一种特大型数控立磨机的制作方法

本发明涉及机械加工技术领域，具体为一种特大型数控立磨机。

背景技术：

传统立式磨床的回转工作台装置一般由工件主轴、套筒、工作台下座、工作台及皮带轮等零件组成。工件主轴上端采用双列圆柱滚子轴承，主轴下端装有圆锥滚子轴承及用于轴承预紧的弹簧，工件主轴周边装有平面推力球滚子轴承，套筒与工件主轴组合件固定在工作台下座上，然后一起固定在床身上。工件主轴下端装有皮带轮。由于此套装置径向、轴向支承均采用滚动轴承，工作台旋转时，轴承容易磨损，导致整个回转工作台承载能力小，吸振性能不好，精度低，寿命短。另外，工件主轴后端弹簧的预紧力调整操作繁锁，高精度的弹簧自身质量可控性差以及皮带的径向拉力对轴承精度的损伤都会影响加工精度。

在专利号为cn102229107b的中国专利中，公开了一种立式磨床回转工作台，主轴为静压主轴，上部套装有连接套，连接套外侧与工作台固定连接；所述主轴中部套装有t形套筒，所述套筒与主轴之间沿主轴轴向安装有上下两个静压轴承，套筒顶端与主轴台阶面之间沿主轴径向安装有一个静压轴承，套筒底端沿主轴径向安装有一个静压轴承；静压主轴轴向上安装的上静压轴承用于承受部分工作台台面重量，下静压轴承用于控制静压主轴浮起量。静压主轴径向上安装的静压轴承承受磨削时的径向载荷。工作台下座上固定安装有轴向支承块，用于承受工作台台面及工件重量等轴向载荷。本发明的承载能力强、吸振性能好、工作稳定、刚性好、精度高以及使用寿命更长。

但是，上述专利中公开的技术方案，仅是利用静压主轴配合额外设置的静压轴承控制静压主轴的浮起量，而且这个浮起量的控制不论工作状态与非工作状态均存在，影响轴承的使用寿命，且设置繁琐。

技术实现要素：

针对以上问题，本发明提供了一种特大型数控立磨机，其通过在传统的数控立磨机的加工平台上设置液压机构，在工作时，利用液压机构的压力带动主轴下沉，进而带动工作平台下降，对工作平台以及主轴上安装的各种轴承进行预紧，而在非工作时，液压机构排出液压油，使轴承获得释放，解决工作过程中轴承预紧不到位，工作平台浮起的技术问题，消除工作平台的浮起量，提高工作平台的承载力、减震性、稳定性以及轴承的使用寿命。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种特大型数控立磨机，包括机架，该机架包括竖直设置的立臂与水平设置的机体，还包括：

磨头机构，所述磨头机构设置于所述立臂的上，其与该机架通过调节机构可移动连接设置，该调节机构包括纵向调节组件与横向调节组件，所述纵向调节组件竖直设置于所述立臂上，所述横向调节组件水平设置于所述立臂上；

加工平台，所述加工平台为圆形设置，其架设于所述机体上，且其圆周与所述机体之间设置有第一轴承；

驱动机构，所述驱动机构设置于所述加工平台的下方，其通过主轴与所述加工平台的中心处连接，且其带动所述加工平台旋转；以及

液压机构，所述液压机构设置于所述加工平台与所述驱动机构之间，其围绕所述主轴设置，且其顶部与所述主轴的连接处设置有第二轴承，其中部与所述主轴的连接位置处设置有第三轴承，其下部与所述主轴的连接位置处设置有第四轴承与第五轴承，所述液压机构对所述主轴加载压力，使所述主轴带动加工平台下降对所述第一轴承、第二轴承、第三轴承、第四轴承与第五轴承进行预紧加载。

作为改进，所述第一轴承与所述第三轴承均为圆柱滚子推力轴承，所述第二轴承为双列圆柱轴承，所述第四轴承与第五轴承均为深沟球轴承。

作为改进，所述液压机构包括：

液压油缸，所述液压油缸包裹所述主轴设置，其顶部与所述机体紧固固定，且其侧壁上设置有进油口和油道；以及

活塞，所述活塞设置于所述液压油缸内，其套设与所述主轴上，且其位于所述第三轴承的正上方，该活塞正对所述油道设置。

作为改进，所述活塞的上方设置有密封套，所述密封套与所述活塞之间形成加压区，该加压区与所述油道连通设置。

作为改进，所述活塞与所述液压油缸的内壁接触面、所述密封套与所述活塞的接触面以及与所述液压油缸的内壁接触面均设置有密封圈。

作为改进，所述驱动机构还包括：

从动皮带轮，所述从动皮带轮套设于所述主轴的末端；

主动皮带轮，所述主动皮带轮设置于所述从动皮带轮的一侧，其与驱动电机同轴连接，且其与所述从动皮带轮通过皮带传动连接。

作为改进，所述磨头机构由所述调节机构带动进行横向与纵向移动，该磨头机构包括：

磨头，所述磨头为两个，该磨头对称设置于所述立臂上，且该磨头水平设置；

转轴，所述转轴设置于所述磨头的正上方，其与所述磨头同轴连接设置；以及

电机箱，所述电机箱与所述转轴的顶部通过皮带传动连接设置，由所述电机箱带动所述磨头进行旋转。

作为改进，所述纵向调节组件为两组，其均竖直设置，且其与所述磨头一一对应设置，该纵向调节组件包括：

第一伺服电机，所述第一伺服电机设置于所述机架顶部；以及

第一滚珠丝杠导轨副，所述第一滚珠丝杠导轨副竖直设置，其丝杠与所述第一伺服电机传动连接设置，且其上的滑块与所述磨头机构固定连接。

作为改进，所述丝杠的顶部套设有第一调节轴承与第二调节轴承，所述第一调节轴承与第二调节轴承的上下两端均分别设置有隔套与预紧套，所述预紧套围绕所述丝杠整圈设置。

作为改进，所述横向调节组件为两组，其均水平设置，且其包括：

第二伺服电机，所述第二伺服电机设置于所述机架的一侧；以及

第二滚珠丝杠导轨副，所述第二滚珠丝杠导轨副水平设置于所述机架上，其与所述第二伺服电机传动连接设置，且其上的滑块与所述磨头机构固定连接。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明通过在传统的数控立磨机的加工平台上设置液压机构，在工作时，利用液压机构的压力带动主轴下沉，进而带动工作平台下降，对工作平台以及主轴上安装的各种轴承进行预紧，解决工作过程中轴承预紧不到位，工作平台浮起的技术问题，消除工作平台的浮起量，提高工作平台的承载力、减震性、稳定性以及轴承的使用寿命；

(2)本发明可以通过控制液压机构的液压大小，进而调节对工作平台的产生的下拉的拉力大小，调控工作平台上轴承的预紧力，实现轴承预紧力大小的自动调节，可以依据特大型数控立磨机实际加工情况进行自动调节，更加方便可靠；

(3)本发明在工作台处于非工作时，液压机构排出液压油，使轴承获得释放，轴承无需处于加载状态，可以减少轴承的负载时间，延长轴承的使用寿命；

(4)本发明在对纵向调节组件的丝杠上的第一轴承与第二轴承进行预紧时，抛弃了传统的预紧螺母进行点预紧的方式，采用预紧套整圈预紧的方式，使轴承在整个环形面上均能受到预紧力，较传统的点预紧更加稳定、可靠，压力分散更加均匀，延长轴承的使用寿命；

综上所述，本发明具有加工精度高、稳定性好、使用寿命长等优点，尤其适用于特大型立磨机技术领域。

附图说明

图1为本发明剖视结构示意图；

图2为本发明正视结构示意图；

图3为本发明俯视结构示意图；

图4为图1中b处结构放大示意图；

图5为图4中c处结构放大示意图；

图6为图1中d处结构放大示意图；

图7为图1中a处结构放大示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例一：

如图1、图2、图3、图4、图6所示，一种特大型数控立磨机，包括机架1，该机架1包括竖直设置的立臂11与水平设置的机体12，还包括：

磨头机构2，所述磨头机构2设置于所述立臂11的上，其与该机架1通过调节机构3可移动连接设置，该调节机构3包括纵向调节组件31与横向调节组件32，所述纵向调节组件31竖直设置于所述立臂11上，所述横向调节组件32水平设置于所述立臂11上；

加工平台4，所述加工平台4为圆形设置，其架设于所述机体12上，且其圆周与所述机体12之间设置有第一轴承40；

驱动机构5，所述驱动机构5设置于所述加工平台4的下方，其通过主轴51与所述加工平台4的中心处连接，且其带动所述加工平台旋转；以及

液压机构6，所述液压机构6设置于所述加工平台4与所述驱动机构5之间，其围绕所述主轴51设置，且其顶部与所述主轴51的连接处设置有第二轴承41，其中部与所述主轴51的连接位置处设置有第三轴承42，其下部与所述主轴51的连接位置处设置有第四轴承43与第五轴承45，所述液压机构6对所述主轴51加载压力，使所述主轴51带动加工平台4下降对所述第一轴承40、第二轴承41、第三轴承42、第四轴承43与第五轴承45进行预紧加载。

其中，所述第一轴承40与所述第三轴承42均为圆柱滚子推力轴承，所述第二轴承41为双列圆柱轴承，所述第四轴承43与第五轴承45均为深沟球轴承。

需要说明的是，磨头机构2由纵向调节组件31带动进行纵向上下调节，由横向调节组件32带动进行横向左右调节，驱动机构5则通过主轴51带动加工平台4进行旋转，在所述工作平台4进行旋转工作时，所述液压机构6由外部的液压泵泵送液压油进入液压机构6，使液压机构6带动主轴51向下移动，对设置于主轴51上的双列圆柱轴承40与平面推力轴承41进行预紧加载，避免工作平台4在旋转过程中浮起。

进一步说明的是，液压机构6带动主轴51下降的距离十分的微观，从纵向上仅有几丝的下降距离。

如图1、图4与图5所示，作为一种优选的实施方式，所述液压机构6包括：

液压油缸61，所述液压油缸61包裹所述主轴51设置，其顶部与所述机体12紧固固定，且其侧壁上设置有进油口611和油道612；以及

活塞62，所述活塞62设置于所述液压油缸61内，其套设与所述主轴51上，且其位于所述第三轴承42的正上方，该活塞62正对所述油道612设置。

进一步的，所述活塞62的上方设置有密封套63，所述密封套63与所述活塞62之间形成加压区64，该加压区64与所述油道612连通设置。

更进一步的，所述活塞62与所述液压油缸61的内壁接触面、所述密封套63与所述活塞62的接触面以及与所述液压油缸61的内壁接触面均设置有密封圈65。

需要说明的是，主轴51通过液压油缸61的包裹安装于机体12上，活塞62套设与主轴51上，当外部的液压泵泵送液压油进入通过进油口611和油道612进入到加压区64后，液压油的液压压力使活塞62受到向下的推力，活塞带动主轴51向下产生移动的趋势，进而对设置于主轴51上的第一轴承40、第二轴承41、第三轴承42、第四轴承43与第五轴承45进行预紧加载。

进一步说明的是，传统的立磨机的工作平台在完成安装后，仅通过在轴承底部设置弹簧对轴承进行预紧，弹簧预紧的方式，存在弹簧老化，需要定期更换，且更换过程中弹簧调节繁琐的技术问题，而本实施例中，在完成组装工作后，只需控制液压泵在工作平台4初始旋转过程中，进行液压油泵送，使轴承预紧，无需进行额外的定期维护与更换工作。

并且，在工作平台4完成工作后，可以通过数控箱控制液压泵停止泵送液压油，使活塞62失去液压压力，进而释放轴承的预紧加载，使轴承无需长期处于加载状态，延长轴承的使用寿命。

值得注意的是，本实施例中，液压的压力是均匀分布的，因此，各个轴承受到预紧加载力也是均匀分布，较传统的点接触式加载的方式，受力更加平均。

如图1所示，作为一种优选的实施方式，所述驱动机构5还包括：

从动皮带轮52，所述从动皮带轮52套设于所述主轴51的末端；

主动皮带轮53，所述主动皮带轮53设置于所述从动皮带轮52的一侧，其与驱动电机54同轴连接，且其与所述从动皮带轮52通过皮带55传动连接。

需要说明的是，驱动电机54通过皮带传动的方式与所述主轴51传动连接，但是，本实施例不仅局限于皮带传动连接方式。

如图1与图3所示，作为一种优选的实施方式，所述磨头机构2由所述调节机构3带动进行横向与纵向移动，该磨头机构2包括：

磨头21，所述磨头21为两个，该磨头21对称设置于所述立臂11上，且该磨头21水平设置；

转轴22，所述转轴22设置于所述磨头21的正上方，其与所述磨头21同轴连接设置；以及

电机箱23，所述电机箱23与所述转轴22的顶部通过皮带传动连接设置，由所述电机箱23带动所述磨头21进行旋转。

如图1与图2所示，其中，所述纵向调节组件31为两组，其均竖直设置，且其与所述磨头21一一对应设置，该纵向调节组件31包括：

第一伺服电机311，所述第一伺服电机311设置于所述机架1顶部；以及

第一滚珠丝杠导轨副312，所述第一滚珠丝杠导轨副312竖直设置，其丝杠3121与所述第一伺服电机311传动连接设置，且其上的滑块与所述磨头机构2固定连接。

进一步的，所述横向调节组件32为两组，其均水平设置，且其包括：

第二伺服电机321，所述第二伺服电机321设置于所述机架1的一侧；以及

第二滚珠丝杠导轨副322，所述第二滚珠丝杠导轨副322水平设置于所述机架1上，其与所述第二伺服电机321传动连接设置，且其上的滑块与所述磨头机构2固定连接。

需要说明的是，第一伺服电机311通过第一滚珠丝杠导轨副312带动所述磨头机构2沿竖直方向上下移动，而所述第二伺服电机321通过第二滚珠丝杠导轨副322带动所述磨头机构2沿横向方向进行左右移动。

实施例二：

图7为本发明一种特大型数控立磨机的实施例二的一种结构示意图；如图7所示，其中与实施例一种相同或相应的部件采用与实施例一相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例一的区别点。该实施例二与图1所示的实施例一的不同之处在于：

如图7所示，一种特大型数控立磨机，所述丝杠3121的顶部套设有第一调节轴承33与第二调节轴承34，所述第一调节轴承33与第二调节轴承34的上下两端均分别设置有隔套35与预紧套36，所述预紧套36围绕所述丝杠3121整圈设置。

需要说明的是，传统的轴承在预紧时都说采用隔套顶住轴承的外环，之后采用预紧螺母压住内环，这种方式由于预紧螺母压住内环时，使用的是点加压施力的方式，容易造成轴承受力不均，导致轴承损毁，而本实施例中，采用预紧套36整圈施压的方式对第一调节轴承33与第二调节轴承34进行预紧，施加的压力均匀，不会损坏第一调节轴承33与第二调节轴承34，提高了轴承的使用寿命。

工作过程：

初始时，外部液压泵对进油口611泵送液压油，液压油经油道612进入到加压区64后，液压油的液压压力使活塞62受到向下的推力，活塞62带动主轴51向下产生移动的趋势，进而对设置于主轴51上的第一轴承40、第二轴承41、第三轴承42、第四轴承43与第五轴承45进行预紧加载；在完成预紧加载工作后，立磨机的工作平台4由驱动机构5通过皮带传动的方向带动进行旋转，配合磨头机构2对放置于工作平台4上的工件进行打磨工作，当打磨工作完成后，由数控箱控制液压泵停止加压，加压区64内的液压油再度从进油口611排出，活塞62失去液压压力回复，第一轴承40、第二轴承41、第三轴承42、第四轴承43与第五轴承45失去预紧加载，回复初始状态。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。