CN103949947B - 大型数控曲轴主轴颈外圆磨床 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种大型数控曲轴主轴颈外圆磨床,减小了磨削时回转的曲轴会产生的不平衡离心惯性力,从而减小了曲轴的扭转和弯曲变形,满足了主轴颈的圆度的加工要求,较好地实现了大型曲轴普通外圆的磨削,其包括工件床身、砂轮床身,所述工件床身上设置有头架和尾架,所述砂轮床身上对应所述工件床身设置有砂轮架,其特征在于:所述砂轮架通过拖板连接所述砂轮床身,所述拖板通过导轨连接所述砂轮床身,所述砂轮架通过伺服电机和滚珠丝杠连接所述拖板,所述工件床身上设置有窄形中心架,所述头架固定在所述工件床身的一端,所述尾架通过导轨连接所述工件床身。
Description
技术领域
本发明涉及数控机床自动化领域,具体为一种大型数控曲轴主轴颈外圆磨床。
背景技术
当今世界正处于现代制造业蓬勃发展的时代,高、精数控机床是实现先进技术的重要因素。随着加工工艺的日益精细和复杂,如今曲轴主轴颈磨削普遍的做法是,采用大型外圆磨床改制加工,但由于曲轴的弯曲度和扭转刚度都很差,在磨削时回转的曲轴会产生较大的不平衡离心惯性力,增大曲轴的扭转和弯曲变形,影响主轴颈的圆度,使之达不到加工要求。若遇回转半径大、长度长的大型曲轴普通外圆磨床根本是无法加工的。
发明内容
针对上述问题,本发明提供了一种大型数控曲轴主轴颈外圆磨床,减小了磨削时回转的曲轴产生的不平衡离心惯性力,从而减小了曲轴的扭转和弯曲变形,满足了主轴颈的圆度的加工要求,较好地实现了大型曲轴普通外圆的磨削。
其技术方案是这样的:一种大型数控曲轴主轴颈外圆磨床,其包括工件床身、砂轮床身,所述工件床身上设置有头架和尾架,所述砂轮床身上对应所述工件床身设置有砂轮架,其特征在于:所述砂轮架通过拖板连接所述砂轮床身,所述拖板通过导轨连接所述砂轮床身,所述砂轮架通过伺服电机和滚珠丝杠连接所述拖板,所述工件床身上设置有窄形中心架,所述头架固定在所述工件床身的一端,所述尾架通过导轨连接所述工件床身。
其进一步特征在于:所述头架后侧垂直于砂轮轴心线安装有砂轮外圆修整器;
所述拖板上设置有蜗杆,所述蜗杆连接伺服电机,所述拖板上设置有与所述蜗杆配合的蜗轮,所述蜗轮连接齿轮,所述砂轮床身上设置有与所述齿轮啮合的齿条;
所述头架内部安装头架主轴,所述头架主轴连接大皮带轮,所述大皮带轮连接内齿圈,所述头架上设置有头架蜗杆,所述头架上设置有与所述头架蜗杆啮合的头架涡轮,所述头架涡轮连接第一齿轮,所述头架上设置有与所述第一齿轮啮合的第二齿轮,所述第二齿轮连接第三齿轮,第四齿轮啮合所述第三齿轮,所述第四齿轮对应所述内齿圈;所述第四齿轮设置在齿轮座上,所述齿轮座活动连接所述头架,所述头架上对应所述内齿圈设置有推动器,所述推动器连接旋转连杆,所述旋转连杆通过支架支撑,所述旋转连杆连接齿轮座,所述头架蜗杆连接驱动机构;所述头架主轴内安装内置式回转顶尖,所述头架主轴前端为头架拨盘,所述头架拨盘安装在大皮带轮上,所述大皮带轮通过过渡皮带轮及电机皮带轮连接电机;
所述尾架安装在尾架底座上,所述尾架底座安装在所述工件床身上,所述尾架上设置有电动机,尾架的移动通过电动机完成,所述尾架内部安装尾架套筒,所述尾架套筒内安装内置式回转顶尖,所述尾架套筒连接手轮和尾架套筒电动机,所述尾架上设置有与所述尾架套筒对应的把手;
所述砂轮架内设置有动静压主轴,动静压主轴输入端安装主轴皮带轮,输出端安装砂轮,砂轮电机安装在拖板上,砂轮电机上连接电机皮带轮,并由皮带带动主轴皮带轮,所述动静压主轴包括砂轮主轴套和砂轮主轴,所述砂轮主轴设置在所述砂轮主轴套内,所述砂轮主轴两端通过静压轴承支撑在所述砂轮主轴套内,所述静压轴承包括轴承体,所述轴承体上一侧设置有多组进油腔,所述进油腔连通所述轴承体内壁,所述进油腔分别连接油道。
本发明的上述结构中,包括工件床身、砂轮床身,工件床身上设置有头架和尾架,砂轮床身上对应工件床身设置有砂轮架,砂轮架通过拖板连接砂轮床身,拖板通过导轨连接砂轮床身,砂轮架通过伺服电机和滚珠丝杠连接拖板,工件床身上设置有窄形中心架,头架固定在所述工件床身的一端,尾架通过导轨连接工件床身,由于使用双床身设计,并配备窄形中心架,减小了磨削时回转的曲轴会产生的不平衡离心惯性力,从而减小了曲轴的扭转和弯曲变形,满足了主轴颈的圆度的加工要求,较好地实现了大型曲轴普通外圆的磨削,磨削工艺合理,磨削精度好,效率高、安全性好。
附图说明
图1为本发明大型数控曲轴主轴颈外圆磨床的主视结构示意图;
图2为图1的左视结构示意图;
图3为头架结构主视示意图;
图4为图3的俯视图;
图5为尾架结构示意图;
图6为动静压主轴结构示意图;
图7为静压轴承结构示意图;
图8为图7的左视图。
具体实施方式
见图1、图2,一种大型数控曲轴主轴颈外圆磨床,其包括工件床身1、砂轮床身2,工件床身1上设置有头架3和尾架4,砂轮床身2上对应工件床身1设置有砂轮架6,砂轮架6通过拖板5连接砂轮床身2,拖板5通过导轨连接砂轮床身2,拖板5上设置有操纵箱7,砂轮架6通过伺服电机8和滚珠丝杠9连接拖板5,工件床身1上设置有多个窄形中心架10,头架3固定在工件床身1的一端,尾架4通过导轨连接工件床身1,拖板上安装有砂轮架6。
拖板5上设置有蜗杆12,蜗杆12连接伺服电机13、拖板5上设置有与蜗杆12配合的蜗轮14,蜗轮14连接齿轮15,砂轮床身2上设置有与齿轮15啮合的齿条16,拖板5安装在砂轮床身2上,由安装在拖板上的伺服电机、蜗轮、蜗杆带动齿轮,沿着安装在砂轮床身上的齿条移动。砂轮架进给通过伺服电机、滚珠丝杠、螺母来实现,工件的各个主轴颈由窄形中心架10支撑,安置于后部的为砂轮床身,拖板安装在砂轮床身导轨上,拖板上安装砂轮架与操纵箱(操作者可站在拖板上也可在机床正前方工作)。由拖板带动砂轮架沿Z轴纵向移动,并由砂轮架在X轴方向作横向进给,来回对工件进行磨削,磨削工艺参数可根据工件具体的磨削要求,通过面板编程输入,操作简单方便,性能稳定,更重要的是为了控制曲轴回转的挠度。
窄形中心架10上设置有横向和纵向支撑头17-1、17-2,支撑头17-1、17-2分别连接调节手轮18-1、18-2,窄形中心架10(支承与各个主轴颈处),从水平和垂直两个方向支撑磨削,能有效的承受磨削力,工件的重力和惯性力,保证了工件的磨削刚度,提高了工件的磨削精度。且此磨床中心高极高,床身长,砂轮直径大非常适合回转半径大、长度长的大型曲轴主轴颈的磨削。
头架3后侧垂直于砂轮轴心线安装砂轮外圆修整器60,用于修整砂轮11。
见图1、图2、图3、图4,头架3上设置有头架主轴28,头架主轴28连接头架大皮带轮29,头架大皮带轮29连接内齿圈30,头架3上设置有头架蜗杆31,头架3上设置有与头架蜗杆31啮合的头架涡轮32,头架涡轮32连接第一齿轮33,头架3上设置有与第一齿轮33啮合的第二齿轮34,第二齿轮34连接第三齿轮35,第四齿轮36啮合第三齿轮35,第四齿轮36对应内齿圈30,当加工重量大的工件时,主电机驱动大皮带轮不能使拨盘带动工件回转,通过涡轮和齿轮的传递带动内齿圈30运动,从而辅助头架大皮带轮29旋转,通过一级一级的传动使第四齿轮辅助大皮带轮使拨盘带动工件回转,辅助头架带动重型工件转动。
第四齿轮36设置在齿轮座37上,齿轮座37活动连接头架3,头架3上对应内齿圈30设置有推动器38,推动器38连接旋转连杆39,旋转连杆39通过支架59支撑,旋转连杆39连接齿轮座37,头架蜗杆31连接驱动机构40,头架3内部安装头架主轴28,头架主轴28内安装内置式回转顶尖42,头架主轴28前端为头架拨盘43,头架拨盘43安装在头架大皮带轮29上,头架大皮带轮29通过过渡皮带轮44及头架电机皮带轮45转动工件41,头架电机皮带轮45连接头架电机47,驱动机构40带动头架蜗杆31,当工件转速达到或超过某设定值时,推动器动作,带动第四齿轮与大皮带轮上的内齿圈自动脱离,从而不影响主电机正常运转。
见图1、图2、图5,尾架底座19安装在工件床身1上,尾架4安装在尾架底座19上,尾架4上设置有电动机20,尾架4的移动通过电动机20完成,尾架4内部安装尾架套筒21,尾架套筒21内安装内置式回转顶尖22,尾架套筒21连接手轮23和电动机24,手轮23和尾架套筒电动机24通过齿轮25连接螺杆26,螺杆26连接尾架套筒21,尾架4上设置有与尾架套筒21对应的把手27,通过尾架套筒电动机24也可手动转动手轮23旋转带动齿轮25旋转,从而带动螺杆26旋转,螺杆26带动尾架套筒21在尾架内移动,实现尾架套筒21连同内置式回转顶尖22向前推进,顶紧工件,并拉下把手27,锁住尾架套筒21。
见图1、图2、图6、图7、图8,动静压主轴46安装在砂轮架6内部,动静压主轴46输入端安装主轴皮带轮49,输出端安装砂轮11。砂轮电机50安装在拖板5上,砂轮电机50上连接电机皮带轮51,并由皮带52带动主轴皮带轮49,动静压主轴46包括砂轮主轴套53和砂轮主轴54,砂轮主轴54设置在砂轮主轴套53内,砂轮主轴54两端通过静压轴承55支撑在砂轮主轴套53内,静压轴承55包括轴承体56,轴承体56上一侧设置有多组进油腔57,进油腔57连通轴承体56内壁,进油腔57分别连接油道58,动静压主轴安装在砂轮架内部,动静压主轴输入端安装主轴皮带轮,输出端安装砂轮。砂轮电机安装在拖板上,砂轮电机上连接电机皮带轮,并由皮带带动主轴皮带轮,且砂轮电机与砂轮架随动,实现砂轮的磨削工作,采用动静压主轴,由于静压主轴两侧的油压不平衡,使得在工件磨削时抵消掉部分磨削时工件对静压主轴的作用力,较好地保证了砂轮主轴的刚性,非常适合大型曲轴主轴颈的磨削。
Claims (7)
1.一种大型数控曲轴主轴颈外圆磨床,其包括工件床身、砂轮床身,所述工件床身上设置有头架和尾架,所述砂轮床身上对应所述工件床身设置有砂轮架,其特征在于:所述砂轮架通过拖板连接所述砂轮床身,所述拖板通过导轨连接所述砂轮床身,所述砂轮架通过伺服电机和滚珠丝杠连接所述拖板,所述工件床身上设置有窄形中心架,所述头架固定在所述工件床身的一端,所述尾架通过导轨连接所述工件床身,所述头架内部安装头架主轴,所述头架主轴连接大皮带轮,所述大皮带轮连接内齿圈,所述头架上设置有头架蜗杆,所述头架上设置有与所述头架蜗杆啮合的头架涡轮,所述头架涡轮连接第一齿轮,所述头架上设置有与所述第一齿轮啮合的第二齿轮,所述第二齿轮连接第三齿轮,第四齿轮啮合所述第三齿轮,所述第四齿轮对应所述内齿圈。
2.根据权利要求1所述的一种大型数控曲轴主轴颈外圆磨床,其特征在于:所述头架后侧垂直于砂轮轴心线安装有砂轮外圆修整器。
3.根据权利要求1所述的一种大型数控曲轴主轴颈外圆磨床,其特征在于:所述拖板上设置有蜗杆,所述蜗杆连接伺服电机,所述拖板上设置有与所述蜗杆配合的蜗轮,所述蜗轮连接齿轮,所述砂轮床身上设置有与所述齿轮啮合的齿条。
4.根据权利要求1所述的一种大型数控曲轴主轴颈外圆磨床,其特征在于:所述第四齿轮设置在齿轮座上,所述齿轮座活动连接所述头架,所述头架上对应所述内齿圈设置有推动器,所述推动器连接旋转连杆,所述旋转连杆通过支架支撑,所述旋转连杆连接齿轮座,所述头架蜗杆连接驱动机构。
5.根据权利要求1所述的一种大型数控曲轴主轴颈外圆磨床,其特征在于:所述头架主轴内安装内置式回转顶尖,所述头架主轴前端为头架拨盘,所述头架拨盘安装在所述大皮带轮上,所述大皮带轮通过过渡皮带轮及电机皮带轮连接电机。
6.根据权利要求1所述的一种大型数控曲轴主轴颈外圆磨床,其特征在于:所述尾架安装在尾架底座上,所述尾架底座安装在所述工件床身上,所述尾架上设置有电动机,尾架的移动通过电动机完成,所述尾架内部安装尾架套筒,所述尾架套筒内安装内置式回转顶尖,所述尾架套筒连接手轮和尾架套筒电动机,所述尾架上设置有与所述尾架套筒对应的把手。
7.根据权利要求1-6任一所述的一种大型数控曲轴主轴颈外圆磨床,其特征在于:所述砂轮架内设置有动静压主轴,动静压主轴输入端安装主轴皮带轮,输出端安装砂轮,砂轮电机安装在拖板上,砂轮电机上连接电机皮带轮,并由皮带带动主轴皮带轮,所述动静压主轴包括砂轮主轴套和砂轮主轴,所述砂轮主轴设置在所述砂轮主轴套内,所述砂轮主轴两端通过静压轴承支撑在所述砂轮主轴套内,所述静压轴承包括轴承体,所述轴承体上一侧设置有多组进油腔,所述进油腔连通所述轴承体内壁,所述进油腔分别连接油道。
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