專利名稱：一種數(shù)控端面磨床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)控磨床，具體地說(shuō)是一種對(duì)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(duì)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(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)的效率和檔次。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式的轉(zhuǎn)變以及對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重視，國(guó)家正在不斷地以法規(guī)形式提高柴油發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)。但采用傳統(tǒng)工藝對(duì)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。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決傳統(tǒng)普磨、研磨對(duì)工件造成的上述問(wèn)題，本發(fā)明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。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明包括床體、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(tái)，其中主軸箱內(nèi)設(shè)有可轉(zhuǎn)動(dòng)的主軸，所述主軸的一端通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與變頻電機(jī)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(dòng)；所述進(jìn)給工作臺(tái)位于待磨工件的一偵U，沿所述主軸的軸向往復(fù)移動(dòng)，在進(jìn)給工作臺(tái)上設(shè)有隨其移動(dòng)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(tái)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(duì)應(yīng)；所述凹形板在所述主軸軸向上的兩端長(zhǎng)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(guò)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(guò)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(guò)軸承可轉(zhuǎn)動(dòng)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(gè)前軸承及兩個(gè)后軸承；所述傳動(dòng)機(jī)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(guò)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(jī)的輸出端，第一同步帶輪通過(guò)同步帶與第二同步帶輪相連接；所述變頻電機(jī)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(tái)通過(guò)支座安裝在床體上，所述支座上設(shè)有第一伺服電機(jī)，該第一伺服電機(jī)通過(guò)滾珠絲杠副驅(qū)動(dòng)進(jìn)給工作臺(tái)沿主軸的軸向往復(fù)移動(dòng)；所述支座上表面的兩側(cè)分別沿進(jìn)給工作臺(tái)的移動(dòng)方向設(shè)有直線導(dǎo)軌，所述進(jìn)給工作臺(tái)兩側(cè)邊緣向下延伸、與直線導(dǎo)軌形成導(dǎo)軌副。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與積極效果為1.本發(fā)明將待磨工件一次裝卡在主軸端部的夾具上，通過(guò)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)給工作臺(tái)進(jìn)給，進(jìn)給工作臺(tái)上安裝有由電主軸驅(qū)動(dòng)的砂輪，對(duì)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.本發(fā)明在主軸箱與床體之間設(shè)置了凹凸調(diào)整墊鐵，通過(guò)擰動(dòng)螺栓來(lái)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(tái)進(jìn)給方向的平行度，確保加工精度，平面度可達(dá)< O. 9μπι。3.本發(fā)明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(jī)驅(qū)動(dòng)，無(wú)級(jí)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.本發(fā)明的進(jìn)給工作臺(tái)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(duì)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.本發(fā)明的砂輪采用450#和500#CBN混合配料、并使用樹(shù)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為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的左視
圖3為圖1中主軸箱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明凹凸調(diào)整墊鐵剖視圖；圖5為本發(fā)明進(jìn)給工作臺(tái)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(tái),6為數(shù)控系統(tǒng),7為第一伺服電機(jī),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(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。如圖1 3所示，本發(fā)明包括主軸箱1、床體3、電主軸4、進(jìn)給工作臺(tái)5、數(shù)控系統(tǒng)6、冷卻系統(tǒng)及潤(rùn)滑系統(tǒng)，在床體3上分別安裝有主軸箱I及進(jìn)給工作臺(tái)5，主軸箱I內(nèi)設(shè)有可轉(zhuǎn)動(dòng)的主軸14，所述主軸14的一端通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與安裝在主軸箱I上的變頻電機(jī)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(jī)的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，變頻電機(jī)與數(shù)控系統(tǒng)6電連接；所述進(jìn)給工作臺(tái)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(dòng)，在進(jìn)給工作臺(tái)5上設(shè)有隨其移動(dòng)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(duì)待磨工件進(jìn)行磨削。本實(shí)施例中的傳動(dòng)機(jī)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(shí)施例中的傳動(dòng)機(jī)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(guò)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(jī)的輸出端，第一同步帶輪9通過(guò)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I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(guò)變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，無(wú)級(jí)調(diào)速。主軸14通過(guò)軸承可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在主軸箱I內(nèi)，該軸承為角接觸軸承，包括三個(gè)前軸承13及兩個(gè)后軸承12 ;本發(fā)明采用前三后二 DB/DT結(jié)構(gòu)的角接觸軸承來(lái)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(duì)背配置，DT代表串聯(lián)配置。如圖5、圖6所示，進(jìn)給工作臺(tái)5通過(guò)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(jī)7,該第一伺服電機(jī)7與數(shù)控系統(tǒng)6電連接,使用數(shù)控系統(tǒng)6對(duì)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(tái)5的移動(dòng)方向設(shè)有直線導(dǎo)軌17，所述進(jìn)給工作臺(tái)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(tái)5移動(dòng)過(guò)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(jī)7通過(guò)滾珠絲杠副8驅(qū)動(dòng)進(jìn)給工作臺(tái)5沿主軸14的軸向往復(fù)移動(dòng)，滾珠絲杠副8包括滾珠絲杠及絲母，其中滾珠絲杠通過(guò)聯(lián)軸器與第一伺服電機(jī)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(tái)5的下表面，進(jìn)給工作臺(tái)5隨絲母移動(dòng)。電主軸4固定在進(jìn)給工作臺(tái)5的上表面，砂輪21安裝在電主軸4的輸出端；本發(fā)明的砂輪21為CBN(立方氮化硼)砂輪，采用450#和500#CBN混合配料、并使用樹(shù)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)；本發(fā)明的砂輪21為市購(gòu)產(chǎn)品，購(gòu)置于沈陽(yáng)三木磨料磨具有限公司，型號(hào)為CBN Φ 83χ Φ 29x20x5x5ο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(tái)5移動(dòng)方向的平行度，本發(fā)明在主軸箱I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20 1和凸形板202，其中凹形板201的底面向上凹，與主軸箱I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(duì)應(yīng)。凹形板201在所述主軸14軸向上的兩端長(zhǎng)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(kāi)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(guò)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(guò)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(guò)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< O. 9 μ m。本發(fā)明的數(shù)控系統(tǒng)6、冷卻系統(tǒng)及潤(rùn)滑系統(tǒng)為現(xiàn)有技術(shù)。本發(fā)明的工作原理為加工時(shí)，待磨工件裝卡在主軸14另一端的夾具上，變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)第一同步帶輪9旋轉(zhuǎn)，通過(guò)同步帶19傳遞給第二同步帶輪18，進(jìn)而帶動(dòng)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(tái)5在第一伺服電機(jī)7的驅(qū)動(dòng)下，通過(guò)交叉導(dǎo)軌副和滾珠絲杠副8帶動(dòng)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(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，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(duì)工件進(jìn)行粗磨-精磨-光磨加工流程；加工時(shí)開(kāi)啟冷卻系統(tǒng)和潤(rùn)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(dòng)上下料機(jī)構(gòu)，形成半自動(dòng)化作業(yè)。本發(fā)明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< O. 9 μ m,粗糖度 Ra < O. 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(I)及進(jìn)給工作臺(tái)(5)，其中主軸箱(I)內(nèi)設(shè)有可轉(zhuǎn)動(dòng)的主軸(14)，所述主軸(14)的一端通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與變頻電機(jī)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(dòng)；所述進(jìn)給工作臺(tái)(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(dòng)，在進(jìn)給工作臺(tái)(5)上設(shè)有隨其移動(dòng)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⑷上安裝有磨削待磨工件的砂輪(21)。
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(I)與床體(3)之間設(shè)有調(diào)整主軸(14)與進(jìn)給工作臺(tái)(5)進(jìn)給方向平行度的凹凸調(diào)整墊鐵(2)。
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(202)，其中凹形板(201)的底面向上凹，與主軸箱(I)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)的底面與凸形板(202)的頂面相對(duì)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(zhǎng)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(guò)第二螺栓(16)與所述床體(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(guò)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。
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(guò)軸承可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在主軸箱(I)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(gè)前軸承(13)及兩個(gè)后軸承(12) ο
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(dòng)機(jī)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(guò)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(jī)的輸出端，第一同步帶輪(9)通過(guò)同步帶(19)與第二同步帶輪(18)相連接；所述變頻電機(jī)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(I)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(tái)(5)通過(guò)支座(20)安裝在床體(3)上，所述支座(20)上設(shè)有第一伺服電機(jī)(7)，該第一伺服電機(jī)(7)通過(guò)滾珠絲杠副(8)驅(qū)動(dòng)進(jìn)給工作臺(tái)(5)沿主軸(14)的軸向往復(fù)移動(dòng)。
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(20)上表面的兩側(cè)分別沿進(jìn)給工作臺(tái)(5)的移動(dòng)方向設(shè)有直線導(dǎo)軌(17)，所述進(jìn)給工作臺(tái)(5)兩側(cè)邊緣向下延伸、與直線導(dǎo)軌(17)形成導(dǎo)軌副。
全文摘要
本發(fā)明涉及數(shù)控磨床，具體地說(shuō)是一種對(duì)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(tái)，其中主軸箱內(nèi)設(shè)有可轉(zhuǎn)動(dòng)的主軸，主軸的一端通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與變頻電機(jī)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(dòng)；進(jìn)給工作臺(tái)位于待磨工件的一側(cè)，沿主軸的軸向往復(fù)移動(dòng)，在進(jìn)給工作臺(tái)上設(shè)有隨其移動(dòng)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。本發(fā)明將待磨工件一次裝卡，通過(guò)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)給工作臺(tái)及其上的電主軸進(jìn)給，并由電主軸驅(qū)動(dòng)的砂輪，對(duì)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(hào)B24B47/20GK103042447SQ20111031542
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)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(qǐng)人:東港威遠(yuǎn)油泵油嘴有限公司