[发明专利]五轴多功能螺纹磨削加工中心

说明书

技术领域：

本发明五轴多功能螺纹磨削加工中心属于数控机床领域，特别是涉及一种适应于丝杆螺母磨削的多功能复合加工机床。

背景技术：

丝杆是精密数控机床的重要功能部件，而滚珠螺母是丝杆的最重要组成部件，滚珠螺母质量的好坏直接决定丝杆的精度和手感，现有的滚珠螺母磨削机床磨削滚珠螺母内滚道时，内滚道与回珠孔的相对位置仅靠操作工目测保证，根本无法稳定保证产品质量；现在较为先进的滚珠螺母磨削中心是三轴联动内螺纹磨削中心，它在拥有较高加工精度的同时也存在以下主要问题：可加工的滚珠螺母规格比较小，不能加工直径或长度更大的螺母；加工不同的螺母，需要人工手动调整砂轮修正器的摆角和内螺纹磨削电主轴的摆角；操作、装夹不够方便等问题；只能采用金刚滚轮修正砂轮，不同的螺母需要不同的金刚滚轮，使用成本高。而现有最先进的四轴或五轴螺母磨削中心可适用的范围比较窄，要么只能加工小型螺母，要么只能加工大型螺母，丝杆生产厂家如果要制造各种型号的丝杆螺母，就需要购买多种不同型号的磨削中心，投资成本较大。

发明内容：

发明的目的在于为避免现有技术的不足之处，提供一种有较高加工精度，可加工多种规格的滚珠螺母，操作、装夹方便，使用成本小的五轴多功能螺纹磨削加工中心。

本发明的目的是通过以下措施来达到的，主轴移动式的五轴多功能螺纹磨削加工中心采用了五轴结构，由床身、Z向滑板、工件电主轴、X向底板、立柱、Y向滑板、A轴回转台、磨削电主轴、砂轮刀库、砂轮修正器、中心架及尾座等组成。

Z向导轨固定在床身上，在床身上安装Z向丝杆，Z向伺服电机连接Z向丝杆，Z向滑板安装在Z向导轨滑块上，Z向导轨滑块与丝杠上的螺母通过螺母座连接，Z向滑板通过Z向导轨和Z向导轨滑块连接在床身上，Z向伺服电机驱动Z向丝杠，带动Z向滑板做Z向移动；

X向底板通过螺栓连接固定在床身上，X向导轨安装在X向底板上，在床身上安装X向丝杆，X向伺服电机连接X向丝杆，X向导轨滑块与丝杠上的螺母通过螺母座连接，X向伺服电机驱动X向丝杆，立柱设置在X向导轨滑块上，X向伺服电机驱动X向丝杆，带动立柱做X向移动；

Y向导轨固定安装在立柱上，在立柱上安装Y向丝杆，Y向伺服电机连接Y向丝杆，Y向导轨滑块与丝杠上的螺母通过螺母座连接，Y向导轨滑块安装在Y向丝杆上，Y向滑板安装在Y向导轨滑块上，，Y向伺服电机驱动Y向丝杆，带动Y向滑板做Y向移动；

在Z向滑板上设置工件电主轴，工件电主轴绕Z轴旋转形成C轴旋转运动，工件电主轴上设置有锁紧装置；

Z向滑板和X向底板相互垂直，

A轴回转台通过精密轴承设置在Y向滑板上，A轴回转台连接A轴伺服电机，A轴伺服电机通过涡轮蜗杆传动绕X轴旋转形成A轴旋转运动。A轴回转台采用静压回转工作台，在A轴回转台上设有锁紧装置；

磨削电主轴通过螺栓连接固定在A轴回转工作台上，磨削电主轴具有随立柱前后移动做X向运动，随Y向滑板上下移动做Y向运动，随A轴工作台旋转做A轴移动；

在床身上设置设置刀库支架，砂轮刀库通过刀库支架设置在床身上，砂轮刀库设置在立柱的外侧边。采用机械手对砂轮电主轴进行砂轮更换；

砂轮修正器设置在工件电主轴的主轴箱上，对砂轮进行修正；

上述的5个坐标中，X、Y、Z三个轴为直线轴，做直线运动，A、C两个轴为旋转轴，做旋转运动，三个直线轴全部采用直线光栅尺实行全闭环控制，两个旋转轴全部采用圆光栅实行全闭环控制。

本发明增加了A轴和Y轴，A轴和Y轴的组合，可以使砂轮中心调整至螺母轴线，内螺纹磨杆的长度没有限制，可以实现超长螺母的磨削。A轴可以使内螺纹砂轮主轴可以自动摆动，无须手动，方便使用。本发明A轴可以自动摆动至水平位置，所以砂轮修正其主轴就无需摆动角度了，简化了机床结构。同时可以X和Z轴插补实现砂轮轮廓的修正。既可以采用金刚滚轮修正方式，也可以采用数控插补修正的方式。采用金刚碟轮数控插补修正，取消了金刚滚轮，一种碟轮就可以满足所有螺母的磨削，非常方便，成本降低。

本发明可以设置中心架，在Z向滑板上设置中心架；方便长螺母加工。

本发明可以设置尾座，在Z向滑板上设置尾座；可以磨削外螺纹，因此它又是一台外螺纹磨床，机床功能得到了扩展。

本发明主轴移动式的五轴多功能螺纹磨削加工中心操作者距离工件近，操作测量很方便。