一种复合磨床的制作方法

1.本发明涉及磨床技术领域，尤其是指一种复合磨床。


背景技术：

2.磨床是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床。利用磨床可以磨削工件的多余量，以获得所需之形状、尺寸及加工面，通过磨削加工可以提高工件表面精度，尤其是对于表面质量具有较高要求的工件，一般都需要进行磨削加工。
3.但是现有的磨床磨削功能单一，通常只能实现外圆磨削、内圆磨削等磨削功能中的一种，当工件需要进行多种磨削加工时，就需要在完成一种磨削功能后更换另一种磨床设备，并重新对工件进行装夹定位，不仅操作不便，费时费力，且多次装夹也不利于确保证同轴度、平行度以及与端面的垂直度等精度，从而影响工件的加工精度，无法保证工件品质。


技术实现要素：

4.为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中磨床磨削功能单一，无法满足多种磨削功能切换的需求，导致工件加工效率和加工精度无法得到有效保证的缺陷。
5.为解决上述技术问题，本发明提供了一种复合磨床，包括，
6.床身；
7.头架，所述头架沿z轴方向可滑移地连接在所述床身上，所述头架上连接有用于装夹工件的夹具，所述夹具可旋转的连接在所述头架上，所述夹具的旋转轴线和所述z轴方向相平行；
8.外圆磨削装置，所述外圆磨削装置连接在x轴移动座上，所述x轴移动座沿x轴方向可滑移地连接在所述床身上；
9.内圆磨削装置，所述内圆磨削装置连接在所述x轴移动座上；
10.螺纹磨削装置，所述螺纹磨削装置连接在所述x轴移动座上；
11.其中，x轴方向和z轴方向相垂直。
12.在本发明的一个实施例中，所述床身上设置有z轴导轨和x轴导轨，所述头架可滑移地连接在所述z轴导轨上，所述x轴移动座可滑移地连接在所述x轴导轨上。
13.在本发明的一个实施例中，所述头架由第一直线电机驱动做z轴方向的直线运动，所述x轴移动座由第二直线电机驱动做x轴方向的直线运动。
14.在本发明的一个实施例中，所述螺纹磨削装置包括第一安装座和用于对工件上的螺纹进行磨削的第一打磨主体，所述第一安装座和所述x轴移动座相连接，所述第一打磨主体沿y轴方向可滑移地连接在所述第一安装座上，所述x轴方向和z轴方向均与所述y轴方向相垂直。
15.在本发明的一个实施例中，所述第一打磨主体由丝杠螺母传动机构驱动做y轴方向的直线运动,所述丝杠螺母传动机构包括丝杠和传动螺母，由所述丝杠转动而驱动所述
传动螺母沿所述丝杠做直线运动，述丝杠可转动地连接在所述第一安装座上，所述丝杠由y轴驱动电机驱动旋转，所述传动螺母和y轴移动座相连接，所述y轴移动座和所述第一打磨主体相连接。
16.在本发明的一个实施例中，所述第一打磨主体可转动的连接在所述y轴移动座上。
17.在本发明的一个实施例中，所述外圆磨削装置包括第二安装座和用于对工件进行外圆磨削的第二打磨主体，所述第二打磨主体可转动的连接在所述第二安装座上。
18.在本发明的一个实施例中，所述内圆磨削装置包括第三安装座和用于对工件进行内圆磨削的第三打磨主体，所述第三打磨主体可转动的连接在所述第三安装座上。
19.在本发明的一个实施例中，所述第三打磨主体包括打磨头，所述打磨头和打磨驱动装置的输出轴相连接，所述打磨驱动装置的壳体通过转盘组件和第三安装座相连接，所述转盘组件由旋转电机驱动旋转。
20.在本发明的一个实施例中，所述转盘组件通过转台轴承和所述第三安装座相连接。
21.本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
22.本发明所述的复合磨床，兼具外圆磨削、内圆磨削和螺纹磨削的三种作用，可以灵活的调整头架、外圆磨削装置、内圆磨削装置和螺纹磨削装置的位置，使得外圆磨削、内圆磨削和螺纹磨削操作得以灵活切换，对于同一工件，只需进行一次装夹，就可以进行多种类型的磨削操作，无需切换机床，不仅仅可以有效提升工件的加工精度和加工质量，也大大提升了工件的加工效率。
附图说明
23.为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
24.图1是本发明的复合磨床的三维结构示意图；
25.图2是图1所示的复合磨床的另一角度的三维结构示意图；
26.图3是图1所示的复合磨床的主视图；
27.图4是图3所示的复合磨床的俯视图；
28.图5是图1中床身的结构示意图；
29.图6是图1中内圆磨削装置的结构示意图；
30.图7是图6所示的内圆磨削装置的主视图；
31.图8是图7中a-a处的剖视图；
32.图9是图1中螺纹磨削装置的结构示意图；
33.图10是图9所示螺纹磨削装置的另一角度的结构示意图；
34.图11是图1中外圆磨削装置的结构示意图；
35.说明书附图标记说明：
36.1、床身；
37.2、头架；21、夹具；
38.3、外圆磨削装置；31、第二打磨主体；32、第二安装座；
39.4、内圆磨削装置；41、第三打磨主体；411、打磨头；412、打磨驱动装置；413、转盘组
件；4131、底盘；4132、连接盘；414、转台轴承；415、密封圈；416、调整垫片；42、第三安装座；
40.5、螺纹磨削装置；51、第一打磨主体；52、第一安装座；521、滑移腔；53、丝杠；54、y轴移动座；55、y轴驱动电机；
41.6、x轴移动座；7、x轴导轨；8、z轴导轨；9、y轴导轨；10、第一直线电机；11、第二直线电机。
具体实施方式
42.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
43.参照图1-图4所示，本实施例公开了一种复合磨床，包括床身1、头架2、外圆磨削装置3、内圆磨削装置4和螺纹磨削装置5；
44.头架2沿z轴方向可滑移地连接在床身1上，头架2上连接有用于装夹工件的夹具21，夹具21可旋转的连接在头架2上，夹具21的旋转轴线和z轴方向相平行；上述夹具21可以采用卡盘，例如三爪卡盘、四爪卡盘或六爪卡盘等；
45.外圆磨削装置3连接在x轴移动座6上，x轴移动座6沿x轴方向可滑移地连接在床身1上，以利用x轴移动座6实现外圆磨削装置3沿x方向的位移调整；
46.内圆磨削装置4连接在x轴移动座6上，以利用x轴移动座6实现内圆磨削装置4沿x方向的位移调整；
47.螺纹磨削装置5连接在x轴移动座6上，以利用x轴移动座6实现内圆磨削装置4沿x方向的位移调整；
48.其中，x轴方向和z轴方向相垂直。x轴方向和z轴方向参阅图2-图4中箭头方向。
49.外圆磨削装置3用于对工件外圆进行磨削，内圆磨削装置4用于对工件内圆进行磨削，螺纹磨削装置5用于对工件上的螺纹进行磨削，以提高螺纹的加工精度。
50.上述结构的复合磨床，兼具外圆磨削、内圆磨削和螺纹磨削的三种作用，可以灵活的调整头架2、外圆磨削装置3、内圆磨削装置4和螺纹磨削装置5的位置，使得外圆磨削、内圆磨削和螺纹磨削操作得以灵活切换，对于同一工件，只需进行一次装夹，就可以进行多种类型的磨削操作，无需切换机床，不仅仅可以有效提升工件的加工精度和加工质量，也大大提升了工件的加工效率。
51.在其中一个实施方式中，如图5所示，床身1上设置有z轴导轨8和x轴导轨7，头架2可滑移地连接在z轴导轨8上，x轴移动座6可滑移地连接在x轴导轨7上，以分别保证头架2和x轴移动座6的移动稳定性和可靠性。
52.进一步地，z轴导轨8和x轴导轨7均可采用z轴导轨8和x轴导轨7滚柱直线导轨，其具有超高刚度和较高的精度。
53.在其中一个实施方式中，头架2由第一直线电机10驱动做z轴方向的直线运动，x轴移动座6由第二直线电机11驱动做x轴方向的直线运动。
54.上述驱动方式采用直线电机驱动，其拥有高响应性和长期稳定性，更利于保证运动精度，例如可采用磁悬浮直线电机，其在移动速度和定位精度上更具优势，且由于机械接触少，也可以更好地避免磨损问题，保证设备的使用寿命。
55.上述床身1可采用天然花岗岩材质制成，这种材质的床身1热变形小，稳定性高，更
利于保证运动部件的运动精度。
56.在其中一个实施方式中，如图9-图10所示，螺纹磨削装置5包括第一安装座52和用于对工件上的螺纹进行磨削的第一打磨主体51，第一安装座52和x轴移动座6相连接，第一打磨主体51沿y轴方向可滑移地连接在第一安装座52上，x轴方向和z轴方向均与y轴方向相垂直，也即，x轴方向、z轴方向、y轴方向这三者相互垂直。x轴方向、z轴方向和y轴方向参阅图2-图4中箭头方向。
57.其中，第一打磨主体51是进行磨削动作的打磨装置，其具有打磨头，以利用打磨头对工件进行相应的打磨操作。打磨头可以是砂轮组件。
58.上述结构通过x轴移动座6可以带动第一打磨主体51沿x轴方向移动，从而实现第一打磨主体51水平位置的调整，同时也使得第一打磨主体51可以沿y轴方向上下移动，从而实现第一打磨主体51竖直位置的调整，进而使得螺纹磨削装置5可以灵活的进行位置调节，从而可以实现不同位置和不同类型的工件的打磨操作，满足不同工况的需求。
59.在其中一个实施方式中，第一打磨主体51由丝杠螺母传动机构驱动做y轴方向的直线运动,丝杠螺母传动机构包括丝杠53和传动螺母，由丝杠53的转动而驱动传动螺母沿丝杠53做直线运动，由丝杠53的旋转驱动传动螺母沿丝杠53做上下直线运动，丝杠53可转动地连接在第一安装座52上，丝杠53由y轴驱动电机55驱动旋转，传动螺母和y轴移动座54相连接，y轴移动座54和第一打磨主体51相连接。上述结构工作时，丝杠53的旋转驱动传动螺母沿丝杠53做y轴方向(上下方向)直线运动，由传动螺母带动y轴移动座54和第一打磨主体51一起进行y轴方向的运动，从而实现第一打磨主体51高度的调整。
60.其中，丝杠53可采用两端固定的方式安装，并对丝杠53进行预拉伸，减少丝杆运动过程中产生的热变形量，提高了机床的精度稳定性。
61.进一步地，第一安装座52上设置有滑移腔521，y轴移动座54的一端可滑移地连接滑移腔521中，另一端和第一打磨主体51相连接。该结构可以使得y轴移动座54在滑移腔521中做直线运动，可以更好地保证y轴移动座54的移动精确度和稳定性。
62.进一步地，第一安装座52上设置有y轴导轨9，y轴移动座54可滑移地连接在y轴导轨9上，以更好地保证y轴移动座54的移动稳定性，防止其发生偏移。
63.在其中一个实施方式中，第一打磨主体51可转动的连接在y轴移动座54上，使得第一打磨主体51可以绕x轴方向旋转，以满足不同螺纹升角的加工需求。
64.在其中一个实施方式中，如图11所示，外圆磨削装置3包括第二安装座32和用于对工件进行外圆磨削的第二打磨主体31，第二打磨主体31可转动的连接在第二安装座32上，使得第二打磨主体31可以绕y轴方向旋转，以更便于根据实际工况调整第二打磨主体31的角度。
65.其中，第二打磨主体31是进行磨削动作的打磨装置，其具有打磨头，以利用打磨头对工件进行相应的外圆打磨操作。打磨头可以是砂轮组件。
66.在其中一个实施方式中，如图6-图8所示，内圆磨削装置4包括第三安装座42和用于对工件进行内圆磨削的第三打磨主体41，第三打磨主体41可转动的连接在第三安装座42上，也即使得第三打磨主体41可以绕y轴方向旋转，从而更便于根据实际工况调整第三打磨主体41的角度。
67.其中，第三打磨主体41是进行磨削动作的打磨装置，其具有打磨头411，以利用打
磨头411对工件进行相应的内圆打磨操作。打磨头411可以是砂轮组件。
68.在其中一个实施方式中，第三打磨主体41包括打磨头411，打磨头411和打磨驱动装置412的输出轴相连接，由打磨驱动装置412的输出轴带动打磨头411旋转，打磨驱动装置412的壳体通过转盘组件413和第三安装座42相连接，转盘组件413由旋转电机驱动旋转。
69.优选的，上述打磨驱动装置412采用电主轴。
70.进一步地，转盘组件413通过转台轴承414和第三安装座42相连接，以保证转盘组件413可以相对第三安装座42进行稳定旋转。
71.进一步地，旋转电机的输出轴和转盘组件413相连接，转台轴承414的内圈和转盘组件413相连接，转台轴承414的外圈和第三安装座42相固定，旋转电机的输出轴旋转带动转盘组件413旋转，从而带动转台轴承414内圈相对外圈转动。
72.上述旋转电机可以置于第三安装座42的内部。
73.其中，转盘组件413包括底盘4131，底盘4131的下部通过连接盘4132和第三安装座42相连接，连接盘4132和旋转电机的输出轴相连接，由旋转电机驱动连接盘4132和底盘4131一起转动。
74.为保证密封效果，连接盘4132和第三安装座42之间可以设置密封圈415，以防止外部水汽及铁屑等异物进入第三安装座42内部。
75.为便于打磨头411高度的调整，打磨驱动装置412的壳体和转盘组件413之间可以设置调整垫片416。
76.转台轴承414与第三安装座42之间也可以设置调整垫片，以更好地消除消除装配累积误差。
77.上述内圆磨削装置4工作原理为：利用旋转电机驱动转盘组件413旋转，从而带动第三打磨主体41和打磨头411一起旋转至所需角度；进行内圆打磨时，打磨头411和工件内圆接触，只需将启动打磨驱动装置412，由打磨驱动装置412带动打磨头411旋转，即可实现内圆磨削操作。
78.其中，外圆磨削装置3的第二打磨主体31、螺纹磨削装置5的第一打磨主体51与内圆磨削装置4的第三打磨主体41的结构基本相同，均包括打磨驱动装置412和打磨头411，由打磨驱动装置412驱动打磨头411旋转，只是三种磨削装置需配置不同的打磨头。
79.第二打磨主体31和第二安装座32之间是可转动连接，该连接方式也可以采用上述第三打磨主体41和第三安装座42之间的转动连接方式，同样的，第一打磨主体51和y轴移动座54之间是可转动连接，该连接方式也可以采用上述第三打磨主体41和第三安装座42之间的转动连接方式，在此不再赘述。
80.下面具体举例说明上述复合磨床的使用方法：
81.先将待打磨的工件装夹在头架2的夹具21中，当工件需要进行外圆磨削时，由第一直线电机10驱动头架2做z轴方向的直线运动，也即使得头架2逐渐向着外圆磨削装置3方向前进，直至到达指定位置，并由第二直线电机11驱动x轴移动座6沿x轴方向运动，从而由x轴移动座6带动外圆磨削装置3逐渐靠近头架2上的工件，直至外圆磨削装置3的打磨头411接触工件外圆，然后驱动外圆磨削装置3的打磨头411旋转，就可以进行外圆磨削动作；
82.同样的，当工件需要进行内圆磨削时，由第一直线电机10驱动头架2做z轴方向的直线运动，也即使得头架2逐渐向着内圆磨削装置4方向前进，直至到达指定位置，并由第二
直线电机11驱动x轴移动座6沿x轴方向运动，从而由x轴移动座6带动内圆磨削装置4逐渐靠近头架2上的工件，直至内圆磨削装置4的打磨头411接触工件内圆，然后驱动内圆磨削装置4的打磨头411旋转，就可以进行内圆磨削动作；
83.同样的，当需要对工件上的螺纹进行磨削时，由第一直线电机10驱动头架2做z轴方向的直线运动，也即使得头架2逐渐向着螺纹磨削装置5方向前进，直至到达指定位置，并由第二直线电机11驱动x轴移动座6沿x轴方向运动，从而由x轴移动座6带动螺纹磨削装置5逐渐靠近头架2上的工件，直至螺纹磨削装置5的打磨头411接触工件上的螺纹部，然后驱动螺纹磨削装置5的打磨头411旋转，就可以进行螺纹磨削动作，在该过程中，通过调整打磨头的角度，可以满足不同螺纹升角的加工需求。
84.在实际生产中，若同一工件需分别进行外圆磨削、内圆磨削和螺纹磨削，利用上述一台复合磨床就可以实现，无需进行更换磨床，从而大大提高了加工效率和加工精度；上述一台复合磨床不仅可以满足同一工件的不同磨削需求，也可以满足不同工件的不同类型的磨削需求，也利于大大降低加工成本。
85.在另外一些实施例中，头架2可以连接在立柱上，立柱沿z轴方向可滑移地连接在床身1上，头架2连接在立柱的一侧，从而使得头架2的夹具21中心轴偏离床身1的中心线，也即使得头架2位于床身1的一侧，从而缩短人工操作距离，更便于操作人员在头架2上安装工件。
86.上述实施例的复合磨床，兼具外圆磨削、内圆磨削和螺纹磨削的三种作用，并可以进行灵活切换，从而实现由一台机床就可以实现多种不同类型的磨削操作，有效提升了工件的加工精度和加工质量，也大大提升了工件的加工效率。
87.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

技术特征：
1.一种复合磨床，其特征在于：包括，床身；头架，所述头架沿z轴方向可滑移地连接在所述床身上，所述头架上连接有用于装夹工件的夹具，所述夹具可旋转的连接在所述头架上，所述夹具的旋转轴线和所述z轴方向相平行；外圆磨削装置，所述外圆磨削装置连接在x轴移动座上，所述x轴移动座沿x轴方向可滑移地连接在所述床身上；内圆磨削装置，所述内圆磨削装置连接在所述x轴移动座上；螺纹磨削装置，所述螺纹磨削装置连接在所述x轴移动座上；其中，x轴方向和z轴方向相垂直。2.根据权利要求1所述的复合磨床，其特征在于：所述床身上设置有z轴导轨和x轴导轨，所述头架可滑移地连接在所述z轴导轨上，所述x轴移动座可滑移地连接在所述x轴导轨上。3.根据权利要求1所述的复合磨床，其特征在于：所述头架由第一直线电机驱动做z轴方向的直线运动，所述x轴移动座由第二直线电机驱动做x轴方向的直线运动。4.根据权利要求1所述的复合磨床，其特征在于：所述螺纹磨削装置包括第一安装座和用于对工件上的螺纹进行磨削的第一打磨主体，所述第一安装座和所述x轴移动座相连接，所述第一打磨主体沿y轴方向可滑移地连接在所述第一安装座上，所述x轴方向和z轴方向均与所述y轴方向相垂直。5.根据权利要求4所述的复合磨床，其特征在于：所述第一打磨主体由丝杠螺母传动机构驱动做y轴方向的直线运动,所述丝杠螺母传动机构包括丝杠和传动螺母，由所述丝杠转动而驱动所述传动螺母沿所述丝杠做直线运动，所述丝杠可转动地连接在所述第一安装座上，所述丝杠由y轴驱动电机驱动旋转，所述传动螺母和y轴移动座相连接，所述y轴移动座和所述第一打磨主体相连接。6.根据权利要求5所述的复合磨床，其特征在于：所述第一打磨主体可转动的连接在所述y轴移动座上。7.根据权利要求1所述的复合磨床，其特征在于：所述外圆磨削装置包括第二安装座和用于对工件进行外圆磨削的第二打磨主体，所述第二打磨主体可转动的连接在所述第二安装座上。8.根据权利要求1所述的复合磨床，其特征在于：所述内圆磨削装置包括第三安装座和用于对工件进行内圆磨削的第三打磨主体，所述第三打磨主体可转动的连接在所述第三安装座上。9.根据权利要求8所述的复合磨床，其特征在于：所述第三打磨主体包括打磨头，所述打磨头和打磨驱动装置的输出轴相连接，所述打磨驱动装置的壳体通过转盘组件和第三安装座相连接，所述转盘组件由旋转电机驱动旋转。10.根据权利要求9所述的复合磨床，其特征在于：所述转盘组件通过转台轴承和所述第三安装座相连接。

技术总结
本发明涉及一种复合磨床，包括床身、头架、外圆磨削装置、内圆磨削装置和螺纹磨削装置；头架沿Z轴方向可滑移地连接在床身上，头架上连接有用于装夹工件的夹具，夹具可旋转的连接在头架上，夹具的旋转轴线和Z轴方向相平行；外圆磨削装置连接在X轴移动座上，X轴移动座沿X轴方向可滑移地连接在床身上；内圆磨削装置连接在X轴移动座上；螺纹磨削装置连接在X轴移动座上；其中，X轴方向和Z轴方向相垂直。本发明的复合磨床，兼具外圆磨削、内圆磨削和螺纹磨削的三种作用，并可以实现灵活切换，不仅仅可以有效提升工件的加工精度和加工质量，也大大提升了工件的加工效率。升了工件的加工效率。升了工件的加工效率。


技术研发人员：刘敏 高晓祥
受保护的技术使用者：江苏镌极特种设备有限公司
技术研发日：2023.05.24
技术公布日：2023/8/16