CN201086222Y - 六轴砂带磨床 - Google Patents

Abstract

一种六轴砂带磨床，在X轴床身上表面的X轴导轨上支撑有工件台，X轴床身的旁边设置Y轴床身，该Y轴床身的上表面通过Y轴导轨支撑Z轴床身；Z轴床身面向X轴床身的表面上设有两根Z轴导轨，该Z轴导轨上支撑有滑板，滑板通过回转支撑体与回转电机输出轴上的齿轮联接，在回转座的顶部安装驱动电机，套装在该驱动电机输出轴上的驱动齿轮与从动齿轮啮合，所述从动齿轮与回转轴固定联接，该回转轴上安装磨头座。在磨头座的上端安装驱动电机，底部安装接触轮，接触轮通过砂带与驱动电机输出轴上的主动轮连接。本实用新型通过空间六个自由度的结合，可以实现复杂曲面工件的磨削处理，有效提高了工件的打磨精度和表面质量，降低了产品的不良率。

Description

六轴砂带磨床

技术领域

本实用新型涉及一种磨削装置，尤其涉及六轴砂带磨床，以适用于曲面形状较复杂的零件的磨削。

背景技术

目前，在小型曲面磨削抛光方面，单件生产基本上是以手工打磨的形式为主，批量生产时采用专机的方法打磨，如仿形磨削法。在中大型复杂曲面如工件的磨削领域，则少量的使用手工加磨床组合的抛光方式，这种抛光方式能实现复杂曲面的打磨与抛光，需要人工操作，曲面表面的质量与操作人员的熟练程度有很大关系，且不能解决曲面抛光中磨削厚薄不均的状况。以上的磨削方式已经不能满足当前生产的需要，特别是在表面质量要求较高的蒸汽叶轮片、飞机工件等复杂曲面的加工过程中，现有的磨削方式普遍存在加工效率低、工人的劳动强度大、加工精度较差、型面的质量难以保证等不足。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种六轴砂带磨床，以有效提高工件的尺寸精度，并能将工件表面粗糙度的数值降低到一个比较低的范围。

本实用新型的技术方案如下：一种六轴砂带磨床，包括X轴床身、主轴驱动机构、尾座和接触轮，其关键在于：

a、在所述X轴床身的上表面沿其长度方向平行设置有两根X轴导轨，该X轴导轨上支撑有工件台，工件台能在X轴导轨上滑动；在所述工件台的一端安装主轴驱动机构，能使工件绕平行于X轴的方向旋转，另一端安装尾座，尾座能在工件台上表面的辅助导轨上滑动；

b、在所述X轴床身的旁边设置有与之垂直的Y轴床身，该Y轴床身的上表面通过两根Y轴导轨支撑Z轴床身，Z轴床身能在Y轴导轨上滑动；

c、在所述Z轴床身朝向X轴床身的表面上设有两根Z轴导轨，该Z轴导轨上支撑有滑板，滑板上安装有回转支撑体，回转支撑体与回转电机输出轴上的齿轮联接，所述回转电机安装在回转座上，回转支撑体的轴线与接触轮底部相切，能使回转座绕平行于Y轴的方向旋转；

d、在回转座的顶部安装驱动电机，套装在该驱动电机输出轴上的驱动齿轮与从动齿轮啮合，所述从动齿轮与回转轴固定联接，该回转轴上通过回转座安装磨头座，磨头座能绕平行于Z轴的回转轴旋转；

e、在所述磨头座的上端安装驱动电机，底部安装接触轮，该接触轮通过砂带与驱动电机输出轴上的主动轮连接。

采用以上技术方案，主轴驱动机构与尾座结合，可用于装夹待磨削的自由曲面工件，尾座在工件台表面的辅助导轨上滑动，以便于适应装夹不同长度的工件。本实用新型在空间上具有六个自由度，即：工件台在X轴导轨上滑动，实现工件在X轴方向的轴向移动；主轴驱动机构带动工件绕其轴线旋转，实现A轴方向的运动；Z轴床身在Y轴导轨上滑动，实现接触轮在Y轴方向的轴向移动；滑板连同磨头座在Z轴导轨上滑动，实现接触轮在Z轴方向的上下移动；回转支撑体与回转座上的伺服电机结合，可控制接触轮在回转支撑体轴线上作左右摆动，实现B轴方向的运动；回转座顶部的驱动电机还可以驱动回转轴，带动整个磨头座绕回转轴转动，实现砂带磨头C轴方向的运动。

本实用新型通过空间六个自由度的结合，可以实现复杂曲面工件的磨削处理，并且加工效率高、工人的劳动强度小、加工精度及型面的表面质量均有保障。

在上述X轴床身上表面的一端安装有X轴伺服电机，该X轴伺服电机通过联轴器与X轴滚珠丝杆的一端联接，X轴滚珠丝杆通过轴承支承在X轴床身上，在X轴滚珠丝杆上套装有丝杆螺母座，该丝杆螺母座固定在工件台的底部。工件台移动的动力由X轴伺服电机提供，当X轴伺服电机运转时，带动X轴滚珠丝杆一起转动，与X轴滚珠丝杆配合的丝杆螺母座带动工件台在X轴导轨上滑动，以便于对工件长度方向的不同部位进行磨削处理。

在上述Y轴床身上部靠近X轴床身端安装Y轴伺服电机，该Y轴伺服电机通过联轴器与Y轴滚珠丝杆的一端联接，Y轴滚珠丝杆通过轴承支承在Y轴床身上，在Y轴滚珠丝杆上套装有丝杆螺母座，该丝杆螺母座固定在Z轴床身的底部。Z轴床身移动的动力由Y轴伺服电机提供，当Y轴伺服电机运转时，带动Y轴滚珠丝杆一起转动，与Y轴滚珠丝杆配合的丝杆螺母座带动Z轴床身在Y轴导轨上滑动，即可实现接触轮在Y轴方向的轴向移动。

在上述Z轴床身的顶部安装Z轴伺服电机，该Z轴伺服电机通过联轴器与Z轴滚珠丝杆的一端联接，Z轴滚珠丝杆通过轴承支承在Z轴床身上，在Z轴滚珠丝杆上套装有丝杆螺母座，该丝杆螺母座与滑板固定连接。滑板连同磨头座上下移动的动力由Z轴伺服电机提供，当Z轴伺服电机运转时，带动Z轴滚珠丝杆一起转动，与Z轴滚珠丝杆配合的丝杆螺母座带动滑板在Z轴导轨上滑动，即可实现接触轮在Z轴方向的上下移动，以适应不同直径大小工件的加工要求。

上述回转支撑体的内圈固定在滑板上，回转支撑体的外圈齿轮与所述回转电机输出轴上的齿轮相啮合。回转电机运转时，在回转支撑体的作用下，即可实现接触轮在回转支撑体轴线上的左右摆动。

为了简化结构，便于拆装，上述从动齿轮为扇形，该从动齿轮的圆弧边设置外齿，直线边通过平键与所述回转轴联接。

在上述磨头座的顶部安装有张紧轮，所述砂带从该张紧轮上绕过。张紧轮能调节主动轮与接触轮之间砂带的张紧度，防止砂带发生脱落，保障对工件的磨削处理能顺利进行。

在上述张紧轮与接触轮之间设置有惰轮，所述砂带从该惰轮上绕过。

为了更方便地调节接触轮的高度位置，在上述磨头座的底部设有导柱并装有伸缩缸，在导柱上活套有呈“”形的滑动板，该滑动板的横板与气缸的活塞杆固定连接，所述接触轮通过支臂安装在滑动板的竖板上。

有益效果：本实用新型通过空间六个自由度的结合，可以实现复杂曲面工件的磨削处理，在接触轮高速旋转时，能保证接触轮与工件之间接触稳定，从而有效提高了工件的尺寸精度，并能将工件表面粗糙度的数值降低到一个比较低的范围。同时，本实用新型还降低了产品的不良率，具有加工效率高、工人的劳动强度小、加工精度有保障、适用范围广等特点。

附图说明

图1为本实用新型的主视图。

图2为图1的俯视图。

图3为图1的左视图。

图4为图3的A-A剖视放大图。

图5为本实用新型中X轴床身的俯视图。

图6为本实用新型中Y轴床身的结构示意图。

图7为图6的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

如图1、图2、图5所示，在X轴床身1的上表面沿其长度方向平行设置有两根X轴导轨5，X轴导轨5上支撑有工件台6。在X轴床身1上表面的一端安装X轴伺服电机24，该X轴伺服电机24通过联轴器25与X轴滚珠丝杆26的一端联接，X轴滚珠丝杆26通过两个轴承支承在对应的轴承座41上，轴承座41固定在X轴床身1的上表面。在X轴滚珠丝杆26上套装有丝杆螺母座27，该丝杆螺母座27固定在工件台6的底部，当X轴伺服电机24运转时，带动X轴滚珠丝杆26一起转动，与X轴滚珠丝杆26配合的丝杆螺母座27带动工件台6在X轴导轨5上滑动，以便于对工件长度方向的不同部位进行磨削处理。

从图1、图2、图5中可知，在工件台6上表面的一端安装主轴驱动机构2，工件台6上表面的另一端铺设两根辅助导轨7，辅助导轨7平行于X轴导轨5，且辅助导轨7上支撑有尾座3，尾座3能在辅助导轨7上滑动。主轴驱动机构2与尾座3结合，可用于装夹待磨削的工件，且主轴驱动机构2能带动工件绕其轴线旋转，实现A轴方向的运动；尾座3在辅助导轨7上滑动，以便于适应装夹不同长度的工件。主轴驱动机构2由电机、主轴箱和夹具等部件组成，电机、主轴箱、夹具以及尾座3的结构均与现有技术相同，在此不做赘述。

如图1、图2、图3、图6和图7所示，在X轴床身1旁边的中部设置Y轴床身8，该Y轴床身8垂直于X轴床身1，Y轴床身8的上表面铺设有两根Y轴导轨9，Y轴导轨9垂直于X轴导轨5，且Y轴导轨9上支撑有Z轴床身10。在所述Y轴床身8上部靠近X轴床身1端安装Y轴伺服电机28，该Y轴伺服电机28通过联轴器29与Y轴滚珠丝杆30的一端联接，Y轴滚珠丝杆30通过两个轴承支承在对应的轴承座42上，轴承座42固定在Y轴床身8的上表面。在Y轴滚珠丝杆30上套装有丝杆螺母座31，该丝杆螺母座31固定在Z轴床身10的底部，当Y轴伺服电机28运转时，带动Y轴滚珠丝杆30一起转动，与Y轴滚珠丝杆30配合的丝杆螺母座31即可带动Z轴床身10在Y轴导轨9上滑动。

如图1、图2、图3所示，在Z轴床身10朝向并垂至于X轴床身1的表面上设有两根竖直分布且相互平行的Z轴导轨11，该Z轴导轨11上支撑有滑板12。在Z轴床身10的顶部安装Z轴伺服电机32，该Z轴伺服电机32通过联轴器33与Z轴滚珠丝杆34的上端联接，Z轴滚珠丝杆34通过两个轴承支承在对应的轴承座43上，该轴承座43固定在Z轴床身10的上表面。在Z轴滚珠丝杆34上套装有丝杆螺母座35，该丝杆螺母座35与滑板12固定连接，当Z轴伺服电机32运转时，带动Z轴滚珠丝杆34一起转动，与Z轴滚珠丝杆34配合的丝杆螺母座35即可带动滑板12在Z轴导轨11上滑动，以适应不同直径大小工件的加工要求。

从图1、图2和图3中可知，回转支撑体13的内圈固定在滑板12上，外圈齿轮与回转电机14输出轴上的齿轮联接，回转电机14安装在回转座15上。在回转座15的顶部安装驱动电机16，驱动电机16的输出轴上套装驱动齿轮17，该驱动齿轮17与从动齿轮18啮合。所述从动齿轮18为扇形，该从动齿轮18的圆弧边设置外齿，直线边通过平键与回转轴19联接。回转轴19通过轴承支承在回转座15上，磨头座21通过回转座20与回转轴19固定连接。

从图1、图2、图3和图4中进一步可知，在磨头座21的上端安装驱动电机22，驱动电机22的输出轴上套装主动轮。在磨头座21的底部设有导柱38并装有伸缩缸40，呈“”形的滑动板39通过其横板活套在导柱38上，并且滑动板39的横板与伸缩缸40的活塞杆固定连接，在滑动板39的竖板上通过支臂安装接触轮4，该接触轮4通过砂带23与驱动电机22输出轴上的主动轮连接。在磨头座21顶部驱动电机22的旁边安装有张紧轮36，所述砂带23从该张紧轮36上绕过。张紧轮36能调节主动轮与接触轮之间砂带23的张紧度，防止砂带发生脱落，保障对工件的磨削处理能顺利进行。在所述张紧轮36下方的磨头座21以及滑动板39的竖板上均装有惰轮37，所述砂带23从惰轮37上绕过。主动轮的转动由驱动电机22提供动力，主动轮通过砂带23带动接触轮4同步旋转，即可对工件进行磨削处理。

本实用新型在空间上具有六个自由度，即：工件台6在X轴导轨5上滑动，实现工件在X轴方向的轴向移动；主轴驱动机构2带动工件绕其轴线旋转，实现A轴方向的运动；Z轴床身10在Y轴导轨9上滑动，实现接触轮4在Y轴方向的轴向移动；滑板12连同磨头座21在Z轴导轨11上滑动，实现接触轮4在Z轴方向上下移动；回转支撑体13与回转电机14结合，可控制接触轮4做左右摆动，实现B轴方向的运动；回转座15顶部的驱动电机16还可通过回转轴19带动整个磨头座21实现C轴方向的运动。本实用新型通过空间六个自由度的结合，可以实现复杂曲面工件的磨削处理，并且加工效率高、工人的劳动强度小、尺寸精度及型面的表面质量均有保障。

Claims (9)

1.一种六轴砂带磨床，包括X轴床身(1)、主轴驱动机构(2)、尾座(3)和接触轮(4)，其特征在于：

a、在所述X轴床身(1)的上表面沿其长度方向平行设置有两根X轴导轨(5)，该X轴导轨(5)上支撑有工件台(6)，工件台(6)能在X轴导轨(5)上滑动；在所述工件台(6)的一端安装主轴驱动机构(2)，能使工件绕平行于X轴的方向旋转，另一端安装尾座(3)，尾座(3)能在工件台(6)上表面的辅助导轨(7)上滑动；

b、在所述X轴床身(1)的旁边设置有与之垂直的Y轴床身(8)，该Y轴床身(8)的上表面通过两根Y轴导轨(9)支撑Z轴床身(10)，Z轴床身(10)能在Y轴导轨(9)上滑动；

c、在所述Z轴床身(10)朝向X轴床身(1)的表面上设有两根Z轴导轨(11)，该Z轴导轨(11)上支撑有滑板(12)，滑板(12)上安装有回转支撑体(13)，回转支撑体(13)与回转电机(14)输出轴上的齿轮联接，所述回转电机(14)安装在回转座(15)上，回转支撑体(13)的轴线与接触轮(4)底部相切，能使回转座(15)绕平行于Y轴的方向旋转；

d、在回转座(15)的顶部安装驱动电机(16)，套装在该驱动电机(16)输出轴上的驱动齿轮(17)与从动齿轮(18)啮合，所述从动齿轮(18)与回转轴(19)固定联接，该回转轴(19)上通过回转座(20)安装磨头座(21)，磨头座(21)能绕平行于Z轴的回转轴(19)旋转；

e、在所述磨头座(21)的上端安装驱动电机(22)，底部安装接触轮(4)，该接触轮(4)通过砂带(23)与驱动电机(22)输出轴上的主动轮连接。

2.根据权利要求1所述的六轴砂带磨床，其特征在于：在所述X轴床身(1)上表面的一端安装有X轴伺服电机(24)，该X轴伺服电机(24)通过联轴器(25)与X轴滚珠丝杆(26)的一端联接，X轴滚珠丝杆(26)通过轴承支承在X轴床身(1)上，在X轴滚珠丝杆(26)上套装有丝杆螺母座(27)，该丝杆螺母座(27)固定在工件台(6)的底部。

3.根据权利要求1所述的六轴砂带磨床，其特征在于：在所述Y轴床身(8)上部靠近X轴床身(1)端安装Y轴伺服电机(28)，该Y轴伺服电机(28)通过联轴器(29)与Y轴滚珠丝杆(30)的一端联接，Y轴滚珠丝杆(30)通过轴承支承在Y轴床身(8)上，在Y轴滚珠丝杆(30)上套装有丝杆螺母座(31)，该丝杆螺母座(31)固定在Z轴床身(10)的底部。

4.根据权利要求1所述的六轴砂带磨床，其特征在于：在所述Z轴床身(10)的顶部安装Z轴伺服电机(32)，该Z轴伺服电机(32)通过联轴器(33)与Z轴滚珠丝杆(34)的一端联接，Z轴滚珠丝杆(34)通过轴承支承在Z轴床身(10)上，在Z轴滚珠丝杆(34)上套装有丝杆螺母座(35)，该丝杆螺母座(35)与滑板(12)固定连接。

5.根据权利要求1所述的六轴砂带磨床，其特征在于：所述回转支撑体(13)的内圈固定在滑板(12)上，回转支撑体(13)的外圈齿轮与所述回转电机(14)输出轴上的齿轮相啮合。

6.根据权利要求1所述的六轴砂带磨床，其特征在于：所述从动齿轮(18)为扇形，该从动齿轮(18)的圆弧边设置外齿，直线边通过平键与所述回转轴(19)联接。

7.根据权利要求1所述的六轴砂带磨床，其特征在于：在所述磨头座(21)的顶部安装有张紧轮(36)，所述砂带(23)从该张紧轮(36)上绕过。

8.根据权利要求7所述的六轴砂带磨床，其特征在于：在所述张紧轮(36)与接触轮(4)之间设置有惰轮(37)，所述砂带(23)从该惰轮(37)上绕过。

9.根据权利要求1或6或7所述的六轴砂带磨床，其特征在于：在所述磨头座(21)的底部设有导柱(38)并装有伸缩缸(40)，在导柱(38)上活套有呈“”形的滑动板(39)，该滑动板(39)的横板与气缸(40)的活塞杆固定连接，所述接触轮(4)通过支臂安装在滑动板(39)的竖板上。

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