专利名称：六轴砂带磨床的制作方法
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。
技术背景目前，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 有伸縮缸，在导柱上活套有呈"1 "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。
图l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
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明如图l、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 —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l、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l、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—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l、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IO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—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l、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l、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 装有伸縮缸40，呈"n "形的滑动板39通过其横板活套在导柱38上，并且滑 动板39的横板与伸縮缸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，BP: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。
权利要求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(IO) 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l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)并装有伸縮缸(40)，在导柱(38)上活套有 呈""i "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。
专利摘要一种六轴砂带磨床，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。
文档编号B24B21/00GK201086222SQ20072018804
公开日2008年7月16日 申请日期2007年10月22日 优先权日2007年10月22日
发明者云 黄 申请人:重庆三磨海达磨床有限公司;重庆市材料表面精密加工及成套装备工程技术研究中心