專利名稱：高速及超高速平面磨削與外圓磨削方法及設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及機械制造領域，具體涉及一種既可實現高速及超高速平面磨削，又能實現高速及超高速外圓磨削的方法及根據該方法所設計的設備。
本發明是通過下面的技術方案來解決上述技術問題的。其特征在于主軸上裝有砂輪的砂輪架固定在床身上可旋轉90°的轉換座上，砂輪繞砂輪架主軸軸心作高速旋轉運動，置放工件的工作臺作縱向、橫向和垂向進給運動。根據上述方法而設計的設備包括主軸上裝有砂輪的砂輪架、縱向工作臺和床身等，其特征在于所述砂輪架與可使其作90°旋轉之轉換座相連，固定在磨床床身上；所述縱向工作臺下設置一橫向工作臺，其上設有與縱向工作臺下滑槽相配合的導軌，橫向工作臺下設垂向工作臺，其上設有與橫向工作臺下滑槽相配合的導軌，側面與床身上之導軌相配合。為保證加工精度，工作臺的進給運動采用交流伺服電機驅動，并采用高精度滾珠絲桿，導軌為具有預緊載荷的直線滾動導軌。
本發明通過對目前現有磨削加工方法及設備進行改進，可適應高速和超高速磨削加工的需要，解決了高速及超高速磨削加工需要的行業技術難題，同時本發明設計了一種既能完成平面磨削、又能完成外圓磨削、且適用于高速及超高速磨削加工的通用磨削設備，亦解決了我國現有磨削裝備從結構上不能同時實現平面磨削和外圓磨削的問題，該設備的研制對于開發我國高速和超高速平面及外圓兩用磨床，進而推進我國高速和超高速磨床的產業化具有重要的實用價值。
圖中 1-縱向工作臺； 2-工件； 3-砂輪； 4-尾架；5-頭架電機； 6-頭架； 7-砂輪架主軸； 8-砂輪架；9-床身； 10-垂向工作臺； 11-頭架主軸； 12-導軌；13-轉換座； 14-橫向工作臺。
另外，現有的磨床只能單獨實現平面磨削或外圓磨削，不能在一臺設備上實現上述兩種磨削加工功能。如果要完成平面磨削或外圓磨削加工，必須同時配備兩種磨床，從而增加了投入的成本，生產效率低。
本發明針對目前現有技術領域內所存在的缺陷，提出了一種新的可實現高速和超高速磨削加工，并可在一臺磨床上實現平面和外圓磨削的方法，其特征在于用來進行磨削加工的砂輪架固定設置于磨床床身上所設的轉換座上，只完成砂輪的旋轉運動，不進行任何其它方向的進給運動，工件的縱向、橫向和垂向進給運動均由工作臺完成。這樣，可實現砂輪的高速和超高速運轉，大大提高了砂輪架的剛性，避免了現有技術中由于進給運動所帶來的振動、砂輪架整體剛性不足的缺陷，從而實現了工件的高速和超高速的磨削加工，機床加工精度和工件加工質量亦大大提高。砂輪架安裝在轉換座上，通過轉換砂輪架的方向即可分別實現平面和外圓磨削。
本發明根據上述方法設計了一可進行高速及超高速平面磨削與外圓磨削的設備。如

圖1、圖2所示，它包括床身9，砂輪架8，縱向工作臺1等，本發明取消了原平面磨床用于砂輪架安裝的立柱，另行設計制造一個砂輪架8，固定在可在床身9上轉換方向的轉換座13上。當機床處于平面或外圓磨削狀態時，即將轉換座13固定，以保證砂輪架8除了完成砂輪3的旋轉運動外，不進行任何方向的進給運動。該砂輪架8內裝有與電機直接相接的砂輪架主軸7，砂輪架主軸7一端裝有砂輪3，可在砂輪架主軸7帶動下作高速和超高速旋轉。現有磨床的工作臺只完成縱向、橫向進給中的一種或兩利磨削方式。本發明由于砂輪架8由于只作旋轉運動，則工件2的縱向、橫向和垂向進給運動均由三向工作臺的運動完成，如圖所示，本發明在縱向工作臺1下面設置了一橫向工作臺14，該工作臺上設有導軌，與縱向工作臺1下對應開設的滑槽相配合，可使縱向工作臺1作縱向滑移；在橫向工作臺14下面設置一垂向工作臺10，該工作臺上亦開設有導軌，與橫向工作臺14下對應開設的滑槽相配合，可使橫向工作臺14作橫向滑移；在垂向工作臺10側面，還開設有滑槽，可與床身9上對應所設的導軌相配合，使垂向工作臺10作垂直方向的位移。這樣，通過垂向工作臺10可實現橫向工作臺14和縱向工作臺1的垂向位移，由橫向工作臺14實現了縱向工作臺1的縱向和橫向的位移，從而實現了設置在縱向工作臺1上之工件的縱向、橫向和垂向進給，且這三個方向的進給運動均不采用液壓系統，而采用交流伺服電機驅動，所用的絲桿為高精度滾珠絲桿，導軌為具有預緊載荷的直線滾動導軌，以保證進給的精度。上述結構既提高了運動部件如縱向、橫向工作臺的結合剛度，同時又使其運動時非常靈敏，從而使機床結構大為簡化。
為能在一臺機床上同時實現平面和外圓磨削加工，本發明砂輪架8方向可作90°旋轉，它是通過在砂輪架8下面設一轉換座13來實現的，該轉換座13連接在床身9上，可作90°旋轉。當機床處于平面或外圓磨削狀態時，即將轉換座13固定，以保證砂輪架8除了完成砂輪3的旋轉運動外，不進行任何方向的進給運動。如圖1所示，當用于外圓磨削時，砂輪架主軸7軸線與縱向工作臺1運動方向平行，與橫向工作臺14運動方向垂直；縱向工作臺1上裝有可實現工件旋轉的頭架6和尾架4，頭架6中心裝有頭架主軸11，由頭架電機5帶動作旋轉運動。此時垂向工作臺10鎖緊在保證砂輪架主軸7軸線高度與頭架主軸11等高并與砂輪14及待磨工件2大小相匹配的位置。如圖2所示，當用于平面磨削時，可通過轉換座13使砂輪架8方向旋轉90°后鎖定，使砂輪3軸線與縱向工作臺1和垂向工作臺10運動方向垂直，與橫向工作臺14運動方向平行；同時保證砂輪架主軸7軸線高度與砂輪3及待磨工件2大小相匹配。這樣，在一臺設備上就可同時進行平面磨削及外圓磨削兩種磨削方式，從而實現了本發明的目的。
權利要求
1.一種高速及超高速平面磨削與外圓磨削方法，其特征在于主軸上裝有砂輪的砂輪架固定在床身上可旋轉90°的轉換座上，砂輪繞砂輪架主軸軸心作高速旋轉運動，置放工件的工作臺作縱向、橫向和垂向進給運動。
2.一種根據上述方法而設計的高速及超高速平面磨削與外圓磨削設備，它包括主軸上裝有砂輪的砂輪架、縱向工作臺和床身等，其特征在于所述砂輪架與可使其作90°旋轉之轉換座相連，固定在磨床床身上；所述縱向工作臺下設置一橫向工作臺，其上設有與縱向工作臺下滑槽相配合的導軌，橫向工作臺下設垂向工作臺，其上設有與橫向工作臺下滑槽相配合的導軌，側面與床身上之導軌相配合。
3.根據權利要求2所述的高速及超高速平面磨削與外圓磨削設備，其特征在于的工作臺板的進給運動采用交流伺服電機驅動，并采用高精度滾珠絲桿，導軌為具有預緊載荷的直線滾動導軌。
全文摘要
一種高速及超高速平面磨削與外圓磨削方法，其特征在于主軸上裝有砂輪的砂輪架固定在床身上可旋轉90°的轉換座上，砂輪繞砂輪架主軸軸心作高速旋轉運動，置放工件的工作臺作縱向、橫向和垂向進給運動。其設備包括主軸上裝有砂輪的砂輪架、縱向工作臺和床身等，其特征在于所述砂輪架與可使其作90°旋轉之轉換座相連，固定在磨床床身上；所述縱向工作臺下設置一橫向工作臺，其上設有與縱向工作臺下滑槽相配合的導軌，橫向工作臺下設垂向工作臺，其上設有與橫向工作臺下滑槽相配合的導軌，側面與床身上之導軌相配合。本發明既可實現工件的高速和超高速磨削加工，又可在一臺設備上同時實現平面磨削及外圓磨削兩種磨削方式。
文檔編號B24B5/00GK1410225SQ0213974
公開日2003年4月16日 申請日期2002年11月12日 優先權日2002年11月12日
發明者黃紅武, 陸名彰, 宓海青, 熊萬里, 吳耀, 盛曉敏 申請人:湖南大學