CN106112740A - 一种异形外圆磨床 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种异形外圆磨床，该异形外圆磨床包括机座，机座上设有相对机座Z向活动设置的砂轮头装置和相对机座X向活动设置的工作头装置，X向与Z向垂直。工作头装置设有用于夹持零件沿Z向延伸的夹持部和用于驱动夹持的零件旋转的旋转部，砂轮头装置设置于工作头装置靠近夹持部一侧。上述异形外圆磨床，工作头装置可夹持零件沿X轴方向移动，砂轮头装置可沿Z轴方向移动，使得零件既可在径向相对砂轮头装置移动又可在轴向相对其移动，改变了传统工件移动砂轮进给研磨的结构形式。该设计使得砂轮头装置可对零件各位置进行加工，因而可对形状特殊、不规则的零件进行研磨。上述异形外圆磨床，可对多种形状的零件进行加工，适用范围广。

Description

一种异形外圆磨床
技术领域
本发明涉及机床领域，特别是涉及一种异形外圆磨床。
背景技术
现有的磨床整体工作头装置不能沿工件径向方向移动，只有沿工件轴向移动，这种结构只能研磨工件圆柱形、圆锥形或其他形状素线展成的外表面和轴肩端面，对于零件形状特殊的，不规则的，如椭圆、多边形、凸轮就没有办法进行研磨。
发明内容
基于此，有必要针对现有的磨床对形状特殊、不规则的零件无法研磨的问题，提供一种异形外圆磨床。
一种异形外圆磨床，异形外圆磨床包括机座，机座上设有相对机座的Z向活动设置的砂轮头装置和相对机座的X向活动设置的工作头装置，X向与Z向垂直。
工作头装置设有用于夹持零件沿Z向延伸的夹持部和用于驱动夹持的零件旋转的旋转部，砂轮头装置设置于工作头装置靠近夹持部一侧。
进一步地，工作头装置包括主轴底座和主轴工作台，夹持部和旋转部均设置于主轴工作台上。
主轴底座固定在机座上，主轴工作台与主轴底座通过滑轨连接，并在第一驱动装置的驱动下相对主轴底座滑动。
进一步地，第一驱动装置为直线电机，直线电机设置于主轴工作台与主轴底座之间。
进一步地，夹持部为三爪卡盘，旋转部的驱源部为DD电机。
进一步地，砂轮头装置包括砂轮底座和砂轮工作台，砂轮工作台上设有磨头。
砂轮底座固定在机座上，砂轮工作台与砂轮底座通过滑轨连接，并在第二驱动装置的驱动下相对砂轮底座滑动。
进一步地，第二驱动装置为直线电机，直线电机设置于砂轮工作台与砂轮底座之间。
进一步地，主轴工作台上设有相对其转动设置的工作台主轴座，夹持部和旋转部均设置于上，工作台主轴座设有测定转动角度的标尺。
砂轮工作台上设有相对其转动设置的砂轮主轴座，砂轮设置于上，砂轮台主轴座设有测定转动角度的标尺。
进一步地，工作头装置上还设有测量装置。
进一步地，异形外圆磨床还包括修刀座。
进一步地，砂轮头装置为方体结构。
上述异形外圆磨床，工作头装置可夹持零件沿X轴方向移动，砂轮头装置可沿Z轴方向移动，使得零件既可在径向相对砂轮头装置移动又可在轴向相对其移动，改变了传统工件移动砂轮进给研磨的结构形式。该设计使得砂轮头装置可对零件各位置进行加工，因而可对形状特殊、不规则的零件进行研磨。上述异形外圆磨床，可对多种形状的零件进行加工，适用范围广。
附图说明
图1为一实施方式的异形外圆磨床的结构示意图；
图2为一实施方式的异形外圆磨床的另一视角结构示意图。
附图标记说明：100、机座；200、砂轮头装置；300、工作头装置；400、滑轨；500、第一驱动装置；600、第二驱动装置；210、砂轮底座；220、砂轮工作台；230、磨头；250、砂轮主轴座；260、测量装置；270、修刀座；310、夹持部；320、旋转部；330、主轴底座；340、主轴工作台；350、工作台主轴座。
具体实施方式
参照图1~2，一种异形外圆磨床，异形外圆磨床包括机座100，机座100上设有相对机座100的Z向活动设置的砂轮头装置200和相对机座100的X向活动设置的工作头装置300，X向与Z向垂直。工作头装置300设有用于夹持零件沿Z向延伸的夹持部310和用于驱动夹持的零件旋转的旋转部320，砂轮头装置200设置于工作头装置300靠近夹持部310一侧。
机座100的X向和Z向为便于描述异形外圆磨床各结果的相对位置关系人为设定。如可将机座100的宽度方向设置为X向，长度方向设置为Z向，当然也可将二者调换，或者根据需要另外规定X向和Z向，只要保证X向和Z向垂直即可。
零件装夹在工作头装置300上，可跟随工作头装置300沿X向运动。零件的装夹方向和工作头装置300运动方向不同。零件为沿Z向装夹在工作头装置300上。砂轮头装置200设置于工作头装置300靠近夹持部310一侧，砂轮头装置200可沿Z向运动。工作头装置300和砂轮头装置200配合运动，可使得零件既可在径向相对砂轮头装置200移动又可在轴向相对其移动。可根据零件的形状和规格，调整工作头装置300和砂轮头装置200的位置，以控制零件和砂轮头装置200的磨头230的相对位置实现研磨加工。
需要研磨的异形零件由夹持部310夹持，校准同心度，准备工作完成后，工作头装置300携带零件沿X向靠近到达合适位置待命。砂轮头装置200沿Z向运动，驱动砂轮运转，到达靠近异形零件位置。旋转部320带动零件旋转，往砂轮靠近，达到研磨条件后开始研磨。异形外圆磨床对异形零件具有很大的优势，椭圆、凸轮、多边形、偏心轴均可一次成形磨削完成加工，且精度高，光洁度好，加工时间短。
上述异形外圆磨床，工作头装置300可夹持零件沿X轴方向移动，砂轮头装置200可沿Z轴方向移动，使得零件既可在径向相对砂轮头装置200移动又可在轴向相对其移动，改变了传统工件移动砂轮进给研磨的结构形式。该设计使得砂轮头装置200可对零件各位置进行加工，因而可对形状特殊、不规则的零件进行研磨。上述异形外圆磨床，可对多种形状的零件进行加工，适用范围广。
进一步地，参照图1~2，工作头装置300包括主轴底座330和主轴工作台340，夹持部310和旋转部320均设置于主轴工作台340上。主轴底座330固定在机座100上，主轴工作台340与主轴底座330通过滑轨400连接，并在第一驱动装置500的驱动下相对主轴底座330滑动。
第一驱动装置500控制主轴工作台340相对主轴底座330滑动，使得夹持部310可相对主轴底座330的延伸方向X向往复运动。滑轨400的设置使得二者之间滑动顺畅，有利于提高加工精密度。滑轨400优选为线轨滑块，线轨滑块滑动更为顺畅。
进一步地，参照图1~2，第一驱动装置500为直线电机，直线电机设置于主轴工作台340与主轴底座330之间。
传统磨床的进给驱动是采用伺服电机驱动，并由丝杆传动。由于丝杆传动有间隙，需要调试并补偿间隙值，当丝杆需要反转时，伺服电机会有短时间的停顿，因而定位精度低。主轴工作台340进给驱动由直线电机驱动，直线电机运行稳定，可靠，重复定位精度高，具有非常高的响应速度，且运行摩擦力非常小，提高了加工的精密度。并且采用直线电机，工作头装置300结构简单，但安装精度高。
进一步地，参照图1~2，夹持部310为三爪卡盘，旋转部320的驱源部为DD电机。DD电机扭矩大，分度精度高，旋转精度达到秒。三爪卡盘间接由DD电机驱动，旋转精度高，线速度可控，并且夹持稳固。
进一步地，参照图1~2，砂轮头装置200包括砂轮底座210和砂轮工作台220，砂轮工作台220上设有磨头230。砂轮底座210固定在机座100上，砂轮工作台220与砂轮底座210通过滑轨400连接，并在第二驱动装置600的驱动下相对砂轮底座210滑动。
第二驱动装置600控制砂轮工作台220相对主轴底座330滑动，使得砂轮工作台220可相对砂轮底座210的延伸方向Z向往复运动。滑轨400的设置使得二者之间滑动顺畅，有利于提高加工精密度。滑轨400优选为线轨滑块，线轨滑块滑动更为顺畅。工作头底座与砂轮头底座均安装在本体上，机座100可为磨削零件时提供足购的支撑。
进一步地，参照图1~2，第二驱动装置600为直线电机，直线电机设置于砂轮工作台220与砂轮底座210之间。
传统磨床的进给驱动是采用伺服电机驱动，并由丝杆传动。由于丝杆传动有间隙，需要调试并补偿间隙值，当丝杆需要反转时，伺服电机会有短时间的停顿，因而定位精度低。砂轮工作台220进给驱动由直线电机驱动，直线电机运行稳定，可靠，重复定位精度高，具有非常高的响应速度，且运行摩擦力非常小，提高了加工的精密度。并且采用直线电机，砂轮工作台220结构简单，但安装精度高。
进一步地，参照图1~2，主轴工作台340上设有相对其转动设置的工作台主轴座350，夹持部310和旋转部320均设置于上，工作台主轴座350设有测定转动角度的标尺。砂轮工作台220上设有相对其转动设置的砂轮主轴座250，砂轮设置于上，砂轮台主轴座设有测定转动角度的标尺。标尺的设置可精确测量零件和砂轮的旋转分度精度，从而提高加工精度。
进一步地，参照图1~2，工作头装置300上还设有测量装置260。测量装置260可提高异形外圆磨床的加工密度，为异形外圆磨床的自动化奠定了基础。
进一步地，参照图1~2，异形外圆磨床还包括修刀座270。修刀座270可对砂轮进行修整，使得砂轮的研磨效果更好，从而提高了加工精度。
进一步地，参照图1~2，砂轮头装置200为方体结构，从而减小了设备占用空间。此外，异形外圆磨床采用的控制***操作方便，安装维护也非常方便，具有丰富的便捷连接插口。***具有二次开发功能，可以将CAD图形导入***，***会根据CAD图形自动生成研磨程序，方便快捷，减少前期准备时间。
本发明的工作原理：
上述异形外圆磨床，工作头装置300可夹持零件沿X轴方向移动，砂轮头装置200可沿Z轴方向移动，使得零件既可在径向相对砂轮头装置200移动又可在轴向相对其移动，改变了传统工件移动砂轮进给研磨的结构形式。该设计使得砂轮头装置200可对零件各位置进行加工，因而可对形状特殊、不规则的零件进行研磨。上述异形外圆磨床，可对多种形状的零件进行加工，适用范围广。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种异形外圆磨床，其特征在于，所述异形外圆磨床包括机座，所述机座上设有相对所述机座的Z向活动设置的砂轮头装置和相对所述机座的X向活动设置的工作头装置，所述X向与所述Z向垂直；
所述工作头装置设有用于夹持零件沿Z向延伸的夹持部和用于驱动夹持的所述零件旋转的旋转部，所述砂轮头装置设置于所述工作头装置靠近所述夹持部一侧。
2.根据权利要求1所述的异形外圆磨床，其特征在于，所述工作头装置包括主轴底座和主轴工作台，所述夹持部和所述旋转部均设置于所述主轴工作台上；
所述主轴底座固定在所述机座上，所述主轴工作台与所述主轴底座通过滑轨连接，并在第一驱动装置的驱动下相对所述主轴底座滑动。
3.根据权利要求2所述的异形外圆磨床，其特征在于，所述第一驱动装置为直线电机，所述直线电机设置于所述主轴工作台与所述主轴底座之间。
4.根据权利要求1所述的异形外圆磨床，其特征在于，所述夹持部为三爪卡盘，所述旋转部的驱源部为DD电机。
5.根据权利要求2所述的异形外圆磨床，其特征在于，所述砂轮头装置包括砂轮底座和砂轮工作台，所述砂轮工作台上设有磨头；
所述砂轮底座固定在所述机座上，所述砂轮工作台与所述砂轮底座通过滑轨连接，并在第二驱动装置的驱动下相对所述砂轮底座滑动。
6.根据权利要求5所述的异形外圆磨床，其特征在于，所述第二驱动装置为直线电机，所述直线电机设置于所述砂轮工作台与所述砂轮底座之间。
7.根据权利要求5所述的异形外圆磨床，其特征在于，所述主轴工作台上设有相对其转动设置的工作台主轴座，所述夹持部和所述旋转部均设置于所述工作台主轴座上，所述工作台主轴座设有测定转动角度的标尺；
所述砂轮工作台上设有相对其转动设置的砂轮主轴座，所述砂轮设置于所述砂轮台主轴座上，所述砂轮台主轴座设有测定转动角度的标尺。
8.根据权利要求1所述的异形外圆磨床，其特征在于，所述工作头装置上还设有测量装置。
9.根据权利要求1所述的异形外圆磨床，其特征在于，所述异形外圆磨床还包括修刀座。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的异形外圆磨床，其特征在于，所述砂轮头装置为方体结构。
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