[實用新型]高精度數控成形平面磨床

無效

• 申請號: 200920227814.3
• 申請日: 2009-09-01
• 公開（公告）號: CN201493724U
• 公開（公告）日: 2010-06-02
• 發明（設計）人: 陳海蛟
• 申請（專利權）人: 陳海蛟
• 主分類號: B24B7/02
• 分類號: B24B7/02;B24B7/04
• 代理公司: 黃石市三益專利商標事務所 42109
• 代理人: 饒建華

(一)技術領域：本實用新型涉及機床制造領域，尤其是一種高精度數控成形平面磨床。

(二)背景技術：現有的同類產品中都是利用一個砂輪磨削軸Z軸高速旋轉，工件通過X、Y兩軸相對運動進行磨削，其技術主要表現為：Z軸磨削砂輪高速旋轉，可以在Z軸立柱上進行手動或數控上下運動，工件附著或裝夾在有X、Y兩軸方向皆可運動的工作滑臺上，目前所知手動或數控平面磨床最多只有Y與Z軸進行數控進給，X軸工作臺一般利用齒輪、齒條或鋼絲或油缸進行往返運動，這種結構的X軸方向的運動只能是大范圍的尺寸控制，例如：1-5mm，無法達到0.1mm或無法達到2um。并且只能作簡單的往返運動，無法與Z軸形成聯動，即使是Z軸單獨可以數控進行嚴格的幾何尺寸運動，但這樣的話，因為X軸無數控進行嚴格的幾何尺寸運動作為配合，X軸的簡單的往返運動會使Z軸的數控失去了數控磨削的意義，這種X軸在不受嚴格幾何尺寸所控制的磨削加工方案中，只能使工件在X軸工作方向上形成相對的平面加工，無法在X軸方向上形成臺階或曲線上進行磨削成形。然而有許多機械零部件或工件需從X、Y、Z三個空間方向上都嚴格控制幾何或輪廓尺寸，如圖1，采用現有機床進行磨削，A面可完成工作需求，如果想完成B面的加工要求，并且對R角也進行磨削，并且需控制嚴格的尺寸精度，那么只有以下情況：

情況1：此工件長度在機床Y軸控制范圍里需進行分解磨削，即B面為一種砂輪磨削，R角用一種砂輪磨削。

情況2：此工件長度超出機床Y軸范圍外，則無法對此工件B面進行磨削，R角亦無法進行磨削。

情況3：如果想完成同時對A、B、C、D、R角的幾何尺寸精密磨削加工，目前現有機床則無法完成。

對于圖2這種多面組合型的工件在社會上經常有需求，目前的加工工藝只能是銑削、磨削、電火花或拉削再加手工拋光等多種工藝綜合處理。無法在一種機床或一種磨削工藝上完成，特別是這些組合面又必須需要一定的光潔度，如2um的情況下，目前即使是綜合加工工藝也難以達到加工技術要求。

如果是圓形工件并存在端面出現圓弧組合的情況下，如圖3所示，基本上目前的平面成形磨床則無法對其中任何一曲面進行磨削，更不能滿足嚴格的幾何尺寸、對稱度、光潔度等技術，此類產品如汽車輪端蓋的模具等。

(三)發明內容：本實用新型的目的就是要解決現有普通數控磨床不能加工多曲面、多斜面、圓弧組合面等各種異形組合面的問題，提供一種高精度數控成形平面磨床。

本實用新型的具體方案是：針對普通數控磨床進行改進，特別是引入了X軸的數控機構。本實用新型包括有床身，床身的一側設有立柱及數控系統，在床身上安裝有X軸和Y軸工作臺，Y軸工作臺通過數控傳動裝置裝于床身上，且在立柱上安裝有Z軸數控裝置，與Z軸數控裝置連接裝有砂輪主軸，其特征是：所述X軸工作臺與Y軸工作臺采用數控傳動方式連接，即X軸工作臺與Y軸工作臺間采用X軸方向的導軌導向結構連接，并采用精密絲桿及伺服電機傳動連接X軸工作臺，所述伺服電機受控連接數控系統。

為了實現對圓弧組合面的精密加工，本實用新型還可在X軸工作臺上安裝有一套C軸數控旋轉工作臺，它包括有一臺高精度分度頭及驅動高精度分度頭的伺服電機，該伺服電機受控連接數控系統。

為了保證在機床出現異常情況下可以手工操作，本實用新型在X、Y、Z三軸數控傳動裝置中，每根傳動絲桿的一端部或側面安裝有一組手動傳動機構。

本實用新型與現有技術相比，具有以下優點：

1.因為X軸的數字化控制，可達到臺階、曲面、平面、垂直面的一次磨削完成(如加工圖2工件)，并且能減少定位誤差。其加工原理參見圖4，此組合面工件在本實用新型中可用一個砂輪基本磨削成功，僅a點與b點直角需組合加工，如果a、b兩點為圓弧過渡或避空，則本實用新型可一次精確成型。

2.因為x軸的數字化控制，使現有技術磨床加工不了的復合面精度達到2um尺寸精度。

3.因為增加了c軸的數控工作臺，使現有技術磨床加工不了的環狀多曲面工件得以達到2um尺寸加工精度，使許多需用大型或專用機床分步加工才可得到的零部件在使用本實用新型后得到最快捷，最精確的精度加工控制，并且大幅度地降低加工成本。

(四)附圖說明：

圖1是多曲面、多斜面工件的立體示意圖；

圖2是異形組合面工件的立體示意圖；

圖3是圓弧組合環形工件的立體示意圖；

圖4是異形組合面工件加工原理圖；

圖5是本實用新型的總體結構立體示意圖；

圖6是X軸及C軸數控傳動結構立體示意圖。