多轴主轴套筒磨削工艺及其专用磨削机床的制作方法

本发明涉及机械加工技术领域，尤其涉及一种多轴主轴套筒磨削工艺及其专用磨削机床。

背景技术：

在主轴套筒的加工过程中，需要采用磨削机床对套筒内壁进行磨削修正，套筒的左侧内孔和右侧内筒的磨削加工，则需要分别装夹到对应磨削机床上进行加工。当套筒内壁为如图3所示的左侧内孔与右侧内孔为同轴且内孔直径一致，内孔内端面为垂直面时，采用普通的磨削机床加工，由于需要多次装夹，装夹误差会影响套筒的各项精度。机床的装配误差和机械累计误差或者砂轮大小存在差异时，套筒各项精度并不能达到加工要求。需采用精度更高的磨削机床并对磨削机床进行精确的校调，保证各个主轴头的砂轮校调后的磨削点高度统一，用以保证套筒的加工精度，耗费成本较高。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术之不足，本发明提供一种一次装夹即可有效对套筒两端及内孔进行磨削，避免机床装配误差、机械累计误差和砂轮大小误差，实现砂轮磨削点高度统一，有效保证主轴套筒两端内孔的同轴度和内孔内端面垂直的多轴主轴套筒磨削工艺及其专用磨削机床。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种多轴主轴套筒专用磨削机床，用于磨削加工主轴套筒，包括X轴线性导轨和与X轴线性导轨设置在同一水平面上且与X轴线性导轨成直角设置的Y1轴线性导轨和Y2轴线性导轨；所述X轴线性导轨上滑动连接有左内圆磨和右内圆磨，所述左内圆磨和右内圆磨的主轴头上分别装夹固定有砂轮；所述的Y1轴线性导轨上滑动连接有金刚笔，所述金刚笔笔尖指向X轴线性导轨方向；所述的Y2轴线性导轨上滑动连接有直驱电机，待加工主轴套筒装夹固定在直驱电机的旋转轴上。金刚笔可分别对左内圆磨和右内圆磨的主轴头砂轮进行修正，在保持金刚笔不动的情况下，可将两个主轴头的砂轮的磨削点修正统一，保证在主轴套筒加工时两端的同轴度。

为了便于主轴套筒的装夹定位，待加工主轴套筒上具有装夹位，所述直驱电机的旋转轴对应装夹位将待加工套主轴筒与旋转轴固定。装夹完成后，待加工主轴套筒可随旋转轴转动实现主轴套筒的自转。

一种多轴主轴套筒磨削工艺，具有如下磨削工序：

a、砂轮修正工序：沿X轴线性导轨将左内圆磨和右内圆磨分为驱动位移至Y1轴线性导轨两侧，沿Y1轴线性导轨将金刚笔进给定位并保持金刚笔位置固定；沿X轴线性导轨驱动左内圆磨向右位移并由金刚笔对左内圆磨砂轮进行修正，修正完毕后，左内圆磨退回；沿X轴线性导轨驱动右内圆磨向左位移并由金刚笔对右内圆磨砂轮进行修正，修正完毕后，右内圆磨退回；沿Y1轴线性导轨退回金刚笔；

b、装夹工序：将主轴套筒按装夹位位置与直驱电机的旋转轴装夹，主轴套筒自转良好，沿Y2轴线性导轨驱动直驱电机并带动主轴套筒向X轴线性导轨方向位移至磨削工位；

c、左侧磨削工序：沿X轴线性导轨驱动左内圆磨向右位移并对主轴套筒左侧内孔及左侧内孔内端面进行磨削，磨削完毕后左内圆磨退回；

d、右侧磨削工序：沿X轴线性导轨驱动右内圆磨向左位移并对主轴套筒右侧内孔及右侧内孔内端面进行磨削，磨削完毕后右内圆磨退回；沿Y2轴线性导轨驱动直驱电机带动套筒退回，主轴套筒磨削加工完成。

通过砂轮修正工序，可将轴心不在同一轴线的左内圆磨和右内圆磨进行修正，避免机床装配误差和机械累计误差的产生，在砂轮大小存在差异时，也可通过金刚笔修正砂轮，实现砂轮磨削点高度统一，在一次装夹主轴套筒并从主轴套筒两端分别磨削加工内孔和内孔内壁，保证主轴套筒两端内孔的同轴度和内孔内壁的垂直度。在机床工作一段时间后，也可根据砂轮磨损情况，重新进行砂轮修正工序，将左内圆磨和右内圆磨的砂轮重新调整统一磨削点，保证加工的精度。

本发明的有益效果是，本发明提供的多轴主轴套筒磨削工艺及其专用磨削机床，在对主轴套筒磨削开始前，可通过金刚笔对轴心不在同一轴线的左内圆磨和右内圆磨进行修正，有效避免了机床装配误差及机械累计误差和砂轮大小差异的产生，通过金刚笔修正砂轮可保证砂轮磨削点高度统一，在一次装夹主轴套筒的情况下，确保套筒磨削加工时两端内孔的同轴度和内孔内端面垂直度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明最优实施例的结构示意图。

图2是本发明砂轮修正工序的示意图。

图3是本发明中套筒的结构示意图。

图中1、套筒 2、X轴线性导轨 3、Y1轴线性导轨 4、Y2轴线性导轨 5、左内圆磨 6、右内圆磨 7、金刚笔 8、直驱电机 9、装夹位 10、内孔 11、内孔内端面 12、磨削点。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示的一种多轴主轴套筒专用磨削机床，是本发明最优实施例，用于磨削加工主轴套筒1，包括X轴线性导轨2和与X轴线性导轨2设置在同一水平面上且与X轴线性导轨2成直角设置的Y1轴线性导轨3和Y2轴线性导轨4。X轴线性导轨2、Y1轴线性导轨3和Y2轴线性导轨4可固定安装在机床床身上，并由设置在床身上的电气或电液伺服系统实现各个磨削部件沿线性导轨的驱动进给。

X轴线性导轨2上滑动连接有左内圆磨5和右内圆磨6，所述左内圆磨5和右内圆磨6的主轴头上分别装夹固定有砂轮；所述的Y1轴线性导轨3上滑动连接有金刚笔7，所述金刚笔7笔尖指向X轴线性导轨2方向；所述的Y2轴线性导轨4上滑动连接有直驱电机8，待加工主轴套筒1装夹固定在直驱电机8的旋转轴上。金刚笔7可分别对左内圆磨5和右内圆磨6的主轴头砂轮进行修正，在保持金刚笔7不动的情况下，可将两个主轴头的砂轮的磨削点12修正统一，保证在主轴套筒1加工时两端的同轴度。

为了便于主轴套筒1的装夹定位，待加工主轴套筒1上具有装夹位9，所述直驱电机8的旋转轴对应装夹位9将待加工主轴套筒1与旋转轴固定。装夹完成后，待加工主轴套筒1可随旋转轴转动实现主轴套筒1的自转。

对应上述多轴主轴套筒专用磨削机床，一种多轴主轴套筒磨削工艺，具有如下磨削工序：

a、砂轮修正工序：沿X轴线性导轨2将左内圆磨5和右内圆磨6分为驱动位移至Y1轴线性导轨3两侧，沿Y1轴线性导轨3将金刚笔7进给定位并保持金刚笔7位置固定；沿X轴线性导轨2驱动左内圆磨5向右位移并由金刚笔7对左内圆磨5砂轮进行修正，修正完毕后，左内圆磨5退回；沿X轴线性导轨2驱动右内圆磨6向左位移并由金刚笔7对右内圆磨6砂轮进行修正，修正完毕后，右内圆磨6退回；沿Y1轴线性导轨3退回金刚笔7。在此工序中，金刚笔7进给定位后保持位置，分别位于金刚笔7两侧的左内圆磨5和右内圆磨6的砂轮则分别向金刚笔7位移并由金刚笔7修正砂轮的磨削点12，使两个砂轮磨削点12高度统一，保证后续磨削工序的同轴度。

b、装夹工序：将主轴套筒1按装夹位9位置与直驱电机8的旋转轴装夹，主轴套筒1自转良好，沿Y2轴线性导轨4驱动直驱电机8并带动主轴套筒1向X轴线性导轨2方向位移至磨削工位。采用专用磨削机床，在磨削中，只需进行一次装夹主轴套筒1即可，装夹后的主轴套筒1由直驱电机8驱动自转，避免采用传统机床所需的多次装夹，减少装夹产生的加工误差。

c、左侧磨削工序：沿X轴线性导轨2驱动左内圆磨5向右位移并对主轴套筒1左侧内孔10及左侧内孔内端面11进行磨削，磨削完毕后左内圆磨5退回；

d、右侧磨削工序：沿X轴线性导轨2驱动右内圆磨6向左位移并对主轴套筒1右侧内孔10及右侧内孔内端面11进行磨削，磨削完毕后右内圆磨6退回；沿Y2轴线性导轨4驱动直驱电机8带动主轴套筒1退回，主轴套筒1磨削加工完成。

通过砂轮修正工序，可将轴心不在同一轴线的左内圆磨5和右内圆磨6进行修正，避免机床装配误差和机械累计误差的产生，在砂轮大小存在差异时，也可通过金刚笔7修正砂轮，实现砂轮磨削点12高度统一，在一次装夹主轴套筒1并从主轴套筒1两端分别磨削加工内孔10和内孔10内壁，保证主轴套筒1两端内孔10的同轴度和内孔10内壁的垂直度。在机床工作一段时间后，也可根据砂轮磨损情况，重新进行砂轮修正工序，将左内圆磨5和右内圆磨6的砂轮重新调整统一磨削点12，保证加工的精度。在实际使用中，可确保主轴套筒1两端同轴度和垂直度误差缩小至0.0005mm。

如此设计的多轴主轴套筒磨削工艺及其专用磨削机床，通过X轴线性导轨2、Y1轴线性导轨3和金刚笔7的配合，可实现对两侧主轴头上砂轮的磨削修正，保持砂轮磨削点12高度统一。在加工一段时间后，也可进行砂轮修正工序，用以减小机床的装配误差和机械累计误差，避免两侧砂轮磨损量的差异导致的加工误差。通过X轴线性导轨2和Y2轴线性导轨4与直驱电机8的配合，则可在一次装夹主轴套筒1后，分别对主轴套筒1两侧进行磨削，避免多次装夹产生的误差，简化了磨削工艺，提高了主轴套筒1的磨削效率，可大大降低主轴套筒1的加工成本，提高加工效率。另外X轴线性导轨2上滑动连接的磨具也不局限于左内圆磨5和右内圆磨6，可根据主轴套筒1的加工需求，进一步在机床的X轴线性导轨2上滑动设置其他磨头磨牙，便于对主轴套筒1内壁和外壁进行进一步的磨削加工操作。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。