[发明专利]一种数控磨床砂轮架进给系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种数控磨床砂轮架进给系统，特别涉及一种采用直线对称电机及直线静压导轨的数控磨床高精度砂轮架进给系统。

背景技术

在数控磨床技术蓬勃发展的今天，越来越多的新功能被要求在数控磨床上进行实现，比如对于加工曲轴上主轴颈和连杆颈的随动磨削功能；凸轮轴或某些工件的非圆磨削功能；以及使用CBN砂轮的超高速磨削功能。以上几种磨削功能要求砂轮架进给系统必须具有良好的动态性能，刚性，重复定位精度及很强的抗振特性。传统结构的伺服电机驱动滚珠丝杆加上滑动导轨或滚动导轨的形式已经完全无法满足。

要实现上述目标，关键在于导轨的结构和驱动方式。国外同类机床通常采用矩形静压滑动导轨和圆柱形静压滑动导轨，这类导轨的刚性和抗振特性非常好，缺点是机械结构复杂，制造难度大，且对导轨润滑系统的要求也非常高。同时为了保证静压导轨良好的动态响应特性不受冷却液的影响，各相对运动部件之间的防护密封性也是一个难题。国外机床通常采用高成本、高污染性的油性冷却液来解决这个问题。针对上述情况我们开发了采用直线对称电机及直线静压导轨的数控磨床高精度砂轮架进给系统。

发明内容

本发明是针对现在数控磨床技术存在的问题，提出了一种数控磨床砂轮架进给系统，该机构能够大大改善数控磨床砂轮架进给系统的动态响应特性、机床刚性、重复定位精度，降低位移阻力，提高机床的抗振性能和磨削精度，同时便于加工、制造和维修。

本发明的技术方案为：一种数控磨床砂轮架进给系统，包括砂轮架垫板、两根直线静压导轨、机械抱闸系统、滑座、次级安装块、直线对称电机次级、直线对称电机初级、 导轨压板、直线光栅尺、机械缓冲装置，直线静压导轨的导轨部分通过螺钉与砂轮架垫板连接，而直线静压导轨的滑块部分则通过螺钉与滑座固定；导轨压板安装在直线静压导轨的导轨侧面用作横向固定；两根直线静压导轨的内侧各安装有一套机械抱闸系统，机械抱闸系统的导轨部分通过螺钉与砂轮架垫板固定，而抱闸系统与滑座固定；直线电机初级安装在滑座中心，而直线电机次级先与次级安装块固定，而次级安装块和砂轮架垫板连接，以对称布置的形式安装在直线电机初级的两侧；在砂轮架垫板的右侧安装有直线光栅尺，砂轮架垫板的前后两端各装有两个机械缓冲装置。

所述每套直线静压导轨包括一根钢导轨，四个静压滑块，导轨的侧面用压板作横向固定，四个静压滑块固定在作往复运动的滑座底部，其中靠近导轨上的两个滑块内侧有定位面，滑块外侧面用压板作横向固定。

本发明的有益效果在于：本发明数控磨床砂轮架进给系统，系统整体结构的稳定性、可靠性、安全性、以及加工工艺方面的可行性等多角度考虑出发。大大提高了砂轮架进给系统的在高速磨削时的抗振特性，运行时的重复定位精度，机械结构和制造工艺均比传统静压滑动导轨简单。可以适用于类似凸轮磨床、随动磨床、采用CBN砂轮高速磨床等对于砂轮架进给系统有严格要求的机床上。

附图说明

图1为本发明数控磨床砂轮架进给系统主视图；

图2为本发明数控磨床砂轮架进给系统俯视图。

具体实施方式

如图1、2所示数控磨床砂轮架进给系统结构图，包括砂轮架垫板1，直线静压导轨2，机械抱闸系统3，滑座 4，次级安装块5，直线对称电机次级6，直线对称电机初级7， 导轨压板8，直线光栅尺9，机械缓冲装置 10。

直线静压导轨2的导轨部分通过螺钉与砂轮架垫板1连接，而直线静压导轨2的滑块部分则通过螺钉与滑座 4固定。导轨压板8安装在直线静压导轨2的导轨侧面用作横向固定。两根直线静压导轨2的内侧各安装有一套机械抱闸系统3，机械抱闸系统3的导轨部分通过螺钉与砂轮架垫板1固定，而抱闸系统与滑座 4固定。直线电机初级7安装在滑座 4中心，而直线电机次级6先与次级安装块5固定，而次级安装块5和砂轮架垫板1连接，以对称布置的形式安装在直线电机初级7的两侧。在砂轮架垫板1的右侧安装有直线光栅尺9，砂轮架垫板1的前后两端各装有两个机械缓冲装置 10。

本专利由直线对称电机直接驱动运行。与传统直线电机中初级和次级采用上下水平安装的形式不同，直线对称电机的初级和次级使用的是对称安装形式，即直线对称电机的初级安装在滑座中间，而次级部分通过螺钉与砂轮架垫板固定，竖直对称安装在初级的左右两侧。通过直线对称电机次级6与砂轮架垫板1的相对固定，由直线对称电机初级7带动滑座 4实现相对于电机次级6的直线运动。该砂轮架进给系统运动所需动力由直线对称电机通过磁力无接触传动，因此在传动过程中不会产生磨损，以及不会像传统的传动结构中存在反相间隙的情况发生。考虑到砂轮架进给系统的高定位精度要求和高动态性能，在相对运动的部件之间采用了直线静压导轨2进行支撑，两套直线静压导轨平行地固定在有支持面和侧向定位面的砂轮架垫板上，每套直线静压导轨包括一根钢导轨，两个静压滑块，导轨的侧面用压板作横向固定。四个静压滑块固定在作往复运动的滑座底部，其中主导轨上的两个滑块内侧有定位面，滑块外侧面用压板作横向固定。该直线静压导轨2具有无磨差，阻力，动态钢度高，阻尼性能好，无须专用液压油泄漏回收装置等优点，可以有效承受磨削过程中的载荷。在砂轮架垫板1外侧安装有直线光栅尺9，用于控制砂轮架进给系统的速度和位置精度。当砂轮架进给系统断电后由专用的机械抱闸系统3进行锁紧，保证了直线对称电机不会因为没有自锁功能而发生前后移动的情况。机械缓冲装置 10可以有效吸收冲击载荷，用于避免误操作时的强烈快速冲击对直线对称电机及直线静压导轨产生的破坏的情况发生。