一种提高加工稳定性的五轴磨床的制作方法

本实用新型涉及数控磨床技术领域，特别是涉及一种五轴磨床。

背景技术：

相比传统的三轴磨床，五轴磨床越来越得到广泛的应用。五轴磨床使得工件的装夹变得容易，加工时无需特殊夹具，降低了夹具的成本，避免了多次装夹，提高加工精度。对加工产品的精度要求越来越高，在批量生产中，对需加工的零部件的尺寸误差波动范围控制在5um范围内，这对磨床的要求就非常高，除对各个轴的安装要求、行走要求稳定外，还需对待加工工件的提出稳定性要求。由于在对工件进行加工时，夹持工件的组件也是需要旋转，而且受到主轴的砂轮给工件的侧向作用力，可能将会导致工件在微小范围内晃动，该晃动现象将未导致工件的加工精度不高，出现偏心状况。如何稳定提高工件旋转稳定性是待解决的问题。

因此，有必要提出一种新的五轴磨床来解决上述问题。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供一种提高加工稳定性的五轴磨床，其目的在于提高加工件的加工精度。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：一种提高加工稳定性的五轴磨床，其包括模座、安装于所述模座上的B轴组件、安装于所述B轴组件上的主轴组件、安装于所述模座上的X轴组件、安装于所述 X轴组件上的Z轴组件及安装于所述Z轴组件上的C轴组件，所述C轴组件具有安装于所述Z轴组件上的固定基板、垂直固定于所述固定基板且前后间隔的前端盖板、后端盖板、位于所述前端盖板与所述后端盖板之间的伺服电机，所述伺服电机固定于所述固定基板上，伺服电机套设有一芯轴，所述芯轴具有轴线方向贯通的空心孔，所述芯轴穿过所述伺服电机向所述伺服电机两侧延伸，位于所述芯轴的前端还设有夹持工件的筒套，位于所述伺服电机后方的所述芯轴上套设用于控制伺服电机的编发器，所述C轴组件还包括安装于所述芯轴上且位于所述伺服电机两侧的一对支撑轴承，所述支撑轴承分别套设在一对支撑轴承座上，所述支撑轴承座固定于所述固定基板上，位于所述芯轴的末端还具有一气缸，所述气缸前端具有一气杆，所述气杆自所述芯轴的末端向前延伸至所述空心孔内。

进一步，所述芯轴前端具有呈喇叭状的后对接部及位于所述后对接部后方呈圆柱状的套设部，所述后对接部套设于所述前端盖板内，所述筒套包括位于其后端且呈锥状的前对接部及位于所述前对接部前方的夹持部，所述前对接部套设于后对接部内。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：通过C轴组件的结构设置，更加稳固的夹取加工件，工件在旋转加工过程中，通过支撑轴承、支撑轴承座克服芯轴与工件纵向摆动，从而提高工件加工精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1为本实用新型五轴磨床的立体组装图；

图2为图1所示五轴磨床另一角度的立体组装图；

图3为图1所示五轴磨床的立体分解图；

图4为图3所示五轴磨床的B轴组件的立体分解图；

图5为图3所示五轴磨床的C轴组件的立体组装图；

图6为图5所示五轴磨床的C轴组件的局部分解图。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1至图6，本实用新型五轴磨床100包括模座1、安装于模座1 上的B轴组件2、安装于B轴组件2上的主轴组件3、安装于模座1上的X 轴组件4、安装于X轴组件4上的Z轴组件5及安装于Z轴组件5上的C轴组件6。

如图1至图3所示，模座1包括圆柱型的底座11及自底座11一侧向上延伸的背墙12。底座11具有圆弧型的外侧表面112及由外侧表面112围设形成的加工台面113。加工台面113大致呈倒锥型结构，加工台面113的中心低于四周位置，也就是说，加工台面113自其四周逐渐向下倾斜延伸至中心处，其中心处的位置最低；加工台面113的中心处具有贯穿加工台面113上下表面的安装通孔114，位于安装通孔114的周围形成自加工台面113向上延伸的安装台115，B轴组件2安装于安装台115上。位于安装台115的一侧，与安装台115间隔一段距离，加工台面113上形成自加工台面113凸伸出一安装块 116，安装块116用于安装X轴组件4，安装块116的顶面做为安装X轴组件 4的安装基准。为提高X轴组件4、B轴组件2的安装精度要求，该安装块116、安装台115与加工台面113为一体式结构，这样能保证安装块116、安装台115 的高度差是稳定的，而现有技术中，安装块116、安装台115与加工台面113 通过螺栓固定或者焊接的方式连接固定在一起。本实用新型安装块116、安装台115与加工台面113为一体式的花岗岩制作而成。花岗岩是一种工业常用材质，其是一种岩浆在地表以下凝却形成的火成岩，主要成分是长石和石英。其特性较为坚硬，通过整块花岗岩毛坯加工形成模座1，从而保证安装块116、安装台115与加工台面113为一体式结构，而现有技术中，为提供X轴组件 4、B轴组件2的安装精度和安装块116、安装台115的稳固性，通常采用焊接方式将安装块116、安装台115焊接在一起，但通过焊接的方式，磨床在使用一段时间后，原来焊接处可能出现脱焊现象，X轴组件4、B轴组件2的相互之间的精度会降低。采用一体式的花岗岩材质，保证了底座11的工作要求，又能保证精度要求。

安装块116的表面做为安装基准，需要保证其表面为水平面，而通过组装或焊接的方式，无法保证安装块116水平。安装块116自其表面向下凹陷形成U型槽1161及位于U型槽1161两侧的安装孔1162。

位于加工台面113内的四周还具有若干凹槽1131，该等凹槽1131分别用于放置安装滚轮20，该滚轮20具有自其中间位置向内凹陷形成圆形凹槽(为指示)。

位于外侧表面112还形成竖直方向延伸的一对凸条117，凸条117相对位于外侧表面112的两侧，该对凸条117与安装块116、安装台115、加工台面 113、侧表面112为一体式结构。

背墙12为120°至150°的扇形结构，背墙12上具有贯穿的前后表面的通孔121。通孔121用于连接油雾吸附机206的管道，背墙12上方还具有与背墙12相垂直的扇形状的顶板13。顶板13的圆心位置形成一个圆形的缺口 131。底板13的缺口131为圆弧型。

背墙12、顶板13与底座11为整体式的花岗岩。也就是说，模座1为一个整体式的结构，有利于提高后期各个轴的安装精度，提高产品的加工精度。

如图3至图4所示，B轴组件2包括位于下端的B轴电机21，该电机安装于加工台面113的下面，B轴电机21轴向上延伸出安装通孔114，通过安装于B轴电机21上的旋转轴(未指示)连接一下悬臂22，下悬臂22的一端安装于安装台115上，当B轴电机21转动时，下悬臂22绕安装台115转动。下悬臂22的另一端连接向上延伸的固定板23，固定板23的下端与下悬臂22 相固定，固定板23的上端与上悬臂24一端相固定，上悬臂24与下悬臂22 相互平行。上悬臂24的另一端具有自其上表面向下凹陷形成的上悬臂安装孔 241，一法兰25安装于上悬臂安装孔241内，法兰25外围套设有一门顶固定块26，位于门顶固定块26上方还固定有B轴轴承座27，B轴轴承座27内安装有一固定轴承28。法兰25的上端位于固定轴承28内。

本实用新型磨床100还具有一桁架7，桁架7包括一对竖直架71及固定连接于竖直架71之间的横向架72。竖直架71以凸条117为基准，安装于凸条117上。B轴组件2的B轴轴承座27固定安装于横向架72上。门顶固定块26固定于横向架117的下表面。

上悬臂24、法兰25、B轴轴承座27、固定轴承28相互的固定连接，保证固定轴承28的中心轴与法兰25的中心轴在同一直线上，为提高主轴组件3 在加工产品的精度，确保固定轴承28的中心轴与法兰25、B轴电机21上的旋转轴的中心轴在同一直线上，保证，上悬臂24与下悬臂22的绕同一轴线旋转。

通过将B轴组件上端安装于横向架上，下端安装于模座，所述固定轴承的中心与所述法兰、所述旋转轴的轴心在同一直线上，上悬臂与下悬臂的绕同一轴线旋转，致使主轴在工作时，B轴组件更加稳定，从而再次提高工件加工精度，当需要更换主轴组件上的砂轮，旋转B轴组件，上悬臂与下悬臂的绕同一轴线旋转后再回到加工位置，能保证主轴组件与上一次位置偏差非常微弱，从而提高批量生产工件的精度性。

主轴组件3具有安装于固定板23上的导轨(未图示)，主轴组件3可以沿导轨方向上下移动，主轴组件3的端部具有一砂轮31，该砂轮31用于加工 C轴组件6上的工件。

X轴组件4具有安装于安装块116上，X轴组件4沿安装块116的U型槽1161延伸方向运动，从而带动位于X轴组件4上方的Z轴组件5。Z轴组件5的导轨安装于X轴组件4上，Z轴组件5的导轨的延伸方向与U型槽1161 延伸方向向垂直，位于Z轴组件5上方的C轴组件6可以垂直于X轴组件4 的运动方向运动。

如图5至图6所示，C轴组件6固定安装于Z轴组件5上方，C轴组件6 具有固定基板61，固定基板61安装于Z轴组件5上。C轴组件6沿Z轴组件 5的延伸方向运动。C轴组件6还包括垂直固定于固定基板61且前后间隔一段距离的前端盖板62、后端盖板63。位于前端盖板62与后端盖板63之间设有一伺服电机64，伺服电机64固定于固定基板61上，伺服电机64套设有一芯轴65，该芯轴65具有轴线方向贯通的空心孔(未图示)，芯轴65穿过伺服电机64向伺服电机64两侧延伸，芯轴65前端具有呈喇叭状的后对接部651 及位于后对接部651后方呈圆柱状的套设部652，后对接部651套设于前端盖板62内，后对接部651为前端大、后端小的结构，位于后对接部651的前端还设有筒套66，筒套66包括位于其后端且呈锥状的前对接部661及位于前对接部661前方的夹持部662，前对接部661套设于后对接部651内。夹持部 662用于夹持待加工件(未指示)。位于伺服电机64后方的芯轴65上套设一编发器67，编码器67用于控制伺服电机64的启动、旋转、转速与急停。C 轴组件6还包括安装于芯轴65上且位于伺服电机64两侧的支撑轴承68，支撑轴承68套设在支撑轴承座70上，支撑轴承座70固定于固定基板61上。位于芯轴65的末端还具有一气缸69，气缸69前端具有一气杆691，气杆691 自芯轴65的末端向前延伸至芯轴65的空心孔内。当外界对气缸69通气，气杆691里的气体对筒套66进行充气挤压，带动夹持部662夹紧待加工件。当外界气缸断气，气缸中的气体对筒套66的压力销售，夹持部662松开，可以从夹持部662上取下待加工件或安装待加工件。

当外界对气缸69通气，夹持部662夹紧待加工件，伺服电机64启动，带动芯轴65旋转，芯轴65带动筒套66旋转，筒套66的夹持部662带动待加工件旋转。主轴组件3的砂轮31对待加工件进行加工。

相比现有技术，在芯轴65的表面增加一对支撑轴承68，通过C轴组件6 的结构设置，更加稳固的夹取加工件，工件在旋转加工过程中，通过支撑轴 68承、支撑轴承69座克服芯轴与工件纵向摆动，从而提高工件加工精度。

参见图2与图3所示，五轴磨床100还具有圆弧型门201，圆弧型门201 放置于底座11的外侧表面112的顶部，该圆弧型门201具有自其底边向下延伸的延伸部202，延伸部202放置于滚轮20的圆形凹槽内，当圆弧型门转动沿底座11的外侧表面112转动时，滚轮20支撑并限位延伸部202。

圆弧型门201的上方还安装有扇形顶203，扇形顶面203的圆心中心位于 B轴组件2的法兰25中心处，底板13的缺口131的圆心也位于B轴组件2 的法兰25中心处。扇形顶203的位置低于底板13。在扇形顶203的上表面还设有至少一排毛刷204，毛刷204自扇形顶面203的圆心延伸至扇形顶面203 的边沿，也可以底板13的下表面设置至少一排毛刷204。当转动圆弧型门201，扇形顶203上的毛刷204可以清扫位于底板13内部面的油污，底板13可以清扫扇形顶面203表面的灰尘。圆弧型门201的外表面也设置至少一排竖直的毛刷204，毛刷204可以在圆弧型门201转动时，清扫背墙12内表面上的油污。

五轴磨床100还设置有与圆弧型门201相互关联的触及开关(未图示)，该触及开关位于模座1上，当打开圆弧型门201，圆弧型门201触及触及开关，触及开关将断开油雾吸附机206的工作电路，位于背墙12后方的油雾吸附机 206停止工作，当关闭圆弧型门201，圆弧型门201对释放触及开关的压力，油雾吸附机206的工作电路连通，油雾吸附机206工作，通过背墙12上的通孔121吸附主轴组件3加工时产生的油污、打磨粉末。

以上仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。