一种旋转锉磨加工装置的制作方法

本发明属于旋转锉加工技术领域，具体涉及一种旋转锉磨加工装置。

背景技术：

硬质合金旋转锉用途广泛，在机械、航空、汽车、船舶、化工和工艺雕刻等领域均有大量应用，例如：精加工各种金属模具型腔，如鞋模等；各种金属和非金属之雕刻，工艺礼品之雕刻等；清理铸、锻、焊件的飞边、毛刺和焊缝，如造船厂、汽车厂等；倒角倒圆和沟槽加工，清理管道，精加工机械零件的内孔表面，如机械厂、修理厂等；叶轮流道部位的修光，如汽车发动机厂等。

硬质合金旋转锉的生产工艺大致包括如下过程：混料、干燥、选料、压制成型、毛坯选料、烧结、磨加工头部切削刃；利用磨加工装置加工旋转锉头部切削刃时，被磨旋转锉安装在支持平台的a轴上，利用安装在摆臂上的砂轮片对旋转锉的头部进行加工，并同时对砂轮片和旋转锉的接触部位喷冷却油进行实时冷却。但是，传统的磨加工装置存在以下缺陷：

(1)支持平台固定于磨床底座上，为保证加工精度，需要随时保持底座水平，以免影响加工精度，而传统底座的水平度调节非常麻烦，不能精确调控其水平度；在加工过程中，伴随着砂轮片的转动，整个设备处于不停的振动状态，对底座的稳定性要求较高，而传统底座的结构稳定性较差，在长期振动的情况下，使用寿命短，且连接各部件的螺丝易松动产生微小位移，进而影响加工精度。

(2)在加工过程中，支持平台可沿x向和y向移动，以调整旋转锉的位置，但是，传统支持平台移动位置无法精确控制，运行不够平稳，影响加工精度。

(3)传统a轴结构的传动机构采用涡轮蜗杆，其传动比小，转动效率低，承载能力小，回程间隙大，使得该结构的精度偏低；且夹头和拉杆之间连接不紧密，通常是将夹头扣接在拉杆上，在生产使用过程中，夹头容易掉落，不适用于长时间连接的加工产品。

(4)传统的摆臂结构，要么成本太高，结构复杂，要么精度太低，效率不高，不能长时间保证高精度下的作业要求；且控制电主轴的升降不方便，整个摆臂结构之间的间隙大，进而造成精度低。在操作过程中通常需要人工控制，造成不仅工人的劳动强度大，而且磨加工的速度慢、效率低，不利于批量生产；生产处的产品一致性较差，容易对后续加工造成影响，从而影响整个生产线。

技术实现要素：

基于此，针对上述问题，本发明提出一种旋转锉磨加工装置，其结构稳定，运行平稳，加工精度更高且能保证生产效率更高，同时生产更安全，使用寿命更长。

本发明的技术方案是：一种旋转锉磨加工装置，包括磨床底座、xy向滑动平台、a轴装置、c轴装置和摆臂装置；所述xy向滑动平台固定于所述磨床底座的顶部，所述a轴装置设于c轴装置上，c轴装置设于xy向滑动平台上，所述摆臂装置设于磨床底座上，且摆臂装置与a轴装置相对应。

作为本发明的进一步改进，所述磨床底座包括下底板、上底板、平板和四个侧板；所述四个侧板互相垂直地设于所述下底板上，四个侧板与下底板构成立方体形结构；每一所述侧板上均设有支撑条，且各侧板上的支撑条处于同一水平高度；所述上底板设于所述支撑条上；所述平板设于所述上底板上，平板上设有水平传感器；所述xy向滑动平台固定于所述平板上。

进一步地，所述支撑条的底部设有底座丝杆和丝杆电机，支撑条内设有与底座丝杆匹配的螺纹盲孔，底座丝杆的一端与丝杆电机的输出轴相连，底座丝杆的另一端设于支撑条的螺纹盲孔内；所述侧板上设有滑槽，所述支撑条上设有与所述滑槽相匹配的突出部，支撑条活动设于侧板上。

作为本发明的进一步改进，所述摆臂装置包括摆臂、摆臂底座和垂直于摆臂底座安装的立柱；所述立柱的一面上设置有固定板，立柱的另一面上设置有摆臂伺服电机；所述固定板上固定安装有由伺服电机驱动的旋转工作台，所述旋转工作台通过摆臂控制连接有电主轴；所述立柱的顶部设有旋转限位座，所述旋转限位座上设置有限位柱，且限位柱的一端固定设置在旋转限位座上，另一端与电主轴控制连接；所述摆臂的一侧边上设有随电主轴一起旋转的冷却管座。

作为本发明的进一步改进，所述xy向滑动平台包括滑台底座、y向滑台和x向滑动工作台；所述滑台底座固定于所述磨床底座上，所述y向滑台活动设于所述滑台底座上，所述x向滑动工作台活动设于所述y向滑台；所述滑台底座的顶面设有第一直线导轨，所述y向滑台的底部设有与所述第一直线导轨相配合的第一滑块，所述第一滑块活动设于第一直线导轨上；所述y向滑台的顶面设有第二直线导轨，所述x向滑动工作台的底部设有与所述第二直线导轨相配合的第二滑块，所述第二滑块活动设于第二直线导轨上；所述第一直线导轨与第二直线导轨相互垂直。

进一步地，所述滑台底座的顶面上设有第一滑台伺服电机、第一联轴器和第一丝杆；所述第一丝杆通过第一联轴器与第一滑台伺服电机的输出轴相连，且第一丝杆与所述第一直线导轨平行；所述y向滑台的底部设有与第一丝杆相配合的第一丝杆滑块，所述第一丝杆滑块活动设于第一丝杆上。

所述y向滑台的顶面上设有第二滑台伺服电机、第二联轴器和第二丝杆；所述第二丝杆通过第二联轴器与第二滑台伺服电机的输出轴相连，且第二丝杆与所述第二直线导轨平行；所述x向滑动工作台的底部设有与第二丝杆相配合的第二丝杆滑块，所述第二丝杆滑块活动设于第二丝杆上。

更进一步地，所述y向滑台和x向滑动工作台的底部均设有限位螺栓和螺母座；所述滑台底座的顶面上设有第一定位螺钉、第一定位柱和第一定位凸起；所述第一直线导轨被第一定位螺钉固定于第一定位柱和第一定位凸起之间；所述y向滑台的顶面上设有第二定位螺钉、第二定位柱和第二定位凸起；所述第二直线导轨被第二定位螺钉固定于第二定位柱和第二定位凸起之间。

作为本发明的进一步改进，所述a轴装置包括底板和架设在底板一端上的立板；所述底板固定于所述xy向滑动平台上；所述立板的一面上设有旋转平台，立板的另一面上设有气缸，所述旋转平台位于底板上方，且旋转平台远离立板的一面上设有工件主轴，工件主轴远离旋转平台的一端上设有夹头，所述气缸上连接有随气缸伸缩的拉杆，该拉杆贯穿立板、旋转平台以及工件主轴与夹头连接。

本发明的有益效果是：

(1)本发明提供的旋转锉磨加工装置，其结构稳定，运行平稳，加工精度更高且能保证生产效率更高，同时生产更安全，使用寿命更长；

(2)可以很方便且精确地调节磨床底座的水平度，磨床底座的结构稳定，不会发生微小位移偏差，使用寿命长，加工精度高；

(3)xy向滑动平台的结构稳定，运行平稳，可精确控制旋转锉移动距离；x向滑动工作台通过其第二滑块在y向滑台的第二直线导轨上沿x向滑动，y向滑台通过其第一滑块在底座的第一直线导轨上沿y向滑动，以调整x向滑动工作台的位置，滑动过程平稳进行，结构稳定性好；

(4)在a轴装置中，将传动机构由涡轮蜗杆结构改进为行星齿轮结构；具有传动比大，转动效率大，承载能力大，回程间隙小的特点，使得该a轴装置的使用寿命更长，精度更高；夹头由夹头右端外螺纹固定在拉杆左端内螺纹上，气缸向右移动时，带动拉杆向远离夹头方向移动，从而松开夹头；气缸向左移动时，带动拉杆向夹头方向移动，从而拉紧夹头，使得a轴装置的装夹产品速度更快，操作更简单、轻松；

(5)摆臂装置的旋转工作台采用摆线针轮减速机，具有传动比大、转动效率大、承载能力大以及回程间隙小的特点，适合批量生产加工，增加了整个摆臂结构的使用寿命，且精度更高。

附图说明

图1是实施例所述旋转锉磨加工装置的结构示意图；

图2是磨床底座的剖视图；

图3是下底板的结构示意图；

图4是侧板的结构示意图；

图5是侧板和支撑条的剖视图；

图6是实施例所述摆臂装置的结构示意图；

图7是摆臂装置的侧视图；

图8是摆臂装置的后视图；

图9是实施例所述xy向滑动平台的立体结构示意图；

图10是图9的俯视图；

图11是图9的主视图；

图12是图11的局部结构示意图；

图13是图11的另一局部结构示意图；

图14是图9的侧视图；

图15是图14的局部结构示意图；

图16是图14的另一局部结构示意图；

图17是a轴装置的结构示意图；

图18是a轴装置的俯视图；

图19是a轴装置的剖视图；

附图标记说明：

10磨床底座，101支撑脚，102下底板，1021连接孔，103侧板，1031凸出块，104上底板，105平板，106支撑条，1061突出部，107底座丝杆，108丝杆电机，109增重块；30xy向滑动平台，301滑台底座，3011第一直线导轨，3012第一伺服电机，3013第一联轴器，3014第一丝杆，3015第一定位螺钉，3016第一定位柱，3017第一定位凸起，302y向滑台，3021第一滑块，3022第二直线导轨，3023第二伺服电机，3024第二联轴器，3025第二丝杆，3026第二定位螺钉，3027第二定位柱，3028第二定位凸起，303x向滑动工作台，3031第二滑块，3041限位螺栓，3042螺母座；40a轴装置，401底板，402立板，403旋转平台，4031工件主轴，4032夹头，4033a轴伺服电机，404气缸，4041拉杆，4042连接板，4043弹簧；50摆臂装置，501摆臂，5011冷却管座，502摆臂底座，503立柱，5031固定板，5032旋转限位座，5033限位柱，504旋转工作台，5041摆臂伺服电机，505电主轴，5051电主轴座，5052调节装置，90c轴装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

实施例：

如图1所示，一种旋转锉磨加工装置，包括磨床底座10、xy向滑动平台30、a轴装置40、c轴装置90和摆臂装置50；所述xy向滑动平台30固定于所述磨床底座10的顶部，所述a轴装置40设于c轴装置90上，c轴装置90设于xy向滑动平台30上，所述摆臂装置50设于磨床底座10上，且摆臂装置50与a轴装置40相对应。

工作时，旋转锉夹装在a轴装置40上，砂轮片安装在摆臂装置50上，砂轮片对旋转锉的头部进行磨加工，磨加工时喷冷却油对砂轮片和旋转锉的接触部位进行实时冷却，xy向滑动平台30可沿x向和y向移动，以调整旋转锉的位置。

如图2-5所示，在另一个实施例中，所述磨床底座10包括下底板102、上底板104、平板105和四个侧板103；所述四个侧板103互相垂直地设于所述下底板102上，四个侧板103与下底板102构成立方体形结构；每一所述侧板103上均设有支撑条106，且各侧板103上的支撑条106处于同一水平高度；所述上底板104设于所述支撑条106上；所述平板105设于所述上底板104上，平板105上设有水平传感器；所述xy向滑动平台30固定于所述平板105上。所述上底板104上设有出油口。

在另一个实施例中，所述支撑条106的底部设有底座丝杆107和丝杆电机108，支撑条106内设有与底座丝杆107匹配的螺纹盲孔，底座丝杆107的一端与丝杆电机108的输出轴相连，底座丝杆107的另一端设于支撑条106的螺纹盲孔内；所述侧板103上设有滑槽，所述支撑条106上设有与所述滑槽相匹配的突出部1061，支撑条106活动设于侧板103上。

工作时，平板105上的水平传感器可实时测试其水平度，以确保加工精度；当需要调整平板105的水平度时，丝杆电机108转动，带动底座丝杆107转动，进而使底座丝杆107上的支撑条106上升或是下降，从而调整支撑条106上平板105的水平度，调整非常方便且过程控制精确。

在另一个实施例中，所述下底板102上设有增重块109。该增重块109可以是混泥土块，设置增重块109以增加底座的质量并使整个重心下移，结构更稳定。

在另一个实施例中，所述上底板104和下底板102的厚度均为1.5cm，也可为2.5cm或是3.5cm，且上底板104和下底板102均为碳素结构钢钢板。

在另一个实施例中，所述侧板103的厚度均为1cm，也可为2cm或是3cm，且侧板103为碳素结构钢钢板。

在另一个实施例中，所述平板105的厚度均为2cm，也可为3cm或是4cm，且平板105为碳素结构钢钢板。

在另一个实施例中，所述下底板102边缘处设有连接孔1021，每一所述侧板103上均设有与所述连接孔1021匹配的凸出块1031，所述凸出块1031插在连接孔1021内，且通过螺丝固定。

通过连接孔1021与凸出块1031之间的配合，使侧板103卡在下底板102上，并同时使用螺丝固定，结构稳定且不会发生位移偏差，也避免了焊接质量影响底座使用寿命的问题。

在另一个实施例中，所述下底板102的底部设有支撑脚101。

如图6-8所示，在另一个实施例中，所述摆臂装置50包括摆臂501、摆臂底座502和垂直于摆臂底座502安装的立柱503，所述立柱503的一面上设置有固定板5031，立柱503的另一面上设置有摆臂伺服电机5041；所述固定板5031上固定安装有由摆臂伺服电机5041驱动的旋转工作台504，所述旋转工作台504通过摆臂501控制连接有电主轴505。

所需磨加工的旋转锉放于立柱前电主轴505的下方，通过摆臂伺服电机5041驱动旋转工作台504，使电主轴505做旋转运动，从而带动砂轮片进行磨加工操作，实现精确磨加工，且发明所述的摆臂装置结构简单，成本低，旋转工作台504采用摆线针轮减速机，具有传动比大、转动效率大、承载能力大以及回程间隙小的特点，增加了整个摆臂结构的使用寿命。

所述立柱503的顶部设有旋转限位座5032，所述旋转限位座5032上设置有限位柱5033，且限位柱5033的一端固定设置在旋转限位座5032上，另一端与电主轴505控制连接。

所述电主轴505的旋转角度范围为-35度到35度。

限位柱5033可限制电主轴505的旋转角度，使电主轴505只在±35度范围内旋转，起到精确控制的作用，使磨加工的质量提高。

所述摆臂501与电主轴505之间通过电主轴座5051连接。

使电主轴505可通过电主轴座5051在摆臂501上移动，使操作更方便，控制更灵活。

所述摆臂501的一侧边上设有随电主轴505一起旋转的冷却管座5011。

冷却管座5011上的冷却油管可喷射出冷却用的油，将冷却管座5011安装在摆臂501上与电主轴505一起旋转，使冷却油管与砂轮的位置保持一致，便于充分冷却加工件。

围绕所述电主轴505设有调节电主轴505升降的调节装置5052。

通过调节装置5052来控制调节电主轴505的升降，可根据加工件大小或加工需求来调节电主轴505高度，使得精度提高，从而进一步提高磨加工的质量。

如图9-16所示，在另一个实施例中，所述xy向滑动平台30包括滑台底座301、y向滑台302和x向滑动工作台303，所述y向滑台302活动设于所述滑台底座301上，所述x向滑动工作台303活动设于所述y向滑台302；所述滑台底座301的顶面设有第一直线导轨3011，所述y向滑台302的底部设有与所述第一直线导轨3011相配合的第一滑块3021，所述第一滑块3021活动设于第一直线导轨3011上；所述y向滑台302的顶面设有第二直线导轨3022，所述x向滑动工作台303的底部设有与所述第二直线导轨3022相配合的第二滑块3031，所述第二滑块3031活动设于第二直线导轨3022上；所述第一直线导轨3011与第二直线导轨3022相互垂直；所述滑台底座301固定于所述磨床底座10上。

x向滑动工作台303通过其第二滑块3031在y向滑台302的第二直线导轨3022上沿x向滑动，y向滑台302通过其第一滑块3021在滑台底座301的第一直线导轨3011上沿y向滑动，以调整x向滑动工作台303的位置，滑动过程平稳进行，结构稳定性好。

在另一个实施例中，所述滑台底座301的顶面上设有第一滑台伺服电机3012、第一联轴器3013和第一丝杆3014；所述第一丝杆3014通过第一联轴器3013与第一滑台伺服电机3012的输出轴相连，且第一丝杆3014与所述第一直线导轨3011平行；所述y向滑台302的底部设有与第一丝杆3014相配合的第一丝杆滑块，所述第一丝杆滑块活动设于第一丝杆3014上。

第一滑台伺服电机3012转动，带动第一丝杆3014转动，进而使第一丝杆3014上的第一丝杆滑块移动，最终带动y向滑台302沿着第一直线导轨3011滑动，通过精确控制丝杆旋转圈数，即可精确控制y向滑台302的移动距离，假设第一丝杆3014上的螺纹间距为d1mm，旋转了n1圈，则y向滑台302的移动距离为d1×n1mm。

在另一个实施例中，所述y向滑台302的顶面上设有第二滑台伺服电机3023、第二联轴器3024和第二丝杆3025；所述第二丝杆3025通过第二联轴器3024与第二滑台伺服电机3023的输出轴相连，且第二丝杆3025与所述第二直线导轨3022平行；所述x向滑动工作台303的底部设有与第二丝杆3025相配合的第二丝杆滑块，所述第二丝杆滑块活动设于第二丝杆3025上。

第二滑台伺服电机3023转动，带动第二丝杆3025转动，进而使第二丝杆3025上的第二丝杆滑块移动，最终带动x向滑动工作台303沿着第二直线导轨3022滑动，通过精确控制丝杆旋转圈数，即可精确控制x向滑动工作台303的移动距离，假设第二丝杆3025上的螺纹间距为d2mm，旋转了n2圈，则x向滑动工作台30的移动距离为d2×n2mm。

在另一个实施例中，所述y向滑台302和x向滑动工作台303的底部均设有限位螺栓3041和螺母座3042。

限位螺栓3041可对工作平台有效限位，螺母座3042用于安装输油管。

在另一个实施例中，所述滑台底座301的顶面上设有第一定位螺钉3015、第一定位柱3016和第一定位凸起3017；所述第一直线导轨3011被第一定位螺钉3015固定于第一定位柱3016和第一定位凸起3017之间。

通过第一定位螺钉3015、第一定位柱3016和第一定位凸起3017的配合，将第一直线导轨3011可拆卸地安装于滑台底座301上，装配拆卸方便，维护方便成本低。

在另一个实施例中，所述y向滑台302的顶面上设有第二定位螺钉3026、第二定位柱3027和第二定位凸起3028；所述第二直线导轨3022被第二定位螺钉3026固定于第二定位柱3027和第二定位凸起3028之间。

通过第二定位螺钉3026、第二定位柱3027和第二定位凸起3028的配合，将第二直线导轨3022可拆卸地安装于y向滑台302上，装配拆卸方便，维护方便成本低。

如图17-19示，在另一个实施例中，所述a轴装置40包括底板401和架设在底板401一端上的立板402；所述底板401固定于所述xy向滑动平台30上；所述立板402的一面上设有旋转平台403，立板402的另一面上设有气缸404，所述旋转平台403位于底板401上方，且旋转平台403远离立板402的一面上设有工件主轴4031，工件主轴4031远离旋转平台403的一端上设有夹头4032，所述气缸404上连接有随气缸404伸缩的拉杆4041，该拉杆4041贯穿立板402、旋转平台403以及工件主轴4031与夹头4032连接。

将待装夹的产品放入夹头4032处，由于气缸404可移动、伸缩，且拉杆4041连接气缸404与夹头4032，所以气缸404移动带动拉杆4041伸缩，实现夹头4032的夹紧和松开；而且结构由传统的涡轮蜗杆结构改进为行星齿轮结构；使得传动机构的传动比更大，转动效率更高，承载能力更大，回程间隙更小，使用寿命更长，精度更高。

在其中一个实施例中，所述气缸404为两个，且两个气缸404通过连接板4042连接，每个气缸404和连接板4042之间均设有弹簧4043。

气缸404移动，通过弹簧4043推动拉杆4041，在拉杆4041的移动过程中，弹簧4043起到了缓冲和稳固的作用。

在另一个实施例中，所述夹头4032与拉杆4041螺纹连接，且在连接处的夹头4032为外螺纹，拉杆4041为内螺纹。

夹头4032由夹头右端外螺纹固定在拉杆4041左端内螺纹上，气缸404向右移动时，带动拉杆4041向远离夹头4032方向移动，从而松开夹头4032；气缸404向左移动时，带动拉杆4041向夹头4032方向移动，从而拉紧夹头4032；使得该结构装夹产品速度更快，操作更简单、轻松。

在另一个实施例中，所述旋转平台403的一侧设有a轴伺服电机4033。用于催动气缸404移动，且不占地形，方便操作。

在另一个实施例中，所述底板401上架设有立板402的一端比位于夹头4032下方的底板401台面高2-3cm。使夹头4032与底板401之间具有一定的工作距离，方便装夹产品。

以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。