[实用新型]五轴异形曲面磨床

说明书

技术领域

本实用新型涉及先进制造系统及数控加工技术领域，特别涉及一种五轴异形曲面磨床。

背景技术

目前，五轴系统大部份是用于航空、航天及其重点工业项目，系统价格十分昂贵，加之NC程序制作较难，坐标转换关系复杂，而关于较平民化的项目如像非球面镜片模具模芯的异形曲面的加工，目前只能用传统的加工方法：采用立式加工中心来完成工件的铣削加工，然后再进行表面抛光，分步骤进行，但其底面的线速度为零，这样底面的光洁度相对来说比较差，工件的装夹也比较复杂，加工出来的模芯的面形精度无法保证，且性能差，使用寿命低。

为了解决上述的光洁度差、价格昂贵、及面形精度差等的问题，本实用新型提出一种降低成本，避免夹具多次装夹，提高光洁度和精密度的五轴异形曲面磨床。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型提供的五轴异形曲面磨床，包括机座、X轴、Y轴、 Z轴、B轴、C轴和主轴，其特征在于，所述机座上安装Y轴底座，Y轴底座上包括Y轴伺服电机、Y轴线轨、Y轴线轨滑块、Y轴编码器、Y轴极限开关、X轴底座和Z轴底座；所述X轴底座上包括X轴伺服电机、X轴线轨 ，X轴线轨滑块、X轴编码器、X轴极限开关和X轴平台；所述Z轴底座上包括Z轴伺服电机及Z轴刹车系统、Z轴线轨、Z 轴线轨滑块、Z轴编码器、和Z轴平台；所述X轴平台上连接旋转C轴，旋转C轴包括C轴伺服电机、刀长设定座、C轴旋转工作台、C轴磁性尺系统、C轴双导程涡轮蜗杆机构和C轴刹车系统；所述Z轴平台上连接旋转B轴，旋转B轴包括B轴伺服电机、B轴双导程涡轮蜗杆机构、B轴磁性尺系统、B轴刹车系统和主轴旋转工作台；所述主轴旋转工作台上连接主轴，主轴包括主轴伺服电机、主轴头、刀具夹紧装置和吹气喷嘴；Y轴伺服电机、X轴伺服电机、Z轴伺服电机、C轴伺服电机、B轴伺服电机、主轴伺服电机的控制电路均与数控工作台连接；在CNC控制系统控制下X轴、Y轴、Z轴、B轴、C轴和主轴协调运动，实现异形曲面的高速精密加工。

进一步的，所述Z轴刹车系统有抱闸功能，当掉电时可以保持Z轴的位置，防止撞击所述C轴旋转工作台。

进一步的，所述Y轴极限开关、X轴极限开关和Z轴极限开关分别约束X轴、Y轴和Z轴行程。

进一步的，所述Y轴编码器、X轴编码器、Z轴编码器分别反映X轴、Y轴和Z轴坐标关系并传至CNC控制系统。

进一步的，所述C轴旋转工作台由所述C轴伺服电机驱动，通过所述C轴双导程涡轮蜗杆机构使得C轴旋转工作台可以实现360°旋转，所述主轴旋转工作台由所述B轴伺服电机驱动，通过所述B轴双导程涡轮蜗杆机构，使B轴左右移动，并让主轴随其运动，B轴旋转角度范围为-30°－110°。

进一步的，其特征在于，所述主轴最高转速达24000转。

本实用新型的有益效果在于：在工件加工过程中，应用精密运动控制技术，使各轴协调执行动作，精密加工各种形状与结构的零件，一次装夹完成零件绝大部分甚至全部工序，所加工工件的表面光滑、表面粗糙度低，加工尺寸精度高。 

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1，五轴异形曲面磨床，包括机座、X轴、Y轴、 Z轴，B轴、C轴和主轴；其特征在于，所述机座上安装Y轴底座，Y轴底座上包括Y轴伺服电机、Y轴线轨、Y轴线轨滑块、Y轴编码器、Y轴极限开关、X轴底座和Z轴底座；所述X轴底座上包括X轴伺服电机、X轴线轨 ，X轴线轨滑块、X轴编码器、X轴极限开关和X轴平台；所述Z轴底座上包括Z轴伺服电机及Z轴刹车系统、Z轴线轨、Z 轴线轨滑块、Z轴编码器、和Z轴平台；所述X轴平台上连接旋转C轴，旋转C轴包括C轴伺服电机、刀长设定座、C轴旋转工作台、C轴磁性尺系统、C轴双导程涡轮蜗杆机构和C轴刹车系统；所述Z轴平台上连接旋转B轴，旋转B轴包括B轴伺服电机、B轴双导程涡轮蜗杆机构、B轴磁性尺系统、B轴刹车系统和主轴旋转工作台；所述主轴旋转工作台上连接主轴，主轴包括主轴伺服电机、主轴头、刀具夹紧装置和吹气喷嘴；Y轴伺服电机、X轴伺服电机、Z轴伺服电机、C轴伺服电机、B轴伺服电机、主轴伺服电机的控制电路均与数控工作台连接；在CNC控制系统控制下X轴、Y轴、Z轴、B轴、C轴和主轴协调运动，实现异形曲面的高速精密加工。

以上部件按照常规的安装原则、要求、线路与机台和控制台组装。

在加工工件时，将工件毛胚固定在C轴旋转工作台上，选择刀具安装在刀具夹紧装置上；再导入控制程序，首先在控制台上进行模拟加工，如果无干涉的情况，则开始进行加工。如果有干涉的情况，则系统警告或提醒操作人员存在干涉问题，需重新调整程序直至无干涉状态。模拟正常后，通过手动操作对工件毛胚原点进行对刀，对刀工序完成后启动系统，机床自动进行工件切削与研磨工序，完成工件曲面加工。以上部件利用五坐标插补技术自动调节五轴，具有主轴高速旋转快速加工的优点，实现复杂曲面的切削与研磨的数控加工。