一种超硬刀具机械刃磨机床一体化主轴磨头装置的制作方法

本发明涉及超硬刀具机械刃磨技术领域，尤其涉及一种超硬刀具机械刃磨机床一体化主轴磨头装置。

背景技术：

超硬刀具一般指以金刚石、立方氮化硼材料为刀头的新型高硬度刀具，由于金刚石是目前自然界发现的最硬的材料，以其高硬度、高耐磨性、良好的化学稳定性等特性非常适合于用作刀具，其一般采用机械刃磨和电火花刃磨的方式。现有机械刃磨装置一般采用树脂基金刚石砂轮强力磨削刀具刃口，机床磨头的刚性较差，因此机床磨头的刚性影响着超硬刀具的尺寸精度、形状精度和位置精度，同时还存在结构分散，运行不平稳的问题。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种超硬刀具机械刃磨机床一体化主轴磨头装置，解决现有机械刃磨装置存在的结构分散，运行不平稳，机床磨头的刚性较差，影响超硬刀具尺寸精度、形状精度和位置精度的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种超硬刀具机械刃磨机床一体化主轴磨头装置，包括框架机构、安装在所述框架机构中的主轴机构、安装在所述框架机构上用于带动所述主轴机构进行升降动作的升降机构、以及安装在所述框架机构上用于带动所述主轴机构进行俯仰动作的的俯仰机构；其中所述框架机构包括上框、下框、左立柱和右立柱，所述上框的左右两侧分别对应连接所述左立柱和右立柱的顶端，所述下框的左右两侧分别对应连接所述左立柱和右立柱的底端。

进一步地，所述主轴机构包括主轴、用于安装所述主轴的主轴座、驱动连接所述主轴的主轴电机以及安装在所述主轴上的金刚石砂轮。

所述主轴的后端通过第一平键连接有主轴驱动带轮，所述主轴电机的动力输出轴上通过第二平键连接有电机带轮，所述电机带轮与所述主轴驱动带轮通过主轴齿形带连接；所述主轴电机安装于电机安装板上，所述电机安装板通过主轴电机调位螺钉与所述主轴座相连；

所述主轴的前端设有前端锥面，在所述前端锥面上安装有主轴弹性涨套，所述主轴弹性涨套的内锥面与所述前端锥面相适配，在所述主轴弹性涨套上安装有主轴法兰，所述主轴法兰的内孔与所述主轴弹性涨套的外圆柱面相适配，所述主轴法兰上安装所述金刚石砂轮，所述金刚石砂轮的内孔与所述主轴法兰的外圆柱面相适配；所述金刚石砂轮通过法兰锁紧螺母锁紧设置在所述主轴法兰上，其中所述法兰锁紧螺母设有反梯形滑道，所述反梯形滑道中设有若干用于调节主轴动平衡的配重块。

进一步地，所述俯仰机构包括俯仰手轮传动机构、蜗轮蜗杆传动机构和俯仰导向机构；

所述俯仰手轮传动机构包括水平向设置的俯仰手轮轴、设置在所述俯仰手轮轴一端的俯仰手轮、以及设置在所述俯仰手轮轴另一端的第一俯仰带轮，其中所述第一俯仰带轮通过第一定位销与所述俯仰手轮轴相连；所述俯仰手轮轴通过俯仰手轮轴承组安装于俯仰轴承座上，所述俯仰轴承座安装在所述右立柱上；所述俯仰轴承座上套设有弹性轴套，所述弹性轴套设置在所述右立柱的内壁上，所述俯仰轴承座、所述右立柱和所述弹性轴套之间通过紧固螺栓紧固；所述俯仰手轮与所述俯仰手轮轴通过紧固件相连，所述俯仰手轮上还设有俯仰手轮操作手柄；

所述蜗轮蜗杆传动机构包括竖直向设置的蜗杆、与所述蜗杆相啮合的扇形蜗轮、与所述蜗杆通过花键轴连接的俯仰带轮轴、以及设置在所述俯仰带轮轴上的第二俯仰带轮，其中所述蜗杆的上下两端分别安装有组合推力滚针轴承，两所述组合推力滚针轴承分别安装在上轴承座和下轴承座上，所述的上轴承座和下轴承座分别安装在蜗杆座上；所述蜗杆与所述花键轴通过花键连接，所述花键轴与所述俯仰带轮轴通过第二定位销连接；所述俯仰带轮轴通过俯仰带轮轴承安装于俯仰带轮轴承座上，所述俯仰带轮轴承座通过连接件与所述上框连接；

所述第一俯仰带轮与所述第二俯仰带轮通过俯仰齿形带连接；在所述上框上设有齿形带导向支撑组件，所述齿形带导向支撑组件包括第一支撑轴、设置在所述第一支撑轴上的第一支撑轮、第二支撑轴、以及设置在所述第二支撑轴上的第二支撑轮，其中所述俯仰齿形带分别穿过所述第一支撑轮和所述第二支撑轮；

所述俯仰导向机构包括设置在所述主轴座右侧的俯仰导轨、以及设置在升降托板上且与所述俯仰导轨相配合的俯仰导轨槽；其中所述扇形蜗轮固定于所述主轴座的左侧，所述俯仰导轨槽为弧形槽；所述扇形蜗轮驱动所述主轴座运动，带动所述俯仰导轨沿所述升降托板上的俯仰导轨槽绕所述扇形蜗轮的回转中心运动。

进一步地，所述升降机构包括升降手轮传动机构、升降丝杠传动机构和升降导向机构；

所述升降手轮传动机构包括水平向设置的升降手轮轴、设置在所述升降手轮轴一端的升降手轮、以及设置在所述升降手轮轴另一端的水平锥齿轮，其中所述水平锥齿轮通过第三平键与所述升降手轮轴连接，所述水平锥齿轮与所述第三平键通过紧定螺钉紧固连接；所述升降手轮上设有升降手轮操作手柄，所述升降手轮通过手轮座安装在所述右立柱的侧面，所述升降手轮通过第四平键与所述升降手轮轴连接，所述升降手轮轴分别穿过所述手轮座和所述右立柱安装于升降手轮轴承中，所述升降手轮轴承安装于升降丝杠轴承座上，所述升降丝杠轴承座与所述上框相连；

所述升降丝杠传动机构包括竖直向设置的升降丝杠、与所述升降丝杠螺纹连接的升降托板、以及设置在所述升降丝杠上的竖直锥齿轮，其中所述竖直锥齿轮与所述水平锥齿轮相啮合，所述竖直锥齿轮上设有齿轮套，所述齿轮套通过铆钉与所述竖直锥齿轮相连；所述升降丝杠的上端安装于升降丝杠轴承中，所述升降丝杠轴承安装于所述升降丝杠轴承座上，所述升降丝杠的顶端安装有升降丝杠锁紧螺母；所述升降托板设有梯形内螺纹，所述升降托板的梯形内螺纹与所述升降丝杠的梯形外螺纹相适配；

所述升降导向机构包括设置在所述左立柱上的升降导向槽、设置在所述蜗杆座上且与所述升降导向槽相配合的升降导轨、以及设置在所述升降托板上的燕尾槽、设置在所述右立柱上且与所述燕尾槽相配合的燕尾导轨，其中在所述燕尾槽与所述燕尾导轨之间设有燕尾导轨镶条。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：

本发明提供的超硬刀具机械刃磨机床一体化主轴磨头装置，由上框、下框、左立柱和右立柱连接构成闭合的框架机构，在该框架机构中安装主轴机构，提升了主轴磨头的刚性，同时将升降机构和俯仰机构安装于该框架机构中，使得主轴机构在该框架机构中进行上下垂直升降运动以及俯仰运动，将主轴磨头的升降和俯仰功能集成在该框架机构中，形成结构紧凑、高刚性的一体化主轴磨头装置，提升了主轴运动的平稳性和可靠性，进而提高了被加工超硬刀具的尺寸和形位精度。

附图说明

图1是本发明实施例超硬刀具机械刃磨机床一体化主轴磨头装置的框架机构示意图；

图2是本发明实施例超硬刀具机械刃磨机床一体化主轴磨头装置的正面剖视图；

图3是本发明实施例超硬刀具机械刃磨机床一体化主轴磨头装置的图2的A-A向剖视图；

图4是本发明实施例超硬刀具机械刃磨机床一体化主轴磨头装置的俯视图；

图5是本发明实施例超硬刀具机械刃磨机床一体化主轴磨头装置的图4的C-C向剖视图；

图6是本发明实施例超硬刀具机械刃磨机床一体化主轴磨头装置的图4的D-D向剖视图；

图7是本发明实施例超硬刀具机械刃磨机床一体化主轴磨头装置的主轴结构示意图。

图中：1、上盖；2、上框；3、连接螺栓；4、升降丝杠锁紧螺母；5、升降丝杠轴承；6、升降丝杠轴承座；7、弹簧挡圈；8、第五平键；9、升降丝杠；10、调整螺钉；11、竖直锥齿轮；12、钢丝绳；13、滑轮轴承；14、轴销；15、主轴座；16、左立柱；17、蜗杆座；18、调整螺栓；19、第一下框；20、升降拖板；21、第二下框；22、第一平键；23、配重块；24、第二沟槽销；25、第一沟槽销；26、俯仰缓冲气缸；27、升降缓冲气缸；28、圆柱销；29、滑轮；30、缓冲气缸支座；31、右立柱；32、连接螺钉；33、主轴；34、电机安装板；35、主轴驱动带轮；36、蜗杆；37、扇形蜗轮；38、安装定位销；39、升降导轨；40、俯仰锁紧螺钉；41、主轴法兰；42、主轴弹性涨套；43、法兰锁紧螺母；44、升降锁紧扳手；45、主轴防护支架；46、铜块；47、安装螺栓；48、俯仰导轨；49、燕尾导轨镶条；50、主轴电机；51、第二俯仰带轮；52、第一支撑轮；53、第一支撑轴；54、第二支撑轮；55、第二支撑轴；56、升降手抡；57、俯仰手轮；58、主轴电机调位螺钉；59、俯仰带轮轴承座；60、俯仰带轮轴；61、俯仰带轮轴承；62、挡圈；63、第二定位销；64第一防护罩；65、组合推力滚针轴承；66、砂轮罩；67、砂轮盖；68、金刚石砂轮；69、砂轮压片；70、防护罩连接板；71、密封条；72、第二防护罩；73、下轴承座；74、花键轴；75、上轴承座；76、第二平键；77、电机带轮；78、主轴齿形带；79、升降手轮轴；80、升降手轮操作手柄；81、手轮座；82、紧定螺钉；83、水平锥齿轮；84、齿轮套；85、分度蜗杆；86、俯仰轴承座；87、组合推力轴承；88、平推力垫圈；89、第一俯仰带轮；90、第一定位销；91、俯仰手轮轴；92、组合滚针轴承；93、弹性轴套；94、刻度转盘；95、内啮合蜗轮；96、调整垫圈；97、刻度环；98、分度齿轮；99、手轮压板；100、内套；101、紧固螺栓；102：俯仰手轮操作手柄；103、俯仰齿形带；104、升降手轮轴承；105、定位柱销。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-7所示，本发明实施例提供一种超硬刀具机械刃磨机床一体化主轴磨头装置，包括框架机构、安装在所述框架机构中的主轴机构、安装在所述框架机构上用于带动所述主轴机构进行升降动作的升降机构、以及安装在所述框架机构上用于带动所述主轴机构进行俯仰动作的的俯仰机构；其中所述框架机构包括上框2、下框、左立柱16和右立柱31，所述上框2的左右两侧分别对应连接所述左立柱16和右立柱31的顶端，所述下框的左右两侧分别对应连接所述左立柱16和右立柱31的底端。

本发明提供的超硬刀具机械刃磨机床一体化主轴磨头装置，由上框2、下框、左立柱16和右立柱31连接构成闭合的框架机构，在该框架机构中安装主轴机构，提升了主轴磨头的刚性，同时将升降机构和俯仰机构集成于该框架机构中，使得主轴机构在该框架机构中能够进行上下升降运动以及俯仰运动，形成高刚性一体化的主轴磨头装置，进而提高被加工超硬刀具的尺寸精度。

具体来说，所述上框2中设有容置空腔，所述上框2上安装有上盖1。所述右立柱31与所述上框2通过连接螺钉32连接，所述左立柱16与所述上框2通过调整螺钉10连接，通过调整所述调整螺钉10能够实现所述左立柱16与所述上框2间距的调整。

所述左立柱16包括左底板以及设置在所述左底板上的左支柱，所述左支柱为中空结构的异形柱。所述右立柱31包括右底板以及设置在所述右底板上的右支柱，所述右支柱为中空结构的异形柱。其中所述左支柱和右支柱均采用中空结构支柱，所述左底板和右底板均采用实心结构底板，将所述左底板和右底板分别与机床的移动平台通过安装螺栓47和安装定位销38连接，既保证了立柱的刚性、机械强度、稳定性和可靠性，同时又有效减轻了装置重量，也便于铸造制备和加工。所述左支柱和右支柱均采用异形柱状结构，能够合理的将各操作机构和各操作手轮错位布置，节省了整体的空间，保证了加工装配的合理空间，确保了各部件的可调性和整体刚性。

所述下框包括相互搭接的第一下框19和第二下框21，所述第一下框19的一端与所述左底板相连，所述第一下框19的另一端设有L形搭接企口。所述第二下框21的一端与所述右底板相连，所述第二下框21的另一端设有与所述第一下框19的L形搭接企口相配合的倒L形搭接企口。所述第一下框19和第二下框21通过可调整所述L形搭接企口与所述倒L形搭接企口之间搭接面间距的若干调整螺栓18连接。通过调整调整螺栓18的位置，能够调整第一下框19和第二21的搭接企口叠合距离，进而调整左立柱16与右立柱31之间下部底板的间距，确保设置在右立柱31上的燕尾导轨与设置在左立柱16上的升降导轨槽平行。

进一步来说，所述主轴机构包括主轴33、用于安装所述主轴33的主轴座15、驱动连接所述主轴33的主轴电机50以及安装在所述主轴33上的金刚石砂轮68。

其中，所述主轴33的前端设有前端锥面，在所述前端锥面上安装有主轴弹性涨套42，所述主轴弹性涨套42的内锥面与所述前端锥面相适配，通过主轴33的前端锥面与弹性涨套42的锥面相配合，提高了回转精度。在所述主轴弹性涨套42上安装有主轴法兰41，所述主轴法兰41的内孔与所述主轴弹性涨套42的外圆柱面相适配，通过所述主轴弹性涨套42的弹性变形，使所述主轴弹性涨套42的外圆柱面与所述主轴法兰41的内孔紧密贴合，进而将所述主轴法兰41与所述主轴33连接成一体，保证了所述主轴法兰41的回转精度。

此外，主轴前部设有两个定位柱销105，对主轴法兰41有导向作用，保证了主轴法兰41与主轴33的一体化运转，不会出现丢转的发生。

所述主轴法兰41上安装所述金刚石砂轮68，所述金刚石砂轮68的内孔与所述主轴法兰41的外圆柱面相适配。所述金刚石砂轮68通过法兰锁紧螺母43锁紧设置在所述主轴法兰41上，其中所述法兰锁紧螺母43设有反梯形滑道，所述反梯形滑道中设有若干用于调节主轴动平衡的配重块23，在本实施例中优选设置三块配重块23。通过调整配重块23在滑道中的分布位置，能够起到主轴动平衡的时时在线调节作用。

所述主轴33的前端还安装有砂轮罩66和砂轮盖67，防止刀具加工时磨削液的飞溅以及砂轮颗粒崩碎而飞出。

其中，所述主轴33的后端通过第一平键22连接有主轴驱动带轮35，所述主轴电机50的动力输出轴上通过第二平键76连接有电机带轮77，所述电机带轮77与所述主轴驱动带轮35通过主轴齿形带78连接。所述主轴电机50与所述主轴33之间利用主轴齿形带78传递动力，实现了柔性加工，当外负载超过设计值时，所述主轴齿形带78打滑，避免主轴33和主轴电机50的过载损坏。

所述主轴电机50安装于电机安装板34上，所述电机安装板34通过主轴电机调位螺钉58与所述主轴座15的后端相连，结构紧凑，安全性高。

进一步来说，所述俯仰机构包括俯仰手轮传动机构、蜗轮蜗杆传动机构、俯仰导向机构和俯仰缓冲机构。

其中，所述俯仰手轮传动机构包括水平向设置的俯仰手轮轴91、设置在所述俯仰手轮轴91一端的俯仰手轮57、以及设置在所述俯仰手轮轴91另一端的第一俯仰带轮89，其中所述第一俯仰带轮89通过第一定位销90与所述俯仰手轮轴91相连，目的是在传递扭矩过大时，剪短第一定位销90，从而保护俯仰手轮轴91和第一俯仰带轮89。

所述俯仰手轮轴91通过俯仰手轮轴承组安装于俯仰轴承座86上，所述俯仰轴承座86安装在所述右立柱31上。所述俯仰轴承座86上套设有弹性轴套93，所述弹性轴套93设置在所述右立柱31的内壁上，所述俯仰轴承座86、所述右立柱31和所述弹性轴套93之间通过紧固螺栓101紧固，其中所述弹性轴套93的作用是调整间隙，压紧右立柱31内壁，防止俯仰手轮轴91悬空。所述俯仰手轮57与所述俯仰手轮轴91通过紧固件相连，所述俯仰手轮57上还设有俯仰手轮操作手柄102。

所述俯仰手轮轴承组包括设置在所述俯仰手轮轴91上的两个组合滚针轴承92和两个组合推力轴承87，其中两个所述组合滚针轴承92设置在两个所述组合推力轴承87之间，在其中一个所述组合推力轴承87与所述第一俯仰带轮89之间设有平推力垫圈88，在另一个所述组合推力轴承87与所述分度齿轮98之间设有调整垫圈96。通过在俯仰手轮轴91中采用组合推力轴承87和组合滚针轴承92相配合的结构形式，既起到调节间隙的作用，也可以同时承受径向力和轴向力。

其中，所述蜗轮蜗杆传动机构包括竖直向设置的蜗杆36、与所述蜗杆36相啮合的扇形蜗轮37、与所述蜗杆36通过花键轴74连接的俯仰带轮轴60、以及设置在所述俯仰带轮轴60上的第二俯仰带轮51，其中所述蜗杆36的上下两端分别安装有组合推力滚针轴承65，两所述组合推力滚针轴承65分别安装在上轴承座75和下轴承座73上，所述的上轴承座75和下轴承座73分别安装在蜗杆座17上，其中通过在所述蜗杆36两端采用特殊的组合推力滚针轴承65进行支撑，既保证了承受径向力，同时也承受轴向力的作用。

所述蜗杆36与所述花键轴74通过花键连接，所述蜗杆36能够沿所述花键轴74上下移动，所述花键轴74与所述俯仰带轮轴60通过第二定位销63连接。采用蜗杆36、花键轴74和俯仰带轮轴60三者连接的结构形式，既便于轴的机械加工，保证精度，同时也便于安装，确保配合的形状位置公差。

所述俯仰带轮轴60通过俯仰带轮轴承61安装于俯仰带轮轴承座59上，所述俯仰带轮轴承座59通过连接件与所述上框2连接。

所述第一俯仰带轮89与所述第二俯仰带轮51通过俯仰齿形带103连接。在所述上框2上设有齿形带导向支撑组件，所述齿形带导向支撑组件包括第一支撑轴53、设置在所述第一支撑轴53上的第一支撑轮52、第二支撑轴55、以及设置在所述第二支撑轴55上的第二支撑轮54，其中所述俯仰齿形带103分别穿过所述第一支撑轮52和所述第二支撑轮54，从而实现对所述俯仰齿形带103的导向和换向。本装置的俯仰机构采用俯仰齿形带103作为力传递的载体，目的在于柔性传动，当过载时，所述俯仰齿形带103打滑，不会损坏俯仰带轮轴60、俯仰手轮轴91和蜗杆36等关键主件。同时，通过所述齿形带导向支撑组件实现了导向和换向，措开了空间位置，防止俯仰齿形带103与上框2侧壁的干涉，实现了俯仰齿形带103的90度传递动力，也即将水平向的动力输入在所述齿形带导向支撑组件的作用下，转换为垂直向的动力输入。

其中，所述俯仰导向机构包括设置在所述主轴座15右侧的俯仰导轨48、以及设置在升降托板20上且与所述俯仰导轨48相配合的俯仰导轨槽。其中所述扇形蜗轮37固定于所述主轴座15的左侧，所述俯仰导轨槽为弧形槽。当所述扇形蜗轮37驱动所述主轴座15运动时，带动所述俯仰导轨48沿所述升降托板20上的弧形槽绕所述扇形蜗轮37的回转中心运动。

其中，所述俯仰缓冲机构包括竖直向设置在所述升降托板20上的俯仰缓冲气缸26，所述俯仰缓冲气缸26的动力输出端通过滑轮轴承13安装有一滑轮29，穿过所述滑轮29设有一钢丝绳12。在所述升降托板20上设有第一沟槽销25，在所述主轴座15上设有第二沟槽销24，所述钢丝绳12的两端分别连接所述第一沟槽销25和所述第二沟槽销24。

主轴磨头装置在进行俯仰动作时，首先摇动俯仰手轮操作手柄102，通过俯仰手轮57带动俯仰手轮轴91转动，进而带动第一俯仰带轮89转动，在俯仰齿形带103的作用下将力传递至第二俯仰带轮51，带动俯仰带轮轴60、花键轴74以及蜗杆36一起转动，与蜗杆36相配合的扇形蜗轮37进行运动，则主轴座15在扇形蜗轮37的驱动下运动，此时设置在主轴座15上的俯仰导轨48沿着升降拖板20中的俯仰导轨槽绕扇形蜗轮37的回转中心运动。在此过程中，升降拖板20与蜗杆座17均不移动，因此设置在升降托板20上的第一沟槽销25不移动，此时，设置在主轴座15上的第二沟槽销24带动钢丝绳12的一端在滑轮29中滑动，从而牵引俯仰缓冲气缸26运动，从而起到缓冲作用。

此外，所述俯仰机构还包括俯仰刻度机构，所述俯仰刻度机构包括内套100、刻度环97、分度齿轮98、分度蜗杆85、内啮合蜗轮95以及刻度转盘94，其中所述内套100套设在所述俯仰手轮轴91上且与所述俯仰手轮轴91键连接，所述刻度环97套设在所述内套100外部且与所述俯仰轴承座86固定连接，所述分度齿轮98套设在所述俯仰手轮轴91上且与所述俯仰手轮轴91键连接，所述分度齿轮98与所述分度蜗杆85相啮合，所述分度蜗杆85与所述内啮合蜗轮95相啮合，所述刻度转盘94与所述内啮合蜗轮95通过紧定螺钉连接，所述分度蜗杆85和所述内啮合蜗轮95分别与所述俯仰轴承座86固定连接。通过俯仰刻度机构能够实现对俯仰刻度的细分，使其俯仰显示精度在1弧分。

进一步来说，所述升降机构包括升降手轮传动机构、升降丝杠传动机构和升降导向机构。

其中，所述升降手轮传动机构包括水平向设置的升降手轮轴79、设置在所述升降手轮轴79一端的升降手轮56、以及设置在所述升降手轮轴79另一端的水平锥齿轮83，其中所述水平锥齿轮83通过第三平键与所述升降手轮轴79连接，所述水平锥齿轮83与所述第三平键通过紧定螺钉82紧固连接，防止水平锥齿轮83沿轴向窜动。所述升降手轮56上设有升降手轮操作手柄80，所述升降手轮56通过手轮座81安装在所述右立柱31的侧面，所述升降手轮56通过第四平键与所述升降手轮轴79连接，所述升降手轮轴79分别穿过所述手轮座81和所述右立柱31安装于升降手轮轴承中，所述升降手轮轴承安装于升降丝杠轴承座6上，所述升降丝杠轴承座6与所述上框2相连。其中手轮座81通过螺钉固定于右立柱31上，使升降手轮56和右立柱31之间有一段距离，避免产生干涉。

其中，所述升降丝杠传动机构包括竖直向设置的升降丝杠9、与所述升降丝杠9螺纹连接的升降托板20、以及设置在所述升降丝杠9上的竖直锥齿轮11，其中所述竖直锥齿轮11通过第五平键8与所述升降丝杠9连接，所述竖直锥齿轮11与所述水平锥齿轮83相啮合，所述竖直锥齿轮11上设有齿轮套84，所述齿轮套84通过铆钉与所述竖直锥齿轮11相连。所述升降丝杠9的上端安装于升降丝杠轴承5中，所述升降丝杠轴承5安装于所述升降丝杠轴承座6上，所述升降丝杠9的顶端安装有升降丝杠锁紧螺母4。所述升降托板20设有梯形内螺纹，所述升降托板20的梯形内螺纹与所述升降丝杠9的梯形外螺纹相适配。其中所述竖直锥齿轮11与齿轮套84采用铆接方式连接成一个整体，这样便于加工锥齿轮，也可以加长键槽长度，增大承受的扭矩范围。通过调节竖直锥齿轮11和上框2下表面的距离，防止竖直锥齿轮11旋转时与上框2下表面发生干涉。

所述升降丝杠轴承座6包括上部安装板和侧部安装板，所述上部安装板与所述侧部安装板相垂直，所述上部安装板与所述侧部安装板可以采用一体成型结构，也可以采用所述上部安装板与所述侧部安装板垂直连接的结构形式。其中所述上部安装板上设有用于安装所述升降丝杠轴承5的升降丝杠轴承安装部，所述升降丝杠轴承安装部设置在所述上框2的上侧，且所述升降丝杠轴承安装部通过连接件与所述上框2相连。所述侧部安装板上设有用于安装所述升降手轮轴承104的升降手轮轴承安装部，所述升降手轮轴承安装部悬设于所述右立柱31的内侧和所述上框2的下侧。升降丝杠轴承座6中的各轴承由挡圈和精密螺母前后定位。其中升降丝杠轴承座6通过采用长方形直角结构，两个面相互垂直，用一个零件作为两组轴承的安装座，结构紧凑且便于加工，易保证两组轴承的垂直度，进而保证升降运动的顺利进行。

其中，所述升降导向机构包括设置在所述左立柱16上的升降导向槽、设置在所述蜗杆座17上且与所述升降导向槽相配合的升降导轨39、以及设置在所述升降托板20上的燕尾槽、设置在所述右立柱31上且与所述燕尾槽相配合的燕尾导轨，其中在所述燕尾槽与所述燕尾导轨之间设有燕尾导轨镶条49。利用燕尾导轨镶条49调节右立柱31与升降托板20的相互位置、滑动的松紧以及间隙，这样左立柱16、蜗杆座17、主轴座15、升降拖板20、右立柱31通过升降导轨39、扇形蜗轮37、蜗杆36、俯仰导轨48的配合链接在一起，形成闭合的一体化结构，通过调整相互之间配合的间隙，达到升降、俯仰动作顺畅，同时又提高了部件整体的刚性，节省了空间，实现了既能升降，也能俯仰的功能，而且确保了主轴的升降和俯仰的形状位置精度。

此外，所述升降机构还包括升降缓冲机构，所述升降缓冲机构包括竖直向设置的升降缓冲气缸27，所述升降缓冲气缸27的顶端通过圆柱销28与所述升降托板20连接，所述升降缓冲气缸27的底端通过销轴与支座连接，所述支座通过螺钉与所述右立柱31连接。

主轴磨头装置在进行升降动作时，首先摇动升降手轮操作手柄80，通过升降手轮56带动升降手轮轴79和水平锥齿轮83旋转，进而将动力传递给与之啮合的竖直锥齿轮11，竖直锥齿轮11旋转带动升降丝杠9转动，而升降丝杠在轴向固定不动，与升降丝杠9螺纹配合的升降拖板20在右立柱31的燕尾导向作用下上下升降，此时俯仰手轮57不动，因此升降拖板20、主轴座15和蜗杆座17三者没有相对运动，又由于升降托板20上的俯仰导轨槽与主轴座15上的俯仰导轨48之间在竖直方向上的卡合关系，因此升降托板20带动主轴座15和蜗杆座17一起上下移动，此时设置在所述右立柱16上的升降导向槽也同时起导向作用。在此过程中，升降缓冲气缸27的缸体在升降拖板20的带动下上下移动，从而起到升降缓冲作用。

综上所述，本发明提供的超硬刀具机械刃磨机床一体化主轴磨头装置，由上框、下框、左立柱和右立柱连接构成闭合的框架机构，在该框架机构中安装主轴机构，提升了主轴磨头的刚性，同时将升降机构和俯仰机构集成于该框架机构中，使得主轴机构在该框架机构中进行上下垂直升降运动以及俯仰运动，形成结构紧凑、高刚性的一体化主轴磨头装置，提升了主轴运动的平稳性和可靠性，进而提高了被加工超硬刀具的尺寸精度、形状和位置精度。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。