一种机床主轴锥孔修复装置的制作方法

本实用新型属于机床维修技术领域，适用于因数控机床主轴锥孔损伤造成基准丧失的维修。

背景技术：

现有技术中与本方案具有相同目的以及相似技术手段的产品及方法，主要有以下两种：

示例1

专利号：cn101829933a

名称：机床主轴锥孔自磨工具

通过手柄控制纵向丝杆部件、磨头座、磨头、磨杆组成的整体进行进给；滑座与磨头支座由55°燕尾导轨相连，用纵向传动部件进行进给传动。

示例2

专利号：cn106736927a

名称：一种用于数控机床主轴锥孔自磨修复的装置

本专利通过松开回转架相对面上设置的锁紧螺栓，手动实现主轴部分从水平到竖直90度范围内回转；同时，通过对以上两个自由度的调整，使该装置主轴轴线与机床主轴锥孔的母线平行，完成装置找正。通过数控机床的编程加工功能使机床走出7:24(按照主轴锥孔母线的角度确定)的斜线，配合本装置的旋转磨削功能，完成主轴锥孔的自修磨加工。图1现有装置结构。

背景技术的缺陷：

【示例1】

此专利采用的是“一面加导向面”的定位方式，即底面为第一定位基准，限制了锥孔自磨工具的x、y、z方向的自由度，并且砂轮的磨削进给都是通过人工摇动手柄进行控制，依靠修磨工具本身的精度来保证锥孔的磨削精度，误差因素大。其次，通过人工调整导向角度，无法保证锥度的精准磨削。

【示例2】

结合图1，此专利装置自由度过多，必然造成结构刚性差，影响磨削精度。其次，虽然采用数控编程完成7:24完成磨削进给，但并未给出明确的锥度计算公式及详实可靠的磨削工艺。造成最终锥度修复精度无法准确检测。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种机床主轴锥孔修复装置，主要针对数控机床主轴因锥孔严重损伤致基准丧失的修复工作。适用于因数控机床主轴锥孔损伤造成基准丧失的维修。

本实用新型的技术方案是：一种机床主轴锥孔修复装置，其特征在于，包括底座、导轨底板、轴承、回转轴、导轨、进给拖板、丝杠、丝杠支撑、手轮；砂轮主轴套、砂轮主轴、砂轮、从动皮带轮、传动皮带、主动皮带轮、电机；导轨底板固定在底座上，导轨固定在导轨底板，导轨中心孔通过轴承连接回转轴，回转轴穿过导轨底板、底座；丝杠支撑具有两个，固定在导轨两端，丝杠前后分别穿过丝杠支撑；丝母固定连接进给拖板；丝母与丝杠配合；导轨与进给拖板具有轴向贯通的配合结构，能够相对轴向移动；进给拖板上端安装砂轮主轴套，砂轮主轴穿过砂轮主轴套33并固定；从动皮带轮固定在砂轮主轴尾端，两者同步转动，砂轮固定在砂轮主轴前端，电机带动主动皮带轮转动，传动皮带绕过主动皮带轮、从动皮带轮；手轮带动丝杠转动。

导轨上具有轴向贯通凹槽，进给拖板具有轴向贯通的凸起，两者进行配合。

进一步地，砂轮主轴与导轨轴线平行。

进一步地，底座轴线与机床的工作台轴线平行。

进一步地，导轨与进给拖板为双凸配合结构。

进一步地，防护罩罩在传动皮带、主动皮带轮，从动皮带轮上。

进一步地，电机安装在进给拖板上。

进一步地，通过压板，导轨底板固定在底座上。

进一步地，电机采用三相异步电机。

与现有技术相比，本实用新型的优越性是：砂轮修整后通过锥度换算生成加工程序，利用数控机床自身进给精度(200mm行程内定位精度一般都小于0.001mm)，从而确保主轴锥孔修复精度，有效减少外部因素干扰。同时依靠机床进给实现每次修磨量的精准控制，避免主轴锥孔过量磨削，大幅降低维修成本，提升主轴锥孔修复质量，满足高精度主轴锥孔的修复需求。已成功应用于多台、多类数控设备的主轴修复工作。

本实用新型专利的有益效果在于：结构简单、稳定性好、修型路径计算原理简单易懂，可推广性强、修磨精度等级高。通过此法可以对主轴锥孔进行多次修磨，理论上可以精确控制每次的修磨量最低至0.001mm。

现场维修使用案例，均收到了良好的效果。目前其他替代方案不具备此方案的普遍使用性，现有装置只能针对某一种特定结构机床的主轴进行维修，精度控制等级以及重复修配次数均不如本实用新型方案成熟完善。

附图说明

图1现有装置结构；

图2本实用新型的锥孔自磨机结构示意图；

图3为图2的剖视图。

具体实施方式

本发明一整套主轴锥孔精度修复的装置，如图2、3所示：主要由底座25、导轨底板26、压板27、压板35、轴承36、回转轴37、导轨28、进给拖板29、丝杠41、丝杠支撑39、手轮38、丝杠支撑44、砂轮主轴套33、砂轮主轴42、砂轮43、从动皮带轮34、防护罩40、传动皮带32、主动皮带轮30、电机31构成。

导轨底板26固定在底座25上，导轨28固定在导轨底板26，导轨28中心孔通过轴承36连接回转轴37，回转轴37穿过导轨底板26、底座25；丝杠支撑具有两个，固定在导轨28两端，丝杠前后分别穿过丝杠支撑；丝母固定连接进给拖板29；丝母与丝杠配合。

进给拖板29上端安装砂轮主轴套33，砂轮主轴42穿过砂轮主轴套33并固定；从动皮带轮34固定在砂轮主轴42尾端，两者同步转动，砂轮43固定在砂轮主轴42前端，电机31带动主动皮带轮30转动，传动皮带32绕过主动皮带轮30、从动皮带轮34手轮38带动丝杠转动。

砂轮主轴42与导轨28轴线平行；

底座25轴线与机床的工作台轴线平行。

防护罩40罩在传动皮带32、主动皮带轮30、从动皮带轮34。

电机31安装在进给拖板29上。

通过压板，导轨底板26固定在底座25上。

采用双凸导轨，具有微调磨头角度的功能(±10°)。磨头旋转由电机通过皮带传动。修整砂轮采用普通砂轮。电机采用三相异步电机并具有启停控制、漏电保护功能。

在修磨之前首先检查砂轮43的情况，非新砂轮且磨损量不大的情况可以直接使用。修复卧式主轴锥孔时，首先把自磨机放在待修机床的工作台上，按主轴锥孔的大概角度去摆放底座25位置。通过手轮38摇动丝杠41使进给托板29前后运动来观察砂轮43与主轴锥孔是否平行，调整调整砂轮43与主轴锥孔大致平行即可。然后通过压板把自磨机底座25与待修机床工作台固定。通过手轮38将进给托板29摇到导轨28最前端，必须顶住前端丝杠支撑44，用来消除自磨机的各种间隙，使砂轮的刚性达到最好。

此时操作数控机床，使砂轮43到达主轴锥孔的内侧，超出锥孔锥面5mm左右来确定主轴锥孔内侧的基准点。再移动机床z轴，退出主轴端面5mm左右从而确定砂轮在主轴锥孔外侧的基准点。通过计算公式算出(7：24)的角度(锥孔的锥度)，得出两个坐标点数值(机床主轴运动的起点和终点)，进行磨削程序编制，控制机床运动进行插补修复。起初砂轮不要接触主轴锥孔进行磨削，通过坐标偏置控制进给磨削量，将每次偏置量设定到0.01mm。保证磨削量控制精确，将主轴锥孔的硬度层损失降至最小。

修复立式主轴锥孔时，首先把90°弯板固定在待修机床工作台上，然后将自磨机按主轴锥孔角度固定在弯板上，松开锁紧旋转轴的压板27和压板35，微调砂轮与主轴锥孔的平行度。调正好后锁紧压板，此后按卧式锥孔修磨步骤进行修复工作。

1.该装置具体结构以及配合相应的磨削方法可以确保修复的锥孔精度较高。

2.修理锥孔的技术参数：主轴转速恒定为1500转/分钟。主轴转速为300—500转/分钟。自磨机旋转方向和主轴旋转的方向相反，自磨机砂轮的位置要在主轴锥孔的锥面的中心线附近。