多轴联动数控外表面成形磨削机床的制作方法

本发明属于磨床技术，具体涉及一种多轴联动数控外表面成形磨削机床。

背景技术：

1、随着新能源汽车的大量涌现和人形机器人的蓬勃发展，对滚珠丝杠和行星滚柱丝杠的需求与日俱增，加工沟槽的现有磨床加工精度不佳，尤其是面对加工多头沟槽时，需要保证沟槽轮廓形貌和直径尺寸一致性的要求，现有设备由于存在设计环节瑕疵，累积误差较大，难以满足产品制造的精度要求。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是克服现有磨床累积误差较大，难以满足产品制造精度要求的缺陷，提供一种多轴联动数控外表面成形磨削机床。

2、为达到上述目的，本发明的多轴联动数控外表面成形磨削机床包括：

3、床身；

4、构置于床身的工件支撑系统，其包括横向往复工作台，所述横向往复工作台用于带着工件横向往复移动，工件可绕主轴的第一轴线转动；

5、构置于床身的磨削系统，其位于工件支撑系统的后侧，其包括绕第二轴的第二轴线转动并向工件纵向进给的磨削轮，第二轴线位于第二平面，第二平面与第一轴线平行，为磨削轮配置第一调节机构用以调节第二轴线在第二平面内的倾斜角度和磨削轮的姿态；

6、构置于床身的修整系统，其位于工件支撑系统的后侧并与磨削系统并列，其包括绕第三轴的第三轴线转动并向磨削轮方向进给的修整轮，修整轮临近磨削轮，第三轴线位于第三平面，第三平面与第一轴线和第二平面平行，为修整轮配置第二调节机构用以调节第三轴线在第三平面内的倾斜角度和修整轮的姿态，所述第三轴的第三轴线与第二轴的第二轴线平行；

7、数控系统，用于控制磨削联动和修整联动，所述磨削联动是工件支撑系统的横向往复移动、主轴带着工件的转动与磨削系统的纵向进给移动相互协调动作，所述修整联动是修整系统向磨削轮方向进给与磨削系统的纵向移动相互协调动作。

8、该多轴联动数控外表面成形磨削机床，在数控系统控制下通过磨削联动实现对工件的自动精密加工，并且通过修整联动实现对磨削轮的修整。其中，修整系统位于工件支撑系统的后侧并与磨削系统并列，优化了修整轮的布局，令修整轮最大可能地减少修整的累积误差，提高产品加工的尺寸精度和轮廓精度。

9、优选的，工件支撑系统包括主轴箱、夹具、第一电机、尾座和顶尖，主轴箱固定于横向往复工作台，主轴配置于主轴箱并由第一电机驱动，夹具装配于主轴一端，尾座设于横向往复工作台并与夹具相对布局，顶尖设于尾座并且顶尖的轴线与主轴的第一轴线同轴。据此，令工件精确转动和横向移动。

10、优选的，第一调节机构包括旋转调节中心线，所述旋转调节中心线垂直于第一轴线、第二平面和第三平面，磨削轮的磨削刃轮廓的几何形貌中心位于通过所述旋转调节中心线并垂直于第二平面和第三平面的平面内。据此，可以完善对磨削轮的姿态调整。

11、优选的，磨削系统包括纵向进给工作台、第一支架、转轴座，第一支架设第一圆弧轨道，第一圆弧轨道以旋转调节中心线为曲率中心线，第一支架直接或间接固定于纵向进给工作台，第二轴配置于转轴座，转轴座直接或间接配置于第一支架平面以绕着旋转调节中心线、沿着第一圆弧轨道移动来调节第二轴线在第二平面内的倾斜角度和磨削轮的姿态。据此，便于动作精确地调节第二轴线在第二平面内的倾斜角度和磨削轮的姿态。其中，转轴座为一体结构或组装结构。

12、优选的，在第一支架和纵向进给工作台之间，增设可以纵向调节位移的拖板，以减少不同直径加工零件的进给空程损耗。

13、优选的，第二调节机构包括第二圆弧轨道，第二圆弧轨道以旋转调节中心线为曲率中心线，以绕着所述旋转调节中心线、沿着该第二圆弧轨道调节第三轴线在第三平面内的角度和修整轮的姿态。据此，可以精确地调节修整轮的姿态，确保修整轮与磨削轮的相对位置关系，确保精确修整磨削轮。

14、优选的，修整系统包括第二支架、修整轮座、过渡板和驱动装置，第二支架固定于床身，第二圆弧轨道设于第二支架，过渡板直接或间接配置于第二圆弧轨道，修整轮装配于第三轴，第三轴装配于修整轮座，修整轮座直接或间接配置于过渡板并由驱动装置驱动着在过渡板上令修整轮向磨削轮方向移动，并且借过渡板沿着第二圆弧轨道的移动来调节第三轴线在第三平面内的角度和修整轮的姿态。据此，便于动作精确地调节第三轴线在第三平面内的角度和修整轮的姿态，便于直接修整出精确轮廓形貌。

15、优选的，横向往复工作台包括构置于床身并可同步横向往复移动的上层工作台和下层工作台，上层工作台和下层工作台叠置在一起并且相互之间可绕着竖直轴线旋转角度微调。用以调整工件姿态，确保加工后的工件尺寸首、尾两端一致。

16、优选的，第一轴线呈水平布置，第二轴线相对第一轴线在第二平面内的投影线的倾斜角度为±45°，用以调节磨削轮的姿态来适应于工件的加工要求；第三轴线相对第一轴线在第三平面内的投影线的倾斜角度为±45，用以调节修整轮的姿态来适应于精确修整磨削轮的轮廓要求。

17、在不同的实施例中，第二平面和第三平面均为竖直平面，或者均为倾斜面。

18、本发明通过在床身配置工件支撑系统、磨削系统和修整系统，由工件支撑系统的横向往复工作台带着绕主轴的第一轴线转动的工件横向往复移动，磨削系统的磨削轮向工件纵向进给并绕第二轴的第二轴线转动，第二轴线位于与第一轴线平行的第二平面内，并且借第一调节机构调节第二轴线在第二平面内的倾斜角度和磨削轮的姿态；修整系统构置于工件支撑系统的后侧并与磨削系统并列布局，并且修整系统包括绕第三轴的第三轴线转动并向磨削轮横向进给的修整轮，第三轴线位于与第一轴线和第二平面平行的第三平面，为磨削轮配置第二调节机构用以调节第三轴线在第三平面内的倾斜角度和修整轮的姿态。在数控系统控制下令修整系统向磨削轮方向进给与磨削系统的纵向移动相互协调对磨削轮实施修整。优化了修整轮的布局，令修整轮最大可能地减少修整的累积误差，提高产品加工的尺寸精度和轮廓精度，解决了加工后的工件尺寸离散性大的技术问题。

技术特征：

1.多轴联动数控外表面成形磨削机床，其特征是包括：

2.根据权利要求1所述的多轴联动数控外表面成形磨削机床，其特征是：工件支撑系统(200)包括主轴箱(3)、夹具(5)、第一电机、尾座(6)和顶尖(7)，主轴箱(3)固定于横向往复工作台(2)，主轴(4)配置于主轴箱(3)并由第一电机驱动，夹具(5)装配于主轴(4)一端，尾座(6)设于横向往复工作台(2)并与夹具(5)相对，顶尖(7)设于尾座(6)并且顶尖的轴线(71)与主轴的第一轴线(41)同轴。

3.根据权利要求1所述的多轴联动数控外表面成形磨削机床，其特征是：第一调节机构包括旋转调节中心线(121)，所述旋转调节中心线(121)垂直于第一轴线(41)、第二平面和第三平面，磨削轮(12)的磨削刃轮廓的几何形貌中心(o)位于通过所述旋转调节中心线(121)并垂直于第二平面和第三平面的平面内。

4.根据权利要求3所述的多轴联动数控外表面成形磨削机床，其特征是：磨削系统(300)包括纵向进给工作台(8)、第一支架(9)、转轴座(11)，第一支架(9)设第一圆弧轨道(91)，第一圆弧轨道(91)以旋转调节中心线(121)为曲率中心线，第一支架(9)直接或间接固定于纵向进给工作台(8)，第二轴(10)配置于转轴座(11)，转轴座(11)直接或间接配置于第一支架(9)平面以绕着旋转调节中心线(121)、沿着第一圆弧轨道(91)移动来调节第二轴线(101)在第二平面内的倾斜角度和磨削轮的姿态。

5.根据权利要求4所述的多轴联动数控外表面成形磨削机床，其特征是：转轴座(11)为一体结构或组装结构。

6.根据权利要求3-5任一所述的多轴联动数控外表面成形磨削机床，其特征是：第二调节机构包括第二圆弧轨道(141)，第二圆弧轨道(141)以旋转调节中心线(121)为曲率中心线，以绕着所述旋转调节中心线(121)、沿着该第二圆弧轨道调节第三轴线(161)在第三平面内的角度和修整轮的姿态。

7.根据权利要求6所述的多轴联动数控外表面成形磨削机床，其特征是：修整系统(400)包括第二支架(14)、修整轮座(15)、过渡板(8)和驱动装置(19)，第二支架(14)固定于床身(1)，第二圆弧轨道(141)设于第二支架(14)，过渡板(18)直接或间接配置于第二圆弧轨道(141)，修整轮(17)装配于第三轴(16)，第三轴(16)装配于修整轮座(15)，修整轮座(15)直接或间接配置于过渡板(18)并由驱动装置(19)驱动着在过渡板令修整轮(17)向磨削轮(12)方向移动，并且借过渡板(18)沿着第二圆弧轨道(141)的移动来调节第三轴线(161)在第三平面内的角度和修整轮(17)的姿态。

8.根据权利要求1所述的多轴联动数控外表面成形磨削机床，其特征是：横向往复工作台(2)包括构置于床身(1)并可同步横向往复移动的上层工作台(22)和下层工作台(21)，上层工作台(22)和下层工作台(21)叠置在一起并且相互之间可绕着竖直轴线(20)旋转角度微调。

9.根据权利要求1所述的多轴联动数控外表面成形磨削机床，其特征是：第一轴线(41)呈水平布置，第二轴线(101)相对第一轴线(41)在第二平面内的投影线的倾斜角度(a)为±45°，第三轴线(161)相对第一轴线(41)在第三平面内的投影线的倾斜角度(β)为±45。

10.根据权利要求9所述的多轴联动数控外表面成形磨削机床，其特征是：第二平面和第三平面均为竖直平面或者均为倾斜面。

技术总结本发明公开了一种多轴联动数控外表面成形磨削机床，属于磨床技术，现有磨床累积误差较大，难以满足精密产品的制造要求，本发明包括床身、工件支撑系统、磨削系统、修整系统和数控系统，将修整系统构置于工件支撑系统的后侧并与磨削系统并列布局；为磨削系统的磨削轮配置可旋转的第一调节机构用以调节磨削轮的姿态，为修整系统的修整轮配置可旋转的第二调节机构用以调节修整轮的姿态。在数控系统控制下，工件的横向往复移动、主轴带着工件的转动与磨削轮向工件的纵向进给相互协调，修整轮向磨削轮的进给与磨削轮的纵向移动相互协调。优化了修整轮的布局，令修整轮最大可能地减少修整的累积误差，提高产品加工的尺寸精度和轮廓精度。技术研发人员：张学义,邱劲松,陈炳顺,郜巧洲受保护的技术使用者：杭州德奔科技开发有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/4