一种高精度数控外圆磨床及其加工工件的方法技术

本发明专利技术公开了一种高精度数控外圆磨床及其加工工件的方法，所述磨床包括底座、头架、尾架、第一伺服进给系统、粗砂轮主轴头、第二伺服进给系统、精砂轮主轴头和第三伺服进给系统，所述头架和尾架通过第一伺服进给系统安装在所述底座上，所述粗砂轮主轴头、精砂轮主轴头分别通过所述第二伺服进给系统、第三伺服进给系统安装在所述底座上，所述第二伺服进给系统、第三伺服进给系统设于所述第一伺服进给系统的两侧，所述粗砂轮主轴头和所述精砂轮主轴头设于所述头架两侧，所述头架、尾架分别设有头架顶尖、尾架顶尖，所述头架顶尖和所述尾架顶尖用于顶紧工件毛坯。本发明专利技术的高精度数控外圆磨床加工精度高、对工件毛坯的要求低。

A high precision CNC cylindrical grinder and its machining method

The invention discloses a high precision numerical control cylindrical grinder and a method for processing workpieces. The grinder comprises a base, a head rack, a tailstock, a first servo feed system, a coarse grinding wheel spindle head, a second servo feed system, a fine grinding wheel spindle head and a third servo feed system. The head rack and tailstock are fed by a first servo feed system. The coarse grinding wheel spindle head and the fine grinding wheel spindle head are respectively installed on the base through the second servo feed system and the third servo feed system. The second servo feed system and the third servo feed system are located on both sides of the first servo feed system and the coarse grinding wheel spindle is arranged on the two sides of the first servo feed system. The head rack and the tail rack are respectively provided with the top of the head rack and the top of the tail rack. The top of the head rack and the top of the tail rack are used for tightening the workpiece blank. The high precision CNC cylindrical grinding machine has high machining accuracy and low requirement for workpiece blank.

【技术实现步骤摘要】
一种高精度数控外圆磨床及其加工工件的方法
本专利技术涉及一种数控磨床，特别是涉及一种高精度数控外圆磨床及其加工工件的方法。
技术介绍
在磨削细长工件领域，使用的磨床一般包括一砂轮主轴头、一头架、一尾架，加工直径小于6㎜且长度大于150㎜的工件时，由于受力不平衡原因而引起直线度和跳动都大于5μm，且工件的粗磨和细磨需要分开进行，磨床的加工效率低。在磨削工件的倒锥时，精度经常不稳定，调机也比较困难。中国技术专利CN203460011U公开了一种数控外圆磨床，包括床身和设于床身上的具有夹头的头架，头架与床身之间设有伺服进给轴一，床身上还设有分别位于头架前部两侧的粗磨磨头和精磨磨头，精磨磨头的轴线与头架的轴线平行，粗磨磨头的轴线与头架的轴线相交，精磨磨头与床身之间设有一个伺服进给轴二，粗磨磨头与床身之间也设有一个伺服进给轴三，床身上还设有提高工作效率的自动送料结构，和用于提高加工精度的支撑工件的辅助支撑结构。该外圆磨床采用工件单侧夹持搭配支撑结构与双砂轮组合方式，需确保工件毛坯棒材的粗糙度Ra小于或等于0.4μm，直线度小于5μm，跳动小于5μm且圆度小于5μm，才能加工出粗糙度小于0.4μm，直线度小于5μm，跳动小于5μm且圆度小于5μm的工件。现有技术中高精度外圆磨床对工件毛坯粗糙度、直线度、跳动和圆度的要求高是亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术之不足，提供一种高精度外圆磨床，所述高精度外圆磨床的加工精度高、对工件毛坯的要求低。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高精度数控外圆磨床，所述磨床包括底座、头架、尾架、第一伺服进给系统、粗砂轮主轴头、第二伺服进给系统、精砂轮主轴头和第三伺服进给系统，所述头架和尾架通过第一伺服进给系统安装在所述底座上，所述粗砂轮主轴头通过所述第二伺服进给系统安装在所述底座上，所述精砂轮主轴头通过所述第三伺服进给系统安装在所述底座上，所述第二伺服进给系统、第三伺服进给系统设于所述第一伺服进给系统的两侧，所述粗砂轮主轴头和所述精砂轮主轴头设于所述头架两侧，所述头架、尾架分别设有头架顶尖、尾架顶尖，所述头架顶尖和所述尾架顶尖用于顶紧工件毛坯。本专利技术的高精度数控外圆磨床通过采用双顶尖的夹持方式与设于头架两侧的粗砂轮主轴头、精砂轮主轴头配合，加工精度高、加工效率高，且对工件毛坯的要求较低。本专利技术解决技术问题所采用的第二种技术方案是：一种高精度数控外圆磨床加工工件的方法，包括以下步骤：a)第四伺服电机驱动所述头架向尾架的方向移动，直至头架上的头架顶尖和尾架上的尾架顶尖将工件毛坯顶紧，所述工件毛坯的粗糙度Ra大于或等于1.6μm、直线度大于或等于10μm、跳动大于或等于10μm且圆度大于或等于10μm；b)启动粗砂轮主轴头和精砂轮主轴头，所述第二伺服电机及第三伺服电机分别驱动所述粗砂轮主轴头和精砂轮主轴头沿工件毛坯的径向靠近工件毛坯；c)当加工所述工件毛坯到预设的参数后，第一伺服电机驱动第一滑块沿工件毛坯的轴向移动，整个工件毛坯加工完成后，第一伺服电机驱动第一滑块复位；d)加工完后，工件的粗糙度小于或等于0.4μm、直线度小于或等于5μm、跳动小于或等于5μm、且圆度小于或等于5μm。本专利技术一种高精度数控外圆磨床加工工件的方法，能够在工件毛坯的粗糙度Ra大于等于1.6μm、直线度大于等于10μm、跳动大于等于10μm且圆度大于等于10μm的情况下，加工出粗糙度小于或等于0.4μm、直线度小于或等于5μm、跳动小于或等于5μm、且圆度小于或等于5μm的工件。附图说明图1为本专利技术的一种高精度数控外圆磨床的俯视示意图；图2为本专利技术的一种高精度数控外圆磨床的立体示意图。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术作进一步详细说明。进一步的，所述工件的毛坯的粗糙度Ra大于或等于1.6μm、直线度大于或等于10μm、跳动大于或等于10μm且圆度大于等于10μm。所述高精度外圆磨床的双顶尖顶紧所述工件两端的中心孔，所述工件绕着两端中心孔的中心所形成的轴线旋转，采用双顶尖夹持方式与头架两侧分布双砂轮方式配合，在保证加工精度的前提下，降低了对工件毛坯的粗糙度、直线度、跳动或圆度的要求。进一步的，所述粗砂轮主轴包括一粗砂轮，所述粗砂轮的厚度为d，所述精砂轮主轴包括一精砂轮，所述粗砂轮与所述精砂轮沿头架和尾架之间的轴线的间距为0-5d。采用粗砂轮在前，精砂轮在后的方式，且两者间距在0-5d(d为粗砂轮的厚度)，工作时，工件的加工量可由粗砂轮和精砂轮共同分担，加工效率高，加工直线度好。进一步的，所述粗砂轮的转轴和所述精砂轮的转轴分别平行于所述头架与尾架之间的轴线。进一步的，所述粗砂轮的转轴与所述头架、尾架间的轴线平行，所述精砂轮的转轴与所述头架与尾架之间的轴线相交。所述精砂轮的转轴与所述头架、尾架间的轴线相交，便于加工异形工件。进一步的，所述第一伺服进给系统包括一第一滑块、一第一丝杆滑轨和一第一伺服电机，所述第一伺服电机驱动所述第一丝杆滑轨带动所述第一滑块在头架与尾架之间的轴线方向上移动，所述头架和所述尾架安装在所述第一滑块的两端。进一步的，所述第二伺服进给系统包括一第二滑块、一第二丝杆滑轨和一第二伺服电机，所述第二伺服电机驱动所述第二丝杆滑轨带动所述第二滑块在工件毛坯的径向方向上移动，所述粗砂轮主轴头安装在所述第二滑块上；所述第三伺服进给系统包括一第三滑块、一第三丝杆滑轨和一第三伺服电机，所述第三伺服电机驱动所述第三丝杆滑轨带动所述第三滑块在工件毛坯的径向方向上移动，所述精砂轮主轴头安装在所述第三滑块上。进一步的，所述头架通过一第四伺服进给系统安装在第一滑块上，所述第四伺服进给系统包括一第四滑块、一第四滑轨和一第四伺服电机，所述第四滑块通过所述第四滑轨安装在所述第一滑块上，所述第四伺服电机驱动所述第四滑轨带动所述第四滑块沿所述头架和尾架之间的轴线方向移动，所述尾架设有比例调压机构。尾架固定的情况下，采用第四伺服电机驱动所述头架在头架轴线方向上移动，能够精准地根据尾架的压力传感检测的顶紧压力情况，及时调整头架的位置，使顶紧同一规格的工件毛坯的压力保持恒定，工件毛坯不易变形。进一步的，还包括一自动上下料装置，所述自动上下料装置包括多轴工业机器人及料盘，所述多轴工业机器人上设有用于夹持所述工件毛坯的机构和移动工件毛坯的机构。进一步的，在所述步骤a)中，还包括所述多轴工业机器人从料盘中抓取工件毛坯并将所述工件毛坯移动至所述头架与所述尾架之间的步骤；在所述步骤d)中，还包括多轴工业机器人抓取加工好的工件毛坯并放回料盘中的步骤。实施例1参照图1及图2，本专利技术的高精度数控外圆磨床100包括底座10、头架20、尾架30、粗砂轮主轴头40和精砂轮主轴头50。头架20及尾架30通过一第一伺服进给系统23安装在底座10上，头架20设有拨料机构22及头架顶尖21，尾架30设有尾架顶尖31，头架顶尖21和尾架顶尖31用于顶紧工件毛坯60。粗砂轮主轴头40通过一第二伺服进给系统42安装在底座10上，所述精砂轮主轴头50通过一第三伺服进给系统52安装在底座10上，粗砂轮主轴头40和所述精砂轮主轴头50设于头架20的两侧，粗砂轮主轴头40的砂轮转轴与精砂轮主轴头50的砂轮转轴分别平行于头架20的轴线。所述第一伺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高精度数控外圆磨床，所述磨床包括底座、头架、尾架、第一伺服进给系统、粗砂轮主轴头、第二伺服进给系统、精砂轮主轴头和第三伺服进给系统，所述头架和尾架通过第一伺服进给系统安装在所述底座上，所述粗砂轮主轴头通过所述第二伺服进给系统安装在所述底座上，所述精砂轮主轴头通过所述第三伺服进给系统安装在所述底座上，其特征在于：所述第二伺服进给系统、第三伺服进给系统设于所述第一伺服进给系统的两侧，所述粗砂轮主轴头和所述精砂轮主轴头设于所述头架两侧，所述头架、尾架分别设有头架顶尖、尾架顶尖，所述头架顶尖和所述尾架顶尖用于顶紧工件毛坯。

【技术特征摘要】
1.一种高精度数控外圆磨床，所述磨床包括底座、头架、尾架、第一伺服进给系统、粗砂轮主轴头、第二伺服进给系统、精砂轮主轴头和第三伺服进给系统，所述头架和尾架通过第一伺服进给系统安装在所述底座上，所述粗砂轮主轴头通过所述第二伺服进给系统安装在所述底座上，所述精砂轮主轴头通过所述第三伺服进给系统安装在所述底座上，其特征在于：所述第二伺服进给系统、第三伺服进给系统设于所述第一伺服进给系统的两侧，所述粗砂轮主轴头和所述精砂轮主轴头设于所述头架两侧，所述头架、尾架分别设有头架顶尖、尾架顶尖，所述头架顶尖和所述尾架顶尖用于顶紧工件毛坯。2.根据权利要求1所述的高精度数控外圆磨床，其特征在于：所述工件毛坯的粗糙度Ra大于或等于1.6μm，直线度大于或等于10μm，跳动大于或等于10μm，且圆度大于或等于10μm。3.根据权利要求1所述的高精度数控外圆磨床，其特征在于：所述粗砂轮主轴头包括一粗砂轮，所述粗砂轮的厚度为d，所述精砂轮主轴头包括一精砂轮，所述粗砂轮与所述精砂轮沿头架与尾架之间的轴线的间距为0-5d。4.根据权利要求3所述的高精度数控外圆磨床，其特征在于：所述粗砂轮的转轴和所述精砂轮的转轴分别平行于所述头架与尾架之间的轴线。5.根据权利要求3所述的高精度数控外圆磨床，其特征在于：所述粗砂轮的转轴与所述头架的轴线平行，所述精砂轮的转轴与所述头架、尾架间的轴线相交。6.根据权利要求1所述的高精度数控外圆磨床，其特征在于：所述第一伺服进给系统包括一第一滑块、一第一丝杆滑轨和一第一伺服电机，所述第一伺服电机驱动所述第一丝杆滑轨带动所述第一滑块在头架和尾架之间的轴线方向上移动，所述头架和所述尾架安装在所述第一滑块的两端。7.根据权利要求1所述的高精度数控外圆磨床，其特征在于：所述第二伺服进给系统包括一第二滑块、一第二丝杆滑轨和一第二伺服电机，所述第二伺服电机驱动所述第二丝杆滑轨带动所述第二滑块在工件毛坯的径向方向上移动，所述粗砂轮主轴头安装在所述第二滑块上；所述第三伺服...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌秉达，王立杰，张旭东，苏珍发，李庚，邱闽靖，王凯毅，
申请(专利权)人：厦门创云精智机械设备股份有限公司，厦门鑫创精智机械设备有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35