一种立式高精度双端面磨床的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种立式高精度双端面磨床，包括一箱式结构的床体和滑动连接于床体上端的滑座，在滑座中间竖直设有可上下移动的第一电主轴，第一电主轴底端联接有上磨削砂轮，在床体内设有一工件夹持装置，在床体内竖直设有第二电主轴，所述第二电主轴顶端联接有下磨削砂轮，床体还设有一驱动滑座来回往复平移的平移驱动机构；具有下磨削砂轮的第二电主轴安装在床体内，下磨削砂轮抵触至工件夹持装置的下端对工件下端面进行磨削，第一电主轴带动上磨削砂轮垂直方向进给对工件上端面进行磨削，由于第一电主轴在垂直方向进给时其作用力刚好处于承载第一电主轴的滑座重心上，可有效地抑制上磨削砂轮磨削过程中产生的振动，提高工件的磨削质量和精度。
【专利说明】一种立式高精度双端面磨床
【技术领域】
[0001]本发明涉及磨削加工设备【技术领域】，特别涉及一种双端面磨床。
【背景技术】
[0002]目前，双端面磨床在机械加工领域有着广泛的应用，一般应用在精密加工上，主要是利用上、下砂轮的端面同时对工件的上、下端面进行磨削，由于工件的加工精度要求高，故其砂轮主轴的结构设计至关重要。现有的双端面磨床中，主要的结构形式是在床身上设置立柱，在立柱上竖直设有导轨和滑座，上磨削砂轮及砂轮主轴安装在滑座，驱动滑座沿立柱的导轨垂直上下移动以带动上磨削砂轮进给。但该种结构形式的双端面磨床加工精度不高，由于上磨削砂轮及砂轮主轴是以悬臂梁的方式布置安装在立柱上，上磨削砂轮磨削工件时容易出现振动，影响磨削质量。而且，在磨削加工过程中，砂轮主轴的受力不好，刚度差，长时间工作后，精度保持较差。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种结构紧凑、磨削精度高、刚性好的立式高精度双端面磨床。
[0004]为解决上述技术问题所采用的技术方案:一种立式高精度双端面磨床，包括一箱式结构的床体和滑动连接于床体上端的滑座，在所述滑座中间竖直设有可上下移动的第一电主轴，所述第一电主轴底端联接有上磨削砂轮，在所述床体内设有一工件夹持装置，在所述床体内位于工件夹持装置下方竖直设有第二电主轴，所述第二电主轴顶端联接有下磨削砂轮，所述床体还设有一驱动滑座于床体上端水平来回往复平移的平移驱动机构。
[0005]进一步作为本发明技术方案的改进，在所述滑座中间竖直设有一固定套筒，所述第一电主轴套装在固定套筒内，在所述固定套筒上端设有用以驱动第一电主轴上下移动的丝杆驱动机构，所述丝杆驱动机构中的驱动丝杆与第一电主轴同心，所述固定套筒与电主轴同心。
[0006]进一步作为本发明技术方案的改进，所述丝杆驱动机构包括设于固定套筒顶端的驱动电机、与驱动电机相联接的驱动丝杆及丝杆螺母，所述丝杆螺母安装在电主轴顶端中心处，所述驱动丝杆与丝杆螺母传动连接。
[0007]进一步作为本发明技术方案的改进，所述第一电主轴包括第一主轴套筒、设于第一主轴套筒内的第一主轴，及设于第一主轴套筒与第一主轴之间的第一定子组件、第一转子组件，所述第一主轴套筒顶端设有主轴套筒端盖，所述丝杆螺母固定安装在主轴套筒端盖中心处，所述第一主轴底端伸出第一主轴套筒与上磨削砂轮相联接。
[0008]进一步作为本发明技术方案的改进，所述第二电主轴包括第二主轴套筒、设于第二主轴套筒内的第二主轴，及设于第二主轴套筒与第二主轴之间的第二定子组件、第二转子组件，所述第二主轴顶端伸出第二主轴套筒与下磨削砂轮相联接。
[0009]进一步作为本发明技术方案的改进，所述工件夹持装置包括中空固定盘和设于中空固定盘中心的转动盘，在所述中空固定盘和转动盘上分别设有相对应的内齿圈和外齿圈，在所述内齿圈与外齿圈之间啮合有多个齿轮，在各所述齿轮上沿圆周方向间隔设有多个工件保持孔。
[0010]进一步作为本发明技术方案的改进，所述第二主轴内部中空形成一中空腔体，在所述第二主轴的中空腔体内套装有一转动轴，所述转动轴的上端伸出中空腔体与转动盘相联接，所述转动轴下端伸出中空腔体与一传动机构传动连接。
[0011]进一步作为本发明技术方案的改进，在所述床体的上端两侧分别设有导轨，在所述滑座下端两侧分别设有与导轨滑动连接配合的滑块
进一步作为本发明技术方案的改进，所述平移驱动机构包括床体一端的平移驱动电机、与平移驱动电机相联接的平移驱动丝杆，及固定设于滑座内的螺母，所述平移驱动丝杆与螺母传动连接。
[0012]有益效果:在本立式高精度双端面磨床中，具有上磨削砂轮的第一电主轴安装在滑座中间，滑座由平移驱动机构驱动在床体上端水平平移使上磨削砂轮移动到预定位置，第一电主轴下移带动上磨削砂轮实现磨削砂轮垂直方向进给，具有下磨削砂轮的第二电主轴安装在床体内，下磨削砂轮抵触至工件夹持装置的下端对位于工件夹持装置内的工件下端面进行磨削，第一电主轴带动上磨削砂轮抵触至工件夹持装置的上端对位于工件夹持装置内的工件上端面进行磨削，通过第一电主轴和第二电主轴带动上磨削砂轮和下磨削砂轮分别对工件的上下端面进行磨削加工，由于第一电主轴通过滑座支承在床体上端两侧，第一电主轴也刚好处于滑座中间，即第一电主轴在垂直方向进给时其作用力刚好处于承载第一电主轴的滑座重心上，通过采用这样的结构形式可有效地抑制上磨削砂轮磨削过程中产生的振动，也提高了整个机构的刚度，从而提高工件的磨削质量和精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明；
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例的俯视图；
图3为本发明实施例中第一电主轴套装在固定套筒内的结构示意图；
图4为本发明实施例的局部分解示意图；
图5为本发明实施例中工件夹持装置的结构示意图；
图6为本发明实施例中第二电主轴的局部分解示意图。
【具体实施方式】
[0014]参照图1至图6，本发明一种立式高精度双端面磨床，包括一箱式结构的床体10和滑动连接于床体10上端的滑座20，在滑座20中间竖直设有可上下移动的第一电主轴42，第一电主轴42底端联接有上磨削砂轮44，在床体10内设有一工件夹持装置30，在床体10内位于工件夹持装置30下方竖直设有第二电主轴52，第二电主轴52顶端联接有下磨削砂轮54，床体10还设有一驱动滑座20于床体10上端水平来回往复平移的平移驱动机构60。
[0015]在本立式高精度双端面磨床中，具有上磨削砂轮44的第一电主轴42安装在滑座20中间，滑座20由平移驱动机构60驱动在床体10上端水平平移使上磨削砂轮44移动到预定位置，第一电主轴42下移带动上磨削砂轮44实现垂直方向进给，具有下磨削砂轮54的第二电主轴52安装在床体10内，下磨削砂轮51抵触至工件夹持装置30的下端对位于工件夹持装置30内的工件下端面进行磨削，第一电主轴42带动上磨削砂轮44抵触至工件夹持装置30的上端对位于工件夹持装置30内的工件上端面进行磨削，通过第一电主轴42和第二电主轴52带动上磨削砂轮44和下磨削砂轮54分别对工件的上下端面进行磨削加工，由于第一电主轴42通过滑座20支承在床体10上端两侧，第一电主轴42也刚好处于滑座20中间，即第一电主轴42在垂直方向进给时其作用力刚好处于承载第一电主轴42的滑座20重心上，通过采用这样的结构形式可有效地抑制上磨削砂轮44磨削过程中产生的振动，也提高了整个机构的刚度，从而提高工件的磨削质量和精度。
[0016]在本实施例中，在滑座20中间竖直设有一固定套筒41，固定套筒41采用螺栓连接件固定安装在滑座20中间，滑座20中间也具有一大小与固定套筒41内腔大小相对应的通孔，第一电主轴42套装在固定套筒41内，第一电主轴42的下端穿过滑座20的通孔伸出并安装下磨削砂轮54，而第一电主轴42的上端与一丝杆驱动机构43相连接，由该丝杆驱动机构43驱动第一电主轴42上下移动进给。
[0017]具体地，固定套筒41由呈圆筒状的第一套筒411和第二套筒412两段固定连接组成，第二套筒412安装在滑座20中心，第一套筒411固定安装在第二套筒412上端，第一电主轴42是通过轴向轴承支承在固定套筒41内，第一电主轴42在外作用力下可沿固定套筒41的上下移动，丝杆驱动机构43包括驱动丝杆431、驱动电机432、丝杆螺母433，其中驱动电机432竖向固定安装在第一套筒411顶端中心，驱动电机432的输出轴与驱动丝杆431相联接，驱动丝杆431位于位于第一套筒411的中心，丝杆螺母433固定安装在第一电主轴42上端中心，驱动丝杆431的下端与丝杆螺母433螺纹连接固定在一起，驱动电机432工作带动驱动丝杆431旋转，在螺纹传动的作用下带动第一电主轴42在固定套筒41上下滑移，从而实现上磨削砂轮44垂直方向进给移动。
[0018]第一电主轴42整合套装在固定套筒41内，通过固定套筒41将第一电主轴42竖向设置在滑座20中间，固定套筒41顶端的丝杆驱动机构43驱动第一电主轴42沿固定套筒41方向上下移动，实现上磨削砂轮44垂直方向进给，由于固定套筒41与第一电主轴42同心，且丝杆驱动机构43的作用力刚好处于第一电主轴42中心，使第一电主轴42直线上下移动进给更为平稳，精度更高；同时第一电主轴42通过滑座20支承在床体10上端两侧，第一电主轴42也刚好处于滑座20中间，即第一电主轴42在垂直方向进给时其作用力刚好处于承载第一电主轴42的滑座20重心上，通过采用这样的结构形式可有效地抑制上磨削砂轮44磨削过程中产生的振动，也提高了整个机构的刚度，从而提高工件的磨削质量和精度
第一电主轴42包括第一主轴套筒421、第一主轴422、第一定子组件、第一转子组件及主轴套筒端盖425，在第一主轴套筒421与固定套筒41之间设置滑动轴承，在滑动轴承与第一主轴套筒421相接触的端面上设有通入高压油的油腔，油腔通入高压油后使得滑动轴承与第一主轴套筒之间形成油膜，进而使得第一主轴套筒421可在固定套筒41内平稳上下移动。
[0019]固定套筒41和第一主轴套筒421都呈圆柱状，且第一主轴套筒421同心套装在固定套筒41内，此时固定套筒41的作用相当于一导轨用以控制第一主轴套筒421的移动方向，使得第一电主轴42在外作用力下能平稳且高精度的上下移动。
[0020]第一电主轴42的上下移动是通过丝杆驱动机构43，由于驱动丝杆431位于位于固定套筒41的中心且丝杆螺母433固定安装在第一电主轴42上端中心，即驱动丝杆431与第一电主轴42同心，驱动第一电主轴42移动的作用力方向刚好处于第一电主轴42的中心，可显著提高第一电主轴42直线移动的平稳性，避免出现振动。
[0021]第一电主轴42通过固定套筒41竖向设置在滑座20中间，即第一电主轴42依靠滑座20支承于床体10两侧端，将第一电主轴42以一种类似简支梁的方式竖向设置，摒弃传统砂轮主轴的安装方式，充分考虑磨削加工过程中砂轮主轴(第一电主轴42)在垂直方向进给时驱动力作用在承载砂轮主轴的承载件(滑座20)重心上，使第一电主轴42在磨削过程中避免出现振动或弯曲，大大提高加工精度。
[0022]其中，工件夹持装置30包括中空固定盘31和设于中空固定盘31中心的转动盘32，中空固定盘31中间具有一圆孔，该圆孔略大于下磨削砂轮，在中空固定盘31上绕着圆孔间隔排列设有一圈圆柱以形成内齿圈311，在转动盘32上绕着转动盘32边缘间隔排列也设有一圈圆柱以形成外齿圈321，在内齿圈311与外齿圈321之间啮合有多个用于承载工件的齿轮33，在各齿轮33上沿圆周方向间隔设有多个工件保持孔用于固定工件，当转动盘32转动时，在齿轮啮合作用下，各齿轮33绕着转动盘32中心旋转。
[0023]在该工件夹持装置30下方竖直设有一第二电主轴52,第二电主轴52包括第二主轴套筒521、设于第二主轴套筒521内的第二主轴522，及设于第二主轴套筒521与第二主轴522之间的第二定子组件523、第二转子组件524，第二主轴522顶端伸出第二主轴套筒521与下磨削砂轮54相联接，下磨削砂轮54为一呈环状的盘形砂轮，下磨削砂轮54刚好处于内齿圈311与外齿圈321之间与呈环状排列各齿轮33下端面相接触。
[0024]当工件夹持装置30工作时，即各齿轮33绕着转动盘32中心旋转时，下磨削砂轮54由第二电主轴52带动旋转时可对位于齿轮33工件保持孔内的工件的下端面进行磨削，丝杆驱动机构43驱动第一电主轴42向下移动，进而带动第一电主轴42下端的上磨削砂轮44下移对位于齿轮33工件保持孔内的工件的上端面进行磨削，通过第一电主轴42和第二电主轴52带动上磨削砂轮44和下磨削砂轮54分别对工件的上下端面进行磨削加工。
[0025]其中转动盘32的转动是由一转动轴51带动，第二电主轴52内部中空形成一中空腔体用以容纳转动轴51，转动轴51是另外由一传动机构带动旋转，转动轴51的上端伸出中空腔体与转动盘32固定连接在一起，转动轴51的下端也伸出中空腔体并设有一齿形带轮，该传动机构包括一设于床体10 —侧的电机和设于电机输出轴与齿形带轮之间的齿形带，通过带传动的方式驱动转动轴51旋转。
[0026]床体10呈长方体，内部中空，在床体10的上端两侧分别设有导轨11，在滑座20下端两侧分别设有与导轨11滑动连接配合的滑块21，通过导轨11与滑块21的配合使滑座20水平滑动连接在床体上端，通过平移驱动机构60驱动滑座20水平移动进而第一电主轴42移动到工件夹持装置30正上方，其中，平移驱动机构60包括设于床体10 —端的平移驱动电机61、与平移驱动电机61相联接的平移驱动丝杆62，及固定设于滑座20内的螺母，平移驱动丝杆62与螺母传动连接，平移驱动电机61工作在螺纹传动作用下，滑座20在床体10上端沿导轨11方向平移。
[0027]上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在所述【技术领域】普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
【权利要求】
1.一种立式高精度双端面磨床，其特征在于:包括一箱式结构的床体和滑动连接于床体上端的滑座，在所述滑座中间竖直设有可上下移动的第一电主轴，所述第一电主轴底端联接有上磨削砂轮，在所述床体内设有一工件夹持装置，在所述床体内位于工件夹持装置下方竖直设有第二电主轴，所述第二电主轴顶端联接有下磨削砂轮，所述床体还设有一驱动滑座于床体上端水平来回往复平移的平移驱动机构。
2.根据权利要求1所述的立式高精度双端面磨床，其特征在于:在所述滑座中间竖直设有一固定套筒，所述第一电主轴套装在固定套筒内，在所述固定套筒上端设有用以驱动第一电主轴上下移动的丝杆驱动机构，所述丝杆驱动机构中的驱动丝杆与第一电主轴同心，所述固定套筒与电主轴同心。
3.根据权利要求2所述的立式高精度双端面磨床，其特征在于:所述丝杆驱动机构包括设于固定套筒顶端的驱动电机、与驱动电机相联接的驱动丝杆及丝杆螺母，所述丝杆螺母安装在电主轴顶端中心处，所述驱动丝杆与丝杆螺母传动连接。
4.根据权利要求3所述的立式高精度双端面磨床，其特征在于:所述第一电主轴包括第一主轴套筒、设于第一主轴套筒内的第一主轴，及设于第一主轴套筒与第一主轴之间的第一定子组件、第一转子组件，所述第一主轴套筒顶端设有主轴套筒端盖，所述丝杆螺母固定安装在主轴套筒端盖中心处，所述第一主轴底端伸出第一主轴套筒与上磨削砂轮相联接。
5.根据权利要求3或4所述的立式高精度双端面磨床，其特征在于:所述第二电主轴包括第二主轴套筒、设于第二主轴套筒内的第二主轴，及设于第二主轴套筒与第二主轴之间的第二定子组件、第二转子组件，所述第二主轴顶端伸出第二主轴套筒与下磨削砂轮相联接。
6.根据权利要求5所述的立式高精度双端面磨床，其特征在于:所述工件夹持装置包括中空固定盘和设于中空固定盘中心的转动盘，在所述中空固定盘和转动盘上分别设有相对应的内齿圈和外齿圈，在所述内齿圈与外齿圈之间啮合有多个齿轮，在各所述齿轮上沿圆周方向间隔设有多个工件保持孔。
7.根据权利要求6所述的立式高精度双端面磨床，其特征在于:所述第二主轴内部中空形成一中空腔体，在所述第二主轴的中空腔体内套装有一转动轴，所述转动轴的上端伸出中空腔体与转动盘相联接，所述转动轴下端伸出中空腔体与一传动机构传动连接。
8.根据权利要求1所述的立式高精度双端面磨床，其特征在于:在所述床体的上端两侧分别设有导轨，在所述滑座下端两侧分别设有与导轨滑动连接配合的滑块。
9.根据权利要求1所述的立式高精度双端面磨床，其特征在于:所述平移驱动机构包括设于床体一端的平移驱动电机、与平移驱动电机相联接的平移驱动丝杆，及固定设于滑座内的螺母，所述平移驱动丝杆与螺母传动连接。
【文档编号】B24B7/17GK104070430SQ201410277467
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年6月19日 优先权日:2014年6月19日
【发明者】赵虎, 邹盛, 陈培贤, 陈伟良, 李媛媛, 陈军丽 申请人:广州市敏嘉制造技术有限公司