[实用新型]超高精度数控非圆曲面复合磨床

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械加工设备中的磨床，尤其涉及一种超高精度数控非圆曲面复 合磨床，属于机械加工机床领域。

背景技术

机械加工设备中磨床是一种常规精密加工机床，有内圆磨床、外圆磨床、平面磨 床、工具磨床等等，按磨头主轴布局形式分为立轴和卧轴两种类型，常规磨床一般只有一个 磨头，且功能单一，磨削外圆的磨床无法磨平面，磨削平面的磨床无法磨外圆。近来，也出现 了一些多磨头复合磨床，如CN103817582A介绍了一种数控内外圆及端面复合磨床，它设置 了三个卧式磨头，主要针对汽车行业中各种齿轮的内孔、端面、外圆等回转表面的精加工， CN103302558A介绍了一种数控复合磨床及其磨削方法也是针对大型轴承或齿轮内圆、外圆 和端面的精加工磨削，这些均是针对特定零件的专用磨床，而对于一些轴类零件，如汽车动 力转向器输入轴油口边、多面体轴、外圆、轴向槽、端面等，一次装卡如何实现高精度磨削， 以及如凸轮轴这类非圆曲面的高精度磨削，目前现有的磨床和技术还无法实现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超高精度数控非圆曲面复合磨床，主要针对轴类零 件，一次装卡可实现外圆、轴向槽、多面体面、平面、端面、端面槽、锥面的磨削加工，尤其还 可用于非圆曲面(如凸轮轴)的精密磨削加工。

本发明的上述目的是这样实现的：提供一种超高精度数控非圆曲面复合磨床，它 包括床身1、立柱2、砂轮，其特征在于：所述的床身1上安装有Z轴移动导轨10，Z轴移动驱动 系统11驱动工作台3沿Z轴方向移动，工作台3上安装有头架2、尾座9和测量装置A5，头架上 安装有旋转主轴、C轴旋转驱动系统21和工件卡盘4，尾座安装有顶尖8，所述的床身上还安 装有X轴移动导轨12，X轴移动驱动系统13驱动立柱15沿X轴方向移动，立柱上安装有卧轴砂 轮盘20和Y轴移动导轨16，Y轴移动驱动系统17驱动Y轴滑板14沿Y轴方向移动，从而带动安 装在Y轴滑板14上的立轴砂轮盘7和测量装置B18沿Y轴方向移动；

所述头架2上安装的旋转主轴轴线与尾座9上安装的顶尖8轴线共线，且平行于Z 轴，驱动旋转主轴旋转的C轴旋转驱动系统21为直接连接的伺服电机；

所述安装在工作台3上的测量装置A5安装在油缸或气缸的活塞杆前端，油缸或气 缸固装在工作台上，其测量中心高度与工件旋转轴线等高，测量装置A5可由油缸或气缸驱 动沿X轴方向移动，该测量装置A5为主动测量仪；

所述用于驱动立柱及安装其上的卧轴砂轮盘20、立轴砂轮盘7和测量装置B18一起 沿X轴移动的X轴移动驱动系统13为直线电机；

所述Y轴移动驱动系统17和Z轴移动驱动系统11均为由伺服电机驱动的滚珠丝杠 副；

所述安装在立柱15上卧轴砂轮盘20其旋转轴线平行于工件旋转轴线，垂直于立柱 侧立面，卧轴砂轮盘20位于立柱侧端，砂轮轴从立柱侧面穿过立柱柱体，卧轴砂轮盘及砂轮 轴由电机驱动，并装有动平衡自动调整装置；

所述安装在Y轴滑板14上的立轴砂轮盘7其旋转轴线垂直于水平面，平行于Y轴方 向，且处于卧式砂轮盘旋转轴线前面，立轴砂轮盘主轴19或由电机驱动，或为电主轴；

所述安装在Y轴滑板14上的测量装置B18安装在油缸或气缸的活塞杆前端，油缸或 气缸固装在Y轴滑板14上，测量装置B18可由油缸或气缸驱动沿Y轴方向上下移动，该测量装 置B18为在线测量探头；

所述超高精度非圆曲面复合磨削是通过由直接连接的伺服电机控制工件旋转的C 轴与由直线电机控制立柱及安装其上的卧轴砂轮盘20和立轴砂轮盘7移动的X轴联动差补 实现的。

本发明的超高精度数控非圆曲面复合磨床，具有如下有益的效果：

该超高精度数控非圆曲面复合磨床，由于安装有卧轴砂轮盘和立轴砂轮盘，这样 一台磨床同时具备了卧轴砂轮盘和立轴砂轮盘特点，工作台上安装有头架和尾座，使工件 加工过程变形降到最小，通过X轴、Y轴、Z轴和C轴四个伺服轴精准控制，实现了复合磨削的 功能，工件一次装卡不仅可磨削外圆、平面、沟槽、棱柱多面体、端面，还可通过C轴和X轴联 动差补磨削非圆曲面，C轴直驱保证了C轴高精度，X轴采用直线电机驱动消除了用丝杠驱动 所带来的往复间隙，安装在线测量检测装置，加工过程闭环控制，赋予了该磨床超高精度的 品质。该超高精度数控非圆曲面复合磨床具有加工精度高、适用面广、生产效率高等特点。