[发明专利]一种五轴刀具磨床

说明书

技术领域

本发明涉及一种加工设备，尤其涉及一种五轴刀具磨床。

背景技术

刀具作为数控机床用于加工精密零件的专业工具，其自身精度的高低直接决定着由其加工的精密零件的精度，随着精密工业技术的飞速发展，对精密零件的加工精度要求逐步提高，为了适应精密加工技术的快速发展，作为工具的刀具加工精度，越来越成为精密制造领域研究的重点，无论是加工全新刀具还是对使用一段时间的已磨损刀具进行二次修磨加工，都是如此。

传统用于刀具加工或刀具修磨的刀具磨床，均是采用整体式结构布局及轴系设计而成，即轴系与机床的床身、立柱等整合在一起，其Ｙ轴直接以机床床身为底座，而Ｚ轴则以立柱为底座，Ｘ轴则通过工作台直接安装在Ｙ轴上，而装有Ｚ轴的立柱将被固定在Ｙ轴后半段的床身上，在三个直线轴Ｘ、Ｙ、Ｚ相互垂直布局下，再配置上旋转轴Ｂ、旋转轴Ｃ，这样就构成了典型的五轴（X、Y、Z、B、C）联动刀具磨床，由主轴独立提供砂轮组的高速旋转，由于刀具具有前刀角、后刀角等复杂结构特征，因此为了满足其加工的需要，五轴刀具磨床需要具备多自由度运动能力，而这些运动自由度均是通过直线轴（X轴、Y轴、Z轴）、旋转轴（B轴和C轴）来实现的，通过数控系统进行运动控制，给安装在旋转轴B输出端的主轴提供各种空间运动状态，便于安装在主轴端部的砂轮组选择合适的空间姿态对刀具进行加工，最终加工出各类刀具；一直以来，五轴刀具磨床由于其复杂的轴系结构和控制技术，一直为数控机床研究的热点，应用于其中的轴系尤其是精密旋转轴成为磨床设计的关键，国内磨床设备中实现直线轴的设计相对较为容易，但精密旋转轴因为其结构复杂、性能要求高等，目前几乎全部依靠过来进口。

发明内容

本发明旨在提供一种五轴刀具磨床。

    为实现上述目的，本发明采用以下技术方案，一种五轴刀具磨床，包括钢架底座；过滤水箱，所述的过滤水箱设在钢架底座的前侧；平台，所述的平台设在钢架底座的上方；X轴，所述的X轴设在平台上；精密旋转轴，所述的精密旋转轴设在X轴上，精密旋转轴夹持刀具棒料的夹头平行于X轴；刀具棒料支撑架，所述的刀具棒料支撑架设在钢架底座的左端、X轴的左侧；Y轴，所述的Y轴设在平台上、垂直于X轴，Y轴设在X轴的右侧；主轴，所述的主轴设在Y轴上、精密旋转轴的右侧且平行于X轴；砂轮组，所述的砂轮组套在主轴的左端；旋转轴，所述的旋转轴通过旋转轴安装座设在主轴的上方；立柱，所述的立柱设在Y轴上且设在主轴的前方，立柱垂直于Y轴；Z轴，所述的Z轴设在立柱与主轴之间且设在Y轴上，Z轴垂直于Y轴；棒料远端支撑模块，所述的棒料远端支撑模块设在平台上、Y轴的左端；喷嘴，所述喷嘴的右侧设在Z轴与主轴之间，左侧贴合Z轴的左端。

    作为优选，所述旋转轴的内部结构采用模块化设计方法设计，包括以下模块：外部防护模块，包括安装座、内外端盖、左右端盖、拉杆头底座和拉杆头端盖，左右端盖分别设在安装座的两端、通过密封圈与安装座进行连接密封，拉杆头底座固定在左端盖的左端，拉杆头端盖设在拉杆头底座的左侧，外端盖固定在右端盖的右端，内端盖设在外端盖的右侧；驱动模块，包括电机和转子连接件，电机通过固定螺钉固定在安装座内法兰上，转子连接件通过其固定螺钉直接固定在电机的转子上，转动连接件内外圈均安装有密封圈；刀具棒料夹持模块，包括顶杆回退供气接头、顶杆前推供气接头、弹簧夹头、夹头柄、夹头安装环、精密弹簧、空顶杆、轴承、轴承挡圈、轴承挡圈压紧座、左活塞、右活塞和活塞柱，所述的空顶杆贯穿左右端盖、安装座、外端盖、活塞柱、拉杆头底座和拉杆头端盖，轴承挡圈压紧座设在拉杆头端盖的左侧，轴承挡圈设在轴承挡圈压紧座的右端并设在拉杆头端盖内，轴承设在轴承挡圈的右端、拉杆头底座的左侧，所述的左活塞设在轴承与拉杆头端盖之间，右活塞设在轴承与拉杆头底座之间，所述活塞柱设在外端盖的内侧，精密弹簧设在活塞柱与内端盖之间，所述夹头安装环设在内端盖内、右部贯穿内端盖，夹头柄设在外端盖的右端并套在活塞柱、夹头安装环、精密弹簧和内端盖的外侧，所述弹簧夹头左端抵住精密弹簧、贯穿内端盖和夹头安装环、右端贯穿夹头柄。

    作为优选，所述的空顶杆从左向右直通入活塞柱内孔，并与之连接为一体，空顶杆外圈与转子连接件内孔通过密封圈配合。

    作为优选，所述的轴承固定在左、右活塞中间，而左、右活塞相互压合后被安装在拉杆头底座中，外端通过拉杆头端盖固定，并通过密封圈对其进行密封。

    作为优选，所述的夹头柄通过螺钉直接固定在与空顶杆连接为一体的活塞杆右端面上。