一种外圆磨床的制作方法

本发明属于机械技术领域，涉及一种外圆磨床。

背景技术

外圆磨床主要用于圆柱形、圆锥形或其他形状素线展成的外表面和轴肩端面等工件的磨削加工。在所有的磨床中，外圆磨床是应用得最广泛的一类机床，它一般是由基础部分的铸铁床身，工作台，支承并带动工件旋转的头架、尾座、安装磨削磨头(砂轮)的磨头架，控制磨削工件尺寸的横向进给机构，控制机床运动部件动作的电器和液压装置等主要部件组成。外圆磨床一般可分为普通外圆磨床、万能外圆磨床、宽砂轮外圆磨床、端面外圆磨床、多砂轮架外圆磨床、多片砂轮外圆磨床、切入式外圆磨床和专用外圆磨床等。

如中国专利【申请号：200710034797.7】公开了一种外圆磨床，其尾架箱与尾架轴之间设计有的尾架套筒，以及通过活塞杆与之固定连接的液压缸，液压缸缸体固定在尾架箱上，尾架轴通过尾架前轴承和尾架后轴承与可在尾架箱中轴向滑动的尾架轴套筒连接；在尾架轴末端上、头架轴的末端均安装了双向受力推力轴承；该外圆磨床的头架和尾架的装夹结构，用于大尺寸、大比重的圆锥/圆柱形工件外圆磨削加工，不仅能保证加工质量，并且具有安全、操作方便、工作效率高等特点。

但是，上述磨床在实际使用过程中，磨床在进行磨削加工时，通常耗费工时最多的工序不是磨削工序而是装夹、校准过程。由于装夹、校准过程耗费了大量的准备时间，此时磨床的处于停机等待状态，这样大大影响了磨床的加工效率。为了解决上述存在的问题，如中国专利【申请号200810136223.5】公开了一种高效磨床及其磨削方法，该磨床包括磨床机体、设置在所述的磨床机体一端部的夹具座、设置在所述的磨床机体的与所述的夹具座相对一侧的磨头机构，所述的夹具座上位于工位处设置有夹具，所述的工位为至少两处。该方法的特征是在对一处工位上的夹具上夹持的工件进行磨削的同时，进行另一处工位的夹具的装夹与校准，这样减少夹具装夹校准时间，提高生产效率。

但是，从上述公开的磨床可知，现有磨床采用双工位设计，就必须要采用两组夹具对两个工件进行装夹，往往由于两组夹具的设计和安装本身存在误差，其装夹定位用的顶针轴线无法做到完全同轴；并且本身工件分别装夹在两组夹具上也存在装夹和校准误差，这样导致两个工件实际加工时同轴度不是很好，造成两个工位加工出的一批工件的加工质量不一致，影响工件的后续加工和质检标准的制定。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种外圆磨床，本发明解决的技术问题是如何在提高磨床加工效率的前提下保证两个工位上的工件加工质量一致。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种外圆磨床，包括床身和磨头，所述床身上设置有左装夹座和右装夹座，所述左装夹座的左顶针与右装夹座的右顶针的轴线重合，其特征在于，所述左装夹座和右装夹座之间设有集成座，所述集成座内具有截面呈圆形且沿一直线贯穿集成座的安装通孔，所述安装通孔的中心线与左顶针和右顶针的轴线均重合，所述安装通孔的一端设置有与右顶针对应且轴线与安装通孔的中心线重合的集成顶针一，所述安装通孔的另一端设置有与左顶针对应且轴线与安装通孔的中心线重合的集成顶针二。

本外圆磨床采用双工位设计，即集成顶针一和右顶针形成有一工位，集成顶针二和左顶针之间形成了另一工位，当其中一个工位在进行加工时，另一个工位可以进行装夹校准工作，两个工位依次交替循环，磨头根据情况分别对两个工位上的工件进行磨削加工，在此过程中，磨头无需停机，从而提高了外圆磨床的加工效率；同时，本外圆磨床通过设计集成座，并在集成座内设计与左顶针和右顶针均同轴的安装通孔，通过在安装通孔的两端分别同轴设置集成顶针一和集成顶针二，也就是说，通过以上设计，集成顶针一和集成顶针二共用安装通孔这一定位基准，这样能够有效保证集成顶针一和集成顶针二的同轴度，而安装通孔又与左顶针和右顶针均同轴，从而保证两个工位上用于工件定位的各自顶针之间的同轴度，进而保证两个工位上工件装夹后的同轴度，保证两个工位分别磨削加工出来的工件的加工质量一致；另一方面，由于集成顶针一和集成顶针二通过集成座集成设计在一起，使得两者之间的布置距离大大缩短，有效节省了两者之间没有必要的空间浪费，从而有效减少了因双工位设计而增大的磨床占用空间；并且，由于集成顶针一和集成顶针二共用一个集成座的座体，能够节省制造材料，有效节约制造成本。

在上述的外圆磨床中，所述安装通孔靠近右装夹座的一端紧配合固定有轴线与安装通孔的中心线重合的的主轴，所述集成顶针一同轴穿设或者同轴一体成型在主轴内，所述安装通孔靠近左装夹座的一端滑动连接有轴线与安装通孔的中心线重合的滑套，所述集成顶针二同轴穿设或者同轴一体成型在滑套内。通过以上设计，将用于安装集成顶针一的主轴和用于安装集成顶针二的滑套一起安装在安装通孔内，即主轴与安装通孔紧配合，滑套与安装通孔滑动配合，这样使得主轴和滑套共用安装通孔这一定位基准，保证主轴和滑套同轴布置；并且由于集成顶针一和主轴同轴，集成顶针二与滑套同轴，从而有效保证集成顶针一和集成顶针二的同轴度，而安装通孔又与左顶针和右顶针均同轴，进而保证两个工位上用于工件定位的各自顶针之间的同轴度，以此保证两个工位上工件装夹后的同轴度，保证两个工位分别磨削加工出来的工件的加工质量一致。

在上述的外圆磨床中，所述主轴与滑套之间的安装通孔内设有弹簧调节座，所述主轴的内端具有与主轴同轴的定位孔，所述弹簧调节座的一端具有伸入定位孔并与定位孔转动连接的凸台部，另一端具有与凸台部同轴的丝杆部，所述丝杆部上螺纹连接有丝母，所述丝母与集成座周向定位，所述丝母与滑套之间设有弹簧，所述弹簧的一端抵靠在丝母上，另一端抵靠在滑套上。弹簧调节座通过以上凸台部与主轴上定位孔的配合设计，使得弹簧调节座在转动过程中其轴线始终与主轴同轴，即丝杆部的轴线与主轴同轴，这样使得当丝杆部带动丝母移动时，丝母移动方向与主轴的轴线方向一致，使得弹簧在丝母的推动下不容易发生轴向偏移，从而使得滑套受到弹簧弹力的方向始终保持在主轴的轴线方向上，这样有利于保证滑套受弹簧弹力或者克服弹簧弹力移动时，其与主轴的同轴度，进而进一步保证两个工位的加工质量的一致性；另外，上述定位孔的设计，也起到让位的作用，使得集成座内主轴、滑套、弹簧座等各部件的结构更加紧凑，从而有利于节约空间、减少制造材料、降低成本。

作为优选，在上述的外圆磨床中，所述滑套内具有与滑套同轴的弹簧安装孔，所述弹簧的一端抵靠在丝母上，另一端抵靠在弹簧安装孔的底部，所述弹簧调节座能够带动丝母移动到弹簧安装孔内，所述丝母能够与弹簧安装孔滑动配合。以上丝母与弹簧安装孔的配合设计，当丝母移动到弹簧安装孔内时，此时主轴和滑套之间通过弹簧安装座和丝母这两中间件穿在一起，在滑套移动过程中，丝母能够起到导向作用，这样能够进一步保证滑套在装夹移动过程中与主轴的同轴度，从而进一步提高了两个工位上的工件加工质量的一致性。

在上述的外圆磨床中，所述主轴和滑套之间设有弹簧，所述弹簧使滑套具有相对安装通孔向外伸出的趋势，所述集成座内设有驱动件，所述驱动件通过传动机构能够驱动滑套克服弹簧弹力并沿着安装通孔的轴线相对安装通孔向内收缩。当工件需要装夹时，此时，滑套需要克服弹簧弹力向内收缩，区别于人力推动，由于驱动件能够产生方向稳定的推动力，这样使得滑套能够在回缩过程中始终保持沿安装通孔的轴线方向移动，从而保证滑套在装夹移动过程中与主轴的同轴度，进而进一步提高了两个工位上的工件加工质量的一致性。

在上述的外圆磨床中，所述集成座内具有与安装通孔相通的安装腔，所述传动机构包括铰接在安装腔内的拨杆，所述拨杆的自由端具有球头，所述滑套的外周面上具有作用孔，所述球头的直径小于作用孔的直径且位于作用孔内，所述驱动件能够推动拨杆向内摆动。通过以上传动机构的设计，使得驱动件能够驱动滑套克服弹簧弹力并沿着安装通孔的轴线相对安装通孔向内收缩；同时，由于驱动件需要反复驱动拨杆摆动，拨杆容易产生变形，而本传动机构中，拨杆与滑套之间的连接并不是采用刚性连接，而是通过球头与作用孔的配合形成类似柔性连接的方式，这样使得滑套不容易受到拨杆变形等因素的影响，从而保证滑套在装夹移动过程中与主轴的同轴度，进而进一步提高了两个工位上的工件加工质量的一致性。

作为替代方案，所述集成座内具有与安装通孔相通的安装腔，所述传动机构包括设置在安装腔内的拨杆，所述拨杆的一端固定在滑套上，所述驱动件能够推动拨杆沿着安装通孔的轴线向内移动。通过以上传动机构的设计，使得驱动件能够驱动滑套克服弹簧弹力并沿着安装通孔的轴线相对安装通孔向内收缩。

在上述的外圆磨床中，所述集成座上具有与安装通孔相通的调节口，所述弹簧调节座呈圆柱状，且部分所述弹簧调节座的外周面正对调节口，所述弹簧调节座的外周面上具有调节孔。通过以上设计，只需通过将工具作用在调节孔上就能转动弹簧调节座，以此实现弹簧松紧的调整，整个调节过程中，由于弹簧调节座不与滑套配合，而主轴处于固定状态，因此，不会对滑套与主轴的同轴度造成影响，从而保证两个工位上的工件加工质量的一致性。

在上述的外圆磨床中，所述集成座上沿安装通孔的轴线方向开设有与安装通孔相通的限位槽，所述丝母上固定有限位杆，所述限位杆穿出安装通孔位于限位槽内，所述滑套的筒壁上沿轴向开设有与弹簧安装孔相通的让位口。通过以上设计，实现了丝母的周向定位，并且以上滑套上让位口的开设，限位杆不会对滑套产生影响滑套同轴度的径向力，因此，上述设计不会影响滑套的同轴度，从而保证两个工位上的工件加工质量的一致性。

在上述的外圆磨床中，所述驱动件为固定在集成座内的液压缸，所述液压缸布置在滑套的下方，所述液压缸的活塞杆能够抵靠在拨杆上并推动拨杆摆动。以上驱动件采用上述设计，能够有效节约在轴向的安装空间；作为替代，所述驱动件也可采用气缸或者直线电机等。

在上述的外圆磨床中，所述床身上固定有沿横向布置的横向滑轨，所述横向滑轨上滑动连接有托板，所述托板上固定有沿纵向布置的纵向滑轨，所述纵向滑轨上滑动连接有磨头架，所述磨头设置在磨头架上。通过以上各滑轨设计，使得磨头能够相对床身移动，这样使得磨头在对一个工位上的工件完成加工后，可以不间断的移动的另一工位继续加工，从而提高磨床的工作效率。

与现有技术相比，本外圆磨床具有以下优点：

1、本外圆磨床采用双工位设计，工作效率高；

2、本外圆磨床通过集成设计，保证一个工位的顶针和另一工位的顶针具备良好的同轴度，从而保证两个工位上的工件加工质量一致；

3、本外圆磨床通过集成设计，大大节省了磨床的占用空间和制造成本。

附图说明

图1是本外圆磨床的整体结构示意图。

图2是本外圆磨床中集成座部分的结构示意图。

图3是本实施例一中集成座沿安装通孔轴线剖开后的结构示意图。

图4是本外圆磨床中集成座沿安装通孔轴线剖开后的结构示意图。

图5是本实施例一中集成座部分的爆炸结构示意图。

图6是本实施例二中集成座沿安装通孔轴线剖开后的结构示意图。

图中，1、床身；2、磨头；3、左装夹座；31、左顶针；4、右装夹座；41、右顶针；5、集成座；5a、安装通孔；51、安装腔；52、调节口；53、限位槽；6、主轴；61、定位孔；7、集成顶针一；8、滑套；81、弹簧安装孔；82、让位口；8a、作用孔；9、集成顶针二；10、弹簧调节座；101、凸台部；102、丝杆部；10a、调节孔；11、丝母；12、弹簧；13、驱动件；14、拨杆；141、球头；15、限位杆；16、横向滑轨；17、纵向滑轨；18、托板；19、磨头架；20、夹具固定盘；21、电机。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一：

具体来说，如图1所示，本外圆磨床包括床身1和能够相对床身1移动的磨头2。其中，床身1上固定有沿横向布置的横向滑轨16，横向滑轨16上滑动连接有托板18，托板18上固定有沿纵向布置的纵向滑轨17，纵向滑轨17上滑动连接有磨头架19，磨头2设置在磨头架19上。同时，床身1上设置有左装夹座3和右装夹座4，左装夹座3的左顶针31与右装夹座4的右顶针41同轴布置，左装夹座3和右装夹座4之间设有集成座5。本实施例中，左装夹座3和右装夹座4分别为头架和尾座。

如图2和图3所示，集成座5内具有与上述左顶针31和右顶针41均同轴的安装通孔5a，安装通孔5a靠近右装夹座4的一端紧配合固定有与安装通孔5a同轴的主轴6，主轴6上具有与主轴6同轴的集成顶针一7，安装通孔5a靠近左装夹座3的一端滑动连接有与安装通孔5a同轴的滑套8，滑套8上具有与滑套8同轴的集成顶针二9。主轴6与滑套8之间的安装通孔5a内设有弹簧调节座10，主轴6的内端具有与主轴6同轴的定位孔61，弹簧调节座10的一端具有伸入定位孔61并与定位孔61转动连接的凸台部101，另一端具有与凸台部101同轴的丝杆部102，丝杆部102上螺纹连接有圆柱状的丝母11，丝母11与集成座5周向定位。丝母11与滑套8之间设有弹簧12，滑套8内具有与滑套8同轴的弹簧安装孔81，弹簧12的一端抵靠在丝母11上，另一端抵靠在弹簧安装孔81的底部，弹簧调节座10能够带动丝母11移动到弹簧安装孔81内，丝母11能够与弹簧安装孔81滑动配合。

再如图3所示，上述弹簧12使滑套8具有相对安装通孔5a向外伸出的趋势，集成座5内设有驱动件13，驱动件13通过传动机构能够驱动滑套8克服弹簧12弹力并沿着安装通孔5a的轴线相对安装通孔5a向内收缩。集成座5内具有与安装通孔5a相通的安装腔51，本实施例中，传动机构包括铰接在安装腔51内的拨杆14，拨杆14的自由端具有球头141，滑套8的外周面上具有作用孔8a，球头141的直径小于作用孔8a的直径且位于作用孔8a内。其中，驱动件13为固定在集成座5内的液压缸，液压缸布置在滑套8的下方，液压缸的活塞杆能够抵靠在拨杆14上并推动拨杆14摆动。

更具体地，如图4和图5所示，主轴6外通过轴承转动连接有夹具固定盘20，集成座5上固定有与安装通孔5a并列布置的电机21，电机21通过同步带带动夹具固定盘20转动。集成座5上还具有与安装通孔5a相通的调节口52，弹簧调节座10呈圆柱状，且部分弹簧调节座10的外周面正对调节口52，弹簧调节座10的外周面上具有调节孔10a。同时，集成座5上沿安装通孔5a的轴线方向还开设有与安装通孔5a相通的限位槽53，丝母11上固定有限位杆15，限位杆15穿出安装通孔5a位于限位槽53内，滑套8的筒壁上沿轴向开设有与弹簧安装孔81相通的让位口82。

实施例二：

本实施例中的技术方案与实施例一中的技术方案基本相同，不同之处在于，如图6所示，本实施例中，传动机构包括设置在安装腔51内的拨杆14，拨杆14的一端固定在滑套8上，驱动件13能够推动拨杆14沿着安装通孔5a的轴线向内移动。

实施例三：

实施例中，左装夹座3和右装夹座4均为头架，对应的集成顶针一7和对应的集成顶针二9均为能够伸缩的伸缩顶针。

实施例四：

实施例中，左装夹座3和右装夹座4均为尾座，对应的集成顶针一7和对应的集成顶针二9均为不可伸缩的固定顶针。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了床身1、磨头2、左装夹座3、左顶针31、右装夹座4、右顶针41、集成座5、安装通孔5a、安装腔51、调节口52、限位槽53、主轴6、定位孔61、集成顶针一7、滑套8、弹簧安装孔81、让位口82、作用孔8a、集成顶针二9、弹簧调节座10、凸台部101、丝杆部102、调节孔10a、丝母11、弹簧12、驱动件13、拨杆14、球头141、限位杆15、横向滑轨16、纵向滑轨17、托板18、磨头架19、夹具固定盘20、电机21等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。