通有出水管22，对应冷却通道19前方位置的底座1前部下侧左右间隔设有两个固定孔23，每个固定孔23内均密封固定安装有温度传感器，每个温度传感器均与控制单元连接，控制单元分别和第一驱动电机5、第二驱动电机7、定位气缸10、十字滑台2、摆动电机17和循环泵21连接。

根据需求，温度传感器为现有公知技术，如型号为MBT 3260-0100-250-120的温度传感器，温度传感器和固定孔23的数量均为两个，控制单元为现有公知的630TA数控系统。使用时，将进水管20和出水管22与冷却水管线连接，这样可以对底座1起到冷却作用，提升底座1的热稳定性，从而提升零件的加工精度。

以上技术特征构成了本实用新型的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (9)

1.一种工件内外壁加工工位，其特征在于包括底座、十字滑台和磨削总成，底座上侧设有安装槽，安装槽内安装有十字滑台，十字滑台上部前侧设有磨削总成，磨削总成包括固定架、连接座、第一驱动电机、第一砂轮、第二驱动电机、第二砂轮和摆动驱动机构，固定架后侧与十字滑台上部前侧固定安装在一起，固定架下部右侧固定安装有第一驱动电机，第一驱动电机的输出轴左端外侧固定安装有第一砂轮，固定架上部转动安装有左右向的转动套，对应第一驱动电机上方位置的固定架右侧固定安装有摆动驱动机构，摆动驱动机构的输出轴左部外侧和转动套内侧固定安装在一起，转动套中部外侧和连接座后侧固定安装在一起，连接座前部安装有第二驱动电机，第二驱动电机的输出轴左端外侧固定安装有外径小于第一砂轮的第二砂轮。

2.根据权利要求1所述的工件内外壁加工工位，其特征在于磨削总成还包括定位气缸和铰接座，对应转动套后方位置的十字滑台上侧铰接安装有定位气缸，对应转动套前方位置的连接座后部上侧固定安装有铰接座，定位气缸的活塞杆前端与铰接座铰接安装在一起。

3.根据权利要求2所述的工件内外壁加工工位，其特征在于定位气缸的活塞杆前端设有调节螺孔，调节螺孔内螺接有前部和铰接座铰接安装在一起的调节连杆，对应定位气缸的活塞杆前方位置的调节螺杆后部外侧螺接有调节螺母。

4.根据权利要求3所述的工件内外壁加工工位，其特征在于对应调节连杆位置的转动套上部外侧设有前后贯通且开口向上的弧形防撞槽。

5.根据权利要求2或3或4所述的工件内外壁加工工位，其特征在于固定架上侧固定安装有罩设于定位气缸外侧的防尘罩，十字滑台下部左右两侧以及下部前后两侧均安装有风琴防护罩，对应十字滑台前方位置的底座外侧设有与安装槽连通的排屑孔。

6.根据权利要求1或2或3所述的工件内外壁加工工位，其特征在于摆动驱动机构包括摆动电机和直角行星减速器，固定架上部右侧固定安装有摆动电机，摆动电机的输出轴前端和直角行星减速器的输入轴传动连接在一起，直角行星减速器的输出轴左端外侧与转动套内侧固定安装在一起。

7.根据权利要求5所述的工件内外壁加工工位，其特征在于摆动驱动机构包括摆动电机和直角行星减速器，固定架上部右侧固定安装有摆动电机，摆动电机的输出轴前端和直角行星减速器的输入轴传动连接在一起，直角行星减速器的输出轴左端外侧与转动套内侧固定安装在一起。

8.根据权利要求6或所述的工件内外壁加工工位，其特征在于还包括循环泵和控制单元，对应安装槽下方位置的底座下部内侧设有开口向后的凵字形冷却通道，冷却通道的两端均延伸至底座后侧，冷却通道的第一端固定连通有进水管，冷却通道的第二端和循环泵的进水口固定连通，循环泵的出水口固定连通有出水管，对应冷却通道前方位置的底座前部下侧左右间隔设有两个固定孔，每个固定孔内均密封固定安装有温度传感器，每个温度传感器均与控制单元连接，控制单元分别和第一驱动电机、第二驱动电机、定位气缸、十字滑台、摆动电机和循环泵连接。

9.根据权利要求7所述的工件内外壁加工工位，其特征在于还包括循环泵和控制单元，对应安装槽下方位置的底座下部内侧设有开口向后的凵字形冷却通道，冷却通道的两端均延伸至底座后侧，冷却通道的第一端固定连通有进水管，冷却通道的第二端和循环泵的进水口固定连通，循环泵的出水口固定连通有出水管，对应冷却通道前方位置的底座前部下侧左右间隔设有两个固定孔，每个固定孔内均密封固定安装有温度传感器，每个温度传感器均与控制单元连接，控制单元分别和第一驱动电机、第二驱动电机、定位气缸、十字滑台、摆动电机和循环泵连接。