專利名稱：砂輪下位磨削法自動上下料五軸聯動數控工具磨床的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種砂輪下位磨削法自動上下料五軸聯動數控工具磨床，適用于復雜 金屬切削刀具的全自動、高效、高精度數控磨削加工，屬于數控加工技術及裝備技術領域。
背景技術：
金屬切削刀具的磨削加工主要采用普通萬能工具磨床和數控工具磨床?，F在國內 外的這些普通萬能工具磨床和數控工具磨床產品在運動軸結構布局上都是采用砂輪主軸 位于工件主軸的上方位置或側面位置的機械結構，在磨削加工刀具時，都是砂輪從工件的 上方或側面進刀，并在工件的上方或側面進行磨削，我們稱這種磨削方法為砂輪上位或砂 輪側位磨削法。采用砂輪上位或砂輪側位磨削法的工具磨床一般需要將砂輪主軸布置在一 個具有上下移動機構的立柱上，由于砂輪主軸體積大、重量大，為了保證機床的強度、剛性 和穩(wěn)定性，必須采用大質量的床身和立柱，這就導致機床體積大、重量大、機床重心偏高、加 工難度大、成本高。高效率、全自動化是現代工具磨床的必然發(fā)展趨勢，為此數控工具磨床 必須具備工件自動上下料功能。采用砂輪上位或砂輪側位磨削法的工具磨床除了上述結構 缺點外，因為龐大的立柱結構“礙事”，在機床原來操作空間內，很難配置工件自動上下料裝 置，而且也很難借用機床原有的各運動軸來實現上下料運動，因此一般的處理方法是在原 機床的側面加裝單獨具有足夠自由度的機械手來實現自動上下料功能，這一方面使機床體 積和占地面積變得很龐大，另一方面因為不能借用機床原有運動軸實現上下料運動，使機 床運動結構復雜、成本增加。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題在于提供一種砂輪下位磨削法自動上下料五軸聯動數 控工具磨床，該工具磨床能在原有操作空間內配置自動上下料裝置，結構緊湊、體積小。為了解決上述問題，本發(fā)明提供的砂輪下位磨削法自動上下料五軸聯動數控工具 磨床，包括床身、砂輪部件、工件夾具和自動上下料部件，以及X軸部件、Y軸部件、Z軸部件 三個直線運動部件，和繞Y軸方向旋轉的B軸部件、繞Z軸方向旋轉的C軸部件，所述X軸 部件、所述C軸部件和所述自動上下料部件安裝在所述床身上，所述Y軸部件安裝在所述X 軸部件上，所述ζ軸部件安裝在所述Y軸部件上，所述B軸部件安裝在所述Z軸部件上，所 述工件夾具安裝在所述B軸部件上，所述砂輪部件安裝在所述C軸部件上。優(yōu)選地，所述工件自動上下料部件通過上下料支架安裝在床身上，位于砂輪部件 上方部位。優(yōu)選地，所述X軸部件包括X軸直線導軌，所述X軸直線導軌連裝有X軸滑板，X軸 電機驅動X軸滾珠絲桿，帶動所述X軸滑板沿所述X軸直線導軌做X向移動。進一步地，所述Y軸部件包括Y軸直線導軌，所述Y軸直線導軌設在所述X軸滑板 上，所述Y軸直線導軌上連裝有Y軸滑板，Y軸電機驅動Y軸滾珠絲桿，帶動所述Y軸滑板 沿所述Y軸直線導軌做Y向移動。
進一步地，所述Y軸滑板上還連裝有立柱，所述Z軸部件包括Z軸直線導軌，所述 Z軸直線導軌設在所述立柱上，所述Z軸直線導軌上連裝有Z軸滑板，Z軸電機驅動Z軸滾 珠絲桿，帶動所述Z軸滑板沿所述Z軸直線導軌做Z向移動。進一步地，所述B軸部件包括B軸主軸，所述B軸主軸連裝在所述Z軸滑板上，B軸 電機連裝帶動所述B軸主軸旋轉的蝸輪蝸桿。進一步地，所述C軸部件包括C軸主軸，所述C軸主軸裝在所述床身上，C軸電機 連裝帶動所述C軸主軸旋轉的蝸輪蝸桿。優(yōu)選地，所述砂輪部件包括砂輪主軸、裝在所述砂輪主軸上的砂輪，所述砂輪位于 所述工件夾具下方。本發(fā)明的砂輪下位磨削法自動上下料五軸聯動數控工具磨床，對傳統的采用砂輪 上位或砂輪側位磨削法的工具磨床的機床運動結構軸布局結構重新進行分析，改變了其布 局結構，以便在機床原有空間內增加工件自動上下料裝置配置，并盡可能借用機床原有運 動軸實現上下料運動，為一種結構緊湊、自動上下料裝置成本低、行程短、效率高的全自動 數控工具磨床，同時，改變機床結構后的全自動數控工具磨床還要具有操作方便、機床重心 低、剛性好、體積小、成本低的優(yōu)良性能。


圖1為本發(fā)明砂輪下位磨削法自動上下料五軸聯動數控工具磨床的立體結構示 意圖。圖2為本發(fā)明砂輪下位磨削法自動上下料五軸聯動數控工具磨床的主視圖。圖3為圖2的左視圖。圖4為圖2的俯視圖。
具體實施例方式以下結合附圖對本發(fā)明做具體說明。如圖1所示，本發(fā)明提供的砂輪下位磨削法自動上下料五軸聯動數控工具磨床， 包括床身1、砂輪部件8、工件夾具6和自動上下料部件7，以及X軸部件2、Y軸部件3、Ζ軸 部件4三個直線運動部件，和繞Y軸方向旋轉的B軸部件5、繞Z軸方向旋轉的C軸部件9， X軸部件2、C軸部件9和自動上下料部件7安裝在床身1上，Y軸部件3安裝在X軸部件2 上，Z軸部件4安裝在Y軸部件3上，B軸部件5安裝在Z軸部件4上，工件夾具6安裝在B 軸部件5上，砂輪部件8安裝在C軸部件9上。如圖1和圖3所示，工件自動上下料部件7通過上下料支架22安裝在床身1上， 位于砂輪部件8上方部位。上下料部件7主要包括上下料裝置底座、上下料輪盤23、上下料 輪盤蝸輪副箱體、上下料輪盤電機、上下料機械手前后運動氣缸24、上下料機械手翻轉氣缸 25、上下料機械手工件夾持手指26組成。如圖4和圖2所示，X軸部件2包括X軸直線導軌10，X軸直線導軌10連裝有X 軸滑板，X軸電機11驅動X軸滾珠絲桿12，帶動X軸滑板沿X軸直線導軌10做X向移動。 Y軸部件3包括Y軸直線導軌13，Y軸直線導軌13設在X軸滑板上，Y軸直線導軌13上連 裝有Y軸滑板，Y軸電機14驅動Y軸滾珠絲桿15，帶動Y軸滑板沿Y軸直線導軌13做Y向移動。Y軸滑板上還連裝有立柱19，Z軸部件4包括Z軸直線導軌16，Z軸直線導軌16設 在立柱19上，Z軸直線導軌16上連裝有Z軸滑板，Z軸電機17驅動Z軸滾珠絲桿18，帶動 Z軸滑板沿Z軸直線導軌16做Z向移動。B軸部件5包括B軸主軸，B軸主軸連裝在Z軸滑板上，B軸電機連裝帶動B軸主 軸旋轉的蝸輪蝸桿。C軸部件9包括C軸主軸，C軸主軸裝在床身上，C軸電機連裝帶動C 軸主軸旋轉的蝸輪蝸桿。如圖2所示，砂輪部件8包括砂輪主軸20、裝在砂輪主軸20上的砂輪21，砂輪21 位于工件夾具6下方。砂輪21用于實現工件磨削主切削運動。本發(fā)明改變了已有普通萬能工具磨床或數控工具磨床的將砂輪部件連同C軸回 轉工作臺部件安裝于大型立柱上、并且置于工件主軸部件(B軸部件)上方位置的結構設計， 直接將砂輪主軸部件連同C軸回轉工作臺部件安裝在床身上、并且置于工件主軸的下方位 置，而原有的工件與砂輪之間的上下相對運動通過工件主軸的上下運動實現，這種機床結 構稱為砂輪下位結構，采用這種結構的數控工具磨床對刀具進行磨削加工，稱為砂輪下位 磨削法。使用時，將刀具數控磨削加工程序輸入數控系統，數控系統控制本發(fā)明的砂輪下 位磨削法自動上下料五軸聯動數控工具磨床，進行金屬刀削具的磨削加工。本發(fā)明的有益效果如下
首先，由于采用砂輪下位機床結構，保證了在不擴張機床原有操作空間的前提下，直接 在砂輪部件的上方增加安裝工件自動上下料裝置，從而在一樣的機床操作空間內增加了機 床的功能，有效提高機床利用率和性價比。其次，由于采用砂輪下位結構，將工件主軸B軸部件安裝在Z軸上，保證了自動上 下料機構可以很方便借用機床原有的X、Y、Z軸運動軸的運動來實現自動上下料的運動，從 而降低了自動上下料機構的自由度數目、簡化了上下料裝置，降低了成本；而且采用這種上 下料結構的另一重要優(yōu)點是上下料行程短，因而上下料時間短、效率高。再次，由于采用砂輪下位結構，進行刀具磨削運動時，體積大、重量大的砂輪主軸 部件不再需要上下運動，而僅僅是在回轉工作臺上轉動，從而降低了機床重心，增強了機床 的穩(wěn)定性和剛性，改善了機床動態(tài)性能。而替代砂輪主軸安裝在Z軸上的工件主軸由于體 積小、重量輕，因而Z軸無需增加配重或平衡機構，降低了機床的復雜性、體積和成本。以上只是對發(fā)明進行了示例性的說明，本發(fā)明的具體實現方式并不局限于此。任 何采用本發(fā)明的構思和技術方案進行的非實質性修改，均在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
一種砂輪下位磨削法自動上下料五軸聯動數控工具磨床，包括床身(1)、砂輪部件(8)、工件夾具(6)和自動上下料部件(7)，以及X軸部件(2)、Y軸部件(3)、Z軸部件(4)三個直線運動部件，和繞Y軸方向旋轉的B軸部件(5)、繞Z軸方向旋轉的C軸部件(9)，其特征是所述X軸部件(2)、所述C軸部件(9)和所述自動上下料部件(7)安裝在所述床身(1)上，所述Y軸部件(3)安裝在所述X軸部件(2)上，所述Z軸部件(4)安裝在所述Y軸部件(3)上，所述B軸部件(5)安裝在所述Z軸部件(4)上，所述工件夾具(6)安裝在所述B軸部件(5)上，所述砂輪部件(8)安裝在所述C軸部件(9)上。
2.根據權利要求1所述的砂輪下位磨削法砂輪下位磨削法自動上下料五軸聯動數控 工具磨床，其特征是所述自動上下料部件(7 )通過上下料支架(22 )安裝在床身(1)上，位 于砂輪部件(8)上方部位。
3.根據權利要求1所述的砂輪下位磨削法自動上下料五軸聯動數控工具磨床，其特征 是所述X軸部件(2)包括X軸直線導軌(10)，所述X軸直線導軌(10)連裝有X軸滑板，X 軸電機(11)驅動X軸滾珠絲桿(12)，帶動所述X軸滑板沿所述X軸直線導軌(10)做X向 移動。
4.根據權利要求3所述的砂輪下位磨削法自動上下料五軸聯動數控工具磨床，其特征 是所述Y軸部件(3)包括Y軸直線導軌(13)，所述Y軸直線導軌(13)設在所述X軸滑板 上，所述Y軸直線導軌(13)上連裝有Y軸滑板，Y軸電機(14)驅動Y軸滾珠絲桿(15)，帶動 所述Y軸滑板沿所述Y軸直線導軌(13)做Y向移動。
5.根據權利要求4所述的砂輪下位磨削法自動上下料五軸聯動數控工具磨床，其特征 是所述Y軸滑板上還連裝有立柱(19)，所述Z軸部件(4)包括Z軸直線導軌(16)，所述Z 軸直線導軌(16)設在所述立柱(19)上，所述Z軸直線導軌(16)上連裝有Z軸滑板，Z軸電 機(17)驅動Z軸滾珠絲桿(18)，帶動所述Z軸滑板沿所述Z軸直線導軌(16)做Z向移動。
6.根據權利要求5所述的砂輪下位磨削法自動上下料五軸聯動數控工具磨床，其特征 是所述B軸部件(5)包括B軸主軸，所述B軸主軸連裝在所述Z軸滑板上，B軸電機連裝 帶動所述B軸主軸旋轉的蝸輪蝸桿。
7.根據權利要求6所述的砂輪下位磨削法自動上下料五軸聯動數控工具磨床，其特征 是所述C軸部件(9)包括C軸主軸，所述C軸主軸裝在所述床身上，C軸電機連裝帶動所 述C軸主軸旋轉的蝸輪蝸桿。
8.根據權利要求1至7中任意一項所述的砂輪下位磨削法自動上下料五軸聯動數控工 具磨床，其特征是所述砂輪部件(8)包括砂輪主軸(20)、裝在所述砂輪主軸(20)上的砂輪 (21)，所述砂輪(21)位于所述工件夾具(6 )下方。
全文摘要
本發(fā)明提供一種砂輪下位磨削法自動上下料五軸聯動數控工具磨床，包括床身、砂輪部件、工件夾具和自動上下料部件，以及X軸部件、Y軸部件、Z軸部件三個直線運動部件，和繞Y軸方向旋轉的B軸部件、繞Z軸方向旋轉的C軸部件，所述X軸部件、所述C軸部件和所述自動上下料部件安裝在所述床身上，所述Y軸部件安裝在所述X軸部件上，所述Z軸部件安裝在所述Y軸部件上，所述B軸部件安裝在所述Z軸部件上，所述工件夾具安裝在所述B軸部件上，所述砂輪部件安裝在所述C軸部件上。該磨床能在原有操作空間內配置自動上下料裝置，結構緊湊、機床重心低、剛性好、體積小、成本低，并盡可能借用機床原有運動軸實現上下料運動。
文檔編號B24B3/00GK101890660SQ20101017795
公開日2010年11月24日 申請日期2010年5月20日 優(yōu)先權日2010年5月20日
發(fā)明者何耀雄 申請人:上海黑格數控科技有限公司