一种全自动数控磨内孔、外圆刀具磨床的制作方法

本发明属于磨床加工设备技术领域，更具体地说，涉及一种全自动数控磨内孔、外圆刀具磨床。

背景技术：

在普通磨具行业中，普通磨料砂轮的端面磨削加工后，需要对其内孔和外圆进行磨削加工，目前加工内孔和外圆的机床种类很多，通用的磨内孔、外圆刀具磨床，必须要用两台磨床，分别对磨内孔和磨外圆磨床，而且工作效率低、产品质量稳定性差，分开加工人员成本高，而且只能够手动进刀，砂轮需要人工修复。目前内外圆磨床在机械加工领域有着广泛的应用，主要采用立式机构，利用左、右两个砂轮磨削工件的内孔和外圆，加工工件为金属材质的。

经检索，为了解决上述问题，中国专利申请号：cn201510993396.9，公开日2016-04-20，公开了一种普通磨料砂轮内外圆磨床，包括底座，底座内设有实现工件上升、旋转、定位的部件，底座上设有主体机架，主体机架上设有实现内磨轮和外磨轮上升、下降、左右移动以及旋转的内磨头部件和外磨头部件。该装置对普通磨料圆柱砂轮的内孔和外圆同时加工，实现同步“进刀”，提高了加工效率。再如中国专利申请号：cn201510678249.2，公开日2015-12-23，公开了一种复合磨床，包括机床本体、工作头组件、内孔研磨组件和外圆研磨组件，工作头组件、内孔研磨组件和外圆研磨组件均安装于机床本体顶部，且内孔研磨组件和外圆研磨组件位于工作头组件的同一侧，工作头组件包括滑移组件、第一电机、第二电机、工作头本体、工作头主轴和三爪卡盘，工作头本体固定于第一电机的输出端，第一电机通过滑移组件滑动配合于机床本体，工作头主轴枢接于工作头本体，三爪卡盘固定于工作头主轴的一端并靠近内孔研磨组件和外圆研磨组件，第二电机固定于工作头本体并与工作头主轴驱动相连。

通过分析上述两件专利的结构，两装置主要针对是工作部件的详细描述，在实际使用过程中，工作部件与其他部件的配合才能使设备的功能达到最佳；此外，两个装置在使用时，会产生大量的灰尘和铁屑，若不及时收集或处理，会造成厂房内灰尘弥漫，影响工人的身心健康。

技术实现要素：

1.要解决的问题

针对现有复合磨床在工作时会长生大量的灰尘和铁屑，若不及时处理，会影响工人的身心健康的问题，本发明提供一种全自动数控磨内孔、外圆刀具磨床，结构合理，对产生的灰尘和铁屑可以及时处理，减少对厂房环境的影响，保障工人的身心健康。

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

本发明的全自动数控磨内孔、外圆刀具磨床，包括：

机架，其承载整个磨床的重量；

卡合单元，其可相对移动的设置在所述机架上，用于固定待加工件；

外圆磨削单元，其可相对移动的设置在所述机架上，靠近待加工件，对待加工件进行外圆处理；

内孔磨削单元，其可相对移动的设置在所述机架上，伸入待加工件开设的内孔，对内孔进行处理；

吸附单元，其置于所述卡合单元的下方，对灰尘和铁屑进行吸附；

控制单元，其与所述卡合单元、外圆磨削单元、内孔磨削单元和吸附单元电气连接，用于控制上述单元的动作。

于本发明的一种可能的实施方式中，所述卡合单元包括第一丝杆、第一导轨、第一电机、第二电机、第三电机、第一电机固定板、卡座、传动主轴和三爪卡盘，第一导轨固定于机架，第一电机固定板与第一导轨滑动配合，第一电机固定于第一电机固定板，第三电机固定于机架，且第三电机的输出轴与第一丝杆对接，第一丝杆与第一电机固定板螺纹配合；所述卡座固定于第一电机的输出端，传动主轴枢接于卡座，三爪卡盘固定于传动主轴的一端并靠近外圆磨削单元、内孔磨削单元，第二电机固定于卡座并与传动主轴驱动相连。

于本发明的一种可能的实施方式中，所述外圆磨削单元包括第二导轨、第二丝杆、外圆磨具固定板、第一基座、外圆磨削砂轮、第四电机和第五电机，第二导轨固定于机架，外圆磨具固定板与第二导轨滑动配合，第四电机固定于机架并与第二丝杆对接，第二丝杆与外圆磨具固定板螺纹配合，第一基座固定于外圆磨具固定板，外圆磨削砂轮枢接于第一基座，第五电机固定于第一基座并与外圆磨削砂轮驱动相连。

于本发明的一种可能的实施方式中，所述内孔磨削单元包括第三导轨、第三丝杆、第二电机固定板、第六电机、第七电机、第二基座和主动轴，第三导轨固定于机架，第二电机固定板与第三导轨滑动配合，第六电机固定于机架并与第三丝杆对接，第三丝杆与第二电机固定板螺纹配合，第七电机固定于第二电机固定板，第二基座固定于第七电机的输出端，主动轴分别枢接于第二基座三个相交的侧部，主动轴的端部安装有内孔磨削砂轮。

于本发明的一种可能的实施方式中，所述吸附单元包括底座、液压缸、工作台、磁盘、吸尘器及连接管，所述底座的中心开有凹槽，液压缸置于所述凹槽内且与控制单元电气连接，液压缸的上端连接固定工作台，所述的磁盘安装在所述的工作台上，吸尘器与控制单元电气连接，磁盘具有一定的磁力，可以吸附较小的铁屑。

于本发明的一种可能的实施方式中，所述的工作台呈中空状，工作台的上表面设有通孔与外界连通，在工作台的一侧面开设有出风口；所述的连接管一端连接至所述的出风口，另一端连接至吸尘器的吸尘口。

于本发明的一种可能的实施方式中，所述工作台的下表面设有至少一根导向柱，对应的底座上设有导向孔。

于本发明的一种可能的实施方式中，还包括检测探头安装于第二基座的侧面，用于检测待加工件尺寸的检测探头。

于本发明的一种可能的实施方式中，所述磁盘包括盘体、卡爪、滑槽和螺杆，滑槽位于盘体上，螺杆位于滑槽内，卡爪连接在螺杆上，与滑槽滑动连接，盘体上设有定位套和定位杆，定位杆插在定位套内。

于本发明的一种可能的实施方式中，还包括罩壳，所述罩壳与所述机架铰接，罩壳由亚克力材质制作而成。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明的全自动数控磨内孔、外圆刀具磨床，对现有技术的磨床进行结构的改进，在三爪卡盘下方设置吸附单元，一方面可以对铁屑进行有效的吸附，另一方面可以对灰尘进行处理，此外，磨削使得刀具产生大量的热，通过空气冷却的方式冷却，可以降低对刀具的性能的过热影响，内孔尺寸可以控制在±0.01mm范围内，外圆直径尺寸可以控制在±0.02mm范围内，一个操作人员可以同时操作2-3台设备，产能同比增加约4-5倍，产品质量稳定性高，而且对操作人员的技能要求不高，只要能够在工装上面安装和拆卸刀具，使用过程中的砂轮灰尘由抽风机集中排出，减少了对操作人员的身体伤害，同时也做到了安全环保的功能，此种磨内孔、外圆刀具磨床增添了国内的空白；

(2)本发明的全自动数控磨内孔、外圆刀具磨床，其工作台的下表面设有至少一根导向柱，对应的底座上设有导向孔，避免液压缸升起后发生的倾斜现象，保障磨床的使用性能稳定；

(3)本发明的全自动数控磨内孔、外圆刀具磨床，在第二基座的侧面安装有检测探头，用于检测待加工件尺寸的检测探头，可以保证刀具加工的准确性；

(4)本发明的全自动数控磨内孔、外圆刀具磨床，结构简单，制作方便。

附图说明

图1为本发明实施例1的全自动数控磨内孔、外圆刀具磨床的俯视图；

图2为本发明实施例1的全自动数控磨内孔、外圆刀具磨床的侧视图；

图3为本发明实施例1的全自动数控磨内孔、外圆刀具磨床的吸附单元示意图；

图4为本发明实施例1的全自动数控磨内孔、外圆刀具磨床的磁盘示意图。

图中标记说明：

100、机架；

200、卡合单元；210、第一丝杆；220、第一导轨；230、第一电机固定板；240、第一电机；250、传动主轴；260、卡座；270、三爪卡盘；280、第二电机；290、第三电机；

300、外圆磨削单元；330、第二导轨；340、第二丝杆；350、外圆磨具固定板；360、外圆磨削砂轮；370、第一基座；380、第四电机；390、第五电机；

400、内孔磨削单元；410、检测探头；420、第六电机；430、第三导轨；440、第二电机固定板；450、第二基座；460、第七电机；470、主动轴；480、第三丝杆；490、内孔磨削砂轮；

500、吸附单元；510、吸尘器；520、连接管；530、底座；531、导向孔；532、导向套；533、导向柱；534、通孔；535、出风口；540、液压缸；550、工作台；560、磁盘；561、盘体；562、卡爪；563、滑槽；564、螺杆；565、定位套；566、定位杆；

600、罩壳。

具体实施方式

下文对本发明的示例性实施例的详细描述参考了附图，该附图形成描述的一部分，在该附图中作为示例示出了本发明可实施的示例性实施例。尽管这些示例性实施例被充分详细地描述以使得本领域技术人员能够实施本发明，但应当理解可实现其他实施例且可在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明作各种改变。下文对本发明的实施例的更详细的描述并不用于限制所要求的本发明的范围，而仅仅为了进行举例说明且不限制对本发明的特点和特征的描述，以提出执行本发明的最佳方式，并足以使得本领域技术人员能够实施本发明。因此，本发明的范围仅由所附权利要求来限定。

下文对本发明的详细描述和示例实施例可结合附图来更好地理解，其中本发明的元件和特征由附图标记标识。

实施例1

如图1至图4所示，一种全自动数控磨内孔、外圆刀具磨床，包括：机架100，其承载整个磨床的重量；卡合单元200，其可相对移动的设置在所述机架100上，用于固定待加工件；外圆磨削单元300，其可相对移动的设置在所述机架100上，靠近待加工件，对待加工件进行外圆处理；内孔磨削单元400，其可相对移动的设置在所述机架100上，伸入待加工件开设的内孔，对内孔进行处理；吸附单元500，其置于所述卡合单元200的下方，对灰尘和铁屑进行吸附；控制单元，其为plc控制器，可以置于磨床机架的前端或中控室，与所述卡合单元200、外圆磨削单元300、内孔磨削单元400和吸附单元500电气连接，用于控制上述单元的动作。

在图1和图2中，本实施例的卡合单元200包括第一丝杆210、第一导轨220、第一电机240、第二电机280、第三电机290、第一电机固定板230、卡座260、传动主轴250和三爪卡盘270，第一导轨220固定于机架100，第一电机固定板230与第一导轨220滑动配合，第一电机240固定于第一电机固定板230，第三电机290固定于机架100，且第三电机290的输出轴与第一丝杆210对接，第一丝杆210与第一电机固定板230螺纹配合；所述卡座260固定于第一电机240的输出端，传动主轴250枢接于卡座260，三爪卡盘270固定于传动主轴250的一端并靠近外圆磨削单元300、内孔磨削单元400，第二电机280固定于卡座260并与传动主轴250驱动相连。采用气动原理，三爪卡盘可以360度自动旋转，减少了人工装夹时间，使用过程中每片刀具的内孔和外圆根据加工的余量可以同步进行。

进一步的，如图1和图2所示，本实施例的外圆磨削单元300包括第二导轨330、第二丝杆340、外圆磨具固定板350、第一基座370、外圆磨削砂轮360、第四电机380和第五电机390，第二导轨330固定于机架100，外圆磨具固定板350与第二导轨330滑动配合，第四电机380固定于机架100并与第二丝杆340对接，第二丝杆340与外圆磨具固定板350螺纹配合，第一基座370固定于外圆磨具固定板350，外圆磨削砂轮360枢接于第一基座370，第五电机390固定于第一基座370并与外圆磨削砂轮360驱动相连。对刀和进刀量在plc控制面板上设定相关参数自动即可，外圆磨削砂轮360自动补偿和修复功能，减少了人工手动修复砂轮。

此外，所述内孔磨削单元400包括第三导轨430、第三丝杆480、第二电机固定板440、第六电机420、第七电机460、第二基座450和主动轴470，第三导轨430固定于机架100，第二电机固定板440与第三导轨430滑动配合，第六电机420固定于机架100并与第三丝杆480对接，第三丝杆480与第二电机固定板440螺纹配合，第七电机460固定于第二电机固定板440，第二基座450固定于第七电机460的输出端，主动轴470分别枢接于第二基座450三个相交的侧部，主动轴470的端部安装有内孔磨削砂轮490。对刀和进刀量在plc控制面板上设定相关参数自动即可，内孔磨削砂轮490自动补偿和修复功能，减少了人工手动修复砂轮。

值得说明的是，本实施例的磨床在现有技术的基础上，做了大量的改进。现有技术的磨床在磨削过程中会产生大量的扬尘和铁屑，这些扬尘和铁屑会对设备以及操作工人带来很多不利的影响，因此需要对扬尘和铁屑进行有效处理，同时磨削会产生大量的热，一旦热量过于集中，会导致刀具的局部过热，对刀具的使用性能影响很大，例如，会造成刀具崩口等现象。

本发明的磨床设置有吸附单元500，包括底座530、液压缸540、工作台550、磁盘560、吸尘器510及连接管520，所述底座530的中心开有凹槽，液压缸540置于所述凹槽内且与控制单元电气连接，液压缸540的上端连接固定工作台550，所述的磁盘560安装在所述的工作台550上，吸尘器510与控制单元电气连接，磁盘560具有一定的磁力，可以吸附较小的铁屑。

工作台550呈中空状，工作台550的上表面设有通孔534与外界连通，在工作台550的一侧面开设有出风口535，这样的设计可以保证切割的铁屑不会落入工作台550内。连接管520一端连接至出风口535，另一端连接至吸尘器510的吸尘口，使得整个工作台550内部呈负压状态，扬尘会被直接吸入工作台550内，出风口535处设置有一布质隔膜，避免较大颗粒被吸入，负压形成的冷风可以带动周围空气的流动，从而冷却刀具，使得刀具的性能不受影响。

如图4所示，所述磁盘560包括盘体561、卡爪562、滑槽563和螺杆564，滑槽563位于盘体561上，螺杆564位于滑槽563内，卡爪562连接在螺杆564上，与滑槽563滑动连接，盘体561上设有定位套565和定位杆566，定位杆566插在定位套565内，盘体561上开设有若干直径为5mm的小孔，灰尘由小孔被吸入工作台内。当需要清理盘体561时，工作台550被液压缸540顶起时，取下盘体561清理铁屑，这时所有的重量集中于液压缸540的上，工作台550会发生倾斜，因此工作台550的下表面的设有四根导向柱533，对应的底座530上设有导向孔531，导向孔531内设置有铜质的导向套532，导向套532的耐磨性能好，可以保证液压缸540与工作台550的中心始终在保持在同一轴心度上。

为了方便对刀具磨削的控制，检测探头410安装于第二基座450的侧面，用于检测待加工件尺寸的检测探头410，检测探头410为刀具厚度检测仪，为目前市场所购买，具体的型号为东莞市嘉腾仪器仪表有限公司所生产的一键式刀具测量仪。

在整个磨床的上方设置有罩壳600，所述罩壳600与所述机架100铰接，罩壳600由亚克力材质制作而成。当罩壳600放下时，可以减少灰尘和铁屑的溢出，同时可以加速空气的流动，增强对刀具的热量散发，进一步保证刀具的性能不受损。

此外，第一电机、第二电机、第三电机、第四电机和第五电机均为伺服电机。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。