一种再制造自动数控曲轴磨床的制作方法

本发明涉及曲轴加工装置的领域，具体而言，涉及一种再制造数控曲轴磨床。

背景技术：

曲轴磨床是对曲轴的主轴颈和连杆颈进行磨削加工，采用cbn砂轮对曲轴的主轴颈和连杆颈进行磨削加工，可以实现大切深高效率高速度的磨削。然而传统的磨床由于配合使用普通砂轮，其砂轮转动速度慢，其对磨床的稳定性要求较低，即便是更换了能够高速磨削的cbn砂轮，其整个磨床的稳定性也难以满足高速、高效率的生产要求，这就需要对传统的磨床进行相应的改造，使其能够适用于高速的cbn砂轮的使用，从而能够使得传统磨床经改造后大大提高曲轴的加工效率和加工精度。

另外，cbn砂轮对曲轴的主轴颈和连杆颈的外圆、止推面都进行磨削加工，这样就要求cbn砂轮的r面(即圆角面)和外圆面均参与磨削，cbn砂轮在使用一段时间后会随着磨削的进行而消耗，使得砂轮变钝且失去原有形状，影响对连杆颈和主轴颈的加工精度，这就需要对砂轮的r面和外圆面进行修整，使得砂轮能够恢复良好的工作状态，而现有的cbn砂轮修整装置，采用金刚滚轮对砂轮进行修整，在修整过程中，金刚滚轮远离电主轴的一端的端面的前修整刃对砂轮的外圆面进行修整，金刚滚轮的圆周面的侧修整刃对砂轮的r面进行修整，金刚滚轮设于磨床远离砂轮的一侧，且金刚滚轮的轴线平行于磨床的工作台面所在平面。这种修整方式存在的问题包括以下两点：(1)需要单独设置金刚滚轮的驱动装置，用以将金刚滚轮从磨床远离砂轮的一侧驱动至靠近砂轮处对砂轮进行修整，结构设计复杂；(2)金刚滚轮的前修整刃是一个修整面，该修整面与外圆面接触对外圆面进行修整，修整效率低，且修整效果差。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种再制造数控曲轴磨床，通过对传统磨床的改造，使其在高速磨削的条件下能够保证稳定，从而在提高加工效率的同时保证加工精度，同时，本发明的曲轴磨床能够方便快速的对砂轮进行自动修整，以减少修整耗费的时间，并提高修整的精准度。

本发明的实施例是这样实现的：一种再制造数控曲轴磨床，包括：床身，床身上设有工作台面以及用以驱动工作台面沿z轴方向移动z轴驱动装置，z轴方向与工作台面的长度方向平行分布；工作台面上设置有头座箱体和尾座箱体，头座箱体转动连接有第一主轴，尾座箱体转动连接有第二主轴；夹具组件，夹具组件设置有一对，一夹具组件用以对曲轴的一端端部进行夹紧定位，另一夹具组件用以对曲轴的另一端端部进行夹紧定位；夹具组件包括夹具体、定位装置和夹紧装置；定位装置包括定位座，定位座设置有弧形定位槽，定位座固定于夹具体一端，夹具体另一端设置有圆盘座，一夹具组件的圆盘座固定于第一主轴，另一夹具组件的圆盘座固定于第二主轴；夹紧装置包括卡爪以及用于驱动卡爪对弧形定位槽上的曲轴端部进行夹紧的卡爪驱动装置；中心支撑组件，中心支撑组件固定设于床身的一侧，中心支撑组件用以对磨削加工的曲轴的连杆颈或主轴颈进行支撑；砂轮组件，砂轮组件包括底座，设于底座上的砂轮，用以驱动砂轮转动的砂轮驱动装置，以及用以驱动砂轮沿x轴方向移动的x轴驱动装置，底座固定设于床身远离中心支撑组件的一侧；x轴方向垂直于床身的长度方向，砂轮的轴向与曲轴的轴向平行分布；修整组件，修整组件包括金刚滚轮，用以驱动金刚滚轮转动的滚轮驱动装置，以及用以将金刚滚轮固定于头座箱体的固定装置；金刚滚轮固定于磨床靠近砂轮的一侧，金刚滚轮的轴线与砂轮的轴线垂直分布，金刚滚轮的轴线垂直于工作平台所在的平面；金刚滚轮包括连接盘以及固定于连接盘的外圆周面的修整刃，修整刃设于连接盘远离滚轮驱动装置一端的端部。

进一步地，床身上表面固定设置有第一直线导轨，第一直线导轨沿床身长度方向分布；第一直线导轨滑动连接有第一滑块，工作台面固定于第一滑块远离第一直线导轨的一侧；z轴驱动装置包括第一电机，与第一电机的转轴固定连接的第一丝杆以及与第一丝杆螺纹连接的第一螺母块；第一电机固定于床身，第一丝杆与床身转动连接，第一丝杆与第一直线导轨平行分布，工作台面固定于第一螺母块远离床身的一侧。

进一步地，第一直线导轨设置有2件，第一丝杆设于2件第一直线导轨之间，2件第一直线导轨沿第一丝杆对称分布；一第一直线导轨滑动连接有多件第一滑块，多件第一滑块均与工作台面固定连接。

进一步地，卡爪驱动装置包括驱动臂和气缸，驱动臂中部与夹具体铰接，驱动臂一端与卡爪固定连接，驱动臂另一端与气缸的伸缩杆铰接，气缸与夹具体固定连接。

进一步地，底座上设置有第二直线导轨，第二直线导轨的长度方向沿x轴方向分布，第二直线导轨滑动连接有第二滑块，第二滑块远离第二直线导轨的一侧固定设置有一底板，砂轮固定于底板上方；x轴驱动装置包括第二电机，与第二电机的转轴固定连接的第二丝杆，以及与第二丝杆螺纹连接的第二螺母块，第二电机固定于底座，第二丝杆与底座转动连接，第二丝杆与第二直线导轨平行分布，第二螺母块远离底座的一侧固定于底板。

进一步地，第二丝杆两侧各设置有2件第二直线导轨，位于第二丝杆两侧的第二直线导轨沿第二丝杆对称分布；一第二直线导轨滑动连接有多件第二滑块，多件第二滑块均与底板固定连接。

进一步地，底板上设置有一砂轮轴箱，砂轮驱动装置包括砂轮电机以及与砂轮电机的转轴固定连接的传动轴，砂轮电机固定于砂轮轴箱一侧，传动轴穿过砂轮轴箱后设于砂轮轴箱另一侧，砂轮固定于传动轴远离砂轮电机的一端端部。

进一步地，滚轮驱动装置包括电主轴，固定装置包括固定座以及与固定座固定连接的抱夹筒，固定座固定于头座箱体靠近砂轮的一侧，电主轴伸入抱夹筒内且与抱夹筒固定连接。

进一步地，电主轴与金刚滚轮之间还设置有用以连接电主轴与金刚滚轮的连接装置；连接装置包括连接套锥和压螺；连接套锥包括套锥部，与套锥部一体成型且导通的滚轮连接部，以及由套锥部靠近滚轮连接部的一端向外凸设形成的连接环；滚轮连接部的内径大于套锥部的内径，以使滚轮连接部与套锥部之间形成有一台阶面；电主轴靠近金刚滚轮的一端设置有锥形连接轴，套锥部套设于锥形连接轴外；连接盘中心开设有中心孔，滚轮连接部伸入中心孔内；连接环与连接盘通过若干连接螺钉固定连接；锥形连接轴中心开设有一连接螺孔，压螺伸入连接螺孔内，压螺的头部抵接于台阶面，用以将连接套锥与锥形连接轴固定连接。

进一步地，固定座包括固定板以及与固定板固定连接的固定块，固定板固定于头座箱体，固定块固定于抱夹筒靠近金刚滚轮的一端，固定块固定于抱夹筒的外圆周面；固定块远离金刚滚轮一端的端面与抱夹筒远离金刚滚轮的一端的外圆周面之间固定设置有第一加强筋板。

本发明的有益效果是：

(1)本发明的再制造数控曲轴磨床，通过对夹具组件的改造使得曲轴在高速转动条件下能够稳定夹紧，通过对砂轮组件的改造，以及在砂轮对面设置中心支撑组件，使得砂轮在高速磨削曲轴的主轴颈或连杆颈时，保证曲轴的主轴颈和连杆颈能够稳定转动；

(2)本发明的修整组件，将金刚滚轮固定在磨床的头座箱体上，通过头座箱体沿z轴的移动，直接驱动金刚滚轮靠近或远离砂轮，无需重新配置驱动装置，结构简单，控制方便；金刚滚轮的轴线与砂轮的轴线垂直，且与工作台面垂直，使得金刚滚轮的圆周面的修整刃与砂轮的外圆面和r面接触，对砂轮的外圆面和r面进行修整，这种设置，始终由尖锐的修整刃与外圆面和r面接触，使得修整效果好，修整效率高，一件金刚滚轮即可实现多个面的修整；

(3)本发明的再制造数控曲轴磨床，生产成本低，只需要简单的改造成本即可达到新的数控磨床的功能，具有很好的经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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他相关的附图。

图1是本发明的曲轴磨床的结构示意图；

图2是本发明的z轴驱动装置的结构示意图；

图3是本发明的夹具组件的一视角的结构示意图；

图4是本发明的夹具组件的另一视角的结构示意图；

图5是本发明的砂轮组件结构示意图；

图6是本发明的x轴驱动装置的结构示意图；

图7是本发明的修整组件的结构示意图；

图8是本发明的连接锥套的结构示意图；

图9是本发明的固定装置的结构示意图；

图10是本发明的金刚滚轮的结构示意图；

图11是本发明的金刚滚轮与砂轮的外圆面接触的示意图；

图12是本发明的金刚滚轮与砂轮的r面接触的示意图。

图标：

100-床身，110-工作台面，120-头座箱体，130-尾座箱体，141-第一直线导轨，142-第一滑块，143-第一电机，144-第一丝杆，145-第一螺母块，200-夹具组件，210-夹具体，211-圆盘座，220-定位座，221-弧形定位槽，231-驱动臂，232-卡爪，233-气缸，240-分度装置，300-中心支撑组件，400-砂轮组件，410-底座，420-底板，431-第二直线导轨，432-第二滑块，433-第二电机，434-第二丝杆，435-第二螺母块，440-砂轮，441-外圆面，442-r面，451-砂轮轴箱，452-传动轴，453-砂轮电机，500-修整组件，510-金刚滚轮，511-连接盘，512-修整刃，513-中心孔，520-电主轴，521-锥形连接轴，531-抱夹筒，533-固定板，534-固定块，535-第一加强筋板，536-第二加强筋板，540-连接套锥，541-套锥部，542-连接环，543-滚轮连接部，544-台阶面，550-压螺。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

以下结合附图对本发明进行进一步的说明，如附图1-附图12所示：

本实施例提供了一种再制造数控曲轴磨床，包括：床身100，床身100上设置有工作台面110以及用以驱动工作台面110沿z轴方向移动z轴驱动装置，z轴方向与工作台面110的长度方向平行分布；工作台面110上设置有头座箱体120和尾座箱体130，头座箱体120转动连接有第一主轴，尾座箱体130转动连接有第二主轴；夹具组件200，夹具组件200设置有一对，一夹具组件200用以对曲轴的一端端部进行夹紧定位，另一夹具组件200用以对曲轴的另一端端部进行夹紧定位；夹具组件200包括夹具体210、定位装置和夹紧装置；定位装置包括定位座220，定位座220设置有弧形定位槽221，定位座220固定于夹具体210一端，夹具体210另一端设置有圆盘座211，一夹具组件200的圆盘座211固定于第一主轴，另一夹具组件200的圆盘座211固定于第二主轴；夹紧装置包括卡爪232以及用于驱动卡爪232对弧形定位槽221上的曲轴端部进行夹紧的卡爪驱动装置；中心支撑组件300，中心支撑组件300固定设于床身100的一侧，中心支撑组件300用以对磨削加工的曲轴的连杆颈或主轴颈进行支撑；砂轮组件400，砂轮组件400包括底座410，设于底座410上的砂轮440，用以驱动砂轮440转动的砂轮驱动装置，以及用以驱动砂轮440沿x轴方向移动的x轴驱动装置，底座410固定设于床身100远离中心支撑组件300的一侧；x轴方向垂直于床身100的长度方向，砂轮440的轴向与曲轴的轴向平行分布；修整组件500，修整组件500包括金刚滚轮510，用以驱动金刚滚轮510转动的滚轮驱动装置，以及用以将金刚滚轮510固定于头座箱体120的固定装置；金刚滚轮510固定于磨床靠近砂轮440的一侧，金刚滚轮510的轴线与砂轮440的轴线垂直分布，金刚滚轮510的轴线垂直于工作台面所在的平面；金刚滚轮510包括连接盘511以及固定于连接盘511的外圆周面的修整刃512，修整刃512设于连接盘511远离滚轮驱动装置一端的端部。

本发明的再制造数控曲轴磨床，夹具组件200通过卡爪232将曲轴的端部夹紧在弧形定位槽221内，使得曲轴在高速转动条件下能够稳定夹紧，通过对砂轮组件400的改造，以及在砂轮440对面设置中心支撑组件300，中心支撑组件300在砂轮400对曲轴的主轴颈或连杆颈进行磨削时，中心支撑组件300在砂轮440对面对该磨削的轴颈进行支撑，以抵消高速转动的砂轮440作用于轴颈上的较大的推力，使得砂轮440在高速磨削曲轴的主轴颈或连杆颈时，能够保证曲轴的主轴颈和连杆颈能够稳定转动；另外，本发明的修整组件500，将金刚滚轮510固定在头座箱体120上，通过头座箱体120沿z轴的移动，直接驱动金刚滚轮510沿z轴方向靠近或远离砂轮440，无需重新配置驱动装置，结构简单，控制方便；金刚滚轮510的轴线与砂轮440的轴线垂直，且与工作台面110垂直，使得金刚滚轮510圆周面的修整刃512与砂轮440的外圆面441和r面442接触，对砂轮440的外圆面441和r面442进行修整，这种设置，始终由尖锐的修整刃512与外圆面441和r面442接触，使得修整效果好，修整效率高，一件金刚滚轮510即可实现多个面的修整。

本实施例的对砂轮的修整过程为：修整砂轮440的外圆面441时，启动z轴驱动装置和x轴驱动装置，使得金刚滚轮510的修整刃512与砂轮440的外圆面441接触(如附图11所示)，随后，启动z轴驱动装置、滚轮驱动装置、砂轮驱动装置，使得砂轮440转动、金刚滚轮510转动，且金刚滚轮510沿z轴方向移动，三个方向的运动联动，实现对砂轮440的外圆面441的修整；修整砂轮440的r面442时，启动z轴驱动装置和x轴驱动装置，使得金刚滚轮510的修整刃512与砂轮440的r面442接触(如附图12所示)，随后，启动z轴驱动装置、x轴驱动装置、滚轮驱动装置、砂轮驱动装置，使得砂轮440转动、金刚滚轮510转动，且金刚滚轮510沿z轴方向移动，砂轮440沿x轴方向移动，四个方向的运动联动，实现对砂轮440的r面442的修整。

本实施例中，床身100上表面固定设置有第一直线导轨141，第一直线导轨141沿床身100长度方向分布；第一直线导轨141滑动连接有第一滑块142，工作台面110固定于第一滑块142远离第一直线导轨141的一侧；z轴驱动装置包括第一电机143，与第一电机143的转轴固定连接的第一丝杆144以及与第一丝杆144螺纹连接的第一螺母块145；第一电机143固定于床身100，第一丝杆144与床身100转动连接，第一丝杆144与第一直线导轨141平行分布，工作台面110固定于第一螺母块145远离床身100的一侧。进一步地，第一直线导轨141设置有2件，第一丝杆144设于2件第一直线导轨141之间，2件第一直线导轨141沿第一丝杆144对称分布；一第一直线导轨141滑动连接有多件第一滑块142，多件第一滑块142均与工作台面110平行分布。通过丝杆螺母设置以及多组第一直线导轨141的设置，进一步提高工作台面110移动时的稳定性。

本实施例中，卡爪驱动装置包括驱动臂231和气缸233，驱动臂231中部与夹具体210铰接，驱动臂231一端与卡爪232固定连接，驱动臂231另一端与气缸233的伸缩杆铰接，气缸233与夹具体210固定连接。通过气缸233驱动驱动臂231来实现卡爪232的夹紧，夹紧稳定精准，夹紧效果好。

本实施例中，底座410上设置有第二直线导轨431，第二直线导轨431的长度方向沿x轴方向分布，第二直线导轨431滑动连接有第二滑块432，第二滑块432远离第二直线导轨431的一侧固定设置有一底板420，砂轮440固定于底板420上方；x轴驱动装置包括第二电机433，与第二电机433的转轴固定连接的第二丝杆434，以及与第二丝杆434螺纹连接的第二螺母块435，第二电机433固定于底座410，第二丝杆434与底座410转动连接，第二丝杆434与第二直线导轨431平行分布，第二螺母块435远离底座410的一侧固定于底板420。进一步地，第二直线导轨431设置有4件，2件第二直线导轨432设于第二丝杆434一侧，2件第二直线导轨432设于第二丝杆434另一侧，第二丝杆434两侧的第二直线导轨432沿第二丝杆434对称分布；一第二直线导轨431滑动连接有多件第二滑块432，多件第二滑块432均与底板420固定连接。通过丝杆螺母的设置以及多组第二直线导轨431和第二滑块432的设置，使得砂轮440进给过程更为稳定。

本实施例中，底板420上设置有一砂轮轴箱451，砂轮驱动装置包括砂轮电机453以及与砂轮电机453的转轴固定连接的传动轴452，砂轮电机453固定于砂轮轴箱451一侧，传动轴452穿过砂轮轴箱451后设于砂轮轴箱451另一侧，砂轮440固定于传动轴452远离砂轮电机453一端的端部。砂轮440通过传动轴452与砂轮电机453连接，稳定性更高。

本实施例中，滚轮驱动装置包括电主轴520，固定装置包括固定座以及与固定座固定连接的抱夹筒531，固定座固定于头座箱体120靠近砂轮440的一侧，电主轴520伸入抱夹筒531内且与抱夹筒531固定连接。通过固定装置实现电主轴520与头座箱体120的固定连接。

进一步地，电主轴520与金刚滚轮510之间还设置有用以连接电主轴520与金刚滚轮510的连接装置；连接装置包括连接套锥540和压螺550；连接套锥540包括套锥部541，与套锥部541一体成型且导通的滚轮连接部543，以及由套锥部541靠近滚轮连接部543的一端向外凸设形成的连接环542；滚轮连接部543的内径大于套锥部541的内径，以使滚轮连接部543与套锥部541之间形成有一台阶面544；电主轴520靠近金刚滚轮510的一端设置有锥形连接轴521，套锥部541套设于锥形连接轴521外；连接盘511中心开设有中心孔513，滚轮连接部543伸入中心孔513内；连接环542与连接盘511通过若干连接螺钉固定连接；锥形连接轴521中心开设有一连接螺孔，压螺550伸入连接螺孔内，压螺550的头部抵接于台阶面544，用以将连接套锥540与锥形连接轴521固定连接。通过连接套锥540实现了电主轴520与金刚滚轮510的固定连接，结构稳定，连接效果好，能够在高速转动条件下保证连接稳定。

本实施例中，固定座包括固定板533以及与固定板533固定连接的固定块534，固定板533固定于头座箱体120，固定块534固定于抱夹筒531靠近金刚滚轮510的一端，固定块534固定于抱夹筒531的外圆周面；固定块534远离金刚滚轮510一端的端面与抱夹筒531远离金刚滚轮510一端的外圆周面之间固定设置有第一加强筋板535。固定板533和固定块534之间还设置有第二加强筋板536，通过固定板533、固定块534的结构设置，实现了固定座与头座箱体120和抱夹筒531均方便连接，且通过第一加强筋板535和第二加强筋板536的设置，使得整个固定座的连接结构更稳定。

综上，本实施例的再制造数控曲轴磨床，在普通磨床上进行了相应的适应性改造，使其在高速磨削的条件下能够保证稳定，从而在提高加工效率的同时保证加工精度，同时，本发明的曲轴磨床能够方便快速的对砂,进行自动修整，以减少修整耗费的时间，并提高修整的精准度，且本发明的再制造数控曲轴磨床，生产成本低，只需要简单的改造成本即可达到新的数控磨床的功能，具有很好的经济效益。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。