專利名稱：高精度數(shù)控成形平面磨床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)床制造領(lǐng)域，尤其是一種高精度數(shù)控成形平面 磨床。 背景技術(shù)：
現(xiàn)有的同類產(chǎn)品中都是利用一個(gè)砂輪磨削軸Z軸高速旋轉(zhuǎn)，工件 通過X、 Y兩軸相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行磨削，其技術(shù)主要表現(xiàn)為Z軸磨削砂輪高速旋轉(zhuǎn)，可以在Z軸 立柱上進(jìn)行手動(dòng)或數(shù)控上下運(yùn)動(dòng)，工件附著或裝夾在有X、 Y兩軸方向皆可運(yùn)動(dòng)的工作滑臺(tái) 上，目前所知手動(dòng)或數(shù)控平面磨床最多只有Y與Z軸進(jìn)行數(shù)控進(jìn)給，X軸工作臺(tái)一般利用齒 輪、齒條或鋼絲或油缸進(jìn)行往返運(yùn)動(dòng)，這種結(jié)構(gòu)的X軸方向的運(yùn)動(dòng)只能是大范圍的尺寸控 制，例如l-5mm，無法達(dá)到0. lmm或無法達(dá)到2咖。并且只能作簡(jiǎn)單的往返運(yùn)動(dòng)，無法與Z軸 形成聯(lián)動(dòng)，即使是Z軸單獨(dú)可以數(shù)控進(jìn)行嚴(yán)格的幾何尺寸運(yùn)動(dòng)，但這樣的話，因?yàn)閄軸無數(shù) 控進(jìn)行嚴(yán)格的幾何尺寸運(yùn)動(dòng)作為配合，X軸的簡(jiǎn)單的往返運(yùn)動(dòng)會(huì)使Z軸的數(shù)控失去了數(shù)控 磨削的意義，這種X軸在不受嚴(yán)格幾何尺寸所控制的磨削加工方案中，只能使工件在X軸工 作方向上形成相對(duì)的平面加工，無法在X軸方向上形成臺(tái)階或曲線上進(jìn)行磨削成形。然而 有許多機(jī)械零部件或工件需從X、Y、Z三個(gè)空間方向上都嚴(yán)格控制幾何或輪廓尺寸，如圖1， 采用現(xiàn)有機(jī)床進(jìn)行磨削，A面可完成工作需求，如果想完成B面的加工要求，并且對(duì)R角也 進(jìn)行磨削，并且需控制嚴(yán)格的尺寸精度，那么只有以下情況 情況1 :此工件長(zhǎng)度在機(jī)床Y軸控制范圍里需進(jìn)行分解磨削，即B面為一種砂輪磨 削，R角用一種砂輪磨削。 情況2 :此工件長(zhǎng)度超出機(jī)床Y軸范圍外，則無法對(duì)此工件B面進(jìn)行磨削，R角亦無 法進(jìn)行磨削。 情況3 :如果想完成同時(shí)對(duì)A、 B、 C、 D、 R角的幾何尺寸精密磨削加工，目前現(xiàn)有機(jī) 床則無法完成。 對(duì)于圖2這種多面組合型的工件在社會(huì)上經(jīng)常有需求，目前的加工工藝只能是銑 削、磨削、電火花或拉削再加手工拋光等多種工藝綜合處理。無法在一種機(jī)床或一種磨削工 藝上完成，特別是這些組合面又必須需要一定的光潔度，如2um的情況下，目前即使是綜合 加工工藝也難以達(dá)到加工技術(shù)要求。 如果是圓形工件并存在端面出現(xiàn)圓弧組合的情況下，如圖3所示，基本上目前的 平面成形磨床則無法對(duì)其中任何一曲面進(jìn)行磨削，更不能滿足嚴(yán)格的幾何尺寸、對(duì)稱度、光 潔度等技術(shù)，此類產(chǎn)品如汽車輪端蓋的模具等。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是要解決現(xiàn)有普通數(shù)控磨床不能加工多曲 面、多斜面、圓弧組合面等各種異形組合面的問題，提供一種高精度數(shù)控成形平面磨床。 本實(shí)用新型的具體方案是針對(duì)普通數(shù)控磨床進(jìn)行改進(jìn)，特別是引入了 X軸的數(shù) 控機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型包括有床身，床身的一側(cè)設(shè)有立柱及數(shù)控系統(tǒng)，在床身上安裝有X軸和 Y軸工作臺(tái)，Y軸工作臺(tái)通過數(shù)控傳動(dòng)裝置裝于床身上，且在立柱上安裝有Z軸數(shù)控裝置，與 Z軸數(shù)控裝置連接裝有砂輪主軸，其特征是所述X軸工作臺(tái)與Y軸工作臺(tái)采用數(shù)控傳動(dòng)方 式連接，即X軸工作臺(tái)與Y軸工作臺(tái)間采用X軸方向的導(dǎo)軌導(dǎo)向結(jié)構(gòu)連接，并采用精密絲桿 及伺服電機(jī)傳動(dòng)連接X軸工作臺(tái)，所述伺服電機(jī)受控連接數(shù)控系統(tǒng)。
3[0010] 為了實(shí)現(xiàn)對(duì)圓弧組合面的精密加工，本實(shí)用新型還可在x軸工作臺(tái)上安裝有一套
c軸數(shù)控旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)，它包括有一臺(tái)高精度分度頭及驅(qū)動(dòng)高精度分度頭的伺服電機(jī)，該伺服
電機(jī)受控連接數(shù)控系統(tǒng)。 為了保證在機(jī)床出現(xiàn)異常情況下可以手工操作，本實(shí)用新型在X、Y、Z三軸數(shù)控傳
動(dòng)裝置中，每根傳動(dòng)絲桿的一端部或側(cè)面安裝有一組手動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn) 1.因?yàn)閄軸的數(shù)字化控制，可達(dá)到臺(tái)階、曲面、平面、垂直面的一次磨削完成(如加 工圖2工件)，并且能減少定位誤差。其加工原理參見圖4，此組合面工件在本實(shí)用新型中 可用一個(gè)砂輪基本磨削成功，僅a點(diǎn)與b點(diǎn)直角需組合加工，如果a、b兩點(diǎn)為圓弧過渡或避 空，則本實(shí)用新型可一次精確成型。 2.因?yàn)閤軸的數(shù)字化控制，使現(xiàn)有技術(shù)磨床加工不了的復(fù)合面精度達(dá)到2um尺寸 精度。 3.因?yàn)樵黾恿?c軸的數(shù)控工作臺(tái)，使現(xiàn)有技術(shù)磨床加工不了的環(huán)狀多曲面工件得 以達(dá)到2um尺寸加工精度，使許多需用大型或?qū)Ｓ脵C(jī)床分步加工才可得到的零部件在使用 本實(shí)用新型后得到最快捷，最精確的精度加工控制，并且大幅度地降低加工成本。
(四)
圖1是多曲面、多斜面工件的立體示意圖； 圖2是異形組合面工件的立體示意圖； 圖3是圓弧組合環(huán)形工件的立體示意圖； 圖4是異形組合面工件加工原理圖； 圖5是本實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)立體示意圖； 圖6是X軸及C軸數(shù)控傳動(dòng)結(jié)構(gòu)立體示意圖。 圖中l(wèi)-床身，2-Y軸數(shù)控工作臺(tái)，3-X軸數(shù)控工作臺(tái)，4-圓弧組合環(huán)形工件，5-砂 輪，6-砂輪主軸，7-立柱，8-Z軸數(shù)控裝置，9-C軸數(shù)控旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)，10-數(shù)控系統(tǒng)，11-高精 度分度頭，12-伺服電機(jī)，13-導(dǎo)軌，14-聯(lián)軸器，15-伺服電機(jī)，16-滑塊，17-固定座，18-精 密絲桿，19-驅(qū)動(dòng)螺母。
具體實(shí)施方式
參見圖5，本實(shí)用新型具有普通數(shù)控磨床的基本結(jié)構(gòu)，它具有床身l，床身1的一側(cè) 裝有立柱7及數(shù)控系統(tǒng)10，立柱7中安裝有Z軸數(shù)控裝置8，與Z軸數(shù)控裝置8連接裝有砂 輪主軸6及砂輪5，且在床身1上安裝有Y軸數(shù)控工作臺(tái)2，特別是在本實(shí)用新型Y軸數(shù)控 工作臺(tái)上安裝有X軸數(shù)控工作臺(tái)3， X軸數(shù)控工作臺(tái)3上還加裝有C軸數(shù)控旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)9。 其中X軸數(shù)控工作臺(tái)中的數(shù)控傳動(dòng)裝置參見圖6，包括有一精密絲桿18及驅(qū)動(dòng)螺母19 (該 螺母19與X軸工作臺(tái)連接)，精密絲桿18兩端通過兩固定座17安裝在Y軸工作臺(tái)上，精密 絲桿18的右端通過聯(lián)軸器14與伺服電機(jī)15聯(lián)接。在精密絲桿18的兩側(cè)布置有兩條導(dǎo)軌 13，兩導(dǎo)軌13上安裝有四個(gè)滑塊16與X軸工作臺(tái)連接。所述的C軸數(shù)控旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)包括 有一個(gè)高精度分度頭11和一個(gè)伺服電機(jī)12組成(參見圖6)。 本實(shí)施例中為了保證在機(jī)床出現(xiàn)異常情況下可以手工操作，可以在X、Y、Z三軸數(shù)
4控傳動(dòng)裝置中，每根傳動(dòng)絲桿的一端部或側(cè)面安裝有一組手動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(如加裝一組傳動(dòng) 齒輪傳動(dòng)絲桿，并外配手輪)。 上述構(gòu)成的高精度數(shù)控成形平面磨床，特別適合于加工圓弧組合工件，如圖5，將 圓弧組合環(huán)形工作臺(tái)4安裝在C軸數(shù)控旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)9上即可進(jìn)行高精度研磨加工。當(dāng)進(jìn)行 如圖1、圖2等組合面工件進(jìn)行加工時(shí)，可取下C軸數(shù)控旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)9，而將工件直接安放在 X軸工作臺(tái)上即可實(shí)現(xiàn)高精度加工。
權(quán)利要求高精度數(shù)控成形平面磨床，具有床身，床身的一側(cè)設(shè)有立柱及數(shù)控系統(tǒng)，在床身上安裝有X軸和Y軸工作臺(tái)，Y軸工作臺(tái)通過數(shù)控傳動(dòng)裝置裝于床身上，且在立柱上安裝有Z軸數(shù)控裝置，與Z軸數(shù)控裝置連接裝有砂輪主軸，其特征是所述X軸工作臺(tái)與Y軸工作臺(tái)采用數(shù)控傳動(dòng)方式連接，即X軸工作臺(tái)與Y軸工作臺(tái)間采用X軸方向的導(dǎo)軌導(dǎo)向結(jié)構(gòu)連接，并采用精密絲桿及伺服電機(jī)傳動(dòng)連接X軸工作臺(tái)，所述伺服電機(jī)受控連接數(shù)控系統(tǒng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度數(shù)控成形平面磨床，其特征是在X軸工作臺(tái)上安裝 有一套C軸數(shù)控旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)，它包括有一臺(tái)高精度分度頭及驅(qū)動(dòng)高精度分度頭的伺服電 機(jī)，該伺服電機(jī)受控連接數(shù)控系統(tǒng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度數(shù)控成形平面磨床，其特征是在X、 Y、 Z三軸數(shù)控傳 動(dòng)裝置中，每根傳動(dòng)絲桿的一端部或側(cè)面安裝有一組手動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及機(jī)床制造領(lǐng)域，是一種高精度數(shù)控成形平面磨床，它具有床身，床身的一側(cè)設(shè)有立柱及數(shù)控系統(tǒng)，在床身上安裝有X軸和Y軸工作臺(tái)，Y軸工作臺(tái)通過數(shù)控傳動(dòng)裝置裝于床身上，且在立柱上安裝有Z軸數(shù)控裝置，與Z軸數(shù)控裝置連接裝有砂輪主軸，特別是所述X軸工作臺(tái)與Y軸工作臺(tái)采用數(shù)控傳動(dòng)方式連接，即X軸工作臺(tái)與Y軸工作臺(tái)間采用X軸方向的導(dǎo)軌導(dǎo)向結(jié)構(gòu)連接，并采用精密絲桿及伺服電機(jī)傳動(dòng)連接X軸工作臺(tái)，伺服電機(jī)受控連接數(shù)控系統(tǒng)；本實(shí)用新型解決了普通數(shù)控磨床無法完成階梯異形組合面、多曲面、多斜面、圓弧組合面等特殊工件加工的問題，可廣泛應(yīng)用于模具制造業(yè)、IT制造業(yè)、工具制造業(yè)、航空航天工業(yè)、汽車工業(yè)等各個(gè)機(jī)械加工領(lǐng)域。
文檔編號(hào)B24B7/02GK201493724SQ20092022781
公開日2010年6月2日 申請(qǐng)日期2009年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月1日
發(fā)明者陳海蛟 申請(qǐng)人:陳海蛟