[实用新型]高精度数控外圆磨床

说明书

(一)技术领域：本实用新型涉及机械制造设备领域，尤其是一种高精度数控外圆磨床。

(二)背景技术：现有的外圆磨床，及数控外圆磨床，都追求一个比较明确的目标：0.2-0.5um的真圆度，这种超精密的真圆度是目前国内企业难以达到，或正在努力达到的技术高度，一般来说都依赖发达国家的进口，或购买进口的主体部件来组装，另有一个比较明确的目的，较高或极高的光洁度，这个技术指标也是外圆磨床最重要的技术参数，其重要支撑来自于超精密的砂轮主轴，超精密工件回转轴，及稳定的刚性床身，和严密的运行精度。但不论国内、国际的外圆磨床都没有在另外一个特殊的技术参数上追求超精密性，即一个圆柱上有台阶或有台阶与锥体组合的高同心度，(如达到0.01角秒以上)目前国际最高精度应在±1角秒。

现有外圆磨床，磨锥度外圆即锥体时，是利用X轴上层工作台进行旋转，即相对于机身X轴方向或相对于Y轴砂轮主轴垂直方向进行角度偏移，使工件2相对于砂轮1的运动方向形成一定角度进行磨削，即可形成锥体，参见图1，A面与B面都是圆柱体的外圆，但C面为锥体的圆锥面，现有数控外圆磨床在一次定位状态下是可将A面与B面分步骤加工完成，并且不需要取下工件2，即A面与B面的同心度误差可近乎为0，即达到无限小的同心度误差，但C面则需第二次装夹磨削，方案1：取下工件后将机床X轴工作台摆动一个角度，达到设定值，装上工件，再进行磨削，如上海三机、沈阳二机的二十万至四十万人民币的数控外圆磨床即是这种手工设定角度的方法，如借助千分表，或探测仪等仪器，最高重复定位精度及角度设定精度只能控制在±20角秒的误差范围，其角度摆动幅度最高达±10度左右。

第二方案，则是新预设第二台磨床，将X轴工作台摆好锥度，进行第二台专机加工锥面，但这种方案，因工件两端定位中心孔与机台定位针的重复配合问题，会产生较大误差，也只可控制在±20角秒左右或更大。

(三)发明内容：本实用新型的目的就是要解决现有数控外圆磨床加工带有圆柱、锥体组合工件的同心度精度较低的问题，提供一种高精度数控外圆磨床。

本实用新型的具体方案是：针对现有数控外圆磨床进行改进，它具有床身、操控台，在床身上安装有X轴工作台及砂轮磨头部，X轴工作台上设有装夹头及尾架，特别是：所述X轴工作台采用上、下双层板结构，在上、下层板的中心处安装有一转轴连接两板，且在上层板一端安装有可转动螺母，与螺母配装有精密滚珠丝杆，并在X轴工作台的下层板上安装伺服电机驱动连接精密丝杆。

为提高X轴工作台上层板的旋转精准、可靠性，减小加工振动的影响，本实用新型中所述X轴工作台的上层板两端制成以转轴为中心的圆弧头，且在下层板两端对应上层板的圆弧头安装有弧形导板。

本实用新型的工作原理是：在进行锥体加工前，启动伺服电机、传动精密滚珠丝杆通过转动螺母，推动X轴工作台上层板旋转角度，使工件设计锥面与砂轮平行。磨削开始，通过砂轮进给即可加工出高同心度的工件。

本实用新型采用伺服马达、精密丝杆、转动螺母及转轴组成了一个角度进给装置，操作方便、快捷、精准；对于既有圆柱面又有圆锥面的工件加工十分方便，不需要分机台加工，更不需用人工摆角度，并且取消了多次装夹所造成的定位误差。

(四)附图说明：

图1是锥体工件加工原理示意图；

图2是本实用新型的总体结构立体示意图；

图3是本实用新型的改进部分结构原理图。

图中：1-砂轮，2-工件，3-床身，4-转轴，5-上层板，6-下层板，7-弧形导板，8-伺服电机，9-装夹头，10-联轴器，11-精密滚珠丝杆，12-转动螺母，13-尾架，14-砂轮磨头部，15-操控台。

(五)具体实施方式：

参见图2、3，本实用新型具有普通数控外圆磨床的基本结构，包括有床身3、操控台15，在床身3上安装有X轴工作台及砂轮磨头部14，X轴工作台上设有装夹头9及尾架13，特别是：所述X轴工作台采用上、下双层板结构，在上、下层板5、6的中心处安装有一转轴4连接两板，且在上层板5一端安装有转动螺母12(转动螺母12下部带有销轴与上层板5转动连接)，与螺母12配装有精密滚珠丝杆11，并在X轴工作台的下层板6上安装伺服电机8通过联轴器10驱动连接精密丝杆11。

本实用新型的优选方案是：在上述改进基础上，并且将X轴工作台的上层板5两端制成以转轴4为中心的圆弧头，且在下层板6两端对应上层板5的圆弧头安装有弧形导板7。以保证上层板5的转动精准度。