專利名稱:數(shù)控立式曲線磨床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及一種屬于數(shù)控磨床技術(shù)領(lǐng)域的數(shù)控立式曲線磨床。
背景技術(shù):
數(shù)控曲線磨床作為磨床系列中的一種,在市場(chǎng)上有一定量的需求。這類磨床主體為立式 結(jié)構(gòu)布局,共有三個(gè)數(shù)控軸,其中兩個(gè)為直線進(jìn)給軸,即水平進(jìn)給X軸和垂直進(jìn)給Z軸,兩
軸為十字滑架結(jié)構(gòu),帶動(dòng)磨頭做兩個(gè)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng),另外一個(gè)軸為旋轉(zhuǎn)軸即c軸,帶動(dòng)工
作臺(tái)做定位轉(zhuǎn)動(dòng),工件裝卡在工作臺(tái)上。這類機(jī)床主要功能是對(duì)盤(pán)類零件內(nèi)外圓曲線輪廓、
偏心內(nèi)孔、外圓進(jìn)行磨削加工。原理是利用x軸與c軸插補(bǔ)的功能形成磨削輪廓軌跡。在x ——c軸插補(bǔ)磨削過(guò)程中z軸可做定程抖動(dòng),以提高磨削表面粗糙度,在數(shù)字控制器的控制
下可順序進(jìn)行工件的粗、精、光磨加工、自動(dòng)進(jìn)行砂輪的修整與補(bǔ)償。然而目前我國(guó)生產(chǎn)的 數(shù)控立式曲線磨床普遍存在加工精度低的問(wèn)題,長(zhǎng)期不能解決,已不適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展對(duì)零 部件高精度和加工高效率的要求。經(jīng)過(guò)申請(qǐng)人周密科學(xué)分析終于找出存在問(wèn)題的關(guān)健,首先
不是直線數(shù)控軸的問(wèn)題,因?yàn)閄軸與Z軸的定位精度為0.006um,重復(fù)定位精度0.004um, 精度已很高了。主要問(wèn)題是傳統(tǒng)的C軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)本身存在缺陷,使工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)分度精度低, 從而導(dǎo)致加工精度低。傳統(tǒng)的C軸動(dòng)力來(lái)源于兩種機(jī)構(gòu) 一種是蝸輪蝸桿副傳動(dòng),另外一種 是齒輪副傳動(dòng)。這兩種機(jī)構(gòu)導(dǎo)致轉(zhuǎn)臺(tái)精度低的原因如下①傳動(dòng)鏈長(zhǎng),由伺服機(jī)經(jīng)過(guò)聯(lián)軸器、 蝸輪蝸桿副(齒輪副)、主軸到工作臺(tái),會(huì)導(dǎo)致傳動(dòng)剛性下降;②蝸輪蝸桿副(齒輪副)存在 側(cè)隙,即便使用雙導(dǎo)程蝸桿,使用一段時(shí)間后由于磨損的原因也會(huì)產(chǎn)生側(cè)隙。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是為解決背景技術(shù)的不足而提供一種取消C軸機(jī)械傳動(dòng)副的高精度 的數(shù)控立式曲線磨床。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的它主要由床身、立柱、設(shè)在立柱上的X軸伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)、
z軸伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)系統(tǒng)平衡機(jī)構(gòu)、磨削主軸箱和潤(rùn)滑系統(tǒng)、設(shè)在床身上的c軸工作臺(tái)、 砂輪修整器和冷卻箱系統(tǒng)組成,所述的c軸工作臺(tái)設(shè)有工作臺(tái)面,在工作臺(tái)面的下面并與工作臺(tái)面固定連接一個(gè)轉(zhuǎn)軸,在轉(zhuǎn)軸外環(huán)面固定有轉(zhuǎn)臺(tái)軸承內(nèi)圈和力矩電機(jī)的轉(zhuǎn)子,在轉(zhuǎn)軸下 端部固定有與轉(zhuǎn)軸同心的定心軸,定心軸下端外環(huán)與設(shè)有的旋轉(zhuǎn)編碼器動(dòng)?xùn)胚B接,與上述旋 轉(zhuǎn)部件對(duì)應(yīng)的位置在床身設(shè)有的軸座上設(shè)有力矩電機(jī)的定子、旋轉(zhuǎn)編碼器定柵和轉(zhuǎn)臺(tái)軸承外 圈。
本實(shí)用新型相比背景觀技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)①由于取消機(jī)械傳動(dòng)副,大大縮短了傳動(dòng)鏈, 由力矩電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)主軸來(lái)帶動(dòng)工作臺(tái)旋轉(zhuǎn),使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化、集成化,提高了傳動(dòng)綜合剛度; ②由于不需要那些復(fù)雜的機(jī)械傳動(dòng)副,故不用去考慮它加工制造問(wèn)題,更不存在磨損和側(cè)隙 問(wèn)題,消除了反轉(zhuǎn)時(shí)的反向間隙,同時(shí)也就避免了由于傳動(dòng)件加工精度的問(wèn)題而影響轉(zhuǎn)臺(tái)精 度,所以提高了C軸分度精度,且具有長(zhǎng)久的精度保持性;③制造和裝配工藝簡(jiǎn)單,無(wú)需考 慮潤(rùn)滑裝置,使用性能長(zhǎng)期穩(wěn)定,維護(hù)簡(jiǎn)單方便。
圖1為數(shù)控立式曲線磨床結(jié)構(gòu)原理圖。
圖2為本實(shí)用新型C軸工作臺(tái)結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖通過(guò)實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳述如圖1所示,本實(shí)用新型主要由
床身1、立柱2、 C軸工作臺(tái)3、 X軸伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)4、 Z軸伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)5、氣動(dòng)系統(tǒng)平衡機(jī) 構(gòu)6、磨削主軸箱7、潤(rùn)滑系統(tǒng)8、砂輪修整器9、冷卻箱系統(tǒng)10等部分組成。本實(shí)用新型C 軸工作臺(tái)結(jié)構(gòu)如圖2所示,在工作臺(tái)面11的下面固定有轉(zhuǎn)軸15 (為了更好地定位轉(zhuǎn)軸15, 在工作臺(tái)面ll的中心設(shè)有定位軸22,并在定位軸外端設(shè)有密封蓋23),設(shè)有的力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子 13與轉(zhuǎn)軸15外環(huán)面固定,在轉(zhuǎn)軸15上端設(shè)有轉(zhuǎn)臺(tái)軸承21。在轉(zhuǎn)軸15下端固定連接定心軸 20、轉(zhuǎn)子定位盤(pán)16。在定心軸20下端通過(guò)鎖緊螺母19連接旋轉(zhuǎn)編碼器18的動(dòng)?xùn)拧A仉?機(jī)的定子12和定子定位盤(pán)17與軸座14固定連接。因此這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是力矩電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)C 軸轉(zhuǎn)動(dòng),旋轉(zhuǎn)編碼器18作為位置反饋控制元件,直接檢測(cè)工作臺(tái)的準(zhǔn)確位置。旋轉(zhuǎn)編碼器 18是控制C軸旋轉(zhuǎn)精度最重要的元件,可作為精確旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和角度測(cè)量的傳感器。力矩電機(jī) 是動(dòng)作執(zhí)行元件,它是一種內(nèi)裝式小慣量、高扭矩輸出電機(jī),從機(jī)械結(jié)構(gòu)角度看,對(duì)C軸起 到了一個(gè)相當(dāng)于全閉環(huán)控制的效果。旋轉(zhuǎn)編碼器18的自身精度直接決定工作臺(tái)面11的旋轉(zhuǎn)精度。本實(shí)用新型選用的編碼器脈沖數(shù)36000/轉(zhuǎn),精確度是土2角秒,工作臺(tái)的分度精度是 8.5角秒,重復(fù)分度精度5.2角秒。此結(jié)構(gòu)為進(jìn)一步提高精度開(kāi)拓了很大的空間,它把傳統(tǒng)C 軸轉(zhuǎn)動(dòng)精度過(guò)分依賴于機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu),變?yōu)橛呻娦盘?hào)元件和數(shù)控系統(tǒng)去控制精度。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu) 工作臺(tái)的分度精度和重復(fù)分度精度都超過(guò)15角秒,并且使用一段時(shí)間后,由于存在傳動(dòng)機(jī)械 的磨損,精度還會(huì)明顯下降。
權(quán)利要求1、一種數(shù)控立式曲線磨床,它主要由床身、立柱、設(shè)在立柱上的X軸伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)、Z軸伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)系統(tǒng)平衡機(jī)構(gòu)、磨削主軸箱和潤(rùn)滑系統(tǒng)、設(shè)在床身上的C軸工作臺(tái)、砂輪修整器和冷卻箱系統(tǒng)組成,其特征在于所述的C軸工作臺(tái)設(shè)有工作臺(tái)面,在工作臺(tái)面的下面并與工作臺(tái)面固定連接一個(gè)轉(zhuǎn)軸,在轉(zhuǎn)軸外環(huán)面固定有轉(zhuǎn)臺(tái)軸承內(nèi)圈和力矩電機(jī)的轉(zhuǎn)子,在轉(zhuǎn)軸下端部固定有與轉(zhuǎn)軸同心的定心軸,定心軸下端外環(huán)與設(shè)有的旋轉(zhuǎn)編碼器動(dòng)?xùn)胚B接,與上述旋轉(zhuǎn)部件對(duì)應(yīng)的位置在床身設(shè)有的軸座上設(shè)有力矩電機(jī)的定子、旋轉(zhuǎn)編碼器定柵和轉(zhuǎn)臺(tái)軸承外圈。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種屬于數(shù)控磨床技術(shù)領(lǐng)域的數(shù)控立式曲線磨床。傳統(tǒng)的數(shù)控曲線磨床的C軸旋轉(zhuǎn)是通過(guò)蝸輪蝸桿副或齒輪副來(lái)為其提供動(dòng)力,它由于傳動(dòng)鏈長(zhǎng)和動(dòng)力副存在側(cè)隙的原因使得C軸旋轉(zhuǎn)精度較低,從而使得整個(gè)磨床加工精度不高。本實(shí)用新型采用力矩電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)C軸旋轉(zhuǎn),并且通過(guò)旋轉(zhuǎn)編碼器對(duì)工作臺(tái)面的旋轉(zhuǎn)加以精度校正控制,這種傳動(dòng)結(jié)構(gòu)要比傳統(tǒng)的曲線磨床其分度精度和重復(fù)分度精度提高1倍以上,同時(shí)不存在運(yùn)動(dòng)副磨損問(wèn)題,使用性能長(zhǎng)期穩(wěn)定。
文檔編號(hào)B24B19/00GK201267951SQ20082021844
公開(kāi)日2009年7月8日 申請(qǐng)日期2008年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月11日
發(fā)明者巖 張, 曲淑玲, 畢洪穎, 許成濤, 謝志彬, 趙劍峰, 鄭玉才, 鞠相儉, 麗 韓, 高金霞 申請(qǐng)人:朝陽(yáng)博文機(jī)床有限公司