專利名稱：立柱全移動磨床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)床加工設(shè)備，尤其涉及一種立柱及其拖板X、Y、Z三向全移動的磨床。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中的磨削機(jī)床設(shè)備，如平面磨床的布局，大多數(shù)機(jī)床設(shè)計(jì)是采用單立柱固定式。雖有立柱移動式的機(jī)床，但不能作X向的移動，只是Z向的橫向移動，且老式橫向移動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)在立柱的底部，運(yùn)動重心高、穩(wěn)定性差、精度提不高。目前有種新的立柱移動磨床的橫向移動裝置，雖然橫向移動裝置布局在立柱重心附近處，能增加橫向運(yùn)動的穩(wěn)定性和切削剛性。但是，橫向驅(qū)動只是單邊單軸的形式，這樣在構(gòu)件的一端施力會破壞力的平衡，易產(chǎn)生振動，影響磨削表面質(zhì)量。另外，現(xiàn)有技術(shù)中磨削機(jī)床的X向運(yùn)動，立柱不能移動，都是以工作臺或工件的移動來實(shí)現(xiàn)。這種移動形式工作臺的設(shè)計(jì)行程必須大于工件的一倍距離，這樣機(jī)床的床身和工作臺勢必相應(yīng)加長，造成機(jī)床的體積和自重增加，占地面積擴(kuò)大。另則，現(xiàn)有技術(shù)中工件一般都安裝在可移動的工作臺上，工作臺運(yùn)動受工件重量的影響和限制，不利于運(yùn)動精度和穩(wěn)定性的提高。
有一種新型的數(shù)控螺旋錐齒輪加工機(jī)床，立柱也能作X、Y、Z三向運(yùn)動。由于機(jī)床加工對象不同，三向運(yùn)動的功能和構(gòu)件亦不相同。這種新型的數(shù)控螺旋錐齒輪加工機(jī)床，X向運(yùn)動僅只是切削刀具移置的輔助運(yùn)動，一般運(yùn)動速度低精度要求不高。且X向的床身是階梯式設(shè)計(jì)，一側(cè)面裝有回轉(zhuǎn)體，加工對象局限于螺旋錐齒輪。Y向移動機(jī)構(gòu)置于底部，其重心高、穩(wěn)定性差。隨著科技的發(fā)展和機(jī)械加工的需要，立柱橫向移動磨床的橫向移動裝置其工作臺也移動的磨床，而或這種新型的數(shù)控螺旋錐齒輪加工機(jī)床，都難以與生產(chǎn)流水線相連接，難以實(shí)現(xiàn)柔性單元生產(chǎn)和自動化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要目的解決現(xiàn)有單立柱磨床不能作X向移動的定式結(jié)構(gòu)，或改變現(xiàn)有技術(shù)中X向只是刀具移置的輔助運(yùn)動的問題，從而開發(fā)一種把X向運(yùn)動作為機(jī)床磨削的主要切削運(yùn)動，以提高機(jī)床的適用性能和自動化程度的立柱全移動磨床。
本發(fā)明的另一個目的解決現(xiàn)有技術(shù)中立柱移動磨床橫向移動裝置所存在單邊單軸驅(qū)動力的不平衡狀態(tài)，以提高抗振性能，提高磨削表面質(zhì)量等技術(shù)問題的立柱全移動磨床。
本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的一種立柱全移動磨床，包括床身，拖板、磨頭、工作臺及前端設(shè)置有Y向垂直導(dǎo)軌的立柱，其特征在于拖板底部設(shè)置有作為主切削運(yùn)動的X向移動導(dǎo)軌及與X向移動導(dǎo)軌相關(guān)的X向驅(qū)動機(jī)構(gòu)，導(dǎo)軌及驅(qū)動機(jī)構(gòu)與床身相連接；立柱中間腰部兩側(cè)設(shè)置有Z向?qū)к壔瑝K座及Z向雙軸驅(qū)動機(jī)構(gòu)，在拖板頂部設(shè)有Z向移動導(dǎo)軌，Z向?qū)к壔瑝K座與Z向移動導(dǎo)軌相配合。
作為優(yōu)選，Z向雙軸驅(qū)動機(jī)構(gòu)為雙軸同時驅(qū)動，由數(shù)控伺服電機(jī)、支架、及滾珠絲杠副組成；數(shù)控伺服電機(jī)設(shè)置在每根滾珠絲杠副端部，支架設(shè)置在Z向移動導(dǎo)軌兩端的上方，滾珠絲杠副裝在Z向?qū)к壔瑝K座之內(nèi)。有二只數(shù)控伺服電機(jī)及支架分別置于二條Z向移動導(dǎo)軌兩端的上方，二套滾珠絲杠副裝在Z向?qū)к壔瑝K座之內(nèi)。
作為優(yōu)選，床身為整體箱式平板形；工作臺固定安裝在床身上面，或安裝采用可交換式工作臺，有利于提高工作效率。
作為優(yōu)選，X向驅(qū)動機(jī)構(gòu)為單軸驅(qū)動形式，由數(shù)控伺服電機(jī)、支架及滾珠絲杠副組成；驅(qū)動機(jī)構(gòu)置于二條X向移動導(dǎo)軌之間。
作為優(yōu)選，X向移動導(dǎo)軌、Z向移動導(dǎo)軌和Y向垂直導(dǎo)軌為滾動直線導(dǎo)軌。
作為優(yōu)選，X向移動導(dǎo)軌、Z向移動導(dǎo)軌和Y向垂直導(dǎo)軌為滑動導(dǎo)軌。
作為優(yōu)選，立柱頂部設(shè)有垂直進(jìn)給驅(qū)動機(jī)構(gòu)，垂直進(jìn)給驅(qū)動機(jī)構(gòu)與磨頭及立柱前側(cè)的Y向垂直導(dǎo)軌相連，磨頭沿Y向可作垂直進(jìn)給運(yùn)動。
作為優(yōu)選，磨頭的主軸為臥式，或根據(jù)需要主軸配置為立式。
本發(fā)明把機(jī)床的X、Y、Z三向主運(yùn)動，以立柱及其拖板作X、Y、Z三向全移動實(shí)現(xiàn)。立柱及其拖板作X向移動，成為機(jī)床主切削運(yùn)動，提高了運(yùn)動速度，提高了工作效率；不但有效地減少了原來工作臺運(yùn)動行程的一倍距離，減輕機(jī)床自重，減小了機(jī)床占地面積；而且工件置于工作臺上不參與運(yùn)動，不受自重的影響和限制，可以提高加工精度和穩(wěn)定性。本發(fā)明的技術(shù)方案中工作臺不運(yùn)動，還為拓展機(jī)床功能創(chuàng)造了條件，為與生產(chǎn)線連接或柔性單元制造技術(shù)提供了基礎(chǔ)，提高了機(jī)床的適用性。Z向移動在立柱中腰重心位置采用雙軸重心驅(qū)動結(jié)構(gòu)，既保留了中腰導(dǎo)軌的穩(wěn)定性和切削剛性，又提高了橫向運(yùn)動力的平衡和抗振性能，有利于磨削表面質(zhì)量的提高。


附圖1是一種立柱全移動磨床的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2是圖1的俯視圖。
附圖3是圖2回轉(zhuǎn)式可交換工作臺的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面通過實(shí)施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體說明。
實(shí)施例如圖1、圖2所示的立柱全移動磨床，床身1為箱式平板形狀，長×寬×高尺寸3200×2150×427(mm)，材料HT250；上面安裝X向移動導(dǎo)軌6，二條直線滾動導(dǎo)軌，寬×長55×2880(mm)；X向驅(qū)動機(jī)構(gòu)7有一支滾珠絲杠副17，規(guī)格￠50×2350(mm)，以鑄件支架16與X向伺服電機(jī)7相連接，伺服電機(jī)7功率/轉(zhuǎn)矩為6.5kW/41.5Nm，X向最大進(jìn)給速度15000mm/min，可以滿足磨削主運(yùn)動的技術(shù)要求。拖板2為U字形狀，下部安裝與X向移動導(dǎo)軌6相配合的導(dǎo)軌滑塊，上部安裝有Z向移動導(dǎo)軌8和Z向雙軸驅(qū)動機(jī)構(gòu)9；二條直線滾動導(dǎo)軌，寬×長45×1305(mm)。立柱3在其中腰重心位置的兩側(cè)裝有Z向?qū)к壔?0，以12只M20螺釘相連接，也可采用其他連接方法，或者采用導(dǎo)軌滑座10與立柱3整體鑄造工藝。左右導(dǎo)軌滑座10與立柱3連接，通過工藝手段使其等高且在同一水平面上。Z向的雙軸驅(qū)動機(jī)構(gòu)9的二支滾珠絲杠15，規(guī)格￠50×1011(mm)；安置在導(dǎo)軌滑座10之內(nèi)，處于立柱3的重心位置上。與支架13、Z向伺服電機(jī)組成Z向雙軸驅(qū)動機(jī)構(gòu)9，最大進(jìn)給速度4000mm/min。這種二支驅(qū)動絲杠的中心連線，位于移動構(gòu)件的重心上，稱其為雙軸重心驅(qū)動。它能使驅(qū)動力平衡，防止構(gòu)件偏轉(zhuǎn)，減小振動，有利于提高表面切削質(zhì)量。實(shí)施例采用西門子840D九軸數(shù)控系統(tǒng)，雙軸驅(qū)動的同步由數(shù)控系統(tǒng)控制。磨頭4與立柱3前端Y向垂直導(dǎo)軌11及立柱3頂部垂直進(jìn)給驅(qū)動機(jī)構(gòu)12相連接，沿Y向可作垂直進(jìn)給運(yùn)動。Y向垂直導(dǎo)軌采用直線滾動導(dǎo)軌，寬×長45×1147(mm)；進(jìn)給驅(qū)動機(jī)構(gòu)12的滾珠絲杠副規(guī)格￠40×1391。最大進(jìn)給速度2000mm/min。磨頭4電機(jī)功率30kw，主軸轉(zhuǎn)速50-4000rpm，砂輪規(guī)格400×(20-80)×127(mm)。主軸采用臥軸形式，但可按照產(chǎn)品的功能需要設(shè)置立式主軸或臥、立二者兼?zhèn)?。本?shí)施例工作臺5，其工作臺面長×寬為1300×450(mm)，有三條T字槽，以10只M20螺釘與床身固定連接。根據(jù)產(chǎn)品拓展的需要，可以配置二工位回轉(zhuǎn)式可交換的工作臺(見圖3所示)，形成一個工作區(qū)和一個準(zhǔn)備區(qū)，圖中所示191為工作區(qū)，192為準(zhǔn)備區(qū)；或配置多工位的鏈?zhǔn)浇粨Q機(jī)構(gòu)，二個以上工作臺交換使用，實(shí)現(xiàn)自動工作循環(huán)，提高工作效率。
本發(fā)明所創(chuàng)新開發(fā)的立柱全移動磨床，在MKH450數(shù)控成形磨削加工中心設(shè)備上實(shí)施。
綜上，本說明書所述的具體實(shí)施例是對本發(fā)明技術(shù)方案的舉例說明，本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可能會對上述描寫的具體實(shí)例，作一些修改補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但不會偏離本發(fā)明技術(shù)方案的創(chuàng)新精神或者超越權(quán)利要求書所定義的范圍。
權(quán)利要求
1.一種立柱全移動磨床，包括床身(1)，拖板(2)、磨頭(4)、工作臺(5)及前端設(shè)置有Y向垂直導(dǎo)軌(11)的立柱(3)，其特征在于所述拖板(2)底部設(shè)置有作為主切削運(yùn)動的X向移動導(dǎo)軌(6)及與X向移動導(dǎo)軌相關(guān)的X向驅(qū)動機(jī)構(gòu)(7)，所述導(dǎo)軌及驅(qū)動機(jī)構(gòu)與床身(1)相連接；所述立柱(3)中間腰部兩側(cè)設(shè)置有Z向?qū)к壔瑝K座(10)及Z向雙軸驅(qū)動機(jī)構(gòu)(9)，在所述拖板(3)頂部設(shè)有Z向移動導(dǎo)軌(8)，所述Z向?qū)к壔瑝K座(10)與Z向移動導(dǎo)軌(8)相配合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立柱全移動磨床，其特征在于所述Z向雙軸驅(qū)動機(jī)構(gòu)(9)為雙軸同時驅(qū)動，由數(shù)控伺服電機(jī)、支架(13)、(14)及滾珠絲杠副(15)組成；所述數(shù)控伺服電機(jī)設(shè)置在每根滾珠絲杠副端部，支架(13)、(14)設(shè)置在Z向移動導(dǎo)軌(8)兩端的上方，滾珠絲杠副裝在Z向?qū)к壔瑝K座(10)之內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的立柱全移動磨床，其特征在于所述床身(1)為整體箱式平板形，上面設(shè)有固定工作臺(5)或可交換式工作臺(19)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的立柱全移動磨床，其特征在于所述X向驅(qū)動機(jī)構(gòu)(7)為單軸驅(qū)動形式，由數(shù)控伺服電機(jī)(7)、支架(16)及滾珠絲杠副(17)組成；所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)(7)置于二條X向移動導(dǎo)軌(6)之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的立柱全移動磨床，其特征在于所述X向移動導(dǎo)軌(6)、Z向移動導(dǎo)軌(8)和Y向垂直導(dǎo)軌(11)為滾動直線導(dǎo)軌。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的立柱全移動磨床，其特征在于所述X向移動導(dǎo)軌(6)、Z向移動導(dǎo)軌(8)和Y向垂直導(dǎo)軌(11)為滑動導(dǎo)軌。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的立柱全移動磨床，其特征在于所述立柱(3)頂部設(shè)有垂直進(jìn)給驅(qū)動機(jī)構(gòu)(12)，所述垂直進(jìn)給驅(qū)動機(jī)構(gòu)(12)與磨頭(4)及立柱(3)前側(cè)的Y向垂直導(dǎo)軌(11)相連，所述磨頭(4)沿Y向可作垂直進(jìn)給運(yùn)動。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立柱全移動磨床，其特征在于所述磨頭(4)的主軸(18)為臥式。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立柱全移動磨床，其特征在于所述磨頭(4)的主軸(18)為立式。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種立柱全移動磨床。包括床身、拖板、磨頭、工作臺及前側(cè)設(shè)置有垂直導(dǎo)軌的立柱，拖板底部設(shè)置有X向移動導(dǎo)軌及X向驅(qū)動機(jī)構(gòu)且與床身相連接，立柱中間腰部兩側(cè)設(shè)置有Z向?qū)к壔瑝K座及Z向雙軸驅(qū)動機(jī)構(gòu)，與拖板頂部Z向移動導(dǎo)軌相連接，床身為整體箱式平板形，工作臺固定在床身上面。本發(fā)明以立柱及其拖板作X、Y、Z三向全移動，X向移動作為機(jī)床主切削運(yùn)動，提高了運(yùn)動速度和工作效率，縮短了運(yùn)動行程，減輕機(jī)床自重和穩(wěn)定性，還可有效地提高加工精度；立柱中腰導(dǎo)軌采用雙軸重心驅(qū)動結(jié)構(gòu)，提高了橫向運(yùn)動力的平衡和抗振性能，有利于提高磨削表面質(zhì)量。
文檔編號B24B47/12GK101058168SQ200710067898
公開日2007年10月24日 申請日期2007年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月9日
發(fā)明者駱廣進(jìn), 周哲平, 金鳳珠, 秦?zé)? 陳眉, 謝穎華, 范炳忠 申請人:杭州機(jī)床集團(tuán)有限公司