CN212020431U - 一种五轴联动刀具数控磨床 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种五轴联动刀具数控磨床，包括机床床身，所述机床床身的左端设有Y轴基座，Y轴基座上设有Y轴滑台和第一驱动机构，Y轴基座的左右两端分别设有第一导轨和第二导轨，所述Y轴滑台的底部设有第一滑槽和第二滑槽，所述第一导轨与第一滑槽相匹配，所述第二导轨与第二滑槽相匹配，所述第一导轨的上端面高于第二导轨的上端面，或者第二导轨的上端面高于第一导轨的上端面，使得第一导轨和第二导轨之间形成落差导轨。采用上述结构，加工过程中，Y轴受力减少，进而减小形变，最大限度的保障设备加工时的精度。

Description

一种五轴联动刀具数控磨床

技术领域

本实用新型属于数控磨床技术领域，具体的说，是关于一种五轴联动刀具数控磨床。

背景技术

五轴联动刀具数控磨床是一种科技含量高、精密度高、专门用于加工复杂曲面的机床，这种机床***对一个国家的航空、航天、军事、科研、精密器械、高精医疗设备等等行业有着举足轻重的影响力。 目前，五轴联动数控机床***是解决叶轮、叶片、船用螺旋桨、重型发电机转子、汽轮机转子、大型柴油机曲轴等等加工的唯一手段。

传统的五轴联动刀具数控磨床，其五轴的排布方式为X/Y/Z/A轴组成一部分，B轴组成另一部分。但该结构已经不能满足现代化生产加工的需要。现有的五轴联动数控机床，其五轴的排布方式通常是X/Y/A轴组成一部分，Z/B轴组成一部分。A轴安装于X轴滑台上，X轴滑台坐落在Y轴滑台上；或者A轴安装于Y轴滑台上，Y轴滑台坐落在X轴滑台上；同时，B轴坐落在Z轴滑台上；或者Z轴滑台坐落在B轴上。

但是，由于现有的Y轴滑台和X轴滑台均为平板，圆形棒料加工时，由于圆形棒料与砂轮同时转动会产生较强的扭曲力，该扭曲力传到到X轴滑台，容易导致X轴滑台受力发生形变，影响设备的加工精度和使用寿命。

另外，现有的五轴联动刀具数控磨床，其X轴滑台相对于两平行导轨滑动，同样的，Y轴滑台相对于另两平行导轨滑动。由于导轨在同一水平面上。加工过程中，当受到较强弯曲倾覆力时，导轨上方的X轴滑台和Y轴滑台受到的弯曲倾覆力比较大，容易发生形变，影响设备的加工精度和使用寿命。

因此有必要加以改进。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种五轴联动刀具数控磨床，以解决现有五轴联动刀具数控磨床的Y轴容易变形、加工精度低的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种五轴联动刀具数控磨床，包括机床床身，所述机床床身的左端设有Y轴基座，Y轴基座上设有Y轴滑台以及设有用于驱动Y轴滑台相对Y轴基座前后滑动的第一驱动机构，

Y轴基座的左右两端分别设有第一导轨和第二导轨，所述Y轴滑台的底部设有第一滑槽和第二滑槽，或者，Y轴基座的左右两端设有第一滑槽和第二滑槽，所述Y轴滑台的底部设有第一导轨和第二导轨，

所述第一导轨与第一滑槽相匹配，所述第二导轨与第二滑槽相匹配，使得所述Y轴滑台可相对所述Y轴基座前后滑动,

所述第一导轨的上端面高于第二导轨的上端面，或者第二导轨的上端面高于第一导轨的上端面，使得第一导轨和第二导轨之间形成落差导轨，采用落差导轨结构，加工过程中当受到较强弯曲倾覆力，较高支撑导轨部分将弯曲倾覆力分解出较大部分为垂直分力，再将垂直分力通过床身机构传导作用于地面，大大降低Y轴实际所受的弯曲倾覆力，这样的好处是使得加工过程中，Y轴受力减少，进而减小形变，最大限度的保障设备加工时的精度。

根据本实用新型，所述Y轴滑台上设有X轴滑台以及设有用于驱动X轴滑台相对Y轴滑台左右滑动的第二驱动机构，

所述X轴滑台上设有A轴箱体，所述A轴箱体上设有A轴，所述X轴滑台上还设有用于驱动A轴进行360°自转的第一驱动装置，所述A轴用于安装圆形棒料。

根据本实用新型，所述第一驱动机构包括第一滚珠丝杠和用于驱动第一滚珠丝杠上的第一滚珠滑动的第一电机，所述第一滚珠与Y轴滑台固定连接或可拆卸连接。

进一步的，所述第一电机为伺服电机。

根据本实用新型，所述第二驱动机构包括第二滚珠丝杠和用于驱动第二滚珠丝杠上的第二滚珠滑动的第二电机，所述第二滚珠与X轴滑台固定连接或可拆卸连接。

根据本实用新型，所述Y轴滑台上设有第三导轨和第四导轨，所述X轴滑台的底部设有第三滑槽和第四滑槽，或者，所述Y轴滑台上设有第三滑槽和第四滑槽，所述X轴滑台的底部设有第三导轨和第四导轨，

所述第三导轨与第三滑槽相匹配，所述第四导轨与第四滑槽相匹配，使得所述X轴滑台可相对所述Y轴滑台滑动。

进一步的，所述X轴滑台呈弧形，开口朝上，使得X轴滑台呈环抱式结构，所述第三导轨和第四导轨不在同一水平面上，且不在同一垂直面上，也就是说，X轴滑台下方的第三导轨和第四导轨采用角度导轨结构（即，倾斜支撑导轨）设置。加工过程中，当受到较强扭曲力，倾斜支撑导轨部分将扭曲力分解出较大部分为水平分力，再将水平分力通过传动机构传导作用于床身，大大降低X轴实际所受的弯曲倾覆力，这样的好处是使得加工过程中，X轴受力减少，进而减小形变，最大限度的保障设备加工时的精度。

根据本实用新型，所述第一驱动装置和第二驱动装置均为电机。

根据本实用新型，所述机床床身的右端设有Z轴滑台和用于驱动Z轴滑台上升或下降的第三驱动机构，

所述Z轴滑台上设有B轴和用于驱动B轴进行360°自转的第二驱动装置，所述B轴上设有电主轴，电主轴上套设有工作砂轮，通过电主轴带动工作砂轮转动，所述电主轴的左侧设有3D检测探针，用于对完成后的工件进行测量。

根据本实用新型，所述第三驱动机构包括第三滚珠丝杠和用于驱动第三滚珠丝杠上的第三滚珠滑动的第三电机，所述第三滚珠与Z轴滑台固定连接或可拆卸连接。

本实用新型的五轴联动刀具数控磨床，其有益效果是：

1、采用卧式磨削结构，整体刚性更强，同时，采用X/Y/A轴+Z/B轴可以实现设备小型化，节省车间空间，

2、其排布方式为：X/Y/A轴组成一部分，Z/B轴组成一部分。A轴安装于X轴上，X轴坐落在Y轴上；同时B轴坐落在Z轴上。此排布结构模拟日常中人雕刻物件的形式，即将要雕刻的物件固定在工作台，人手把合工具进行工作。同理，让A轴（即安装工件的旋转轴）坐落在一个自重大的X/Y轴组合结构上，类似将物件固定在桌子上，这样加工过程中工件更稳固，生产出来的产品精度更高。同时通过X轴的前后伸缩实现工具加工长度的变化。B轴（即，加工输出轴）与Z轴组成另外一部分，相较于X/Y/A组合更轻量化，类似于人手把合工具，极其灵活，可以非常方便的对工件各个部位进行加工。同时通过Z轴上下运动，实现对工具上下不同位置的加工。此结构，极大提高设备的整体灵活性、方便性和快速加工的要求。

附图说明

图1为本实用新型的五轴联动刀具数控磨床的结构示意图。

图2为本实用新型的五轴联动刀具数控磨床的正面示意图的局部示意图。

图3为本实用新型的五轴联动刀具数控磨床的右视图的局部示意图。

图4为本实用新型的五轴联动刀具数控磨床的局部示意图。

具体实施方式

以下结合具体附图，对本实用新型的一种五轴联动刀具数控磨床作进一步详细说明。在本实施例的描述中，除非另有说明，术语 “前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的五轴联动刀具数控磨床必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1所示，为本实用新型的一种五轴联动刀具数控磨床，包括机床床身1，所述机床床身1的左端设有Y轴基座2，Y轴基座2上设有Y轴滑台3以及设有用于驱动Y轴滑台3相对Y轴基座2前后滑动的第一驱动机构，

所述Y轴滑台3上设有X轴滑台4以及设有用于驱动X轴滑台4相对Y轴滑台3左右滑动的第二驱动机构，

所述X轴滑台4上设有A轴箱体5，所述A轴箱体5上设有A轴6，所述X轴滑台4上还设有用于驱动A轴6进行360°自转的第一驱动装置，所述A轴6用于安装圆形棒料7（即，待磨削的工件）。应该说明，A轴箱体5和A轴6之间的安装方式为现有技术，A轴6与圆形棒料7的安装方式为现有技术。

所述机床床身1的右端设有Z轴滑台8和用于驱动Z轴滑台8上升或下降的第三驱动机构，

所述Z轴滑台8上设有B轴9和用于驱动B轴9进行360°自转的第二驱动装置，所述B轴9上设有电主轴10，电主轴10上套设有工作砂轮11，通过电主轴10带动工作砂轮11转动，所述电主轴10的左侧设有3D检测探针12，用于对完成后的工件进行测量。

所述第一驱动机构包括第一滚珠丝杠13和用于驱动第一滚珠丝杠13上的第一滚珠前后滑动的第一电机，所述第一滚珠与Y轴滑台3固定连接或可拆卸连接。所述第一电机为伺服电机。

如图1和图2所示，Y轴基座2的左右两端分别设有第一导轨21和第二导轨22，所述Y轴滑台3的底部设有第一滑槽31和第二滑槽32，或者，Y轴基座2的左右两端设有第一滑槽和第二滑槽，所述Y轴滑台3的底部设有第一导轨和第二导轨，所述第一导轨21与第一滑槽31相匹配，所述第二导轨22与第二滑槽32相匹配，使得所述Y轴滑台3可相对所述Y轴基座2前后滑动。

所述第一导轨21的上端面高于第二导轨22的上端面，或者，第二导,22的上端面高于第一导轨21的上端面，使得第一导轨21和第二导轨22之间形成落差导轨，采用落差导轨结构，加工过程中当受到较强弯曲倾覆力，较高支撑导轨部分将弯曲倾覆力分解出较大部分为垂直分力，再将垂直分力通过床身机构传导作用于地面，大大降低Y轴实际所受的弯曲倾覆力，这样的好处是使得加工过程中，Y轴受力减少，进而减小形变，最大限度的保障设备加工时的精度。

如图3所示，所述第二驱动机构包括第二滚珠丝杠14和用于驱动第二滚珠丝杠14上的第二滚珠左右滑动的第二电机，所述第二滚珠与X轴滑台固定连接或可拆卸连接。

如图3和图4所示，所述Y轴滑台上设有第三导轨33和第四导轨34，所述X轴滑台4上设有第三滑槽41和第四滑槽42，或者，所述Y轴滑台上设有第三滑槽和第四滑槽，所述X轴滑台上设有第三导轨和第四导轨。所述第三导轨33与第三滑槽41相匹配，所述第四导轨34与第四滑槽42相匹配，使得所述X轴滑台4可相对所述Y轴滑台3左右滑动。

如图3和图4所示，所述X轴滑台4呈弧形，开口朝上，使得X轴滑台4呈环抱式结构。所述Y轴滑台包括横板35和立板36，所述第三导轨33设于所述横板35上，所述第四导轨34设于所述立板36上，使得所述第三导轨33和第四导轨34不在同一水平面上，且不在同一垂直面上，也就是说，X轴滑台4的下方的第三导轨33和第四导轨34采用角度导轨结构（即，倾斜支撑导轨）设置。加工过程中，当受到较强扭曲力，倾斜支撑导轨部分将扭曲力分解出较大部分为水平分力，再将水平分力通过传动机构传导作用于床身，大大降低X轴实际所受的弯曲倾覆力，这样的好处是使得加工过程中，X轴受力减少，进而减小形变，最大限度的保障设备加工时的精度。

所述第一驱动装置和第二驱动装置均为电机。

所述第三驱动机构包括第三滚珠丝杠和用于驱动第三滚珠丝杠上的第三滚珠上下滑动的第三电机，所述第三滚珠与Z轴滑台8固定连接或可拆卸连接。

本实用新型的五轴联动刀具数控磨床的加工过程为：

将圆形棒料7安装于A轴6上，工作砂轮11安装在电主轴10上。通过电主轴10为工作砂轮11提供动力来对圆形棒料7进行磨削加工。当需要左右磨削时，通过X轴滑台4的前后移动带动A轴6及圆形棒料7左右移动来实现；当需要前后磨削时，通过Y轴滑台3的前后移动带动X轴滑台4、A轴6及圆形棒料7前后移动来实现；当需要上下磨削时，通过Z轴滑台8的上下移动带动B轴9、电主轴10及工作砂轮11上下移动来实现；当需要旋转磨削时，通过A轴6和B轴9的360°自转来实现。

本实用新型的五轴联动刀具数控磨床，主要针对直径20mm以下整体硬质合金刀具的生产和修磨。本实用新型的五轴联动刀具数控磨床采用卧式磨削结构，整体刚性更强，同时可以实现设备小型化，节省车间空间。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰。这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种五轴联动刀具数控磨床，包括机床床身，其特征在于，所述机床床身的左端设有Y轴基座，Y轴基座上设有Y轴滑台以及设有用于驱动Y轴滑台相对Y轴基座前后滑动的第一驱动机构，

Y轴基座的左右两端分别设有第一导轨和第二导轨，所述Y轴滑台的底部设有第一滑槽和第二滑槽，或者，Y轴基座的左右两端设有第一滑槽和第二滑槽，所述Y轴滑台的底部设有第一导轨和第二导轨，所述第一导轨与第一滑槽相匹配，所述第二导轨与第二滑槽相匹配，

所述第一导轨的上端面高于第二导轨的上端面，或者第二导轨的上端面高于第一导轨的上端面，使得第一导轨和第二导轨之间形成落差导轨。

2.如权利要求1所述的五轴联动刀具数控磨床，其特征在于，所述Y轴滑台上设有X轴滑台以及设有用于驱动X轴滑台相对Y轴滑台左右滑动的第二驱动机构，

所述X轴滑台上设有A轴箱体，所述A轴箱体上设有A轴，所述X轴滑台上还设有用于驱动A轴进行360°自转的第一驱动装置，所述A轴用于安装圆形棒料。

3.如权利要求1或2所述的五轴联动刀具数控磨床，其特征在于，所述第一驱动机构包括第一滚珠丝杠和用于驱动第一滚珠丝杠上的第一滚珠滑动的第一电机，所述第一滚珠与Y轴滑台固定连接或可拆卸连接。

4.如权利要求2所述的五轴联动刀具数控磨床，其特征在于，所述第二驱动机构包括第二滚珠丝杠和用于驱动第二滚珠丝杠上的第二滚珠滑动的第二电机，所述第二滚珠与X轴滑台固定连接或可拆卸连接。

5.如权利要求2所述的五轴联动刀具数控磨床，其特征在于，所述Y轴滑台上设有第三导轨和第四导轨，所述X轴滑台的底部设有第三滑槽和第四滑槽，或者，所述Y轴滑台上设有第三滑槽和第四滑槽，所述X轴滑台的底部设有第三导轨和第四导轨，

所述第三导轨与第三滑槽相匹配，所述第四导轨与第四滑槽相匹配，使得所述X轴滑台可相对所述Y轴滑台滑动。

6.如权利要求5所述的五轴联动刀具数控磨床，其特征在于，所述X轴滑台呈弧形，开口朝上，使得X轴滑台呈环抱式结构，所述第三导轨和第四导轨不在同一水平面上，且不在同一垂直面上，使得X轴滑台下方的第三导轨和第四导轨形成角度导轨结构。

7.如权利要求1所述的五轴联动刀具数控磨床，其特征在于，所述机床床身的右端设有Z轴滑台和用于驱动Z轴滑台上升或下降的第三驱动机构，

所述Z轴滑台上设有B轴和用于驱动B轴进行360°自转的第二驱动装置，所述B轴上设有电主轴，电主轴上套设有工作砂轮，通过电主轴带动工作砂轮转动，所述电主轴的左侧设有3D检测探针。

8.如权利要求7所述的五轴联动刀具数控磨床，其特征在于，所述第三驱动机构包括第三滚珠丝杠和用于驱动第三滚珠丝杠上的第三滚珠滑动的第三电机，所述第三滚珠与Z轴滑台固定连接或可拆卸连接。

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