五軸聯動的數控工具磨床的製作方法

2023-10-06 01:52:59 1

專利名稱：五軸聯動的數控工具磨床的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種工具機，尤其是一種五軸聯動的數控工具磨床。
背景技術：
目前，磨床是用於磨削加工的工具機，磨削加工的應用廣泛，是機器零件精密加工的主要方法之一。但是，根據待加工的零件不同，就需要採用不同的磨削角度，大多數磨床是通常需要進行多次裝夾才來完全實現對零件的加工，而重複裝夾工件必然會導致加工精度的下降，而且影響生產效率。現在雖然有一些磨床採用了多軸聯動的結構來減少裝夾次數， 但是都在一些複雜零件的加工上都無法做到一次裝夾即可完成加工的目的。例如，銑刀圓周前角、后角，端刃前角、后角及螺旋槽的磨削加工，以及任意模數齒輪的磨削加工等。發明內容
本發明的目的是提供一種五軸聯動的數控工具磨床，它能通過一次裝夾工件就可完成複雜刀具磨削加工，以克服現有技術的不足。
本發明是這樣實現的五軸聯動的數控工具磨床，包括床身基礎、床身立柱，在床身基礎上設有Y軸總程，Y軸總程包括Y軸伺服電機，Y軸線軌，Y軸線軌滑塊及B軸安裝座；在B軸安裝座上設有B軸總程和主軸砂輪總程，B軸總程包括B軸力矩伺服電機，主軸砂輪總程包括主軸及砂輪片；在床身立柱上設有Z軸總程，Z軸總程包括Z軸伺服電機，Z軸線軌，Z軸線軌滑塊及X軸安裝座；在X軸安裝座上設有X軸總程，X軸總程包括X軸伺服電機，X軸線軌，X軸線軌滑塊及A軸安裝座；在A軸安裝座上設有A軸總程，A軸總程包括 A軸力矩伺服電機及工件自動夾緊裝置；Y軸伺服電機，B軸力矩伺服電機，Z軸伺服電機，X 軸伺服電機及A軸力矩伺服電機的控制電路均與數控工作檯連接。利用數控系統實現五軸聯動的全閉環控制。
在上述的所有滾珠絲杆的安裝軸承與伺服電機之間設有整體式結構的滾珠絲杆安裝座。這樣的結構可以提高滾珠絲杆與伺服電機的同軸度，保證加工精度及穩定性。
在B軸力矩伺服電機及A軸力矩伺服電機上均設有電磁製動器。精簡制動設備佔用的空間，並提高制動效果。
在工件自動夾緊裝置下方設有冷卻裝置及砂輪修整器。
由於採用了上述技術方案，與現有技術相比，本發明採用五軸聯動結構分別控制工件及砂輪在立體空間的相對位置，除了工件及砂輪在空間位置上的常規運動外，還增加了工件及砂輪的轉動，克服了傳統磨床的加工死角，使一些複雜的磨削加工，例如，銑刀圓周前角、后角，端刃前角、后角及螺旋槽的磨削加工，以及任意模數齒輪的磨削加工，均可通過一次裝夾工件就完成加工，從而有效的保證加工精度。本發明容易實施，成本低廉，使用效果好。


附圖I為本發明的結構示意圖；附圖2為附圖I的A-A剖視圖；附圖3為本發明的滾珠絲杆與伺服電機的連接結構示意圖。
具體實施方式
具體實施例方式五軸聯動的數控工具磨床的結構如圖I所示，包括床身基礎I、 床身立柱2，在床身基礎I上設有Y軸總程3，Y軸總程3包括Y軸伺服電機3-1，Y軸線軌3-2，Y軸線軌滑塊3-3及B軸安裝座3-4;在B軸安裝座3_4上設有B軸總程4和主軸砂輪總程5，B軸總程4包括B軸力矩伺服電機4-1，主軸砂輪總程5包括主軸5-1及砂輪片5_2 ； 在床身立柱2上設有Z軸總程6，Z軸總程6包括Z軸伺服電機6-1，Z軸線軌6-2，Z軸線軌滑塊6-3及X軸安裝座6-4 ;在X軸安裝座6-4上設有X軸總程7，X軸總程7包括X軸伺服電機7-1，X軸線軌7-2，X軸線軌滑塊7-3及A軸安裝座7_4 ;在A軸安裝座7_4上設有A軸總程8，A軸總程8包括A軸力矩伺服電機8-1及工件自動夾緊裝置8-2，在工件自動夾緊裝置8-2下方設有冷卻裝置及砂輪修整器8-3 ；Y軸伺服電機3-1，B軸力矩伺服電機4-1，Z軸伺服電機6-1，X軸伺服電機7-1及A軸力矩伺服電機8-1的控制電路均與數控工作檯連接；在上述的所有滾珠絲杆的安裝軸承與伺服電機之間設有整體式結構的滾珠絲杆安裝座9 ;在B軸力矩伺服電機4-1及A軸力矩伺服電機8-1上均設有電磁製動器10。以上部件按照常規的安裝原則及安裝要求與工具機安裝的必要組件進行相應組裝即可。
在加工銑刀時，將銑刀毛坯11裝夾用工件自動夾緊裝置8-2裝夾好，A軸力矩伺服電機8-1的輸出軸工件自動夾緊裝置8-2旋轉，從而使銑刀毛坯11可以在順逆兩方向上旋轉，在磨削圓周前角、后角或螺旋槽時，B軸力矩伺服電機4-1帶動主軸砂輪總程5轉動， A軸力矩伺服電機8-1帶動銑刀毛坯11旋轉，當它們共同旋轉到預定的螺旋角後，A軸力矩伺服電機8-1的輸出軸抱緊，YBX軸聯合運動，完成加工。通過移動Y軸分別選用不同的砂輪來磨削端刃前角、后角，A軸力矩伺服電機8-1帶動工件旋轉到指定位置後抱緊，ZBX軸聯動完成端刃前角、后角的磨削加工。
在磨削齒輪時，通過ZY軸聯動對砂輪進行成型修整，將齒輪裝夾好後，通過B軸轉動分度，XYZ三軸聯動完成各種齒形齒輪的磨削加工。
權利要求
1.一種五軸聯動的數控工具磨床，包括床身基礎(I)、床身立柱(2)，其特徵在於在床身基礎(I)上設有Y軸總程(3)，Y軸總程(3)包括Y軸伺服電機(3-1 )，Y軸線軌(3_2)，Y 軸線軌滑塊(3-3)及B軸安裝座(3-4);在B軸安裝座(3-4)上設有B軸總程(4)和主軸砂輪總程(5)，B軸總程(4)包括B軸力矩伺服電機(4-1)，主軸砂輪總程(5)包括主軸(5-1)及砂輪片(5-2);在床身立柱(2)上設有Z軸總程(6)，Z軸總程(6)包括Z軸伺服電機(6-1)， Z軸線軌(6-2)，Z軸線軌滑塊(6-3)及X軸安裝座(6-4);在X軸安裝座(6_4)上設有X軸總程(7)，X軸總程(7)包括X軸伺服電機(7-1)，X軸線軌(7-2)，X軸線軌滑塊(7-3)及A 軸安裝座(7-4);在A軸安裝座(7-4)上設有A軸總程(8)，A軸總程(8)包括A軸力矩伺服電機(8-1)及工件自動夾緊裝置(8-2) ;Y軸伺服電機(3-1)，B軸力矩伺服電機(4-1)，Z軸伺服電機(6-1)，X軸伺服電機(7-1)及A軸力矩伺服電機(8-1)的控制電路均與數控工作檯連接。
2.根據權利要求I所述的五軸聯動的數控工具磨床，其特徵在於在上述的所有滾珠絲杆的安裝軸承與伺服電機之間設有整體式結構的滾珠絲杆安裝座(9)。
3.根據權利要求I所述的五軸聯動的數控工具磨床，其特徵在於在B軸力矩伺服電機(4-1)及A軸力矩伺服電機(8-1)上均設有電磁製動器(10)。
4.根據權利要求I所述的五軸聯動的數控工具磨床，其特徵在於在工件自動夾緊裝置(8-2)下方設有冷卻裝置及砂輪修整器(8-3)。
全文摘要
本發明公開了一種五軸聯動的數控工具磨床，包括床身基礎、床身立柱,其特徵在於在床身基礎上設有Y軸總程,在Y軸總程設有B軸總程；在床身立柱上設有Z軸總程，在Z軸總程上設有X軸總程，在X軸總程上設有A軸總程；Y軸伺服電機，B軸力矩伺服電機，Z軸伺服電機，X軸伺服電機及A軸力矩伺服電機的控制電路均與數控工作檯連接。本發明採用五軸聯動結構分別控制工件及砂輪在立體空間的相對位置，除了工件及砂輪在空間位置上的常規運動外，還增加了工件及砂輪的轉動，克服了傳統磨床的加工死角，使一些複雜的磨削加工，例如，銑刀圓周前角、后角，端刃前角、后角及螺旋槽的磨削加工，以及任意模數齒輪的磨削加工，均可通過一次裝夾工件就完成加工，從而有效的保證加工精度。
文檔編號B24B53/06GK102528620SQ20111035482
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月10日 優先權日2011年11月10日
發明者劉光臨, 夏一燕, 姚凱學, 安軍 申請人:貴州英特利智能控制工程研究有限責任公司