本發明涉及磨床技術領域，特別涉及一種用于醫療器械加工、電機加工、電力設備加工、建筑鋼構部件加工的先端絲錐磨床的加工方法。

背景技術：

先端絲錐磨床是一種對先端絲錐的進行磨削加工的機床，現有的先端絲錐磨床一般均是通過砂輪對先端絲錐的外螺紋部分、外圓進行磨削，具體地是，通過連接件將動力裝置與砂輪連接，動力裝置給出動力之后，由連接件將動力傳輸給砂輪，砂輪旋轉對先端絲錐進行磨削，具體地可參見這一件專利，其專利號為201520761873.4，專利名稱為：數控螺尖絲錐槽磨床。

使用磨床磨削工件，首先要啟動磨床，此時，砂輪電動機按傳統啟動電路運行，啟動后按照額定轉速運轉，帶動砂輪的高速旋轉運動，砂輪高速旋轉用于磨削工件，工件隨工作臺或者工作臺上設置橫向或者縱向的滑動機構做縱向或者橫向的進給運動，以及其他輔助運動機構使得工件一直與砂輪接觸被磨削成需要的樣子。

在此過程中，由于電網電壓有一定波動、砂輪與工件磨擦負載的不斷變化，均會影響電動機轉速誤差；而且，標準砂輪電動機起動電路一般只有一種加工速度，只能適應一種大小恒定、加工線速度也保持恒定的工件，如果要適應不同工件大小要去不同加工相對線速度，那么，對于工件加工精度就很難保證；而且，因工件大小不同，相對要求砂輪轉速于主軸線速度不同，單純調整主軸轉速來滿足工件加工線速度很難調整到理想狀態。又由于較長類工件加工過程所產生應力彎曲，磨削過程會產生砂輪進給力矩不同，這樣就帶來砂輪輸出轉速/力矩不同變化，相應會產生振刀紋，磨削精度很難保證，效率低，并且加工位置與角度難以調整。

綜上所述，現有的先端絲錐磨床不適用于加工尺寸不同、角度難以調整的工件，工作效率低。

技術實現要素：

本發明針對現有技術中的先端絲錐磨床不適用于加工尺寸不同、角度難以調整的工件，且工作效率低的不足，而提出了一種先端絲錐磨床及其工作方法。

一種先端絲錐磨床，包括底座、工作臺系統、立柱與磨頭系統。

所述工作臺系統包括工作臺，所述工作臺連接第一滾珠絲杠副，所述第一滾珠絲杠副一端連接第一伺服電機，另一端固定連接在所述底座上，所述第一伺服電機也固定連接在所述底座上，所述第一滾珠絲杠副的兩側與其相平行且相鄰的位置上設置有第一滑軌，所述第一滑軌上分別安裝有至少兩塊第一滑塊，所述第一滑塊可以在所述第一滑軌上滑動，所述第一滑塊上固定連接有工作臺托板，所述工作臺托板一側還連接分度頭座。

所述工作臺托板中間設置有通孔用于穿設旋轉軸，所述旋轉軸一端連接所述第一滾珠絲杠副，另一端連接所述工作臺。

所述工作臺系統還包括燕尾板，所述燕尾板與所述底座固定連接。

所述工作臺系統還包括工件夾具，所述工件夾具設置在所述工作平臺上，其一部分通過t型槽固定，另一部分與氣缸固定，可以移動。

所述底座選用高強度優質灰鑄鐵。

所述立柱與磨頭系統包括立柱單元、磨頭縱向進給結構和磨頭橫向進給結構。

所述立柱單元包括立柱，所述立柱上固定有電機座，所述電機座上安裝有第二伺服電機，所述第二伺服電機通過波紋管式聯軸器固定連接第二滾珠絲桿副，所述第二滾珠絲桿副包括第二滾珠絲桿、第二滾珠絲桿螺母支撐座、第二滾珠絲桿螺母，所述第二滾珠絲桿的兩側與其平行位置設置有第二滑軌，所述第二滑軌上設置有第二滑塊，所述第二滑塊可以在所述第二滑軌上直線滑動，所述第二滑塊上設置有立柱托板，所述立柱托板上固定有所述第二滾珠絲桿副的第二滾珠絲桿螺母。

所述磨頭縱向進給結構包括第三伺服電機，所述第三伺服電機通過第三聯軸器固定連接所述第三滾珠絲桿，所述第三滾珠絲桿外套設有第三軸承座，所述第三軸承座固定在所述立柱上，所述立柱在所述第三滾珠絲桿的兩側分別設置有第一修正托板和第二修正托板，所述第一修正托板距離立柱的距離近于所述第二修正托板；

所述第三滾珠絲桿在遠離所述立柱的一側設置有第三滑軌，所述第三滑軌平行于所述第二滑軌，且第三滑軌長度小于第二滑軌，所述第三滑軌上相應地設置有第三滑塊，所述第三滑塊的數量至少為四個，所述第三骨塊固定連接所述第二修正托板。

所述磨頭橫向進給結構包括第四電機，所述第四電機的輸出軸連接砂輪；所述第四電機固定在電機支架上，所述電機支架上固定有第四滑軌，所述第四滑軌為水平設置，且垂直于第一滑軌、第二滑軌和第三滑軌；所述第四滾珠絲桿靠近所述第二修正托板的一端連接動力傳動裝置，所述動力傳動裝置包括主動同步帶輪、同步帶、從動同步帶輪和同步電機。

所述砂輪的邊緣設置有接近傳感器。

本發明還提供一種先端絲錐磨床的加工方法，所述加工方法包括：

初始狀態，將工件放置在夾具固定部分中，所述接近傳感器感應工件并反饋信號給所述氣缸，所述氣缸推動夾具移動部分，將工件夾緊；

第一伺服電機驅動第一滾珠絲杠帶動第一滑塊、工作臺托板和工作臺運動，使工件到達第一指定位置；

根據需要磨削工件的角度，調整分度頭座；

第二伺服電機驅動第二滾珠絲桿，磨頭部分下行；

根據工件高度，設定第三伺服電機旋轉圈數，第三伺服電機驅動第三滾珠絲桿，帶動第二修正托板下行到達第二指定位置；

同步電機帶動主動同步帶輪轉動，進而帶動從動同步帶輪轉動，第四滾珠絲桿、砂輪沿著第四直線滑軌向前驅動，到達磨削工件指定的第三指定位置；

砂輪開始磨削工件；

加工完成后，各部件回到原點位置，氣缸回縮，松開工件，取出工件。

本發明所述先端絲錐磨床采用轉臺式布局，旋轉立柱可以旋轉，工作臺實現分度，擴大了磨床加工范圍，提高加工效率；并且，采用砂輪轉動、工件平動，采用燕尾型底座和工作臺配合，工作臺采用層疊式結構緊湊，可以承受粗磨時產生的較大磨削力，又能夠保證精加工時的高精度，剛度增大、同時熱變形小、效率提高，合格率增加。

附圖說明

圖1是按照本發明的先端絲錐磨床的主視圖；

圖2是按照本發明的先端絲錐磨床的左視圖；

圖3是按照本發明的先端絲錐磨床的俯視圖；

圖4是按照本發明的先端絲錐磨床的工作臺系統的俯視結構圖；

圖5是按照圖4沿a-a方向的示意圖；

圖6是按照圖5沿b-b方向的示意圖；

圖7是按照本發明的先端絲錐磨床的立柱與磨頭系統的結構示意圖；

圖8是按照圖7的沿a-a方向的示意圖；

圖9是按照本發明的先端絲錐磨床的磨削加工示意圖。

具體實施方式

為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更為明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施例做詳細的說明。

一種先端絲錐磨床，參見圖1-圖3，包括：底座1，工作臺系統2、立柱與磨頭系統3。所述底座1上設置有工作臺系統2，所述工作臺系統2上設置有立柱與磨頭系統。

所述底座1的材料選用高強度優質灰鑄鐵，鑄件采用半封閉截面，合理布置內部隔板和肋條。

參見圖4-圖6，所述工作臺系統包括工作臺9，所述工作臺9通過旋轉軸16固定連接第一滾珠絲杠副15，所述第一滾珠絲杠副15一端連接第一伺服電機11，另一端固定連接在所述底座1上，所述第一伺服電機11也固定連接在所述底座1上，所述第一滾珠絲杠副15的兩側與其相平行且相鄰的位置上設置有第一滑軌5，所述第一滑軌5上安裝有第一滑塊6，所述第一滑塊6可以在所述第一滑軌5上滑動，所述第一滑塊6上固定連接有工作臺托板7，所述工作臺托板7中間設置有通孔用于穿設所述旋轉軸16。因此，所工作臺9的進給運動是通過第一伺服電機11直接驅動第一滾珠絲杠副15，并帶動所述第一滑塊6滑動，帶動所述工作臺托板7滑動和工作臺9滑動的傳動方式，將旋轉運動轉變為直線運動，使得所述工作臺可以實現直線運動。

所述第一滑軌5的數量為兩條，分別位于所述第一滾珠絲杠副15的兩側，所述第一滑塊6的數量為四個。

所述第一滾珠絲杠副15中包括第一滾珠絲桿13，第一滾珠絲桿13外套設有第一軸承支座14，并且通過第一軸承支座14將第一滾珠絲杠副15固定連接在了所述底座1上。

所述第一滾珠絲杠副15采用現有技術中常見的滾珠絲杠副即可，即包括固定側支座，支撐側支座，螺母支座，絲桿螺母、基座、絲桿軸等，所述滑軌一般設置在所述基座上，所述基座的側面一般呈凹字形，所述絲桿副設置在凹字形內。

在本實施例中，所述第一滾珠絲杠副15與所述工作臺9的連接方式，可以是這樣的，即所述第一滾珠絲杠副15的絲桿螺母外濤套設有螺母支座，所述工作臺9連接的所述旋轉軸16的另一端連接所述螺母支座。

在其他實施例中，所述第一滾珠絲杠副15與所述工作臺9可以通過其他方式連接。

所述工作臺托板7通過和與所述第一滑塊6可以采用螺栓固定。

所述第一伺服電機11外設置有第一伺服電機防護罩10，所述第一伺服電機11的輸出軸通過聯軸器12連接第一滾珠絲杠副15。

所述工作臺系統還包括分度頭座8，所述分度頭座8和所述工作臺托板7通過法蘭面用螺栓固定。

所述工作臺系統2還包括燕尾板4，所述燕尾板4與所述底座1固定連接。在本實施例中，可以采用通過在所述底座1和所述燕尾板4上分別對應設置連接孔，通過螺栓螺母將所述底座1和所述燕尾板4固定連接起來，這樣也可以實現將所述底座1和所述燕尾板4可拆卸，在所述燕尾板4需要更換或者維修時方便拆卸維修。

在其他實施例中，所述底座和所述燕尾板也可以通過其他方式固定連接起來，比如螺釘連接，或者螺柱連接，或者直接設置為一體化結構。

在本實施例中，所述燕尾板4數量為兩個。

參見圖9，在本實施例中，所述工作臺系統2還包括工件夾具41，所述工件夾具41設置在所述工作平臺9上，其一部分通過t型槽固定，另一半與氣缸42固定，可以移動。

因此，第一伺服電機11開啟的時刻，即是驅動工作臺9的過程，第一滑軌使其進給更加平穩，導向精準。工件通過夾具固定置于所述工作臺托板7上方，當需要調整工件角度時，只需要調整所述分度頭座8的位置，工作臺結構因為使用了旋轉軸16而為回轉式。

參見圖7-8，所述立柱與磨頭系統3包括立柱單元，所述立柱單元包括立柱21，所述立柱21上固定有電機座18，所述電機座18上安裝有第二伺服電機17，所述第二伺服電機17通過波紋管式聯軸器19固定連接第二滾珠絲桿副，所述第二滾珠絲桿副20包括第二滾珠絲桿20、第二滾珠絲桿螺母支撐座26、第二滾珠絲桿螺母27，所述第二滾珠絲桿20的兩側與其平行位置設置有第二滑軌22，所述第二滑軌22上設置有第二滑塊28，所述第二滑塊28可以在所述第二滑軌22上直線滑動，所述第二滑塊28上設置有立柱托板35，所述立柱托板35上固定有所述第二滾珠絲桿副20的第二滾珠絲桿螺母37。

在本實施例中，所述第二滑塊38的數量為六塊。

在其他實施例中，所述第二滑塊38的數量可以為四塊，或者五塊或者六塊以上。

在本實施例中，所述第二滑軌22為豎直方向設置，垂直于所述第一滑軌5。

也就是說，所述第二伺服電機17通過所述波紋管式聯軸器19直接與所述第二滾珠絲桿20連接，所述立柱托板35固定在6個所述第二滑塊38上面，所述第二滾珠絲杠螺母37固定在立柱拖板35上面，所述第二滾珠絲桿20在第二伺服電機17的轉動下，驅動所述立柱托板35沿著所述第二直線滑軌22方向移動。

所述立柱與磨頭系統3還包括磨頭縱向進給結構，所述磨頭縱向進給結構包括第三伺服電機24，所述第三伺服電機24通過第三聯軸器25固定連接所述第三滾珠絲桿26，所述第三滾珠絲桿26外套設有第三軸承座27，所述第三軸承座27固定在所述立柱21上，所述立柱21在所述第三滾珠絲桿26的兩側分別設置有第一修正托板23和第二修正托板28，所述第一修正托板23距離立柱的距離近于所述第二修正托板28。

所述第三滾珠絲桿26在遠離所述立柱21的一側設置有第三滑軌，所述第三滑軌平行于所述第二滑軌22，且第三滑軌長度小于第二滑軌22,，所述第三滑軌上相應地設置有第三滑塊，所述第三滑塊的數量至少為四個，所述第三骨塊固定連接所述第二修正托板28。

因此，第三伺服電機24通過第三聯軸器25直接與第三滾珠絲桿26連接，從而帶動第二修正托板28移動，能夠實現磨頭在垂直方向的移動。

所述立柱與磨頭系統3還包括磨頭橫向進給結構，所述磨頭橫向進給結構包括第四電機32，所述第四電機32的輸出軸連接砂輪33，優選地，所述砂輪33外設置有砂輪防護罩34。以砂輪33作為磨具，采用工件回轉運動方式磨削技術，實現工件平面磨削。采用接觸輪磨削方式可以分別實現粗磨去余量或精磨提高平面度的效果。

所述第四電機32固定在電機支架上，所述電機支架上固定有第四滑軌31，所述第四滑軌31為水平設置，且垂直于第一滑軌5、第二滑軌22和第三滑軌。

所述第四滑軌31的上側設置有第四滾珠絲桿30,所述第四滾珠絲桿30一端通過其外套設的第四軸承座29固定安裝在所述第二修正托板28上。

所述第四滾珠絲桿30的靠近所述第二修正托板28的一端可以設置第五伺服電機，通過第四聯軸器與所述第四滾珠絲桿30相連接，為所述第四滾珠絲桿30提供動力，從而使得所述電機支架能夠在水平方向上移動，進一步，實現了磨頭，也就是所述砂輪33在水平方向上的移動。

或者，參見圖9，所述第四滾珠絲桿30靠近所述第二修正托板28的一端連接動力傳動裝置，所述動力傳動裝置包括主動同步帶輪43、同步帶44、從動同步帶輪45和同步電機46，通過所述從動同步帶輪45和從動同步帶帶動所述第四滾珠絲桿30運動，從而帶動第四滑軌31上的第四滑塊運動，從而帶動電機架運動，從而帶動所述砂輪33可沿所述第四滑軌31的方向上直線運動。

更為優選的實施例中，所述砂輪33的邊緣可以設置接近傳感器39，這樣，當工件40接近砂輪33時，磨床能夠得知。

也就是說，本發明所述工作臺系統2可以實現工作臺9在水平方向沿第一滑軌5方向移動，可定義為x軸方向，而本發明所述立柱與磨頭系統3可以實現立柱托板35沿第二滑軌22的方向上下移動，可定義為z軸方向，而所述磨頭，即砂輪33既可以實現沿第三滑軌方向上下移動，實際上移動方向與第二滑軌22相同，只是由于第三滑軌短于第二滑軌22，因此，移動的范圍和距離短于所述第二滑軌22，但綜合實現了所述砂輪在豎直方向上的位置調整，也就是z軸方向，再者，本發明實現了所述砂輪33可以在水平方向，且垂直于第一滑軌5、第二滑軌22和第三滑軌的的方向，根據空間直角坐標系，則可以定義為y軸方向。綜合本發明的機構來看，通過所述工作臺系統2與所述立柱與磨頭系統的配合，在加工工件時，基本上能夠實現任意角度的加工。

結合圖1-9，本發明提供的一種先端絲錐磨床的加工方法，包括：

初始狀態，原點位置，將工件40放置在夾具41中，具體是固定的遠離所述氣缸42的夾具41中，此時，所述接近傳感器39能夠感應到所述工件40，所述接近傳感器39反饋信號給所述氣缸42，所述氣缸42推動夾具41移動部分，使所述夾具41將所述工件40夾緊。

第一伺服電機11驅動第一滾珠絲杠13，帶動所述第一滑塊6、工作臺托板7和所述工作臺9運動，使得所述工件到達第一指定位置，所述第一指定位置是指在x向指定位置。

根據磨削工件40的角度，再調整分度頭座8，因分度頭座8和工作臺9螺栓固定，從而達到調整工作臺的角度。

接著第二伺服電機17直接驅動第二滾珠絲桿20，致使整個磨頭部分下行，根據工件40高度，設定第三伺服電機24旋轉圈數，即是第二28修正托板下行的距離，到達z向工件40磨削高度時，第三伺服電機24驅動第三滾珠絲桿26，第二修正托板28下行到達第二指定位置。細微調整砂輪33到工件40的高度。同步電機46帶動主動同步帶輪43轉動，通過同步帶44，帶動從動同步帶輪45轉動，從而第四滾珠絲桿30，砂輪33沿著第四直線滑軌31向前驅動，到達磨削工件指定的第三指定位置，即y向的一個指定位置。砂輪33開始磨削工件，加工完成后，各部件回到原點位置。氣缸42回縮，松開工件40，取出工件。

本發明還將傳統啟動電路更換為變頻調速技術，以變頻器無級調速，軟啟動，恒轉矩輸出極大滿足了機械加工設備對恒速度、恒轉矩要求。

與現有技術相比，本發明的技術方案具有以下優點；

本技術方案所述先端絲錐磨床采用轉臺式布局，旋轉立柱可以旋轉，工作臺實現分度，擴大了磨床加工范圍，提高加工效率；并且，采用砂輪轉動、工件平動，采用燕尾型底座和工作臺配合，工作臺采用層疊式結構緊湊，可以承受粗磨時產生的較大磨削力，又能夠保證精加工時的高精度，剛度增大、同時熱變形小、效率提高，合格率增加。

雖然本發明披露如上，但本發明并非限定于此。任何本領域技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍內，均可作各種更動與修改，因此本發明的保護范圍應當以權利要求所限定的范圍為準。