專利名稱：數(shù)控端面磨床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及數(shù)控磨床，具體地說是一種對圓柱體內(nèi)外端面進(jìn)行加工的數(shù)控端面磨床。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的對圓柱體內(nèi)外端面加工，多采用普通磨床磨削，然后進(jìn)行研磨的工藝，如油泵油嘴。油泵油嘴是柴油發(fā)動機燃油噴射系統(tǒng)的核心部分，其零部件的端面加工精度直接決定柴油發(fā)動機的效率和檔次。隨著我國經(jīng)濟(jì)增長方式的轉(zhuǎn)變以及對生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重視，國家正在不斷地以法規(guī)形式提高柴油發(fā)動機廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)。但采用傳統(tǒng)工藝對油泵油嘴進(jìn)行加工，工作效率低，加工尺寸不穩(wěn)定，平面度也不易保證；此外，合格率低、經(jīng)濟(jì)性能差。因此，傳統(tǒng)的油泵油嘴零部件的端面加工工藝不再適應(yīng)新的要求而不得不被淘汰。

實用新型內(nèi)容為了解決傳統(tǒng)普磨、研磨對工件造成的上述問題，本實用新型的目的在于提供一種數(shù)控端面磨床。該數(shù)控端面磨床可以將工件在熱處理后，一次裝卡，直接磨出需要的硬性密封端面；主要應(yīng)用于磨削油泵油嘴等需要硬性密封的高精密端面。本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的本實用新型包括床體、數(shù)控系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)，在床體上分別安裝有主軸箱及進(jìn)給工作臺，其中主軸箱內(nèi)設(shè)有可轉(zhuǎn)動的主軸，所述主軸的一端通過傳動機構(gòu)與變頻電機相連， 另一端設(shè)有夾具，待磨工件裝卡在所述夾具上、隨主軸轉(zhuǎn)動；所述進(jìn)給工作臺位于待磨工件的一側(cè)，沿所述主軸的軸向往復(fù)移動，在進(jìn)給工作臺上設(shè)有隨其移動的電主軸，該電主軸與所述數(shù)控系統(tǒng)電連接，在電主軸上安裝有磨削待磨工件的砂輪。其中所述主軸箱與床體之間設(shè)有調(diào)整主軸與進(jìn)給工作臺進(jìn)給方向平行度的凹凸調(diào)整墊鐵；所述凹凸調(diào)整墊鐵包括凹形板和凸形板，其中凹形板的底面向上凹，與主軸箱連接的頂面為平面；所述凸形板與凹形板接觸的頂面為凸形結(jié)構(gòu)，與床板接觸的底面為平面， 所述凹形板的底面與凸形板的頂面相對應(yīng)；所述凹形板在所述主軸軸向上的兩端長于凸形板，該凹形板兩端突出于凸形板兩端的部分分別設(shè)有調(diào)整凹形板高度的第二螺栓，所述凹形板通過第二螺栓與所述床體連接；所述凹形板和凸形板在靠近兩者的中心處通過第一螺栓連接，該第一螺栓調(diào)整凹形板在水平方向的位置；所述主軸通過軸承可轉(zhuǎn)動地安裝在主軸箱內(nèi)，該軸承為角接觸軸承；所述角接觸軸承包括三個前軸承及兩個后軸承；所述傳動機構(gòu)包括第一同步帶輪、第二同步帶輪及同步帶，其中第二同步帶輪通過同步帶輪聯(lián)軸器安裝在主軸的一端，第一同步帶輪安裝在所述變頻電機的輸出端，第一同步帶輪通過同步帶與第二同步帶輪相連接；所述變頻電機與數(shù)控系統(tǒng)電連接；在第一同步帶輪與第二同步帶輪之間同步帶的上方設(shè)有安裝在主軸箱上的同步帶漲緊輪；所述進(jìn)給工作臺通過支座安裝在床體上，所述支座上設(shè)有第一伺服電機，該第一伺服電機通過滾珠絲杠副驅(qū)動進(jìn)給工作臺沿主軸的軸向往復(fù)移動；所述支座上表面的兩側(cè)分別沿進(jìn)給工作臺的移動方向設(shè)有直線導(dǎo)軌，所述進(jìn)給工作臺兩側(cè)邊緣向下延伸、與直線導(dǎo)軌形成導(dǎo)軌副。本實用新型的優(yōu)點與積極效果為1.本實用新型將待磨工件一次裝卡在主軸端部的夾具上，通過伺服電機驅(qū)動進(jìn)給工作臺進(jìn)給，進(jìn)給工作臺上安裝有由電主軸驅(qū)動的砂輪，對待磨工件進(jìn)行磨削，省略了普磨和研磨的工序，直接磨出需要的硬性密封端面。2.本實用新型在主軸箱與床體之間設(shè)置了凹凸調(diào)整墊鐵，通過擰動螺栓來調(diào)整凹形板在水平方向的位置及垂直高度，可以有效方便地調(diào)整主軸在各坐標(biāo)方向的精準(zhǔn)位置， 保證主軸和進(jìn)給工作臺進(jìn)給方向的平行度，確保加工精度，平面度可達(dá)<0.9 μ m。3.本實用新型的主軸箱采用前三后二 DB/DT結(jié)構(gòu)的角接觸軸承支撐主軸，主軸由變頻電機驅(qū)動，無級調(diào)速，保證了磨床主軸的回轉(zhuǎn)精度和軸向的穩(wěn)定性。4.本實用新型的進(jìn)給工作臺采用交叉導(dǎo)軌副和滾珠絲杠副，保證了砂輪磨削的穩(wěn)定可靠。使用數(shù)控系統(tǒng)對進(jìn)給進(jìn)行數(shù)字控制可任意調(diào)整磨削余量和進(jìn)給量。5.本實用新型的砂輪采用450#和500#CBN混合配料、并使用樹脂結(jié)合劑，使砂輪有良好的切削能力和自銳性及使用壽命，并可自我修復(fù)。

圖1為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的左視圖；圖3為圖1中主軸箱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實用新型凹凸調(diào)整墊鐵剖視圖；圖5為本實用新型進(jìn)給工作臺的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖5的側(cè)視剖視圖；其中1為主軸箱，2為凹凸調(diào)整墊鐵，201為凹形板，202為凸形板，3為床體，4為電主軸，5為進(jìn)給工作臺，6為數(shù)控系統(tǒng)，7為第一伺服電機，8為滾珠絲杠副，9為第一同步帶輪，10為同步帶輪聯(lián)軸器，11為同步帶漲緊輪，12為后軸承，13為前軸承，14為主軸，15為第一螺栓，16為第二螺栓，17為直線導(dǎo)軌，18為第二同步帶輪，19為同步帶，20為支座，21 為砂輪。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳述。如圖1 3所示，本實用新型包括主軸箱1、床體3、電主軸4、進(jìn)給工作臺5、數(shù)控系統(tǒng)6、冷卻系統(tǒng)及潤滑系統(tǒng)，在床體3上分別安裝有主軸箱1及進(jìn)給工作臺5，主軸箱1內(nèi)設(shè)有可轉(zhuǎn)動的主軸14，所述主軸14的一端通過傳動機構(gòu)與安裝在主軸箱1上的變頻電機相連，另一端設(shè)有夾具，待磨工件裝卡在所述夾具上、隨主軸14在變頻電機的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)， 變頻電機與數(shù)控系統(tǒng)6電連接；所述進(jìn)給工作臺5位于待磨工件的一側(cè)(圖1中的右側(cè))， 沿所述主軸14的軸向往復(fù)移動，在進(jìn)給工作臺5上設(shè)有隨其移動的電主軸4，該電主軸4與所述數(shù)控系統(tǒng)6電連接，在電主軸4上安裝有磨削待磨工件的砂輪21，該砂輪21與主軸14 的旋轉(zhuǎn)方向相反，對待磨工件進(jìn)行磨削。本實施例中的傳動機構(gòu)采用同步帶及帶輪的方式，也可采用現(xiàn)有齒輪嚙合、鏈輪鏈條等方式；本實施例中的傳動機構(gòu)包括第一同步帶輪9、第二同步帶輪18、同步帶19及同步帶漲緊輪11，其中第二同步帶輪18的輪軸通過同步帶輪聯(lián)軸器10安裝在主軸14的一端，同步帶輪聯(lián)軸器10為彈性聯(lián)軸器，零回轉(zhuǎn)間隙；第一同步帶輪9安裝在所述變頻電機的輸出端，第一同步帶輪9通過同步帶19與第二同步帶輪18相連接，在第一同步帶輪9與第二同步帶輪18之間同步帶的上方設(shè)有安裝在主軸箱1上的同步帶漲緊輪11，該同步帶漲緊輪11可張緊皮帶。主軸14通過變頻電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，無級調(diào)速。主軸14通過軸承可轉(zhuǎn)動地安裝在主軸箱1內(nèi)，該軸承為角接觸軸承，包括三個前軸承13及兩個后軸承12 ；本實用新型采用前三后二 DB/DT結(jié)構(gòu)的角接觸軸承來支撐主軸 14，保證了磨床主軸14的高精回轉(zhuǎn)精度和軸向的穩(wěn)定性，DB代表背對背配置，DT代表串聯(lián)配置。如圖5、圖6所示，進(jìn)給工作臺5通過支座20安裝在床體3上，所述支座20固接在床體3上，在支座20上設(shè)有第一伺服電機7，該第一伺服電機7與數(shù)控系統(tǒng)6電連接，使用數(shù)控系統(tǒng)6對進(jìn)給進(jìn)行數(shù)字控制可調(diào)整磨削余量和進(jìn)給量；支座20上表面的兩側(cè)分別沿進(jìn)給工作臺5的移動方向設(shè)有直線導(dǎo)軌17，所述進(jìn)給工作臺5兩側(cè)邊緣向下延伸、與直線導(dǎo)軌 17形成交叉導(dǎo)軌副，直線導(dǎo)軌17在進(jìn)給工作臺5移動過程中起導(dǎo)向作用，保證了砂輪21磨削的穩(wěn)定可靠。第一伺服電機7通過滾珠絲杠副8驅(qū)動進(jìn)給工作臺5沿主軸14的軸向往復(fù)移動，滾珠絲杠副8包括滾珠絲杠及絲母，其中滾珠絲杠通過聯(lián)軸器與第一伺服電機7相連，在滾珠絲杠上螺紋連接有絲母，該絲母固接在進(jìn)給工作臺5的下表面，進(jìn)給工作臺5隨絲母移動。電主軸4固定在進(jìn)給工作臺5的上表面，砂輪21安裝在電主軸4的輸出端；本實用新型的砂輪21為CBN (立方氮化硼)砂輪，采用450#和500#CBN混合配料、并使用樹脂結(jié)合劑，使砂輪有良好的切削能力和自銳性及使用壽命，并可自我修復(fù)；本實用新型的砂輪21為市購產(chǎn)品，購置于沈陽三木磨料磨具有限公司，型號為CBN Φ 83χ Φ 29x20x5x5.為方便調(diào)整主軸14在各坐標(biāo)方向的精準(zhǔn)位置，保證工件主軸和進(jìn)給工作臺5移動方向的平行度，本實用新型在主軸箱1與床體3之間設(shè)有凹凸調(diào)整墊鐵2。如圖3所示，該凹凸調(diào)整墊鐵2包括凹形板201和凸形板202，其中凹形板201的底面向上凹，與主軸箱1 連接的頂面為平面；所述凸形板202與凹形板201接觸的頂面為凸形結(jié)構(gòu)，與床板3接觸的底面為平面，所述凹形板201向上凹的底面與凸形板202的頂面相對應(yīng)。凹形板201在所述主軸14軸向上的兩端長于凸形板202，該凹形板201兩端突出于凸形板202兩端的部分分別開有螺紋通孔，在螺紋通孔內(nèi)設(shè)有第二螺栓16，調(diào)整該第二螺栓16可以調(diào)整凹形板 201兩端的高度，凹形板201通過第二螺栓16與床體3連接；所述凹形板201和凸形板202 在靠近兩者的中心處通過第一螺栓15連接，該第一螺栓15調(diào)整凹形板201在水平方向的位置。因此，通過調(diào)整凹凸調(diào)整墊鐵2，可以有效方便地調(diào)整主軸14在各坐標(biāo)方向的精準(zhǔn)位置，保證工件主軸和進(jìn)給導(dǎo)軌的平行度，確保加工精度，達(dá)到平面度< 0. 9 μ m。本實用新型的數(shù)控系統(tǒng)6、冷卻系統(tǒng)及潤滑系統(tǒng)為現(xiàn)有技術(shù)。本實用新型的工作原理為加工時，待磨工件裝卡在主軸14另一端的夾具上，變頻電機驅(qū)動第一同步帶輪9 旋轉(zhuǎn)，通過同步帶19傳遞給第二同步帶輪18，進(jìn)而帶動主軸14旋轉(zhuǎn)，裝卡在主軸14上的待磨工件隨主軸14共同旋轉(zhuǎn)；進(jìn)給工作臺5在第一伺服電機7的驅(qū)動下，通過交叉導(dǎo)軌副和滾珠絲杠副8帶動電主軸4工進(jìn)。電主軸4的軸端裝有450#或500#CBN砂輪21，有良好的切削能力和自銳性及使用壽命，并可自我修復(fù)；在數(shù)控系統(tǒng)6的控制下，砂輪21由電主軸4驅(qū)動轉(zhuǎn)動，砂輪21的旋轉(zhuǎn)方向與主軸14的旋轉(zhuǎn)方向相反，進(jìn)而砂輪21對工件進(jìn)行粗磨-精磨-光磨加工流程；加工時開啟冷卻系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)，保證磨床的使用壽命和加工的穩(wěn)定性。特殊需要可接自動上下料機構(gòu)，形成半自動化作業(yè)。 本實用新型的磨削范圍為外端面< 100mm，內(nèi)端面Φ 16mm Φ 100mm，磨削工件平面度< 0. 9 μ m，粗糙度Ra < 0. 2 μ m。
權(quán)利要求1.一種數(shù)控端面磨床，包括床體、數(shù)控系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)，其特征在于在床體(3)上分別安裝有主軸箱(1)及進(jìn)給工作臺(5)，其中主軸箱(1)內(nèi)設(shè)有可轉(zhuǎn)動的主軸(14)，所述主軸(14)的一端通過傳動機構(gòu)與變頻電機相連，另一端設(shè)有夾具，待磨工件裝卡在所述夾具上、隨主軸(14)轉(zhuǎn)動；所述進(jìn)給工作臺(5)位于待磨工件的一側(cè)，沿所述主軸(14)的軸向往復(fù)移動，在進(jìn)給工作臺( 上設(shè)有隨其移動的電主軸G)，該電主軸(4)與所述數(shù)控系統(tǒng) (6)電連接，在電主軸⑷上安裝有磨削待磨工件的砂輪01)。
2.按權(quán)利要求1所述的數(shù)控端面磨床，其特征在于所述主軸箱(1)與床體C3)之間設(shè)有調(diào)整主軸(14)與進(jìn)給工作臺( 進(jìn)給方向平行度的凹凸調(diào)整墊鐵O)。
3.按權(quán)利要求2所述的數(shù)控端面磨床，其特征在于所述凹凸調(diào)整墊鐵(2)包括凹形板(201)和凸形板002)，其中凹形板O01)的底面向上凹，與主軸箱(1)連接的頂面為平面；所述凸形板(20 與凹形板(201)接觸的頂面為凸形結(jié)構(gòu)，與床板C3)接觸的底面為平面，所述凹形板O01)的底面與凸形板O02)的頂面相對應(yīng)。
4.按權(quán)利要求3所述的數(shù)控端面磨床，其特征在于所述凹形板(201)在所述主軸 (14)軸向上的兩端長于凸形板002)，該凹形板O01)兩端突出于凸形板(202)兩端的部分分別設(shè)有調(diào)整凹形板(201)高度的第二螺栓(16)，所述凹形板(201)通過第二螺栓(16) 與所述床體C3)連接；所述凹形板(201)和凸形板(20 在靠近兩者的中心處通過第一螺栓(1 連接，該第一螺栓(1 調(diào)整凹形板O01)在水平方向的位置。
5.按權(quán)利要求1或2所述的數(shù)控端面磨床，其特征在于所述主軸(14)通過軸承可轉(zhuǎn)動地安裝在主軸箱(1)內(nèi)，該軸承為角接觸軸承。
6.按權(quán)利要求5所述的數(shù)控端面磨床，其特征在于所述角接觸軸承包括三個前軸承 (13)及兩個后軸承(12)。
7.按權(quán)利要求1或2所述的數(shù)控端面磨床，其特征在于所述傳動機構(gòu)包括第一同步帶輪(9)、第二同步帶輪(18)及同步帶(19)，其中第二同步帶輪(18)通過同步帶輪聯(lián)軸器 (10)安裝在主軸(14)的一端，第一同步帶輪(9)安裝在所述變頻電機的輸出端，第一同步帶輪(9)通過同步帶(19)與第二同步帶輪(18)相連接；所述變頻電機與數(shù)控系統(tǒng)(6)電連接。
8.按權(quán)利要求7所述的數(shù)控端面磨床，其特征在于在第一同步帶輪(9)與第二同步帶輪(18)之間同步帶的上方設(shè)有安裝在主軸箱(1)上的同步帶漲緊輪(11)。
9.按權(quán)利要求1或2所述的數(shù)控端面磨床，其特征在于所述進(jìn)給工作臺(5)通過支座OO)安裝在床體(3)上，所述支座OO)上設(shè)有第一伺服電機(7)，該第一伺服電機(7) 通過滾珠絲杠副(8)驅(qū)動進(jìn)給工作臺( 沿主軸(14)的軸向往復(fù)移動。
10.按權(quán)利要求9所述的數(shù)控端面磨床，其特征在于所述支座OO)上表面的兩側(cè)分別沿進(jìn)給工作臺(5)的移動方向設(shè)有直線導(dǎo)軌(17)，所述進(jìn)給工作臺(5)兩側(cè)邊緣向下延伸、與直線導(dǎo)軌(17)形成導(dǎo)軌副。
專利摘要本實用新型涉及數(shù)控磨床，具體地說是一種對圓柱體內(nèi)外端面進(jìn)行加工的數(shù)控端面磨床，包括床體、數(shù)控系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)，在床體上分別安裝有主軸箱及進(jìn)給工作臺，其中主軸箱內(nèi)設(shè)有可轉(zhuǎn)動的主軸，主軸的一端通過傳動機構(gòu)與變頻電機相連，另一端設(shè)有夾具，待磨工件裝卡在所述夾具上、隨主軸轉(zhuǎn)動；進(jìn)給工作臺位于待磨工件的一側(cè)，沿主軸的軸向往復(fù)移動，在進(jìn)給工作臺上設(shè)有隨其移動的電主軸，該電主軸與數(shù)控系統(tǒng)電連接，在電主軸上安裝有磨削待磨工件的砂輪。本實用新型將待磨工件一次裝卡，通過伺服電機驅(qū)動進(jìn)給工作臺及其上的電主軸進(jìn)給，并由電主軸驅(qū)動的砂輪，對待磨工件進(jìn)行磨削，省略了普磨和研磨的工序，直接磨出需要的硬性密封端面。
文檔編號B24B47/20GK202271253SQ201120395688
公開日2012年6月13日 申請日期2011年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月17日
發(fā)明者韓偉 申請人:東港威遠(yuǎn)油泵油嘴有限公司