[发明专利]新型球面磨削机床及其磨削方法

权利要求书

1.一种新型球面磨削机床，包括机床床身、安装在机床床身上的工作台和可沿机床X轴方向滑动的滑鞍和滑鞍驱动机构，其特征在于：所述滑鞍上设有砂轮架，所述砂轮架面向工作台的前方设有砂盘，砂轮架的后方设有用于带动砂盘旋转的电机，所述砂盘上均布地镶嵌有多只砂条；所述工作台的两端相对地设有头架和尾架，以及安装在头架和尾架上并用于固定工件的芯轴，所述头架上设有用于带动芯轴旋转的变频电机和减速装置，所述工作台下设有用于工作台沿机床Y轴移动的纵向驱动机构和用于工作台绕机床Z轴往复转动的转台机构。

2.根据权利要求1所述的新型球面磨削机床，其特征在于：所述滑鞍驱动机构包括位于滑鞍与机床床身之间的滑鞍导轨、安装在机床床身后侧的伺服电机Ⅰ以及低背隙伺服专用减速机Ⅰ，所述低背隙伺服专用减速机Ⅰ与滑鞍下的滚珠丝杆直连，所述滑鞍导轨采用滚柱直线导轨；所述减速装置为采用蜗轮蜗杆机构或摆线针轮减速机的机械式减速装置。

3.根据权利要求1所述的新型球面磨削机床，其特征在于：所述转台机构包括位于工作台下的转台导轨、蜗轮蜗杆机构、伺服电机Ⅲ和安装在伺服电机Ⅲ前侧的伺服电机减速机，所述伺服电机减速机与蜗轮蜗杆机构相连，所述转台导轨为贴塑导轨。

4.根据权利要求1所述的新型球面磨削机床，其特征在于：所述转台机构包括位于工作台下的转台导轨、齿轮齿条传动机构和与该齿轮齿条传动机构相连的液压驱动缸，所述转台导轨为液压动静压导轨。

5.根据权利要求3或4所述的新型球面磨削机床，其特征在于：所述纵向驱动机构包括工作台导轨和设置在工作台下的滚珠丝杆、安装在滚珠丝杆一端的伺服电机Ⅱ或高精度步进电机、以及安装在伺服电机Ⅱ或高精度步进电机上的低背隙伺服专用减速机Ⅱ，所述低背隙伺服专用减速机Ⅱ与滚珠丝杆相连接，所述工作台导轨为贴塑导轨。

6.根据权利要求5所述的新型球面磨削机床，其特征在于：所述砂盘呈碗状结构或锥面形结构，所述砂条沿着砂盘径向方向均布地镶嵌在砂盘上。

7.一种采用权利要求1-6任一项所述新型球面磨削机床的新型球面磨削方法，其特征在于：包括如下步骤：

1）工件安装：工件安装在所述芯轴上，所述工件具有球形的待加工面，所述机床头架和尾架顶住芯轴两端，所述纵向驱动机构带动机床工作台以及头架和尾架沿机床Y轴方向左右移动，使工件的球心位于砂盘轴线上；启动机床伺服电机I带动滑鞍沿着机床X轴方向移动，并使砂盘扣盖在在工件的待加工面上；

2）球面磨削：启动电机使砂盘绕着机床X轴高速旋转，启动变频电机并在减速装置的作用下带动芯轴以及工件绕着机床Y轴低速旋转，在所述转台机构的作用下，所述工作台、头架、尾架以及工件均绕着机床Z轴往复转动，且滑鞍受伺服电机I驱动向前进给。

8.根据权利要求7所述的新型球面磨削方法，其特征在于：所述工件的球面直径大于或等于砂盘的有效磨削直径。

9.根据权利要求7所述的新型球面磨削方法，其特征在于：所述工件绕机床Z轴往复运动的旋转角度等于球面磨削角度β减去砂盘相对于工件球心所占的机械角度α。

10.根据权利要求7-9任一项所述的新型球面磨削方法，其特征在于：所述伺服电机I以工件绕Z轴往复运动的周期的整数倍为单位与所述转台机构联动并带动滑鞍向前进给。