智能双面立式高精密高速磨床的制作方法

本实用新型涉及加工机床技术领域，特指一种智能双面立式高精密高速磨床。

背景技术：
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现有的立式高速磨床一般只具有一组磨头组件和一组送料装置。磨头组件中，机头的旋转主轴的升降驱动组件往往是沿旋转主轴的轴向布置，并采用内置式的结构方式，即对旋转主轴进行推拉实现升降，这种结构方式使得磨头组件中各部件的加工难度大、加工精度难以保证，整体的组装较为复杂，后续的维护也不便，维护成本高。而采用一组送料装置来进行送料、下料，立式高速磨床的砂轮是圆形，因此在作业时，只在一侧有打磨作业，而另一侧则空转，这种情况下生产效率就较低，而且易造成砂轮受力不均等问题。

技术实现要素：
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本实用新型的目的在于克服现有立式高速磨床单边送料的上述缺陷，提供一种智能双面立式高精密高速磨床。

本实用新型实现其目的所采用的技术方案是：一种智能双面立式高精密高速磨床，其包括机身主体，在机身主体上安装有呈上下对称设置的上磨头组件和下磨头组件，其中：在机身主体的两侧分别安装有一组送料机构，两组送料机构相对于上、下磨头组件的旋转主轴轴向呈中心对称设置；

所述的上磨头组件和下磨头组件由相同的部件呈上下对称布置组装，每个磨头组件均包括：

一机头套筒，在该机头套筒的底端部和中上部的内壁安装有第一轴承组，通过该第一轴承组在机头套筒内部安装有主轴旋转芯轴套筒；在主轴旋转轴芯套筒的上下两端内壁有安装有第二轴承组，通过该第二轴承组在主轴旋转轴芯套筒的内部安装有主轴旋转轴芯，且所述主轴旋转轴芯的上下两端分别穿出所述机头套筒、主轴旋转轴芯套筒的上下两端；

在所述机头套筒的上端部内壁还固定安装有一V带轮芯轴固定套筒，V带轮芯轴固定套筒的内壁安装有第三轴承组，通过该第三轴承组在V带轮芯轴固定套筒的内部安装有V带轮芯轴，V带轮芯轴位于主轴旋转轴芯的外围；在V带轮芯轴内壁设有内花键，主轴旋转轴芯外壁设有相应的外花键，并且主轴旋转轴芯的外花键穿出V带轮芯轴上端部，并与V带轮芯轴内花键滑动配合，即内外花键之间是可以沿轴向滑动的；

所述V带轮芯轴上端部穿出机头套筒的上端部，且穿出部分的外围安装有V带轮，V带轮与V带轮芯轴同步旋转；

在所述机头套筒的下半段的一侧侧壁上开设有一段供其内的主轴旋转轴芯套筒露出的方形窗口，在该方形窗口处安装有一个与主轴旋转轴芯套筒的外壁固定连接并穿出方形窗口的丝杠螺母座，丝杠螺母座上设有丝杠螺母以及与丝杠螺母匹配的纵向滚珠丝杠，纵向滚珠丝杠的一端安装有升降减速器及伺服电机；

主轴旋转轴芯的底端面依次连接有砂轮固定法兰和砂轮。

上述智能双面立式高精密高速磨床中，第一轴承组由上下各一个自润 滑轴承组成；第二轴承组中，位于上端的轴承为一个双列圆锥滚子轴承，位于下端的轴承是由两个推力角接触球轴承和一个双列圆锥滚子轴承构成；所述第三轴承组由上下各一个深沟球轴承组成。

在主轴旋转轴芯套筒的下端部、主轴旋转轴芯的外围安装有主轴轴芯下支撑衬套、F型密封圈和轴芯套筒下密封法兰盖。

在机头套筒的下端部安装有机头下密封法兰盖和橡胶密封圈。

在丝杠螺母座的外端连接有一直线轴承固定座，在直线轴承固定座中设有一直线轴承，直线轴承内安装有一与之匹配的纵向光轴，纵向光轴与纵向滚珠丝杠呈平行布置，纵向光轴的两端通过光轴固定座固定安装于机身主体上。

每组送料机构均包括送料盘基座、工件承接台、送料进给盘、送料进给盘上压盘、送料进给盘压紧调节装置、送料旋转进给电机，其中，送料盘基座的侧部呈立式地与机身主体侧部枢接；工件承接台安装在送料盘基座的上表面，工件承接台的内侧部呈与下磨头组件的砂轮相匹配的凹弧状；送料进给盘呈圆盘形，呈水平安装且其高度位于上、下磨头组件的砂轮之间，送料进给盘上沿圆周方向均匀地设有数个工件孔位；送料旋转进给电机安装在送料盘基座的下部，通过减速器再连接传动轴驱动送料进给盘旋转。

所述工件承接台分为入料区和下料区。

送料盘基座侧部通过两个轴承和轴承座与机身主体侧部连接。

在送料盘基座的外侧部、与下料区相接处设有下料架和集料箱。

该高精密高速磨床还包括设置在机身主体外围的钣金外罩、与机身主 体相邻的电柜箱、与机身主体连接的系统操作箱、设置在机身主体顶部的油雾收集器以及设置在机身主体一侧并与机身主体连接的双泵油冷机和多级过滤蓄油箱。

本实用新型的优点主要体现在：

一、本实用新型通过上述结构，使得整个磨头组件既有升降调节运动和又有旋转运动，从而实现了磨削作业。本实用新型中的主轴升降驱动组件和主轴旋转驱动组件相互独立，升降驱动组件相对位于主轴侧部，采用外置式结构，从而使组装、控制、维护更为方便，零部件可更换性强，整机成本和维护成本大幅降低，使用寿命大幅延长。

二、外置式升降驱动组件结构使组装、控制、维护更为方便，零部件可更换性强，整机成本和维护成本大幅降低，使用寿命大幅延长；而本实用新型增加受力平衡装置，1)、避免丝杠和丝杠螺母单边受力问题出现，保证其受力的平衡性，避免丝杠过早的损坏，提高丝杠使用寿命；2)、保证主轴在上下运动过程中所需要的牵引力是平稳均匀的，上下运动更加平稳顺畅，避免主轴内部精密零部件单边的磨损，提高主轴的精度和延长主轴使用寿命。

三、本实用新型采用双组送料机构进行同时送料、同时作业，可以提高一倍效率，并且使砂轮磨损更均匀，工作效率和使用寿命均得到提升。

附图说明：

图1是本实用新型的机身主体部分的立体示意图；

图2、图3是本实用新型中磨头组件的剖视图和平面示意图；

图4是本实用新型中磨头组件的立体图；

图5是本实用新型的俯视结构示意图；

图6是本实用新型的立体结构示意图；

图7是本实用新型中双送料机构与磨头砂轮的布置示意图；

图8是本实用新型一种整机实施例的立体结构示意图。

具体实施方式：

下面结合具体实施例和附图对本实用新型进一步说明。

如图1-图3所示，本实用新型所述的是一种智能双面立式高精密高速磨床，其包括机身主体A，在机身主体A上安装有呈上下对称设置的上磨头组件B和下磨头组件C，其中：在机身主体A的两侧分别安装有一组送料机构D，两组送料机构D相对于上、下磨头组件的旋转主轴轴向呈中心对称设置；

所述的上磨头组件B和下磨头组件C由相同的部件呈上下对称布置组装，每个磨头组件均包括：

一机头套筒B1，机头套筒B1外部固定安装在磨床的机架(图中略)上，在该机头套筒B1的底端部和中上部的内壁安装有一第一轴承组B11，通过该第一轴承组B11在机头套筒B1内部安装有主轴旋转芯轴套筒B2；在主轴旋转轴芯套筒B2的上下两端内壁有安装有第二轴承组B21，通过该第二轴承组B21在主轴旋转轴芯套筒B2的内部安装有主轴旋转轴芯B3，且所述主轴旋转轴芯B3的上下两端分别穿出所述机头套筒B1、主轴旋转轴芯套筒B2的上下两端；主轴旋转轴芯套筒B2的上端未穿出机头套筒1上端，下端穿出机头套筒B1的下端，主轴旋转轴芯B3的下端穿出主轴旋转轴芯套筒B2的下端；即主轴旋转轴芯B3两端均外露；

在所述机头套筒B1的上端部内壁还固定安装有一V带轮芯轴固定套筒B4，V带轮芯轴固定套筒B4的内壁安装有第三轴承组B41，通过该第三轴承组B41在V带轮芯轴固定套筒B4的内部安装有V带轮芯轴B5，V带轮芯轴B5位于主轴旋转轴芯B3的外围；在V带轮芯轴B5内壁设有内花键B51，主轴旋转轴芯B3外壁设有相应的外花键B31，并且主轴旋转轴芯B3的外花键B31穿出V带轮芯轴B5上端部，内外花键滑动配合，即内外花键之间是可以沿轴向移动的；

所述V带轮芯轴B5上端部穿出机头套筒B1的上端部，且穿出部分的外围安装有V带轮B52，V带轮B52与V带轮芯轴B5同步旋转；即通过V带轮B52、V带B53与驱动电机B54连接，驱动电机B54工作时通过V带B53、V带轮B52驱动V带轮轴芯B5旋转，V带轮轴芯B5的旋转通过花键结构同步驱动主轴旋转轴芯B3旋转；

在所述机头套筒B1的下半段的一侧侧壁上开设有一段供其内的主轴旋转轴芯套筒B2露出的方形窗口B101，在该方形窗口B101处安装有一个与主轴旋转轴芯套筒B2的外壁固定连接并穿出方形窗口B101的丝杠螺母座B12，丝杠螺母座B12上设有丝杠螺母B13以及与丝杠螺母B13匹配的纵向滚珠丝杠B14，纵向滚珠丝杠B14的一端通过伺服电机B15和减速器B16连接及驱动；伺服电机B15、减速器B16以及纵向滚珠丝杠B14安装固定在机架上；当纵向滚珠丝杠B14在伺服电机B15和减速器B16的驱动下旋转时，将带动丝杠螺母B13上下升降，从而通过丝杠螺母座B12、主轴旋转轴芯套筒B2带动主轴旋转轴芯B3实现升降，从而实现了砂轮之间的间隙值调节；

主轴旋转轴芯B3的底端面依次连接有砂轮固定法兰B32和砂轮B33。

其中，第一轴承组B11由上下各一个自润滑轴承组成，自润滑轴承有自动润滑，高耐磨性高刚性，外形尺寸小，便于安装的特性；第二轴承组B21中，位于上端的轴承为一个双列圆锥滚子轴承B211，位于下端的轴承是由两个推力角接触球轴承B212和一个双列圆锥滚子轴承B211构成，高刚性高精密的双列圆柱滚子轴承(型号:NSK,NN3016K)，起支撑作用，主要承受径向负荷，同时承受一定的一个方向的轴向负荷；推力角接触球轴承(型号：NSK,BTR9510S)，40°的大接触角，高刚性值，承受旋转芯轴的轴向负荷，足以保证磨头主轴的高刚性，和高扭矩；所述第三轴承组B41由上下各一个深沟球轴承组成，2个深沟球轴承，起旋转支撑作用。

在主轴旋转轴芯套筒B2的下端部、主轴旋转轴芯B3的外围安装有主轴轴芯下支撑衬套B301、F型密封圈B302和轴芯套筒下密封法兰盖B303；F型密封圈B302是专用于做旋转运动场合的高耐磨性F型密封圈，配合轴芯套筒下密封法兰盖B303和主轴芯轴下支撑衬套B301使内部结构设计成密宫结构，起一个密封防水防尘作用；这样设计安装的高耐磨防水防尘F型密封圈加设计的密宫结构的轴芯套筒下密封法兰盖就形成了双重密封防尘防水功效，这样就非常有效的提高了主轴的密封性能，提高主轴的使用寿命；

在机头套筒B1的下端部、主轴旋转轴芯套筒B2的外围安装有机头下密封法兰盖B201和橡胶密封圈B202，橡胶密封圈B202是专用于往复运动场合的高耐磨性的橡胶密封圈，起密封防尘作用，有效的保护自润滑轴承和主轴芯轴套筒外圈不受损伤，保证主轴精度。

整个磨头机头设计成独立模块化的结构，主要具有以下优点：1、加工难度降低，加工精度更好保证，提高实现功能的容易度；2、装配难度降低，装配精度更好保证，提高装配效率，更有利于批量化生产，提高生产效率；3、拆卸维修方便，降低维修难度，降低客户使用维修成本。

再如图4所示，在丝杠螺母座B12的外端连接有一直线轴承固定座B121，在直线轴承固定座B121中设有一直线轴承B122，直线轴承B122内安装有一与之匹配的纵向光轴B123，纵向光轴B123与纵向滚珠丝杠B14呈平行布置，纵向光轴B123的两端通过光轴固定座B124固定安装于机身主体A上。

当纵向滚珠丝杠B14在丝杠驱动机构的驱动下旋转时，将带动丝杠螺母B13以及丝杠螺母座B12升降运动，丝杠螺母座B12升降一方面带动主轴组件中的旋转轴芯套筒升降，同时，其另一边的直线轴承固定座B121也被带动沿纵向光轴B123升降运动，这样就使得丝杠螺母座B12两边同时有负载，达到受力平衡。

外置式升降驱动组件结构使组装、控制、维护更为方便，零部件可更换性强，整机成本和维护成本大幅降低，使用寿命大幅延长；而本实用新型增加受力平衡装置，1)、避免丝杠和丝杠螺母单边受力问题出现，保证其受力的平衡性，避免丝杠过早的损坏，提高丝杠使用寿命；2)、保证主轴在上下运动过程中所需要的牵引力是平稳均匀的，上下运动更加平稳顺畅，避免主轴内部精密零部件单边的磨损，提高主轴的精度和延长主 轴使用寿命。

再结合图5-图7所示，每组送料机构D均包括送料盘基座41、工件承接台42、送料进给盘43、送料进给盘上压盘44、送料进给盘压紧调节装置45、送料旋转进给电机46，其中，送料盘基座41的侧部呈立式地与机身主体1侧部枢接；工件承接台42安装在送料盘基座41的上表面，工件承接台42的内侧部呈与下磨头组件C的砂轮相匹配的凹弧状；送料进给盘43呈圆盘形，呈水平安装且其高度位于上磨头组件B、下磨头组件C的砂轮之间，送料进给盘43上沿圆周方向均匀地设有数个工件孔位431；送料旋转进给电机46安装在送料盘基座41的下部，通过高精密减速器再连接传动轴驱动送料进给盘43旋转；

送料进给盘43主要起旋转带动产品切入上磨头砂轮组和下磨头砂轮组中间的工作区域进行磨削加工，和把加工好的产品旋转带出加工区域的作用；送料进给盘43上设置有送料进给盘上压盘44，和送料进给盘压紧调节装置45，送料进给盘上压盘44主要起压盖产品作用，保证产品在出入加工区域时能与上下两个砂轮盘有效的对接，送料进给盘压紧调节装置45的作用主要是用于调节送料进给盘43与送料进给盘上压盘44两个面之间的间隙值。

进一步而言，所述工件承接台分为入料区421和下料区422，入料区421位置为研磨加工产品放置区，下料区422为加工好的产品出料区域；

在送料盘基座41的前侧部、与下料区422相接处设有下料架47和集料箱48，即下料直接由下料架47进入集料箱48，无需人工操作。送料盘基座41下端面安装有送料旋转进给电机，旋转进给电机为变频调速电机， 再加装有高精密减速器，为送料进给盘43提供最为恰当的转速，以保证产品的研磨质量；

本实施例中，送料盘基座41侧部通过两个轴承411和轴承座412与机身主体1侧部连接，使得整个送料盘基座41可以绕纵向轴线旋转，送料盘基座41的运动可以使其上的工件承接台42和送料进给盘43向外远离加工工作区域或者向内进入加工工作区域；工作时，送料旋转进给电机46驱动送料进给盘43旋转，并带动放入工位的产品从入料区421进入上磨头组件B和下磨头组件C上安装的砂轮B33和砂轮C33的工作内腔中，工件通过与上下两个高速旋转的砂轮进行磨擦切削，而完成研磨加工工作，同时由于送料进给盘43一直处于低速匀速运转状态，当送料进给盘43工位上的工件随着送料进给盘43旋转使出砂轮B33和砂轮C33工作区时，表示工件的研磨加工工作已经完成，并进入工件承接台42的下料区422，同时工件承接台42的下料区422边沿设置有带波浪形外形轮廓起防滑作用的下料架47，下料架47与工件承接台42成45°斜角，下料架47前侧下面安装有集料箱48，所以加工完的工件随着送料进给盘43的连续运行把工件直接带到下料架47上，再自动的落入集料箱48中，实现自动下料。

再如图8所示，在一种整机实施例中，该高精密高速磨床还包括设置在机身主体1外围的钣金外罩5、与机身主体1相邻的电柜箱6、与机身主体1连接的系统操作箱7、设置在机身主体1顶部的油雾收集器8以及设置在机身主体1一侧并与机身主体1连接的双泵油冷机9和多级过滤蓄油箱91。

通过设置钣金外罩5和电柜箱6及系统操作箱7以保证操作人员的人身安全和不对周边环境造成任何影响，同时提高机床的使用寿命；

操作系统采用专用于数控磨床的高精密自动化控制系统进行全智能控制，实现全自动化和智能化；

设置油雾收集器8，收集磨床在工作中产生油雾和水汽，经过高精密过滤装置过滤，以净化工作腔内的工作环境，提高加工产品表面质量，同时避免对工作车间造成环境污染，保护操作人员的人身健康和安全；

配置有大体积的多级过滤的蓄油箱，和大功率的双泵油冷机，以保证为磨床持续不断的提供干净而低温的工作液体介质，来保证磨床的正常持续工作和提高砂轮的使用寿命。

综上所述，本实用新型采用双组送料机构进行同时送料、同时作业，可以提高一倍效率，并且使砂轮磨损更均匀，工作效率和使用寿命均得到提升。