五轴数控工具磨床的磨头装置的制作方法

本发明属于机械切削加工机床的技术领域。更具体地，本发明涉及一种五轴数控工具磨床的磨头装置。

背景技术：

数控工具磨床在机械制造加工中应用越来越广泛。

由于工具磨床所要加工的工件一般都是形状比较复杂的刀具，其材料硬度大，精度要求很高，因此，对于机床的结构和传动系统的设计、加工的自动化程度以及加工的稳定性提出了很高的要求。

现有技术的数控工具磨床加工的自动化程度、结构和传动系统的合理性以及磨削精度上，还不能满足加工要求。比如，还不能实现自动上料、自动卸料；工件装夹还不能完全自动化，需要操作人员的人工协助完成；或者，虽然采用了机械自动化，但是，其协调性不好，影响送料机构的工作效率，工件装夹后其稳定性达不到要求，机床总体的稳定性不高，影响加工的质量，从而影响数控加工设备的生产效率和加工精度。

技术实现要素：

本发明提供一种五轴数控工具磨床，其目的是提高加工自动化程度和加工精度。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

本发明的五轴数控工具磨床，包括底座、磨头装置、工件装夹装置；

所述的磨头装置设有磨头主轴，所述的磨头主轴通过伺服主轴系统安装在Z向移动部件上，所述的Z向移动部件安装在C轴旋转部件上；所述的C轴旋转部件安装在所述的底座上。

所述的磨头装置设有检测探针。

所述的磨头装置设有磨头分水器。

所述的磨头主轴的轴线水平设置。

所述的Z向移动部件的运动方向为竖直方向。

所述的C轴旋转部件的旋转轴线竖直设置。

所述的C轴旋转部件设有由C轴伺服电机驱动的蜗轮蜗杆传动机构。

所述的Z向移动部件设有防尘伸缩罩。

所述的Z向移动部件设置由Z轴伺服电机驱动的滚珠丝杆传动机构。

所述的工件装夹装置设有弹性夹紧套筒，所述的弹性夹紧套筒安装在工件夹紧分度头上。

所述的工件装夹装置安装在X轴移动部件上。

所述的X轴移动部件通过Y轴移动部件安装在所述的底座上；所述的X轴移动部件与Y轴移动部件的运动方向均为水平方向，且互相垂直。

所述的X轴移动部件上设置托刀架。

所述的工件夹紧分度头的后端设置与其同轴安装的夹紧气缸。

所述的X轴移动部件设有由X轴伺服电机驱动的滚珠丝杆传动机构。

所述的Y轴移动部件设有由Y轴伺服电机驱动的滚珠丝杆机构。

所述的工件夹紧分度头上设有分度头夹紧手柄。

所述的工件夹紧分度头上设有A轴伺服电机。

所述的五轴数控工具磨床设置机床外罩，所述的磨头装置、工件装夹装置均设置在机床外罩内。

所述的底座上设置吊装孔。

所述的机床外罩上设置电气柜。

在所述的电气柜的下方、底座的侧面，设置气动控制柜。

本发明采用上述技术方案，提高了数控工具磨床加工的自动化程度，其结构和传动系统的设计合理性，加工精度高；实现自动上料、自动卸料；工件装夹完全自动化，无需操作人员的人工协助完成；协调性好，生产效率高，生产稳定性好，提高了数控加工设备的生产效率和加工精度。

附图说明

附图所示内容及图中的标记简要说明如下：

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中的主体结构放大的示意图。

图中标记为：

1、底座，2、吊装孔，3、C轴伺服电机，4、防尘伸缩罩，5、磨头分水器，6、Z轴伺服电机，7、磨头主轴，8、检测探针，9、托刀架，10、工件夹紧分度头，11、A轴伺服电机，12、夹紧气缸，13、分度头夹紧手柄，14、电气柜，15、X轴伺服电机，16、Y轴伺服电机，17、机床外罩，18、气动控制柜，19、Z向移动部件，20、C轴旋转部件。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

如图1、图2所示本发明的结构，为一种五轴数控工具磨床，包括底座1、磨头装置、工件装夹装置。

为了克服现有技术的缺陷，实现提高加工自动化程度和加工精度的发明目的，本发明采取的技术方案为：

如图1、图2所示，本发明的五轴数控工具磨床，所述的磨头装置设有磨头主轴7，所述的磨头主轴7通过伺服主轴系统安装在Z向移动部件19上，所述的Z向移动部件19安装在C轴旋转部件20上；所述的C轴旋转部件20安装在所述的底座1上。

磨头主轴7安装砂轮，对工件进行磨削加工；伺服主轴系统通过机床的数字控制系统的控制，驱动伺服电机实现对砂轮的驱动。Z向移动部件19实现磨头主轴7的上、下运动；C轴旋转部件20实现磨头主轴7整体绕竖直的轴线旋转。

通过上述方式，满足了机床加工的要求。

所述的磨头装置设有检测探针8。

在探针座上安装检测探针8，便于对机床上的工件和砂轮的相对位置进行精确调整。

所述的磨头装置设有磨头分水器5。

由于在加工过程需要大量的冷却液，所以，必须在磨削位置设置磨头分水器5，保证冷却液的充分供应，以及向各个不同方向进行冷却液的喷射，保证工件不至于磨削烧伤。

所述的磨头主轴7的轴线水平设置，实现了卧式磨削，便于操作工人的观察和操作。

所述的Z向移动部件19的运动方向为竖直方向，实现磨头主轴7的上、下运动。

所述的C轴旋转部件20的旋转轴线竖直设置，实现磨头主轴7整体绕竖直的轴线旋转。

所述的C轴旋转部件20设有由C轴伺服电机3驱动的蜗轮蜗杆传动机构。

由于电机的速度较快，而磨头主轴7的水平旋转(不是磨削转动)的速度要求很慢，所以采用蜗轮蜗杆传动机构，实现较大的传动比，且动力的传递平稳、噪音和振动小。且伺服电机的控制是由机床的数字控制系统进行的。

所述的Z向移动部件19设有防尘伸缩罩17。

防尘伸缩罩17用于防止磨削粉状切屑、磨削冷却液对Z向移动部件19传动件和导轨的影响。

所述的Z向移动部件19设置由Z轴伺服电机6驱动的滚珠丝杆传动机构。

通过机床的数字控制系统的控制，驱动伺服电机实现磨头主轴7上下运动。滚珠丝杆传动机构可以使得传动精度更高。

所述的工件装夹装置设有弹性夹紧套筒，所述的弹性夹紧套筒安装在工件夹紧分度头10上。

弹性夹紧套筒用于夹紧工件。分度头14的使用，使得加工的工件可以对不同的侧面进行磨削加工。旋转至一个侧面并定位，即可进行加工。

所述的工件装夹装置安装在X轴移动部件上。X轴移动部件实现工件的水平纵向移动。

所述的X轴移动部件通过Y轴移动部件安装在所述的底座1上；所述的X轴移动部件与Y轴移动部件的运动方向均为水平方向，且互相垂直。

Y轴移动部件实现了工件的横向移动。

所述的X轴移动部件上设置托刀架9。

托刀架9的作用是磨头主轴7在磨削时，承受工件的径向力，防止工件在砂轮磨削力的作用下发生弯曲变形。

所述的工件夹紧分度头10的后端设置与其同轴安装的夹紧气缸12。

通过夹紧气缸12的作用，使得弹性夹紧套筒张开，或者夹紧工件。

所述的X轴移动部件设有由X轴伺服电机15驱动的滚珠丝杆传动机构。

所述的Y轴移动部件设有由Y轴伺服电机16驱动的滚珠丝杆机构。

通过机床的数字控制系统的控制，驱动伺服电机实现工件装夹装置的水平进给运动，保证工件上下料的空间需要，同时在磨削过程中实现切削用量的进给运动。滚珠丝杆传动机构可以使得传动精度更高。

所述的工件夹紧分度头10上设有分度头夹紧手柄13。

当工件夹紧分度头10分度到位后，通过分度头夹紧手柄13将工件夹紧分度头10锁紧，确保其分度位置不会受力偏移。

所述的工件夹紧分度头10上设有A轴伺服电机11。

A轴伺服电机11实现工件以其轴线进行回转。通过机床的数字控制系统对A轴伺服电机11进行控制。

所述的五轴数控工具磨床设置机床外罩17，所述的磨头装置、工件装夹装置均设置在机床外罩17内。

通过机床外罩17对机床的加工部件进行防护。

所述的底座1上设置吊装孔2。

吊装孔2用于对整个机床进行起吊。吊装孔2的数量为四个，机床的后后面的两端各设置一个。

所述的机床外罩17上设置电气柜14。

电气柜14内安装所有的机床电器元件，包括动力电路和控制电路的电气元件，如机床的数字控制系统。

在所述的电气柜14的下方、底座1的侧面，设置气动控制柜18。

气动控制柜18内安放气动回路的所有元件，包括气泵、控制阀等。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。