CN105171572A - 一种复合磨床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合磨床，包括机床本体、工作头组件、内孔研磨组件和外圆研磨组件，工作头组件、内孔研磨组件和外圆研磨组件均安装于机床本体顶部，且内孔研磨组件和外圆研磨组件位于工作头组件的同一侧，工作头组件包括滑移组件、第一电机、第二电机、工作头本体、工作头主轴和三爪卡盘，工作头本体固定于第一电机的输出端，第一电机通过滑移组件滑动配合于机床本体，工作头主轴枢接于工作头本体，三爪卡盘固定于工作头主轴的一端并靠近内孔研磨组件和外圆研磨组件，第二电机固定于工作头本体并与工作头主轴驱动相连。本发明能一次装夹完成多种类面的磨削，加工效率和加工精度高。

Description

一种复合磨床

技术领域

本发明涉及一种复合磨床。

背景技术

目前，公知对工件进行磨削加工方式中，大部分需要通过不同的磨床分工序对工件的内孔和外圆面进行加工，需要人工的二次装夹，很少一部分能够同时对零件进行内外圆加工，但是这些能够同时进行内外圆加工的机型当加工带有锥度、半圆和不规则圆的零件时仍然需要人工的二次装夹，不能一次性完成加工，加工效率低，而且二次装夹易带来加工误差，进而使得零件的加工精度低。

现有的磨削设备仅能磨削：外圆、内孔、端面、外锥面、内锥孔。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种复合磨床，能一次装夹完成多种类面的磨削，加工效率和加工精度高。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种复合磨床，包括机床本体、工作头组件、内孔研磨组件和外圆研磨组件，工作头组件、内孔研磨组件和外圆研磨组件均安装于机床本体顶部，且内孔研磨组件和外圆研磨组件位于工作头组件的同一侧，工作头组件包括滑移组件、第一电机、第二电机、工作头本体、工作头主轴和三爪卡盘，工作头本体固定于第一电机的输出端，第一电机通过滑移组件滑动配合于机床本体，工作头主轴枢接于工作头本体，三爪卡盘固定于工作头主轴的一端并靠近内孔研磨组件和外圆研磨组件，第二电机固定于工作头本体并与工作头主轴驱动相连。

优选地，滑移组件包括第一丝杆、第一电机固定板、第三电机和第一导轨，第一导轨固定于机床本体，第一电机固定板与第一导轨滑动配合，第一电机固定于第一电机固定板，第三电机固定于机床本体，且第三电机的输出轴与第一丝杆对接，第一丝杆与第一电机固定板螺纹配合。

优选地，第一电机为直驱电机。

优选地，该复合磨床还包括内圆修整装置和外圆修整装置，内圆修整装置安装在第一电机固定板上靠近外圆研磨组件的一侧，内圆修整装置安装在第一电机固定板上靠近内孔研磨组件的一侧。

优选地，外圆研磨组件包括第二导轨、第二丝杆、外圆磨具固定板、外圆磨架、外圆磨削砂轮头、第四电机和第五电机，第二导轨固定于机床本体，外圆磨具固定板与第二导轨滑动配合，第四电机固定于机床本体并与第二丝杆对接，第二丝杆与外圆磨具固定板螺纹配合，外圆磨架固定于外圆磨具固定板，外圆磨削砂轮头枢接于外圆磨架，第五电机固定于外圆磨架并与外圆磨削砂轮头驱动相连。

优选地，内孔研磨组件包括第三导轨、第三丝杆、第二电机固定板、第六电机、第七电机、内圆磨架、电主轴和用于检测工件尺寸的检测装置，第三导轨固定于机床本体，第二电机固定板与第三导轨滑动配合，第六电机固定于机床本体并与第三丝杆对接，第三丝杆与第二电机固定板螺纹配合，第七电机固定于第二电机固定板，内圆磨架固定于第七电机的输出端，电主轴分别枢接于内圆磨架三个相交的侧部，检测装置安装于内圆磨架的其余侧部；电主轴的端部安装有砂轮头。

优选地，第七电机为直驱电机。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明除了可以磨削普通的内圆、外圆、端面外，还可以磨削内外锥面、内外沟、内外牙、内外半圆和椭圆面，直驱电机的合理使用，使得在加工复杂工件时角度控制这方面更加简单精确。同时，通过对各电机的控制，能实现五轴联动，工件只需一次装夹便能够完成所有操作，减少换夹带来的误差，提高了加工效率和加工精度。

附图说明

图1为本发明一种复合磨床的俯视结构示意图；

图2为本发明一种复合磨床的主视结构示意图。

图中：100、机床本体；1、第一丝杆；2、第一导轨；3、第一电机固定板；4、第一电机；5、工作头主轴；6、工作头本体；7、三爪卡盘；8、第二电机；9、第三电机；10、外圆修整装置；11、第二导轨；12、第二丝杆；13、外圆磨具固定板；14、外圆磨削砂轮头；15、外圆磨架；16、第五电机；17、第四电机；18、检测装置；19、第六电机；20、第三导轨；21、第二电机固定板；22、内圆磨架；23、第七电机；24、电主轴；25、第三丝杆；26、内圆修整装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1-2所示的一种复合磨床，包括机床本体100、工作头组件、内孔研磨组件和外圆研磨组件，工作头组件、内孔研磨组件和外圆研磨组件均安装于机床本体100顶部，且内孔研磨组件和外圆研磨组件位于工作头组件的同一侧，工作头组件包括滑移组件、第一电机4、第二电机8、工作头本体6、工作头主轴5和三爪卡盘7，工作头本体6固定于第一电机4的输出端，第一电机4通过滑移组件滑动配合于机床本体100，工作头主轴5枢接于工作头本体6，三爪卡盘7固定于工作头主轴5的一端并靠近内孔研磨组件和外圆研磨组件，第二电机8固定于工作头本体6并与工作头主轴5驱动相连。

示例性地，滑移组件包括第一丝杆1、第一电机固定板3、第三电机9和第一导轨2，第一导轨2固定于机床本体100，第一电机固定板3与第一导轨2滑动配合，第一电机4固定于第一电机固定板3，第三电机9固定于机床本体100，且第三电机9的输出轴与第一丝杆1对接，第一丝杆1与第一电机固定板3螺纹配合。

示例性地，第一电机4为直驱电机（DD电机）。

示例性地，该复合磨床还包括内圆修整装置26和外圆修整装置10，内圆修整装置26安装在第一电机固定板3上靠近外圆研磨组件的一侧，内圆修整装置26安装在第一电机固定板3上靠近内孔研磨组件的一侧。

第一电机4在程序的驱动下旋转定位，具体旋转角度根据加工需要设定程序参数，工作头主轴5在第二电机8的带动下工作，从而带动三爪卡盘7以所需速率旋转，在该直驱电机的旋转带动下，工作头主轴5和三爪卡盘7可旋转任意角度精确定位。外圆修整装置10、内圆修整装置26可根据加工需求，对应将内孔研磨组件和外圆研磨组件的砂轮头修成所需要的外形，以便加工。

示例性地，外圆研磨组件包括第二导轨11、第二丝杆12、外圆磨具固定板13、外圆磨架15、外圆磨削砂轮头14、第四电机17和第五电机16，第二导轨11固定于机床本体100，外圆磨具固定板13与第二导轨11滑动配合，第四电机17固定于机床本体100并与第二丝杆12对接，第二丝杆12与外圆磨具固定板13螺纹配合，外圆磨架15固定于外圆磨具固定板13，外圆磨削砂轮头14枢接于外圆磨架15，第五电机16固定于外圆磨架15并与外圆磨削砂轮头14驱动相连。外圆磨削砂轮头14成45°角朝向待磨削工件。通过工作头组件的第一电机4控制工作头主轴5和三爪卡盘7对装夹工件的角度调整，以及外圆研磨组件的左右移动即可以对工件进行外表面的磨削加工。

示例性地，内孔研磨组件包括第三导轨20、第三丝杆25、第二电机固定板21、第六电机19、第七电机23、内圆磨架22、电主轴24和用于检测工件尺寸的检测装置18，第三导轨20固定于机床本体100，第二电机固定板21与第三导轨20滑动配合，第六电机19固定于机床本体100并与第三丝杆25对接，第三丝杆25与第二电机固定板21螺纹配合，第七电机23固定于第二电机固定板21，内圆磨架22固定于第七电机23的输出端，电主轴24分别枢接于内圆磨架22三个相交的侧部，检测装置18安装于内圆磨架22的其余侧部；电主轴24的端部安装有砂轮头。

示例性地，第七电机23为直驱电机。

在第七电机23的驱动下，电主轴24和检测装置18都可以根据加工需要在360°内任意旋转，再结合工作头组件的旋转定位可以对零件进行内表面的磨削加工和对工件进行检测。

上述的第二电机8、第三电机9、第四电机17、第五电机16和第六电机19均可采用伺服电机。

1.磨削外圆、外圆端面：第四电机17带动第二丝杆12转动使得外圆磨具向工作头组件移动，到一定位置后启动第五电机16带动外圆磨削砂轮头14旋转，工作头组件启动第二电机8带动工作头主轴5和三爪卡盘7装夹工件旋转，然后根据数控编程控制外圆磨削砂轮头14的进退完成外圆或者外圆端面磨削。

2.磨削内孔、内圆端面：第六电机19的带动第三丝杆25转动使得内圆磨具向工作头组件移动，到一定位置后驱动内孔研磨组件第七电机23将所需要的砂轮头转向工作头组件并调好角度然后启动电主轴24带动砂轮头旋转，同时，启动第三电机9带动第一丝杆1将工作头组件整体纵向移动，同时驱动工作头组件第一电机4作角度调整，将工作头三爪卡盘7所装夹的工件对准砂轮头，然后开启第二电机8带动工作头主轴5和三爪卡盘7装夹工件旋转，然后根据数控编程控制砂轮头的进退完成内孔或者内圆端面的磨削。

3.磨削外锥面：开启第四电机17，带动第二丝杆12，将外圆研磨组件横向移动，外圆磨削砂轮头14接近加工工件表面，开启第五电机16和第二电机8使得外圆磨削砂轮头14和工件同时转动起来，然后编程，设定外圆磨削砂轮头14以一定的速率横向移动，与此同时，通过程序驱动第一电机4带动工作头和工件向靠近外圆磨削砂轮头14方向以固定的角速度旋转，便能完成对外锥面的磨削。

4.磨削内锥孔：开启第六电机19，带动第三丝杆25，将内孔研磨组件向工作头组件移动，到一定位置后驱动第七电机23选择磨内锥孔的砂轮头对准工件，开启电主轴24和第二电机8，使得砂轮头和工件都开始转动，编程，设定砂轮头以一定的速度横向移动，与此同时设定第一电机4带动工作头工件以固定的角速度向一个方向旋转，完成对内锥孔的磨削。

5.磨外半圆弧、外椭圆：开启第四电机17，带动第二丝杆12，将外圆研磨组件横向移动，使得外圆磨削砂轮头14对准加工工件，开启第五电机16和第二电机8使得外圆磨削砂轮头14和工件同时转动起来，再通过编程，参数设定外圆磨削砂轮头14以一定的速率横向移动，同时，通过程序驱动第一电机4带动工作头主轴和卡在三爪卡盘上的工件以先慢后快的角速度旋转，磨外椭圆时，设定参数旋转达到一定角度然后需要回转，完成对外圆弧面和外椭圆的磨削。

6.磨内圆弧面、内椭圆：开启第六电机19，带动第三丝杆25，将内孔研磨组件横向移动，驱动第七电机23旋转选择一砂轮头对准工件的中心孔，然后启动电主轴24和第二电机8，带动砂轮头和工件开始旋转，再编程，设定砂轮头以一定的速率横向移动，同时驱动工作头组件的第一电机4，以先慢后快的角速度开始旋转，磨内椭圆时需要同时对内孔研磨组件和工作头组件的直驱电机作旋转角速度参数设定，相互配合，使得旋转达到一定角度然后回转，如此完成对内圆弧面和内椭圆的磨削。

7.磨内外沟、内外牙：当磨方形沟时，只需要根据沟的宽度来选择砂轮头厚度，当磨V形沟时，需要根据角度对砂轮头外形进行修整，然后利用工作头组件的第三电机9带动第一丝杆1将工作头组件纵向移动和程序驱动第一电机4旋转，使得工件的沟槽对准砂轮头，然后编程，开启第二电机8和电主轴24带动工件旋转和砂轮头旋转，完成对内外沟的磨削。磨削内外牙，需要根据牙型将砂轮头利用外圆修整装置或内圆修整装置修成一种角度外形，然后类似于磨内外沟，不同的是磨内外牙时需要编程设置砂轮头在旋转的同时以恒定的速度横向移动，使得砂轮研磨轨迹能沿着螺纹线磨削。

本发明的实施方式不限于此，按照本发明的上述内容，利用本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (7)

1.一种复合磨床，其特征在于，包括机床本体、工作头组件、内孔研磨组件和外圆研磨组件，工作头组件、内孔研磨组件和外圆研磨组件均安装于机床本体顶部，且内孔研磨组件和外圆研磨组件位于工作头组件的同一侧，工作头组件包括滑移组件、第一电机、第二电机、工作头本体、工作头主轴和三爪卡盘，工作头本体固定于第一电机的输出端，第一电机通过滑移组件滑动配合于机床本体，工作头主轴枢接于工作头本体，三爪卡盘固定于工作头主轴的一端并靠近内孔研磨组件和外圆研磨组件，第二电机固定于工作头本体并与工作头主轴驱动相连。

2.根据权利要求1所述的复合磨床，其特征在于，滑移组件包括第一丝杆、第一电机固定板、第三电机和第一导轨，第一导轨固定于机床本体，第一电机固定板与第一导轨滑动配合，第一电机固定于第一电机固定板，第三电机固定于机床本体，且第三电机的输出轴与第一丝杆对接，第一丝杆与第一电机固定板螺纹配合。

3.根据权利要求2所述的复合磨床，其特征在于，第一电机为直驱电机。

4.根据权利要求2所述的复合磨床，其特征在于，该复合磨床还包括内圆修整装置和外圆修整装置，内圆修整装置安装在第一电机固定板上靠近外圆研磨组件的一侧，内圆修整装置安装在第一电机固定板上靠近内孔研磨组件的一侧。

5.根据权利要求1所述的复合磨床，其特征在于，外圆研磨组件包括第二导轨、第二丝杆、外圆磨具固定板、外圆磨架、外圆磨削砂轮头、第四电机和第五电机，第二导轨固定于机床本体，外圆磨具固定板与第二导轨滑动配合，第四电机固定于机床本体并与第二丝杆对接，第二丝杆与外圆磨具固定板螺纹配合，外圆磨架固定于外圆磨具固定板，外圆磨削砂轮头枢接于外圆磨架，第五电机固定于外圆磨架并与外圆磨削砂轮头驱动相连。

6.根据权利要求1所述的复合磨床，其特征在于，内孔研磨组件包括第三导轨、第三丝杆、第二电机固定板、第六电机、第七电机、内圆磨架、电主轴和用于检测工件尺寸的检测装置，第三导轨固定于机床本体，第二电机固定板与第三导轨滑动配合，第六电机固定于机床本体并与第三丝杆对接，第三丝杆与第二电机固定板螺纹配合，第七电机固定于第二电机固定板，内圆磨架固定于第七电机的输出端，电主轴分别枢接于内圆磨架三个相交的侧部，检测装置安装于内圆磨架的其余侧部；电主轴的端部安装有砂轮头。

7.根据权利要求6所述的复合磨床，其特征在于，第七电机为直驱电机。