一种机床主轴锥孔修复装置的制作方法

1.本实用新型涉及机床加工精度修复技术领域，尤其涉及数控机床、加工中心等主轴装夹刀柄部位的锥孔精度修复，具体为一种机床主轴锥孔修复装置。


背景技术：

2.随着国内外机械行业的发展，机械零部件的使用、加工精度等要求越来越高，数控铣床、加工中心等数控机床逐渐成为用于机械零部件机械加工的标配设备。然而，随着这些设备的使用年限增加及不当操作，机床主轴安装刀具的锥孔部位受到磨损或损坏，造成刀具安装后失去精度，进而影响机械零部件的加工精度，甚至造成主轴报废。其修复方法，往往是由厂家将主轴从机床上拆下，然后运回厂家重新修磨，如此以来，不仅浪费时间，且费用昂贵。但也有客户运用简易的修复方法，将主轴锥孔部位利用车床加工去掉，再做同样的锥柄部位，镶嵌进去，又或是用以标准锥柄进行矫正后，配以砂纸进行研磨等，这些操作既耗时耗力，又不能真正的达到机床原有的精度，更有甚者，在主轴拆装的过程中，由于疏忽造成维修后还不如没修以前，造成二次失精，再花大力气返回厂家修磨。如此，既浪费了时间、精力，又花费了巨资，同时耽误客户订单的交付，着实困扰机床商、用户及下家的被加工的零部件应用客户等。因此，制造出一款便于修复主轴锥孔的装置至关重要。
3.比如专利号为cn106736927u的发明公开了一种用于数控机床主轴锥孔自磨修复的装置，该专利通过松开回转架相对面上设置的锁紧螺栓，手动实现主轴部分从水平到竖直90度范围内回转；同时，通过对以上两个自由度的调整，使该装置主轴轴线与机床主轴锥孔的母线平行，完成装置找正。通过数控机床的编程加工功能使机床走出7:24(按照主轴锥孔母线的角度确定)的斜线，配合本装置的旋转磨削功能，完成主轴锥孔的自修磨加工。但该装置的自由度过多，结构刚性差，影响磨削精度。
4.同样专利号为cn211639259u的实用新型公开了一种机床主轴锥孔修复装置，该装置中电机带动主动皮带轮转动，传动皮带绕过主动皮带轮、从动皮带轮；手轮带动丝杠转动；导轨与进给拖板具有配合结构，相对轴向移动。该装置依靠机床进给实现每次修磨量的精准控制，提升主轴锥孔修复质量。但该装置必须依靠机床进给实现磨修量控制，每次细微修复后都需要通过计算，由机床控制装置多次输入进给数值，且每次磨削需要由机床往复运动进行精修，操作较为复杂。
5.而专利号为cn111791100a的发明公开了名称为机床主轴锥孔修复装置及修复方法的专利，该专利在修复过程中，首先启动机床，使机床主轴旋转；其次启动磨削装置的驱动电机，使砂轮棒绕自身轴旋转，然后利用工作台的驱动机构，带动砂轮棒沿其轴线方向移动进给，通过上述三个复合运动完成机床主轴锥孔的修复。采用上述修复方式，其修复精度主要依靠基座在制造和加工过程中的底面水平精度和上部斜面锥度精度来保证。但该专利只能用于修复倾斜角度与修复装置一致的机床锥孔，不然会造成修复精度不够或难以把握修复状态。


技术实现要素：

6.为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种拥有较高自由度和结构刚性，能够快速、高精度修复机床主轴锥孔精度，且操作方便的机床主轴锥孔修复装置。
7.本实用新型公开了一种机床主轴锥孔修复装置，包括底座、滑轨基座、支撑机架、滑轨基座角度调整单元、控制单元、滑轨总成和机磨总成，所述底座上固定有回转支架，所述滑轨基座通过回转轴转动连接于所述回转支架上，所述支撑机架固定在所述底座上，所述滑轨基座与所述支撑机架通过所述滑轨基座角度调整单元相连接，所述控制单元固定于所述支撑机架上，所述滑轨总成安装在所述滑轨基座上，所述机磨总成安装在所述滑轨总成的滑座上。
8.进一步的，所述滑轨基座角度调整单元由设置于所述滑轨基座上的多个紧固螺栓、设置在所述支撑机架上的多个可调螺钉及配合开设在所述支撑机架上的u形孔系、螺纹孔、设置于所述滑轨基座上的滑轨基座导向机构组成。
9.进一步的，所述滑轨基座导向机构包括导向架和辅助锁紧螺钉，所述导向架通过所述辅助锁紧螺钉活动连接在所述滑轨基座上；所述滑轨基座导向机构上设置有搬移结构。
10.进一步的，所述搬移结构包括吊环和连接销钉，所述吊环通过所述连接销钉活动连接在所述导向架上。
11.进一步的，所述滑轨总成包括滑轨座、滑轨、滑座、滑座传送结构和驱动结构，所述滑轨设置于所述滑轨座上，所述滑座安装于所述滑轨上，所述滑座传送结构包括联轴器、轴承、丝杠、传动轮和同步带；所述驱动结构与所述滑座传送结构相连接。
12.进一步的，所述控制单元用于所述滑轨总成和所述机磨总成的控制。
13.进一步的，所述驱动结构包括伺服电机、限位传感器和设置在所述控制单元中的控制器，所述限位传感器安装在所述滑轨上。
14.进一步的，所述机磨总成包括机磨机和修磨砂轮。
15.进一步的，所述回转支架上设置有衬套；所述回转轴一端设置有限位块。
16.本实用新型的有益效果为：本实用新型克服机床主轴锥孔修磨后的安装精度误差，被修磨机床主轴锥孔精度达到甚至超越了机床出厂时的精度，实现了机床主轴锥孔的完美修复，开创了历史先河；本实用新型免除了机床主轴拆卸、安装的麻烦，减少了运输的损伤及麻烦，节约了拆卸、往复运输、安装、调试、协调沟通、等待等本来所需的大量时间，原来可能需要一个多月甚至几个月的时间，现在随时随地都可以，1-2个小时就可完成，节能降耗显著；本实用新型装置结构紧奏，容易实施，不需要专业的场地，操作方便，解决了当前机床主轴锥孔修复难的技术的瓶颈，推进了行业技术发展的进程。
17.本实用新型通过设置支撑机架，增强结构刚性，防止自由度过大造成的锥孔修磨精度过低；在回转支架上设置衬套，用于方便制造和保障装置的回转精度；在回转轴上添加限位块，用于防止回转轴相对回转支架发生位移，影响装置刚性及使用；在滑轨上设置限位传感器，控制滑座的往复移动范围，保证锥孔修磨精度的细微把控；通过回转轴安装滑轨基座，确保滑轨倾斜角度的范围最大化，适用于不同高度或斜度的机床主轴锥孔的修复；滑轨基座与滑轨基座导向机构间采用小过渡配合，确保导向精度；在滑轨基座导向机构上设置吊环，便于装置搬移时方便搬运；滑轨基座导向机构与滑轨基座固定连接，对滑轨基座起到
导向和辅助紧固作用，增强结构刚性；设置带移动滑座的滑轨，安装机磨总成于滑座上，方便机磨机无障碍往复运作；控制单元用于控制装置运行；底座上设置有用于固定的孔系，可固定修复装置于机床工作台面上；支撑机架上设置螺钉，配合回转支架上的紧固螺钉，将支撑机架和回转支架固定在底座上，起到牢固支撑的作用。
18.利用本修复装置可以实现自动磨削，提高磨削精度，自动进给，且通过该装置上设置的控制器，可自由设置磨削量，磨削精度高；磨削角度可调，当磨削精度较高，角度精度不够时，可以通过角度调整装置来调整修正。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本实用新型一种机床主轴锥孔修复装置具体实施例的视图1结构示意图。
21.图2为本实用新型一种机床主轴锥孔修复装置具体实施例的视图2结构示意图。
22.图3是本实用新型一种机床主轴锥孔修复装置具体实施例的视图3结构示意图。
23.图4是本实用新型一种机床主轴锥孔修复装置具体实施例的视图4结构示意图。
24.图5是本实用新型一种机床主轴锥孔修复装置具体实施例的视图5结构示意图。
25.图6是本实用新型一种机床主轴锥孔修复装置具体实施例的视图6结构示意图。
26.图7是本实用新型一种机床主轴锥孔修复装置具体实施例的俯视图结构示意图。
27.图8是本实用新型一种机床主轴锥孔修复装置具体实施例的支撑机架结构示意图。
28.附图标识：1、底座；2、回转支架；3、滑轨基座；4、滑轨总成；5、支撑机架；6、导向架；7、控制单元；8、衬套；9、回转轴；10、限位块；11、紧固螺钉；12、锥形定位销；13、辅助锁紧螺钉；14、可调螺钉；15、紧固螺栓；16、垫片；17、连接销钉；18、吊环；19、机磨总成；20、机床主轴；21、修磨砂轮；22、机磨机；23、滑轨基座导向机构； 24、搬移结构；25、滑轨；26、滑座；27、机床工作台； 28、滑轨座；29、伺服电机；30、u型孔系；31、螺纹孔。
具体实施方式
29.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例
30.如图1-8所示，本实用新型具体为一种机床主轴锥孔修复装置，包括底座1、滑轨基座3、支撑机架5、滑轨基座角度调整单元、控制单元7、滑轨总成4和机磨总成19。
31.底座1上通过紧固螺钉11固定有回转支架2，滑轨基座3通过回转轴9转动连接于回转支架2上，回转支架2上设置有衬套8，用于方便制造和保障装置的回转精度，回转轴9一端
设置有限位块10，用于防止回转轴9相对回转支架2发生位移，影响装置刚性及使用。
32.支撑机架5底部通过螺钉，也可直接连接固定在底座1上，滑轨基座3与支撑机架5通过滑轨基座角度调整单元相连接。滑轨基座角度调整单元由设置于滑轨基座3上的多个紧固螺栓15、设置在支撑机架5上的多个可调螺钉14及配合开设在支撑机架5上的u形孔系30、螺纹孔31、设置于滑轨基座3上的滑轨基座导向机构23组成。多个可调螺钉14与开设在支撑机架上的螺纹孔31配合，用于调整滑轨基座3的角度和相对支撑机架5的贴合程度；多个紧固螺栓15分别通过支撑机架5的u形孔系30安装在滑轨基座3上，且紧固螺栓15一侧分别对应安装有垫片16，用于角度调整后滑轨基座3的固定，增强结构刚性。
33.滑轨基座导向机构23包括导向架6和辅助锁紧螺钉13，导向架6通过螺钉连接在滑轨基座3上；滑轨基座导向机构23上设置有搬移结构24，搬移结构24包括吊环18和连接销钉17，吊环18通过连接销钉17活动连接在导向架6上。
34.在本实施例中，导向架6为u型结构，通过在导向架6两侧设置辅助锁紧螺钉13对滑轨基座3进行导向并辅助紧固；通过在导向架6上设置锥形定位销12和螺钉固定导向架6到支撑机架5上。如图8所述，为支撑机架5结构图，在本实施例中通过在支撑机架5上对称设置三组可调螺钉14、三组紧固螺栓15和垫片16，用于帮助滑轨基座3贴合支撑机架5，增强修复装置结构刚性。
35.滑轨总成4安装在滑轨基座3上，滑轨总成4包括滑轨座28、滑轨25、滑座26、滑座传送结构和驱动结构，滑轨25设置于滑轨座28上，滑座26安装于滑轨25上，滑座传送结构包括联轴器、轴承、丝杠、传动轮和同步带；驱动结构与滑座传送结构相连接。
36.机磨总成19安装在滑轨总成4的滑座26上，机磨总成19包括机磨机22和修磨砂轮21。
37.控制单元7设置于支撑机架5上，其用于滑轨总成4和机磨总成19的控制；驱动结构包括伺服电机29、两个限位传感器和设置在控制单元7中的控制器，伺服电机29设置在滑轨基座3上，限位传感器安装在滑轨25上，且限位传感器与控制单元7相连接。通过驱动结构和滑座传送结构连接带动滑座26运行，滑轨25上滑座26带动机磨总成19往复运动，限位传感器用于帮助和控制机磨总成19的往复运动，精准控制机磨量。
38.在本实施例中，底座1可以是一块基板，也可以是电磁结构。
39.本实施例的角度调整单元的角度调整方法为：支撑机架5上设置有多个u型孔系30和相对u型孔30对称开设的多个螺纹孔31，分别使用紧固螺栓15和可调螺钉14穿过u型孔30和螺纹孔31，调整滑轨基座3相对于底座平面的角度和相对支撑机架5的贴合程度；当首次进行角度调整时，由可调螺钉14调整角度位置，然后通过锁紧紧固螺栓15将滑轨基座3贴合到支撑机架5，贴合之后通过辅助锁紧螺钉13进一步紧固以增强其刚性；当需要再次进行角度调整时，松开辅助锁紧螺钉13，将紧固螺栓15松开，通过可调螺钉14进行调整即可；调整后，依次旋紧锁紧紧固螺栓15和辅助锁紧螺钉13。
40.本实用新型一种机床主轴锥孔修复装置的使用方法为：
41.1）将机床主轴锥孔修复装置置于机床的工作台面27上；
42.2）通过机床主轴锥孔修复装置底座1上的安装孔系矫正并固定在其工作台上；
43.3）在机床主轴锥孔修复装置上的机磨总成19的磨机上装置合适的修磨砂轮21；
44.4）通过机床主轴锥孔修复装置上设置的滑轨基座角度调整单元，调整好机床主轴
锥孔所需的角度，而后通过紧固螺栓15和辅助锁紧螺钉13进行固定；
45.5）通过被修磨主轴的机床操作系统调整机床，使机床主轴20锥孔与机床主轴锥孔修复装置上的修磨砂轮21与主轴锥孔接近；
46.6）打开机床主轴锥孔修复装置上的机磨机22开关，使机磨机22运转，然后开动被修磨机床主轴20，使被修磨主轴旋转方向与磨机运转方向相反；
47.7）打开机床主轴锥孔修复装置上滑轨总成4的驱动结构，使滑轨总成4上的滑座26带动机磨机22沿滑轨总成4上的滑轨25在滑座26的传送装置的作用下做往复运动，促使机磨机22上的修磨砂轮21沿被修磨主轴锥孔的母线做匀速且速度可控的往复运动进行修磨，修磨量通过被修磨机床的工作台27的进给实现；
48.8）通过对初修磨后的主轴锥孔进行检测，并适时通过机床主轴锥孔修复装置上设置的滑轨基座角度调整单元精确的微调，纠正其偏差，使其被修磨的主轴锥孔精度达到或超越机床出厂精度。
49.9）重复上述操作步骤可进行机床主轴锥孔精度的完美修复，并节约大量的时间及修复费用，效果显著。
50.该方法免去了沟通交流、主轴的拆卸、安装、运输、等待等过程，节省了大量的时间；得到的主轴锥孔精度克服了主轴的安装误差，高于出厂精度。
51.以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。