一种数控模具成型面磨床的制作方法

本实用新型涉及磨床技术领域，具体涉及一种数控模具成型面磨床。

背景技术：

我国正处在蓬勃发展的阶段，随着对各种设备零部件的精度要求越来越高、对专门实施高精度加工磨床的需求量也越来越大。数控精密复合成型平面磨床采用成型砂轮和数控复合成型技术，极大提高了机床功能，能实现一机多能，在一台平面磨床上不仅能进行平面加工，而且能完成包括槽沟、台阶、曲线等复杂零件的专业成型加工，市场广阔。

但在实际应用中，目前的通用设备，当磨床磨削需要多角度的成型面的工件(例如陶瓷模具的侧板)时，要利用人工加垫块办法让工件倾斜角度，操作者摇手轮使得砂轮到位再磨削，这过程需要有经验的专人才能完成，尺寸和精度难以保证，而且工件尺寸一致性差，不能实现一次性完成磨削多角度成型面的加工工序，增加生产成本和劳动力，因此，如何设计一种既一次性完成磨削工作又提高磨削的精度和效率的数控模具成型面磨床是磨床技术领域关注的热点问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术中的不足之处，提供一种数控模具成型面磨床，用于对工件(例如陶瓷模具的侧板)完成一次性多角度表面的磨削工作，实现自动磨削，自动补偿，尺寸一致性高，提高磨削的工作效率和精确度，降低人工成本。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种数控模具成型面磨床，包括床身、立柱、旋转工作台、横向移动机构、竖向移动机构、上下移动机构和砂轮装置；

所述立柱和旋转工作台安装于所述床身上，所述横向移动机构和竖向移动机构设置于所述立柱的下方，所述上下移动机构设置于所述立柱的一侧；

所述横向移动机构和竖向移动机构可分别驱动所述立柱进行横向或竖向移动；

所述砂轮装置安装于所述上下移动机构上，所述上下移动机构可驱动所述砂轮装置进行上下移动，所述砂轮装置包括砂轮和砂轮主轴电机，所述砂轮主轴电机驱动所述砂轮进行旋转运动；

所述旋转工作台包括旋转台和旋转机构，所述旋转台安装于所述旋转机构上，所述旋转机构驱动所述旋转台进行旋转运动。

更进一步地，所述横向移动机构包括横向滑轨、横向滑块和液压缸，所述竖向移动机构包括竖向滑轨、竖向滑块和竖向电机，所述横向滑块和竖向滑块均安装于所述立柱的底端，所述液压缸驱动所述横向滑块在所述横向滑轨上进行横向移动；所述竖向电机驱动所述竖向滑块在所述竖向滑轨上进行竖向移动。

更进一步地，所述上下移动机构包括上下滑轨、上下滑块和上下电机，所述上下滑块安装于所述立柱的一侧，所述上下电机驱动所述上下滑块在所述上下滑轨上进行移动。

更进一步地，所述旋转机构包括蜗轮、蜗杆和旋转电机，所述蜗杆与所述蜗轮啮合连接，所述旋转电机连接于所述蜗杆的一端。

更进一步地，所述旋转台包括旋转平台和锁紧装置，所述锁紧装置设置于所述旋转平台的下端，所述旋转台通过所述锁紧装置锁紧于所述蜗轮上。

更进一步地，还设置有转台和电磁离合器，所述转台设置于所述立柱的下端，所述电磁离合器设置于所述转台的一端。

优选地，所述上下电机和旋转电机均为伺服电机。

优选地，所述砂轮主轴电机的功率为5.5KW，转速为2300rpm。

优选地，所述横向滑块、竖向滑块和上下滑块的数量均为两个。

本实用新型的有益效果：1.本实用新型的数控模具成型面磨床对于陶瓷模具的侧板在一次装夹中完成对角度斜面的磨削，实现了机床自动磨削，自动对砂轮进行修整，自动补偿，无需专人操作，减少人为因素的错误，大大提高磨削的效率，实现一次性一致性的磨削过程，降低生产成本，市场前景可观；2.通过设置所述旋转平台时，所述旋转电机驱动所述蜗轮蜗杆进行转动，所述蜗轮带动所述锁紧装置转动，从而使得所述旋转平台实现所需的倾斜角度，通过所述锁紧装置能够把所述旋转平台与旋转机构稳定连接，起到联动的作用；3.通过设置所述横向滑轨和竖向滑轨，它们分别与所述横向滑块和竖向滑块配合形成可移动组件的装置，提高所述立柱移动效率，实现砂轮多方向移动，提高磨削位置的准确度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的一个实施例的数控模具成型面磨床的整体结构主视图；

图2是本实用新型的一个实施例的数控模具成型面磨床的整体结构左视图；

图3是本实用新型的一个实施例的旋转工作台的整体结构示意图；

图4是本实用新型的一个实施例的旋转工作台的工作状态示意图；

图5是本实用新型的一个实施例的数控模具成型面磨床的流程图。

其中：床身1、立柱2、横向滑轨31、横向滑块32、竖向滑轨41、竖向滑块42、竖向电机43、上下滑轨51、上下滑块52、上下电机53、砂轮主轴电机61、砂轮62、旋转工作台7、旋转台71、旋转平台711、锁紧装置712、旋转机构72、蜗轮721、蜗杆722、旋转电机723、转台8、电磁离合器9、工件10。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

一种数控模具成型面磨床，如图1-3所示，包括床身1、立柱2、旋转工作台7、横向移动机构、竖向移动机构、上下移动机构和砂轮装置；

所述立柱2和旋转工作台7安装于所述床身1上，所述横向移动机构和竖向移动机构设置于所述立柱2的下方，所述上下移动机构设置于所述立柱2的一侧；

所述横向移动机构和竖向移动机构可分别驱动所述立柱2进行横向或竖向移动；

所述砂轮装置安装于所述上下移动机构上，所述上下移动机构可驱动所述砂轮装置进行上下移动，所述砂轮装置包括砂轮62和砂轮主轴电机61，所述砂轮主轴电机61驱动所述砂轮62进行旋转运动；

所述旋转工作台7包括旋转台71和旋转机构72，所述旋转台71安装于所述旋转机构72上，所述旋转机构72驱动所述旋转台71进行旋转运动。

磨床通过在所述床身1上设置有横向移动机构和竖向移动机构，所述横向移动机构使得所述立柱2进行横向移动，从而带动所述砂轮装置进行横向移动；

所述竖向移动机构使得所述立柱2进行竖向移动，从而带动所述砂轮装置进行竖向移动，通过横向和竖向移动来调整所述砂轮装置达到相应的磨削位置，提高定位效率；

通过设置有所述上下移动机构，所述上下移动机构使得所述砂轮装置进行上下移动，从而带动所述砂轮62进行上下移动，所述砂轮主轴电机61驱动所述砂轮62进行旋转，通过所述上下移动机构来调整所述砂轮装置的砂轮62磨削高度，实现精确定位，提高磨削精度；

通过所述旋转工作台7，如图3所示，把工件放在所述旋转台71上，所述旋转机构72驱动所述旋转台71进行旋转运动，通过所述旋转机构72使得所述旋转台71倾斜到磨削要求的倾斜度，使得工件到达所需的倾斜角度，所述旋转机构72的旋转角度可调，所述砂轮62对工件进行磨削，若测量工件的尺寸未能达到所需尺寸，进而进行自我补偿，该机床能对陶瓷模具的侧板在一次装夹中完成对角度斜面的磨削，提高数控磨床磨削陶瓷模具侧板的工作效率，不需要人工垫块办法让工件倾斜角度，减少人为因素上的错误，实现自动磨削，自动补偿，尺寸一致性高，精度得到保证，从而大大降低人工成本。

更进一步地，所述横向移动机构包括横向滑轨31、横向滑块32和液压缸，所述竖向移动机构包括竖向滑轨41、竖向滑块42和竖向电机43，所述横向滑块32和竖向滑块42均安装于所述立柱2的底端，所述液压缸驱动所述横向滑块32在所述横向滑轨31上进行横向移动；所述竖向电机43驱动所述竖向滑块42在所述竖向滑轨41上进行竖向移动。

通过在所述立柱2的底端设置有互相垂直的横向滑轨31和竖向滑轨41，所述横向滑块32和竖向滑块42均安装于所述立柱2的底端，所述横向滑块32和竖向滑块42分别在所述横向滑轨31和竖向滑轨41上进行滑动，从而带动所述立柱2进行横向和竖向的移动，进而带动安装在所述立柱2的砂轮装置进行同样的横向和竖向的移动，通过设置所述液压缸来驱动所述横向滑块32进行横向移动，通过设置所述竖向电机43来驱动所述竖向滑块42进行竖向移动，由此所述横向滑轨31和竖向滑轨41分别与所述横向滑块32和竖向滑块42配合形成可移动组件的装置，提高所述立柱2移动效率，实现砂轮62多方向移动，提高磨削位置的准确度。

更进一步地，所述上下移动机构包括上下滑轨51、上下滑块52和上下电机53，所述上下滑块52安装于所述立柱2的一侧，所述上下电机53驱动所述上下滑块52在所述上下滑轨51上进行移动。

通过在所述立柱2的一侧设置有所述上下滑轨51，所述上下滑块52安装于所述砂轮主轴电机61的一侧上，所述上下滑块52可在所述上下滑轨51上进行滑动，通过设置所述上下电机53来驱动所述上下滑块52进行上下移动，起到驱动作用，从而带动所述砂轮62进行上下移动，实现调整磨削高度，通过所述上下移动机构来调整所述砂轮装置的砂轮62磨削高度，实现精确定位，提高磨削精度。

更进一步地，所述旋转机构72包括蜗轮721、蜗杆722和旋转电机723，所述蜗杆722与所述蜗轮721啮合连接，所述旋转电机723连接于所述蜗杆722的一端。

通过设置蜗轮721蜗杆722进行传动，蜗轮721蜗杆722传动的两轴是互相交叉垂直的，采用所述旋转电机723来驱动所述蜗轮721蜗杆722转动构成的所述旋转机构72，蜗轮721蜗杆722传动比大，并且传动精确，解决了齿轮的降速比不能太大的矛盾，它们工作起来平稳，无噪音，并且蜗轮721可以得到精确得很小的转动，同时当蜗杆722螺旋线升角小于3-6°时，蜗轮721蜗杆722传动能实现自锁，所述蜗轮721蜗杆722适用于传动比大而功率不大且作间歇运转的设备，由此所述旋转机构72能实现精确度高的旋转度，所述旋转平台711的倾斜度可达到高准确度的微调，提高了磨床磨削的角度，能对陶瓷模具的侧板在一次装夹中完成对角度斜面的磨削。

更进一步地，所述旋转台71包括旋转平台711和锁紧装置712，所述锁紧装置712设置于所述旋转平台711的下端，所述旋转台71通过所述锁紧装置712锁紧于所述蜗轮721上。通过设置所述锁紧装置712把所述旋转平台711锁紧在所述旋转机构72的蜗轮721上，当需要倾斜所述旋转平台711时，所述旋转电机723驱动所述蜗轮721蜗杆722进行转动，所述蜗轮721带动所述锁紧装置712转动，从而使得所述旋转平台711实现所需的倾斜角度，通过所述锁紧装置712能够把所述旋转平台711与旋转机构72稳定连接，起到联动的作用；通过设置旋转平台711，起到稳定放置所需磨削的工件。

更进一步地，还设置有转台8和电磁离合器9，所述转台8设置于所述立柱2的下端，所述电磁离合器9设置于所述转台8的一端。通过在所述立柱2下端设置有转台8，实现了所述立柱2进行横向移动和竖向移动的转换，使得所述立柱2在滑轨上灵活移动，便于把所述砂轮装置移动到相应的位置进行磨削，提高定位的效率；电磁离合器9具有高速响应、耐久性强、组装维护容易和动作确实等特点，使得所述电磁离合器9安装于所述转台8的一端，当所述立柱2移动到相应的位置，需要停止时，所述电磁离合器9相当一个刹车装置，起到减速刹车的功能，所述液压缸驱动所述滑块21在所述横向滑轨31上移动过快，或者所述竖向电机43驱动所述滑块21在所述竖向滑轨41上移动过快时，此时所述电磁离合器9可控制其移动速度，降低其滑动速率，直到所述立柱2到达所需位置为止。

更进一步地，所述上下电机53和旋转电机723均为伺服电机。与普通电机相比，所述伺服电机实现了位置、速度和力矩的闭环控制，准确地控制速度和位置的精度，高速性能好，适应性强。不但能承受三倍于额定转矩的负载，而且低速运行平稳，适用于有高速响应要求的场合，同时电机加减速的动态相应时间短，及时性好，发热和噪音明显降低，本数控模具成型面磨床设备采用伺服电机异向驱动，可调速度精准，自动运作快速驱动砂轮装置上下移动和蜗轮721蜗杆722进行精确旋转，提高定位的效率。

更进一步地，所述砂轮主轴电机61的功率为5.5KW，转速为2300rpm。磨床使用砂轮62进行磨削时，使用的砂轮62不同，线速度要求不同，线速度是指砂轮62工作时外圆周的线速度，当线速度过大，砂轮62承受的离心力过大，会引起砂轮62破坏，造成事故；一般地，砂轮线转速的计算方法：砂轮转速(转/分)＝砂轮线速度(米/秒)*砂轮的周长(米)，砂轮转速不能超过计算所得的数值，也就是说砂轮62的周长越长，其转速就越大，对于砂轮62直接安装于主轴电机的轴上，该砂轮转速即为砂轮主轴电机61的转速，采用功率为5.5KW，转速为2300rpm的砂轮主轴电机61来驱动砂轮62转动进行磨削，增大磨削面的面积大小，提高其工作效率，安全可靠，不会导致砂轮62因转速过快而破坏。

更进一步地，所述横向滑块32、竖向滑块42和上下滑块52的数量均为两个。所述横向滑块32和竖向滑块42安装在所述立柱2下端，所述上下滑块52安装在所述砂轮主轴电机61的一侧上，采用两两所述横向滑块32和竖向滑块42固定安装，使得所述立柱2在所述横向滑轨31和竖向滑轨41上稳定快捷地滑动，采用两个所述上下滑块52固定安装，使得所述砂轮装置在所述上下滑轨51上稳定快捷地滑动，便于移动所述砂轮62到达相应的位置，同时便于拆卸，安全稳定，安装可靠。

如图4-5所示，磨床工作过程的步骤如下：

步骤1、启动磨床，各轴回零，设定角度及磨削工艺，检测砂轮62是否磨损，若磨损，进行修整砂轮62；

步骤2、装工件10，校对砂轮62位置尺寸，启动磨削程序；

步骤3、进行磨削工件的第一面、第二面和第三面，若在磨削过程中测量工件未达到尺寸，进行补偿；

步骤4、磨削完成后，测量工件达到尺寸，拆卸工件。

磨床实际工作过程的具体步骤详细如下：

步骤1、启动磨床，各轴回零，设定角度及磨削工艺，检测砂轮62是否磨损，若磨损，进行修整砂轮62；

步骤2、装工件于旋转工作台7上，校对砂轮62位置尺寸，砂轮62对刀，启动磨削程序；

步骤3、所述旋转工作台7的旋转台71倾斜5°，所述竖向移动机构和上下移动机构分别使得立柱2和砂轮62到达相应的磨削位置，用砂轮62圆周面和前端面磨削侧板第一面(出坯斜面)；

步骤4、所述旋转工作台7的旋转台71倾斜20°，所述竖向移动机构和上下移动机构分别使得立柱2和砂轮62到达相应的磨削位置，用砂轮62圆周面和后端面磨削侧板第二面(膨胀台位面)；

步骤5、所述旋转工作台7的旋转台71倾斜5°，所述竖向移动机构和上下移动机构分别使得立柱2和砂轮62到达相应的磨削位置，用砂轮62圆周面和后端面磨削侧板第三面(脱坯斜面)；

步骤6、分别对于磨削第一面，第二面，第三面过程中的工件进行测量，测量工件未达到尺寸，进行自动补偿；

步骤7、磨削完成后，测量工件达到尺寸，拆卸工件10。

本实用新型的数控模具成型面磨床通过设置所述横向移动机构、竖向移动机构和上下移动机构来调节所述砂轮装置的砂轮62的磨削位置，同时通过设置所述旋转工作台7，能完成多个角度面的磨削工作，从而对于陶瓷模具的侧板在一次装夹中完成对角度斜面的磨削，实现了机床自动磨削，自动对砂轮62进行修整，自动补偿，本磨床采用人机对话操作界面，操作者只需输入数值即可，无需专人操作，不再需要像传统上摇手轮使得砂轮62到位再磨削，减少人为因素的错误，在尺寸和精度得到保证的前提下，大大提高磨削的效率，实现一次性一致性的磨削过程，降低生产成本，市场前景可观。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。