五轴多功能螺纹磨削加工中心制造技术

本发明专利技术五轴多功能螺纹磨削加工中心属于数控机床领域，由床身、Z向滑 板、工件电主轴、X向底板、立柱、Y向滑板、A轴回转台、磨削电主轴组成。Z 向伺服电机驱动Z向丝杠，带动Z向滑板做Z向移动，立柱设置在X向导轨滑块 上，X向伺服电机驱动X向丝杆，带动立柱做X向移动，Y向导轨固定安装在立 柱上，Y向滑板安装在Y向导轨滑块上，Y向伺服电机驱动Y向丝杆，带动Y 向滑板做Y向移动，在Z向滑板上设置工件电主轴，A轴回转台设置在Y向滑板 上，A轴回转台连接A轴伺服电机，磨削电主轴通过螺栓连接固定在A轴回转工 作台上，本发明专利技术采用了五轴结构，简化了机床结构，实现超长螺母的磨削，扩大 机床的适用性，降低制造成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术五轴多功能螺纹磨削加工中心属于数控机床领域，特别是涉及一种适 应于丝杆螺母磨削的多功能复合加工机床。
技术介绍
丝杆是精密数控机床的重要功能部件，而滚珠螺母是丝杆的最重要组成部 件，滚珠螺母质量的好坏直接决定丝杆的精度和手感，现有的滚珠螺母磨削机床 磨削滚珠螺母内滚道时，内滚道与回珠孔的相对位置仅靠操作工目测保证，根本 无法稳定保证产品质量；现在较为先进的滚珠螺母磨削中心是三轴联动内螺纹磨 削中心，它在拥有较高加工精度的同时也存在以下主要问题可加工的滚珠螺 母规格比较小，不能加工直径或长度更大的螺母；加工不同的螺母，需要人工手 动调整砂轮修正器的摆角和内螺纹磨削电主轴的摆角；操作、装夹不够方便等问 题；只能采用金刚滚轮修正砂轮，不同的螺母需要不同的金刚滚轮，使用成本高。 而现有最先进的四轴或五轴螺母磨削中心可适用的范围比较窄，要么只能加工小 型螺母，要么只能加工大型螺母，丝杆生产厂家如果要制造各种型号的丝杆螺母， 就需要购买多种不同型号的磨削中心，投资成本较大。
技术实现思路
专利技术的目的在于为避免现有技术的不足之处，提供一种有较高加工精度，可 加工多种规格的滚珠螺母，操作、装夹方便，使用成本小的五轴多功能螺纹磨削 加工中心。本专利技术的目的是通过以下措施来达到的，主轴移动式的五轴多功能螺纹磨削 加工中心采用了五轴结构，由床身、Z向滑板、工件电主轴、X向底板、立柱、Y 向滑板、A轴回转台、磨削电主轴、砂轮刀库、砂轮修正器、中心架及尾座等组 成。z向导轨固定在床身上，在床身上安装z向丝杆，z向伺服电机连接z向丝 杆，z向滑板安装在z向导轨滑块上，z向导轨滑块与丝杠上的螺母通过螺母座连接，z向滑板通过z向导轨和z向导轨滑块连接在床身上，z向伺服电机驱动Z向丝杠，带动Z向滑板做Z向移动；X向底板通过螺栓连接固定在床身上，X向导轨安装在X向底板上，在床身上安装x向丝杆，x向伺服电机连接x向丝杆，X向导轨滑块与丝杠上的螺母通 过螺母座连接，x向伺服电机驱动x向丝杆，立柱设置在x向导轨滑块上，x向伺服电机驱动X向丝杆，带动立柱做X向移动；Y向导轨固定安装在立柱上，在立柱上安装Y向丝杆，Y向伺服电机连接Y 向丝杆，Y向导轨滑块与丝杠上的螺母通过螺母座连接，Y向导轨滑块安装在Y 向丝杆上，Y向滑板安装在Y向导轨滑块上，，Y向伺服电机驱动Y向丝杆，带动 Y向滑板做Y向移动；在Z向滑板上设置工件电主轴，工件电主轴绕Z轴旋转形成C轴旋转运动， 工件电主轴上设置有锁紧装置；Z向滑板和X向底板相互垂直，A轴回转台通过精密轴承设置在Y向滑板上，A轴回转台连接A轴伺服电机， A轴伺服电机通过涡轮蜗杆传动绕X轴旋转形成A轴旋转运动。A轴回转台采用 静压回转工作台，在A轴回转台上设有锁紧装置；磨削电主轴通过螺栓连接固定在A轴回转工作台上，磨削电主轴具有随立柱 前后移动做X向运动，随Y向滑板上下移动做Y向运动，随A轴工作台旋转做A 轴移动；在床身上设置设置刀库支架，砂轮刀库通过刀库支架设置在床身上，砂轮刀 库设置在立柱的外侧边。采用机械手对砂轮电主轴进行砂轮更换；砂轮修正器设置在工件电主轴的主轴箱上，对砂轮进行修正；上述的5个坐标中，X、 Y、 Z三个轴为直线轴，做直线运动，A、 C两个轴为 旋转轴，做旋转运动，三个直线轴全部采用直线光栅尺实行全闭环控制，两个旋 转轴全部采用圆光栅实行全闭环控制。本专利技术增加了A轴和Y轴，A轴和Y轴的组合，可以使砂轮中心调整至螺母 轴线，内螺纹磨杆的长度没有限制，可以实现超长螺母的磨削。A轴可以使内螺 纹砂轮主轴可以自动摆动，无须手动，方便使用。本专利技术A轴可以自动摆动至水 平位置，所以砂轮修正其主轴就无需摆动角度了，简化了机床结构。同时可以X和Z轴插补实现砂轮轮廓的修正。既可以采用金刚滚轮修正方式，也可以采用数控插补修正的方式。采用金刚碟轮数控插补修正，取消了金刚滚轮， 一种碟轮就可以满足所有螺母的磨削，非常方便，成本降低。本专利技术可以设置中心架，在Z向滑板上设置中心架；方便长螺母加工。 本专利技术可以设置尾座，在Z向滑板上设置尾座；可以磨削外螺纹，因此它又是一台外螺纹磨床，机床功能得到了扩展。本专利技术主轴移动式的五轴多功能螺纹磨削加工中心操作者距离工件近，操作测量很方便。本专利技术其工作过程如下机床启动，Z方向运动的Z向滑板、X方向运动的立柱、Y方向运动的Y向滑板、C方向旋转运动的工件电主轴及A方向旋转运动的磨削电主轴移至机床零点，启动预先编好的加工程序，机床各部件将按指令 自动运行，砂轮修正器对砂轮进行修正后，对工件磨削进行加工。由于磨削刀库最多可以安装多达24种不同砂轮，丝杆螺母可一次装夹而完成全部的磨削工艺； 当要求完成复杂空间曲面磨削时，X、 Y、 Z、 C、 A五轴联动，完成对复杂空间曲 面的磨削加工；当工件磨削只需要磨削电主轴沿A轴旋转摆一个角度后就不动 时，由于回转工作台内部设计有锁紧装置，锁紧装置启动将A轴回转台锁死，磨 削电主轴的刚性得到加强，震动减小，磨削质量提高；当工件磨削时工件无需旋 转时，由于工件电主轴设计有锁紧装置，锁紧装置启动，将工件电主轴锁死，工 件电主轴的刚性得到加强，震动减小，磨削质量和磨削精度提高。加工完毕后， 各轴退回到零点位置，工件电主轴和磨削电主轴停止转动，等待下一个工件的加 工。本专利技术五轴多功能螺纹磨削加工中心具有以下特点1、 本专利技术釆用了五轴结构，A轴可以使内螺纹砂轮主轴可以自动摆动， 无须手动，方便使用，A轴和Y轴的组合，使砂轮中心调整至螺母轴线，内螺纹 磨杆的长度没有限制，可以实现超长螺母的磨削。2、 本专利技术修正内螺纹主轴砂轮时，A轴可以自动摆动至水平位置，简化 了机床结构。可以X和Z轴插补实现砂轮轮廓的修正，可以采用金刚滚轮修正 方式，也可以采用数控插补修正的方式，非常方便，成本降低。3、 本专利技术设置中心架，方便长螺母加工，设置尾座，扩展了机床功能，扩大机床的适用性，降低制造成本。 附图说明附图l是本专利技术结构的示意图。附图2是本专利技术结构的正视图。附图3是本专利技术结构的侧视图。附图4是本专利技术结构的俯视图。附图5a是本专利技术的A轴回转工作台剖面图。附图5b是本专利技术的A轴回转工作台剖面图。附图6是本专利技术的工件电主轴的剖面图。附图7是本专利技术的X向剖面图。附图8是本专利技术的Z向剖面图。 具体实施例方式以下结合附图对本专利技术作进一步说明。图中1、床身，2、 Z向滑板，3、工件电主轴，4、 X向底板，5、立柱，6、 Y向滑板，7、 A轴回转台，8、砂轮刀库，9、磨削电主轴，10、砂轮修正器，11、 中心架，12、尾座，13、磨削刀库支架，14、 Z轴伺服电机，15、 Z向滚珠丝杆， 16、工件主轴锁紧装置，17、 X向导轨18、 Y向滚珠丝杆，19、 X向滚珠丝杆， 20、 Y向伺服电机，21、 Z向导轨，22、工件，23、 A轴伺服电机24、 Y向导轨 25、涡轮蜗杆副26、 Z向导轨滑块，27、 X向伺服电机，28、 X向导轨滑块，29 、 Y向导轨滑块，30、 A轴回转台锁紧装置。如附图1、附图2、附图3、附图4所示，主轴移动式五轴多功能螺纹磨削 加工中心主要由床身1、 Z向滑板2、工件电主轴3、 X向底板4、立柱5、 Y向滑 板6、 A轴回转台7、砂轮刀库8、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种五轴多功能螺纹磨削加工中心，由床身、Ｚ向滑板、工件电主轴、磨削电主轴、Ｘ向底板、立柱组成，Ｚ向导轨固定在床身上，Ｚ向伺服电机连接Ｚ向丝杆，Ｚ向滑板安装在Ｚ向导轨滑块上，Ｚ向导轨滑块与丝杠上的螺母通过螺母座连接，Ｚ向伺服电机驱动Ｚ向丝杠，带动Ｚ向滑板做Ｚ向移动，在Ｚ向滑板上设置工件电主轴，Ｘ向底板连接固定在床身上，Ｘ向导轨安装在Ｘ向底板上，Ｘ向伺服电机连接Ｘ向丝杆，Ｘ向导轨滑块与丝杠上的螺母通过螺母座连接，立柱设置在Ｘ向导轨滑块上，Ｘ向伺服电机驱动Ｘ向丝杆，带动立柱做Ｘ向移动，其特征是：Ｙ向导轨固定安装在立柱上，Ｙ向伺服电机连接Ｙ向丝杆，Ｙ向导轨滑块与丝杠上的螺母通过螺母座连接，Ｙ向滑板安装在Ｙ向导轨滑块上，Ｙ向伺服电机驱动Ｙ向丝杆，带动Ｙ向滑板做Ｙ向移动，Ａ轴回转台设置在Ｙ向滑板上，Ａ轴回转台连接Ａ轴伺服电机。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵虎，邹盛，谢政平，
申请(专利权)人：赵虎，邹盛，谢政平，
类型：发明
国别省市：81