游标卡尺专用高精度磨床、磨削工艺及控制系统技术方案

一种游标卡尺专用磨床，包括床身，床身上设有X轴滑动机构、设置于X轴滑动机构上端的Y轴滑动机构、设置于Y轴滑动机构上端的Z轴升降机构、设置于Z轴升降机构上的磨削机构，磨削机构包括伺服电机驱动其转动的磨削头，磨削头为竖向安装的圆柱形结构并在其外侧壁上设有至少两段上下分布的磨削面，各段磨削面的粗造度由下至上逐段减小。这样磨削头分布多段不同粗糙度的磨削面，各段磨削面的粗糙度大小均匀，在磨削时由下至上对对游标卡尺的外量面分步磨削，从粗磨、半粗磨、精磨和抛光多步进行，能明显提升对游标卡尺测量面的磨削质量。

【技术实现步骤摘要】
游标卡尺专用高精度磨床、磨削工艺及控制系统
本专利技术涉及游标卡尺加工的
，尤其是针对游标卡尺测量面磨削加工的专用高精度磨床、磨削工艺及对磨削工艺的控制系统。
技术介绍
游标卡尺的测量面包括外量面、内量面，通常游标卡尺测量面磨削加工都是先磨削外量面，待外量面加工好后，通过量块配合安装以外量面为参照基准，再进行内量面的磨削加工，因此，外量面磨削加工需要达到很高的平面度和直线度。对于目前市面上的机床来说，没有针对加工游标卡尺测量面磨削的专用设备，加工难度非常之高。目前，游标卡尺测量面磨削的技术技术还停留在人工磨削阶段，人工磨削对操作人员的技术要求很高，而且产品质量直接受操作人员的情绪所影响，效率低，质量精度低，不适用于游标卡尺高精度规模化高产能的生产加工。目前市面上磨床存在着较多影响磨削精度的缺点，如1、磨削头的粗糙度，粗糙度太大则导致磨削面精度低，粗糙度太小则导致磨削效率低；2、磨床上的磨削头及装夹的加工平台在磨削过程中均会产生较大的共振，会造成磨削面出现波浪形或其他连续浮动的不平整纹路，严重影响加游标卡尺测量面的平面度和直线度；产生较大共振振动幅度的有很多原因，经专利技术人研究确认，其中主要原因是在导轨上:目前市面上的磨床，为了导轨保证磨削头及加工平台能在多方向移动，几乎所有磨床的滑动滑轨均是采用滚珠导轨的，滚珠导轨上的滑套与滑轨之间采用滚珠滚动滑动配合连接的，其滑动滑动接触部分为点接触，抓附力摩擦力和吸附力很小，容易产生共振，并且会造成较大共振的振动幅度过大；3、磨削头的安装误差及使用磨损后的误差，磨削头在使用一段时间后，磨削头的磨削面的厚薄程度会因磨削头磨削加工时受力大小及工件硬度差别容易发生变动，很有可能会出现较小的角度偏差，导致该结果与各部件的安装位置精度和磨削头本身的结构有关，在加工使用一段时间后，存在较小的角度偏差是很难避免的。由于受目前磨床多种缺点的影响，目前通过自动磨床对游标卡尺测量面磨削加工还是存在较大的精度误差，磨削加工效率难以提升。此外，游标卡尺在磨削的过程中，必须要有对游标卡尺进行定位的工作台，工作台的结构是否合理精密会直接影响工作效率和磨削误差，因此工作台需要定位快速、准确，同时为了企业本身条件所限还需控制工作台的制作成本。此外，游标卡尺测量面的磨削精度不仅与加工设备有关，而且与加工工艺也有密切的关系，而目前通用的手工磨削加工工艺也已无法满足高精度规模化生产加工的需求。
技术实现思路
本专利技术要解决上述现有技术的缺点，提供一种游标卡尺专用高精度磨床及磨削工艺，针对游标卡尺测量面进行加工，在专用磨床的基础上配合有效的磨削工艺，且对该磨削工艺设计简单实用的控制系统，提高磨削质量。本专利技术解决其技术问题采用的技术方案:这种游标卡尺专用磨床，包括床身，床身上设有X轴滑动机构、设置于X轴滑动机构上端的Y轴滑动机构、设置于Y轴滑动机构上端的Z轴升降机构、设置于Z轴升降机构上的磨削机构，磨削机构包括伺服电机驱动其转动的磨削头，磨削头为竖向安装的圆柱形结构并在其外侧壁上设有至少两段上下分布的磨削面，各段磨削面的粗造度由下至上逐段减小。这样磨削头分布多段不同粗糙度的磨削面，各段磨削面的粗糙度大小均匀，在磨削时由下至上对对游标卡尺的外量面分步磨削，从粗磨、半粗磨、精磨和抛光多步进行，能明显提升对游标卡尺测量面的磨削质量。其中X轴滑动机构包括一对滑轨装置和设置在滑轨装置之间的丝杆驱动装置，其中一根滑轨装置为滚珠滑轨，另一根滑轨装置为平面滑轨。丝杆驱动装置为电机驱动丝杆转动，并起到直线拉动的作用；平面滑轨在滑动时阻力较大，能提升滑轨的抓附力摩擦力和吸附力，在滚珠滑轨配合设置下能确保进给及滑动机构之间流畅滑动，有效避免磨削头及装夹的加工平台在磨削过程中产生共振的情况出现，同时还保证了稳定可靠的进给量。其中平面滑轨包括上轨道和下轨道，在下轨道的上表面和上轨道的下表面分别固定有一层合金钢滑片，合金钢滑片上开有油槽，下轨道的左右两侧设有挡油板，油槽呈波浪形弯曲设置在金钢滑片上，油槽的边角上设有倒角。由于平面滑轨上的上轨道和下轨道之间摩擦力很大，磨损大，因此在上轨道和下轨道之间接触面安装耐磨性强的合金钢滑片，合金钢滑片采用合金钢材料制成，同时合金钢滑片外表面光滑，在合金钢滑片上开有油槽，减小摩擦力。床身前配合设置有工作台，工作台上设有工作台Y轴滑动机构、设置于工作台Y轴滑动机构上端的工作台X轴滑动机构，工作台X轴滑动机构上设有固定座，固定座的内端设有开口，固定座上端面设有位于开口左右两边的定位端面，开口内设有定位块，定位块下端转动连接在固定座的下端，定位块上端高于定位端面，固定座后端设有夹紧件。固定座可以在工作台上在X轴、Y轴方向上滑动，固定座的结构针对游标卡尺的结构设计用于固定并定位游标卡尺，游标卡尺的外量面分别顶在定位块的左右端上，定位后通过夹紧件固定游标卡尺的测量头，然后从开口中移开定位块，操作非常简单。夹紧件包括前部分压在定位端面上的夹头，夹头的后端转动连接在固定座上，固定座的后部安装有转动块，转动块的偏心位置转动连接有扳手，扳手的前端设有转动连接在夹头后端的延伸部。该机构设计非常巧妙，在下压板手后，延伸部的如端翅起并转动夹头，使夹头前端压紧在游标卡尺，在扳手转动的过程中，转动块也跟着转动，转动块可以是偏心轮或者连杆，这样转动块转动后顶在扳手上，防止其反转并卡住夹头，实现夹头的固定。其中工作台Y轴滑动机构和工作台X轴滑动机构上的滑轨装置采用平面滑轨。这样使工作台上的固定座震动减小，使其更加稳定。这种用于上述游标卡尺专用磨床的磨削工艺，包括第一磨削机构、第二磨削机构和固定座，该磨削步骤如下， 1)游标卡尺的定位:将游标卡尺放置在固定座上，并将两外量面分别卡在定位块上，扳动夹紧件将游标卡尺的两测量头固定，将定位块向下转动并退出开口内； 2)左侧外量面的磨削:伺服电机带动第一磨削机构中的磨削头高速旋转，磨削头进入开口内，磨削头的最下段磨削面先接触左侧外量面，Y轴滑动机构带动磨削头在Y轴方向上来回移动并对左侧外量面进行磨削，磨削至预设时间后，磨削头再下降一段磨削面并对左侧外量面进行磨削，直至磨削头下降至最上段的磨削面，并磨削至预设时间为止； 3)磨削机构的切换:从开口中退出第一磨削机构，工作台X轴滑动机构带动固定座滑动至与第二磨削机构的相对应位置上，第二磨削机构上的磨削头进入开口内； 4)右侧外量面的磨削:伺服电机带动第二磨削机构中的磨削头高速旋转，磨削头进入开口内，磨削头的最下段磨削面先接触右侧外量面，Y轴滑动机构带动磨削头在Y轴方向上来回移动并对右侧外量面进行磨削，磨削至预设时间后，磨削头再下降一段磨削面并对右侧外量面进行磨削，直至磨削头下降至最上段的磨削面，并磨削至预设时间后，磨削头退出第二磨削机构。配合上述的磨床结构，设计该磨削工艺，以提高磨削精度，首先该磨削的稳定性好，因此磨削头震动小，磨削头采用分段的不同粗糙度的磨削面，对外量面多次磨削，提高外量面的磨削精度和平整度，而单独一个外量面才单独的磨削机构来磨削，这样能明显提高外量面的垂直度，即便是其中一磨削机构的磨削头出现微小倾斜的情况下，造成其中一个外量面垂直度出现误差，而能保证到另一外量面的垂直度，确保游标卡尺测量面的精本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种游标卡尺专用高精度磨床，包括床身（1），床身（1）上设有X轴滑动机构（2）、设置于X轴滑动机构（2）上端的Y轴滑动机构（3）、设置于Y轴滑动机构（3）上端的Z轴升降机构（4）、设置于Z轴升降机构（4）上的磨削机构（5），其特征是：所述磨削机构（5）包括伺服电机（6）驱动其转动的磨削头（7），磨削头（7）为竖向安装的圆柱形结构并在其外侧壁上设有至少两段上下分布的磨削面（7‑1），各段磨削面（7‑1）的粗糙度由下至上逐段减小；所述X轴滑动机构（2）包括一对滑轨装置（2‑1）和设置在滑轨装置（2‑1）之间的丝杆驱动装置（2‑2），其中一根滑轨装置为滚珠滑轨，另一根滑轨装置为平面滑轨；所述平面滑轨包括上轨道（16）和下轨道（15），在下轨道（15）的上表面和上轨道（16）的下表面分别固定有一层合金钢滑片（18），合金钢滑片（18）上开有油槽（18‑1），下轨道（15）的左右两侧设有挡油板（17），所述油槽（18‑1）呈波浪形弯曲设置在金钢滑片（18）上，油槽（18‑1）的边角上设有倒角；所述床身（1）前配合设置有工作台（8），工作台（8）上设有工作台Y轴滑动机构（9）、设置于工作台Y轴滑动机构（9）上端的工作台X轴滑动机构（10），工作台X轴滑动机构（10）上设有固定座（11），固定座（11）的内端设有开口（11‑1），固定座（11）上端面设有位于开口（11‑1）左右两边的定位端面（11‑2），开口（11‑1）内设有定位块（11‑3），定位块（11‑3）下端转动连接在固定座（11）的下端，定位块（11）上端高于定位端面（11‑2），固定座（11）后端设有夹紧件（12）；所述夹紧件（12）包括前部分压在定位端面（11‑2）上的夹头（12‑1），夹头（12‑1）的后端转动连接在固定座（11）上，所述固定座（11）的后部安装有转动块（13），转动块（13）的偏心位置转动连接有扳手（14），扳手（14）的前端设有转动连接在夹头（12‑1）后端的延伸部（14‑1）；所述工作台Y轴滑动机构（9）和工作台X轴滑动机构（10）上的滑轨装置采用平面滑轨。...

【技术特征摘要】
1.一种游标卡尺专用高精度磨床，包括床身(I )，床身(I)上设有X轴滑动机构(2)、设置于X轴滑动机构(2)上端的Y轴滑动机构(3)、设置于Y轴滑动机构(3)上端的Z轴升降机构(4)、设置于Z轴升降机构(4)上的磨削机构(5)，其特征是:所述磨削机构(5)包括伺服电机(6)驱动其转动的磨削头(7)，磨削头(7)为竖向安装的圆柱形结构并在其外侧壁上设有至少两段上下分布的磨削面(7-1)，各段磨削面(7-1)的粗糙度由下至上逐段减小；所述X轴滑动机构(2 )包括一对滑轨装置(2-1)和设置在滑轨装置(2-1)之间的丝杆驱动装置(2-2)，其中一根滑轨装置为滚珠滑轨，另一根滑轨装置为平面滑轨；所述平面滑轨包括上轨道(16)和下轨道(15),在下轨道(15)的上表面和上轨道(16)的下表面分别固定有一层合金钢滑片(18)，合金钢滑片(18)上开有油槽(18-1 )，下轨道(15)的左右两侧设有挡油板(17)，所述油槽(18-1)呈波浪形弯曲设置在金钢滑片(18)上，油槽(18-1)的边角上设有倒角；所述床身(I)前配合设置有工作台(8)，工作台(8)上设有工作台Y轴滑动机构(9)、设置于工作台Y轴滑动机构(9)上端的工作台X轴滑动机构(10)，工作台X轴滑动机构(10)上设有固定座(11)，固定座(11)的内端设有开口( 11-1)，固定座(11)上端面设有位于开口(11-1)左右两边的定位端面(11-2)，开口( 11-1)内设有定位块(11-3)，定位块(11-3)下端转动连接在固定座(11)的下端，定位块(11)上端高于定位端面(11-2),固定座(11)后端设有夹紧件(12);所述夹紧件(12)包括前部分压在定位端面(11-2)上的夹头(12-1 )，夹头(12-1)的后端转动连接在固定座(11)上，所述固定座(11)的后部安装有...

【专利技术属性】
技术研发人员：余丽勇，梁铭，朱礼峰，占智伟，
申请(专利权)人：丽水市南光量刃有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33