一种大型数控曲轴主轴颈外圆磨床的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种大型数控曲轴主轴颈外圆磨床，减小了磨削时回转的曲轴会产生的不平衡离心惯性力，从而减小了曲轴的扭转和弯曲变形，满足了主轴颈的圆度的加工要求，较好地实现了大型曲轴普通外圆的磨削，其包括工件床身、砂轮床身，所述工件床身上设置有头架和尾架，所述砂轮床身上对应所述工件床身设置有砂轮架，其特征在于：所述砂轮架通过拖板连接所述砂轮床身，所述拖板通过导轨连接所述砂轮床身，所述砂轮架通过伺服电机和滚珠丝杠连接所述拖板，所述工件床身上设置有窄形中心架，所述头架固定在所述工件床身的一端，所述尾架通过导轨连接所述工件床身。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及数控机床自动化领域，具体为一种大型数控曲轴主轴颈外圆磨 床。 一种大型数控曲轴主轴颈外圆磨床
【背景技术】
[0002] 当今世界正处于现代制造业蓬勃发展的时代，高、精数控机床是实现先进技术的 重要因素。随着加工工艺的日益精细和复杂，如今曲轴主轴颈磨削普遍的做法是，采用大型 外圆磨床改制加工，但由于曲轴的弯曲度和扭转刚度都很差，在磨削时回转的曲轴会产生 较大的不平衡离心惯性力，增大曲轴的扭转和弯曲变形，影响主轴颈的圆度，使之达不到加 工要求。若遇回转半径大、长度长的大型曲轴普通外圆磨床根本是无法加工的。
【发明内容】
[0003] 针对上述问题，本实用新型提供了一种大型数控曲轴主轴颈外圆磨床，减小了磨 削时回转的曲轴产生的不平衡离心惯性力，从而减小了曲轴的扭转和弯曲变形，满足了主 轴颈的圆度的加工要求，较好地实现了大型曲轴普通外圆的磨削。
[0004] 一种大型数控曲轴主轴颈外圆磨床的技术方案是这样的：其包括工件床身、砂轮 床身，所述工件床身上设置有头架和尾架，所述砂轮床身上对应所述工件床身设置有砂轮 架，其特征在于：所述砂轮架通过拖板连接所述砂轮床身，所述拖板通过导轨连接所述砂轮 床身，所述砂轮架通过伺服电机和滚珠丝杠连接所述拖板，所述工件床身上设置有窄形中 心架，所述头架固定在所述工件床身的一端，所述尾架通过导轨连接所述工件床身。
[0005] 其进一步特征在于：所述头架后侧垂直于砂轮轴心线安装所述砂轮外圆修整器；
[0006] 所述拖板上设置有蜗杆，所述蜗杆连接伺服电机，所述拖板上设置有与所述蜗杆 配合的蜗轮，所述蜗轮连接齿轮，所述砂轮床身上设置有与所述齿轮啮合的齿条；
[0007] 所述头架内部安装头架主轴，所述头架主轴连接大皮带轮，所述大皮带轮连接内 齿圈，所述头架上设置有头架蜗杆，所述头架上设置有与所述头架蜗杆啮合的所述头架涡 轮，所述头架涡轮连接第一齿轮，所述头架上设置有与所述第一齿轮啮合的第二齿轮，所述 第二齿轮连接第三齿轮，第四齿轮啮合所述第三齿轮，所述第四齿轮对应所述内齿圈；所述 第四齿轮设置在齿轮座上，所述齿轮座活动连接所述头架，所述头架上对应所述内齿圈设 置有推动器，所述推动器连接旋转连杆，所述旋转连杆通过支架支撑，所述旋转连杆连接齿 轮座，所述头架蜗杆连接驱动机构；所述头架主轴内安装内置式回转顶尖，所述头架主轴前 端为头架拨盘，所述头架拨盘安装在大皮带轮上，所述头架大皮带轮通过过渡皮带轮及电 机皮带轮连接电机；
[0008] 所述尾架安装在所述尾架底座上，所述尾架底座安装在所述工件床身上,所述尾 架上设置有电动机，尾架的移动通过电动机完成，所述尾架内部安装尾架套筒，所述尾架套 筒内安装内置式回转顶尖，所述尾架套筒连接手轮和尾架套筒电动机，所述尾架上设置有 与所述尾架套筒对应的把手；
[0009] 所述砂轮架内设置有动静压主轴，动静压主轴输入端安装主轴皮带轮，输出端安 装砂轮，砂轮电机安装在拖板上，砂轮电机上连接电机皮带轮，并由皮带带动主轴皮带轮， 所述动静压主轴包括砂轮主轴套和砂轮主轴，所述砂轮主轴设置在所述砂轮主轴套内，所 述砂轮主轴两端通过静压轴承支撑在所述砂轮主轴套内，所述静压轴承包括轴承体，所述 轴承体上一侧设置有多组进油腔，所述进油腔连通所述轴承体内壁，所述进油腔分别连接 油道。
[0010] 本实用新型的上述结构中，包括工件床身、砂轮床身，工件床身上设置有头架和尾 架，砂轮床身上对应工件床身设置有砂轮架，砂轮架通过拖板连接砂轮床身，拖板通过导轨 连接砂轮床身，砂轮架通过伺服电机和滚珠丝杠连接拖板，工件床身上设置有窄形中心架， 头架固定在所述工件床身的一端，尾架通过导轨连接工件床身，由于使用双床身设计，并配 备窄形中心架，减小了磨削时回转的曲轴会产生的不平衡离心惯性力，从而减小了曲轴的 扭转和弯曲变形，满足了主轴颈的圆度的加工要求，较好地实现了大型曲轴普通外圆的磨 肖IJ，磨削工艺合理，磨削精度好，效率高、安全性好。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 图1为本实用新型大型数控曲轴主轴颈外圆磨床的主视结构示意图；
[0012] 图2为图1的左视结构示意图；
[0013] 图3为头架结构主视示意图；
[0014] 图4为图3的俯视图；
[0015] 图5为尾架结构示意图；
[0016] 图6为动静压主轴结构示意图；
[0017] 图7为静压轴承结构示意图；
[0018] 图8为图7的左视图。
【具体实施方式】
[0019] 见图1、图2,一种大型数控曲轴主轴颈外圆磨床，其包括工件床身1、砂轮床身2， 工件床身1上设置有头架3和尾架4,砂轮床身2上对应工件床身1设置有砂轮架6,砂轮 架6通过拖板5连接砂轮床身2,拖板5通过导轨连接砂轮床身2,拖板5上设置有操纵箱 7,砂轮架6通过伺服电机8和滚珠丝杠9连接拖板5,工件床身1上设置有多个窄形中心 架10,头架3固定在工件床身1的一端，尾架4通过导轨连接工件床身1，拖板上安装所砂 轮架6。
[0020] 拖板5上设置有蜗杆12,蜗杆12连接伺服电机13、拖板5上设置有与蜗杆12配 合的蜗轮14,蜗轮14连接齿轮15,砂轮床身2上设置有与齿轮15啮合的齿条16,拖板5安 装在砂轮床身2上，由安装在拖板上的伺服电机、蜗轮、蜗杆带动齿轮，沿着安装在砂轮床 身上的齿条移动。砂轮架进给通过伺服电机、滚珠丝杠、螺母来实现，工件的各个主轴颈由 窄形中心架10支撑，安置于后部的为砂轮床身，拖板安装在砂轮床身导轨上，拖板上安装 砂轮架与操纵箱(操作者可站在拖板上也可在机床正前方工作)。由拖板带动砂轮架沿Z轴 纵向移动，并由砂轮架在X轴方向作横向进给，来回对工件进行磨削，磨削工艺参数可根据 工件具体的磨削要求，通过面板编程输入，操作简单方便，性能稳定，更重要的是为了控制 曲轴回转的挠度。
[0021] 窄形中心架10上设置有横向和纵向支撑头17-1、17-2,支撑头17-1、17-2分别连 接调节手轮18-1、18-2,窄形中心架10 (支承与各个主轴颈处)，从水平和垂直两个方向支 撑磨削，能有效的承受磨削力，工件的重力和惯性力，保证了工件的磨削刚度，提高了工件 的磨削精度。且此磨床中心高极高，床身长，砂轮直径大非常适合回转半径大、长度长的大 型曲轴主轴颈的磨削。
[0022] 头架3后侧垂直于砂轮轴心线安装砂轮外圆修整器10,用于修整砂轮11。
[0023] 见图1、图2、图3、图4,头架3上设置有头架主轴28,头架主轴28连接大皮带轮 29,大皮带轮29连接内齿圈30,头架3上设置有头架蜗杆31，头架3上设置有与头架蜗杆 31啮合的头架涡轮32,头架涡轮32连接第一齿轮33,头架3上设置有与第一齿轮33啮合 的第二齿轮34,第二齿轮34连接第三齿轮35,第四齿轮36啮合第三齿轮35,第四齿轮36 对应内齿圈30,当加工重量大的工件时，主电机驱动大皮带轮不能使拨盘带动工件回转，通 过涡轮和齿轮的传递带动内齿圈30运动，从而辅助大皮带29旋转，通过一级一级的传动使 第四齿轮辅助大皮带轮使拨盘带动工件回转，辅助头架带动重型工件转动。
[0024] 第四齿轮36设置在齿轮座37上，齿轮座37活动连接头架3，头架3上对应内齿圈 30设置有推动器38,推动器38连接旋转连杆39,旋转连杆39通过支架59支撑，旋转连杆 39连接齿轮座37,头架蜗杆31连接驱动机构40,头架3内部安装头架主轴28,头架主轴28 内安装内置式回转顶尖42,头架主轴28前端为头架拨盘43,头架拨盘43安装在头架大皮 带轮29上，头架大皮带29轮通过过渡皮带轮44及头架电机皮带轮45转动工件41，头架电 机皮带轮45连接头架电机47,驱动机构40带动头架蜗杆31，当工件转速达到或超过某设 定值时，推动器动作，带动第四齿轮与大皮带轮上的内齿圈自动脱离，从而不影响主电机正 常运转。
[0025] 见图1、图2、图5,尾架底座19安装在工件床身1上，尾架4安装在尾架底座19 上，尾架4上设置有电动机20,尾架4的移动通过电动20完成，尾架4内部安装尾架套筒 21，尾架套筒21内安装内置式回转顶尖22,尾架套筒21连接手轮23和电动机24,手轮23 和尾架套筒电动机24通过齿轮25连接螺杆26,螺杆26连接尾架套筒21，尾架4上设置有 与尾架套筒21对应的把手27,通过尾架套筒电动机24也可手动转动手轮23旋转带动齿轮 25旋转，从而带动螺杆26旋转，螺杆26带动尾架套筒21在尾架内移动，实现尾架套筒21 连同内置式回转顶尖22向前推进，顶紧工件，并拉下把手27,锁住尾架套筒21。
[0026] 见图1、图2、图6、图7、图8,动静压主轴46安装在砂轮架6内部，动静压主轴46 输入端安装主轴皮带轮49,输出端安装砂轮11。砂轮电机50安装在拖板5上，砂轮电机 50上连接电机皮带轮51，并由皮带52带动主轴皮带轮49,动静压主轴46包括砂轮主轴套 53和砂轮主轴54,砂轮主轴54设置在砂轮主轴套53内，砂轮主轴54两端通过静压轴承55 支撑在砂轮主轴套53内，静压轴承55包括轴承体56,轴承体56上一侧设置有多组进油腔 57,进油腔57连通轴承体56内壁，进油腔57分别连接油道58,动静压主轴安装在砂轮架内 部，动静压主轴输入端安装主轴皮带轮，输出端安装砂轮。砂轮电机安装在拖板上，砂轮电 机上连接电机皮带轮，并由皮带带动主轴皮带轮，且砂轮电机与砂轮架随动，实现砂轮的磨 削工作，采用动静压主轴，由于静压主轴两侧的油压不平衡，使得在工件磨削时抵消掉部分 磨削时工件对静压主轴的作用力，较好地保证了砂轮主轴的刚性，非常适合大型曲轴主轴 颈的磨削。
【权利要求】
1. 一种大型数控曲轴主轴颈外圆磨床，其包括工件床身、砂轮床身，所述工件床身上设 置有头架和尾架，所述砂轮床身上对应所述工件床身设置有砂轮架，其特征在于：所述砂轮 架通过拖板连接所述砂轮床身，所述拖板通过导轨连接所述砂轮床身，所述砂轮架通过伺 服电机和滚珠丝杠连接所述拖板，所述工件床身上设置有窄形中心架，所述头架固定在所 述工件床身的一端，所述尾架通过导轨连接所述工件床身。
2. 根据权利要求1所述的一种大型数控曲轴主轴颈外圆磨床，其特征在于：所述头架 后侧垂直于砂轮轴心线安装所述砂轮外圆修整器。
3. 根据权利要求1所述的一种大型数控曲轴主轴颈外圆磨床，其特征在于：所述拖板 上设置有蜗杆，所述蜗杆连接伺服电机，所述拖板上设置有与所述蜗杆配合的蜗轮，所述蜗 轮连接齿轮，所述砂轮床身上设置有与所述齿轮啮合的齿条。
4. 根据权利要求1所述的一种大型数控曲轴主轴颈外圆磨床，其特征在于：所述头架 内部安装头架主轴，所述头架主轴连接大皮带轮，所述大皮带轮连接内齿圈，所述头架上设 置有头架蜗杆，所述头架上设置有与所述头架蜗杆啮合的所述头架涡轮，所述头架涡轮连 接第一齿轮，所述头架上设置有与所述第一齿轮啮合的第二齿轮，所述第二齿轮连接第三 齿轮，第四齿轮啮合所述第三齿轮，所述第四齿轮对应所述内齿圈。
5. 根据权利要求4所述的一种大型数控曲轴主轴颈外圆磨床，其特征在于：所述第四 齿轮设置在齿轮座上，所述齿轮座活动连接所述头架，所述头架上对应所述内齿圈设置有 推动器，所述推动器连接旋转连杆，所述旋转连杆通过支架支撑，所述旋转连杆连接齿轮 座，所述头架蜗杆连接驱动机构。
6. 根据权利要求5所述的一种大型数控曲轴主轴颈外圆磨床，其特征在于：所述头架 主轴内安装内置式回转顶尖，所述头架主轴前端为头架拨盘，所述头架拨盘安装在大皮带 轮上，所述头架大皮带轮通过过渡皮带轮及电机皮带轮连接电机。
7. 根据权利要求1所述的一种大型数控曲轴主轴颈外圆磨床，其特征在于：所述尾架 安装在所述尾架底座上，所述尾架底座安装在所述工件床身上，所述尾架上设置有电动机， 尾架的移动通过电动机完成，所述尾架内部安装尾架套筒，所述尾架套筒内安装内置式回 转顶尖，所述尾架套筒连接手轮和尾架套筒电动机，所述尾架上设置有与所述尾架套筒对 应的把手。
8. 根据权利要求1所述的一种大型数控曲轴主轴颈外圆磨床，其特征在于：所述砂轮 架内设置有动静压主轴，动静压主轴输入端安装主轴皮带轮，输出端安装砂轮，砂轮电机安 装在拖板上，砂轮电机上连接电机皮带轮，并由皮带带动主轴皮带轮，所述动静压主轴包括 砂轮主轴套和砂轮主轴，所述砂轮主轴设置在所述砂轮主轴套内，所述砂轮主轴两端通过 静压轴承支撑在所述砂轮主轴套内，所述静压轴承包括轴承体，所述轴承体上一侧设置有 多组进油腔，所述进油腔连通所述轴承体内壁，所述进油腔分别连接油道。
【文档编号】B24B5/35GK203887639SQ201420243877
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年5月14日 优先权日:2014年5月14日
【发明者】陆杰, 殷涛, 杭舜, 李向宇, 杭鑫渊 申请人:无锡上机数控股份有限公司