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离轴曲面双 砂轮同步高效磨削机床

阅读：41发布：2023-01-31

专利汇可以提供离轴曲面双砂轮同步高效磨削机床专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种离轴曲面双砂轮同步高效磨削机床，其包括电主轴系统、基座、砂轮磨削系统和伺服进给系统，电主轴系统固定于基座上，伺服进给系统固定于基座上，且伺服进给系统与电主轴系统相垂直，砂轮磨削系统垂直固定于伺服进给系统上方；电主轴系统包括旋转系统和辅助进给系统，旋转系统垂直固定于辅助进给系统上方，砂轮磨削系统包括支撑系统、砂轮轴系统和纵向进给系统，其中砂轮轴系统平行固定于纵向进给系统上方，砂轮轴系统和纵向进给系统平行固定于支撑系统前方。本发明不仅可以同时磨削多个离轴工件，具有较高的加工效率，而且可以有效地减少或消除加工中的误差影响因素，具有较高的加工精度。，下面是离轴曲面双砂轮同步高效磨削机床专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种离轴曲面双砂轮同步高效磨削机床，其包括电主轴系统、砂轮磨削系统、伺服进给系统和基座(7)，电主轴系统固定于基座(7)上，砂轮磨削系统垂直安装于伺服进给系统上方，伺服进给系统固定于基座(7)上，且伺服进给系统与电主轴系统相垂直；电主轴系统包括旋转系统和辅助进给系统，旋转系统垂直安装于辅助进给系统上方；砂轮磨削系统包括支撑系统、砂轮轴系统和纵向进给系统，其中砂轮轴系统平行安置于纵向进给系统上方；
其特征在于，所述砂轮轴系统和纵向进给系统平行安置于支撑系统前方；所述砂轮磨削系统的砂轮轴系统包括主动系统、砂轮系统、传动系统和连接支架系统，其中，砂轮系统、传动系统和连接支架系统均为镜像对称结构，以主动系统的径向中心轴为对称轴，砂轮系统的左半部分和右半部分分别横向同轴安置于主动系统的左侧和右侧，传动系统的左半部分同轴套装于砂轮系统左半部分的左侧，传动系统的右半部分同轴套装于砂轮系统右半部分的右侧，连接支架系统的左半部分同轴嵌套安置于传动系统左半部分的左侧，连接支架系统的右半部分同轴嵌套安置于传动系统右半部分的右侧。
2.按照权利要求1所述的一种离轴曲面双砂轮同步高效磨削机床，其特征在于，所述砂轮磨削系统的支撑系统包括底板(57)、电机支架(24)、直线导轨Ⅴ(26)、导轨支架Ⅰ(25)、滑块Ⅸ(27)、直线导轨Ⅵ(16)、导轨支架Ⅱ(18)和滑块Ⅹ(17)，电机支架(24)底部与底板(57)通过螺钉固定连接，导轨支架Ⅰ(25)和导轨支架Ⅱ(18)分别通过螺钉固定连接于电机支架(24)两侧，直线导轨Ⅴ(26)与导轨支架Ⅰ(25)固连，直线导轨Ⅵ(16)与导轨支架Ⅱ(18)固连，滑块Ⅸ(27)与直线导轨Ⅴ(26)活动连接，滑块Ⅹ(17)与直线导轨Ⅵ(16)活动连接。
3.按照权利要求1所述的一种离轴曲面双砂轮同步高效磨削机床，其特征在于，所述主动系统包括伺服电机(59)、电机主轴(62)、花键母Ⅰ(76)和花键母Ⅱ(79)，其中，伺服电机(59)为两端输出型电机，电机主轴(62)的两端开有花键槽，花键母Ⅰ(76)和花键母Ⅱ(79)分别与电机主轴(62)两端的花键槽相配合。
4.按照权利要求1所述的一种离轴曲面双砂轮同步高效磨削机床，其特征在于，所述砂轮系统包括砂轮Ⅰ(30)、长螺钉阵列Ⅰ(77)、花键母套Ⅰ(75)、挡圈Ⅰ(74)、砂轮Ⅱ(15)、长螺钉阵列Ⅱ(78)、花键母套Ⅱ(80)和挡圈Ⅱ(81)，以主动系统的径向中心轴为对称轴，在砂轮系统的左半部分中，砂轮Ⅰ(30)的内侧与花键母套Ⅰ(75)的外侧固定连接，挡圈Ⅰ(74)与花键母套Ⅰ(75)固定连接且位于砂轮Ⅰ(30)的外侧，花键母套Ⅰ(75)通过长螺钉阵列Ⅰ(77)与主动系统固定连接；在砂轮系统的右半部分中，砂轮Ⅱ(15)的内侧与花键母套Ⅱ(80)的外侧固定连接，挡圈Ⅱ(81)与花键母套Ⅱ(80)固定连接且位于砂轮Ⅱ(15)的外侧，花键母套Ⅱ(80)通过长螺钉阵列Ⅱ(78)与主动系统固连。
5.按照权利要求1所述的一种离轴曲面双砂轮同步高效磨削机床，其特征在于，所述传动系统包括深沟球轴承Ⅰ(73)、套筒Ⅰ(72)、推力球轴承Ⅰ(71)、隔板Ⅰ(69)、推力球轴承Ⅱ(68)、套筒Ⅱ(67)、深沟球轴承Ⅱ(66)、挡环Ⅰ(65)、深沟球轴承Ⅲ(82)、套筒Ⅲ(83)、推力球轴承Ⅲ(84)、隔板Ⅱ(86)、推力球轴承Ⅳ(87)、套筒Ⅳ(88)、深沟球轴承Ⅳ(89)和挡环Ⅱ(90)，以主动系统的径向中心轴为对称轴，在传动系统的左半部分，以对称轴为内侧，深沟球轴承Ⅰ(73)、套筒Ⅰ(72)、推力球轴承Ⅰ(71)、隔板Ⅰ(69)、推力球轴承Ⅱ(68)、套筒Ⅱ(67)、深沟球轴承Ⅱ(66)沿从内侧到外侧的顺序依次活动连接；在传动系统的右半部分，以对称轴为内侧，深沟球轴承Ⅲ(82)、套筒Ⅲ(83)、推力球轴承Ⅲ(84)、隔板Ⅱ(86)、推力球轴承Ⅳ(87)、套筒Ⅳ(88)、深沟球轴承Ⅳ(89)沿从内侧到外侧的顺序依次活动连接。
6.按照权利要求1所述的一种离轴曲面双砂轮同步高效磨削机床，其特征在于，所述连接支架系统包括连接支架Ⅱ(58)、沉头螺钉阵列Ⅰ(70)、连接支架Ⅰ(29)、短螺钉阵列Ⅰ(64)、花键尾罩Ⅰ(61)、连接支架Ⅳ(60)、沉头螺钉阵列Ⅱ(85)、连接支架Ⅲ(14)、短螺钉阵列Ⅱ(91)和花键尾罩Ⅱ(63)，以主动系统的径向中心轴为对称轴，在连接支架系统的左半部分，连接支架Ⅱ(58)和连接支架Ⅰ(29)的圆形端面通过沉头螺钉阵列Ⅰ(70)固定连接后嵌套在传动系统的左半部分的外侧，花键尾罩Ⅰ(61)通过短螺钉阵列Ⅰ(64)与连接支架Ⅰ(29)固定连接，连接支架Ⅱ(58)的端面与砂轮系统活动连接；在连接支架系统的右半部分，连接支架Ⅳ(60)和连接支架Ⅲ(14)的圆形端面通过沉头螺钉阵列Ⅱ(85)固定连接后嵌套在传动系统的外侧，花键尾罩Ⅱ(63)通过短螺钉阵列Ⅱ(91)与连接支架Ⅲ(14)固定连接，连接支架Ⅳ(60)的端面与砂轮系统中的挡圈Ⅱ(81)活动连接；连接支架Ⅰ(29)和连接支架Ⅲ(14)的方形端面分别通过螺钉与砂轮磨削系统的支撑系统固定连接。
7.按照权利要求3至权利要求6中任意一项所述的一种离轴曲面双砂轮同步高效磨削机床，其特征在于，所述砂轮系统中的花键母套Ⅰ(75)通过长螺钉阵列Ⅰ(77)与主动系统中的花键母Ⅰ(76)固定连接，花键母套Ⅱ(80)通过长螺钉阵列Ⅱ(78)与主动系统中的花键母Ⅱ(79)固定连接；所述传动系统中的挡环Ⅰ(65)嵌在主动系统中的花键母Ⅰ(76)的末端开槽中，深沟球轴承Ⅰ(73)的端面与连接支架系统中的连接支架Ⅱ(58)接触，挡环Ⅱ(90)嵌在主动系统中的花键母Ⅱ(79)的末端开槽中，深沟球轴承Ⅲ(82)的端面与连接支架系统中的连接支架Ⅳ(60)接触；所述连接支架系统的连接支架Ⅱ(58)的端面与砂轮系统中的挡圈Ⅰ(74)活动连接，连接支架Ⅳ(60)的端面与砂轮系统中的挡圈Ⅱ(81)活动连接。
8.按照权利要求1所述的一种离轴曲面双砂轮同步高效磨削机床，其特征在于，所述纵向进给系统包括交流电机Ⅲ(10)、交流电机底座Ⅲ(94)、联轴器Ⅲ(11)、环型轴承座Ⅲ(12)、密封套Ⅲ(39)、滚珠丝杠Ⅲ(13)、丝杠进给座Ⅲ(50)、丝杠进给座Ⅳ(56)、密封圈Ⅲ(38)和轴承座Ⅲ(28)；其中，交流电机底座Ⅲ(94)通过螺钉与支撑系统固定连接，交流电机Ⅲ(10)通过螺钉与交流电机底座Ⅲ(94)固定连接，交流电机Ⅲ(10)输出端通过联轴器Ⅲ(11)和环型轴承座Ⅲ(12)带动滚珠丝杠Ⅲ(13)旋转；滚珠丝杠Ⅲ(13)的中部设有两段旋转方向相反且螺距相等的螺纹，其两端设有密封套Ⅲ(39)和密封圈Ⅲ(38)，密封套Ⅲ(39)和密封圈Ⅲ(38)分别与环型轴承座Ⅲ(12)和轴承座Ⅲ(28)固定连接；丝杠进给座Ⅲ(50)和丝杠进给座Ⅳ(56)的中心与滚珠丝杠Ⅲ(13)的螺纹部分活动连接，丝杠进给座Ⅲ(50)和丝杠进给座Ⅳ(56)的顶面分别与砂轮轴系统固定连接。
9.按照权利要求1所述的一种离轴曲面双砂轮同步高效磨削机床，其特征在于，所述伺服进给系统包括交流电机Ⅱ(8)、交流电机底座Ⅱ(93)、联轴器Ⅱ(9)、环型轴承座Ⅱ(42)、密封套Ⅱ(41)、滚珠丝杠Ⅱ(20)、丝杠进给座Ⅱ(52)、密封圈Ⅱ(40)、轴承座Ⅱ(21)、直线导轨Ⅲ(23)、滑块Ⅷ(54)、滑块Ⅶ(55)、直线导轨Ⅳ(19)、滑块Ⅴ(51)、滑块Ⅵ(53)和底座Ⅱ(22)；其中，交流电机底座Ⅱ(93)通过螺钉与底座Ⅱ(22)固定连接，交流电机Ⅱ(8)通过螺钉与交流电机底座Ⅱ(93)固定连接，其输出端通过联轴器Ⅱ(9)和环型轴承座Ⅱ(42)带动滚珠丝杠Ⅱ(20)旋转；滚珠丝杠Ⅱ(20)的两端设有密封套Ⅱ(41)和密封圈Ⅱ(40)，密封套Ⅱ(41)和密封圈Ⅱ(40)分别与环型轴承座Ⅱ(42)和轴承座Ⅱ(21)固定连接；丝杠进给座Ⅱ(52)的中心与滚珠丝杠Ⅱ(20)的螺纹部分活动连接，丝杠进给座Ⅱ(52)的顶面与砂轮磨削系统固定连接；滑块Ⅷ(54)、滑块Ⅶ(55)分别与直线导轨Ⅲ(23)活动连接，滑块Ⅴ(51)、滑块Ⅵ(53)分别与直线导轨Ⅳ(19)活动连接，滑块Ⅷ(54)、滑块Ⅶ(55)和滑块Ⅴ(51)、滑块Ⅵ(53)的顶面与砂轮磨削系统固定连接；底座Ⅱ(22)与基座(7)通过螺钉连接。

说明书全文

离轴曲面双砂轮同步高效磨削机床

技术领域

[0001] 本发明属于机械制造技术领域，具体涉及一种离轴曲面双砂轮同步高效磨削机床。

背景技术

[0002] 目前生产制造领域所用的磨削机床通常采用的是单个砂轮对单个工件进行磨削的方式，加工效率较低，且工件均装夹在主轴的中心位置，这种机床对于离轴曲面的磨削加工具有很大的局限性，由于加工过程中的力分布不平衡而引起的随机振动，会影响机床加工的结构刚度和稳定性，工件动平衡性能差，影响机床的加工精度的影响。

发明内容

[0003] 本发明的目的是结合离轴曲面独特的曲面构造特点，通过深入分析与研究，设计了一种针对离轴曲面磨削加工的离轴曲面双砂轮同步高效磨削机床，该机床采用双砂轮进行同步磨削，不仅可以消除或减少加工过程中的力分布不平衡引起的随机振动，提高机床加工的结构刚度和稳定性，而且可以减少机床加工的工件动平衡性能差对机床加工精度的影响，此外，机床在能够实现离轴曲面的高精度磨削加工要求的同时，还能适用于普通非离轴工件的磨削，提高磨削加工的效率及通用性。

[0004] 为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案，结合附图：

[0005] 提供一种离轴曲面双砂轮同步高效磨削机床，其包括电主轴系统和基座7，电主轴系统固定于基座7上，电主轴系统包括旋转系统和辅助进给系统，旋转系统垂直安装于辅助进给系统上方；该离轴曲面双砂轮同步高效磨削机床还包括砂轮磨削系统和伺服进给系统，砂轮磨削系统垂直安装于伺服进给系统上方，砂轮磨削系统包括支撑系统、砂轮轴系统和纵向进给系统，其中砂轮轴系统平行安置于纵向进给系统上方，砂轮轴系统和纵向进给系统平行安置于支撑系统前方；伺服进给系统固定于基座7上，且伺服进给系统与电主轴系统相垂直。

[0006] 根据本发明所提供的离轴曲面双砂轮同步高效磨削机床，其中，砂轮磨削系统的支撑系统包括底板57、电机支架24、直线导轨Ⅴ26、导轨支架Ⅰ25、滑块Ⅸ27、直线导轨Ⅵ16、导轨支架Ⅱ18和滑块Ⅹ17，电机支架24底部与底板57通过螺钉固定连接，导轨支架Ⅰ25和导轨支架Ⅱ18分别通过螺钉固定连接于电机支架24两侧，直线导轨Ⅴ26与导轨支架Ⅰ25固连，直线导轨Ⅵ16与导轨支架Ⅱ18固连，滑块Ⅸ27与直线导轨Ⅴ26活动连接，滑块Ⅹ17与直线导轨Ⅵ16活动连接。

[0007] 根据本发明所提供的离轴曲面双砂轮同步高效磨削机床，其中，砂轮磨削系统的砂轮轴系统包括主动系统、砂轮系统、传动系统和连接支架系统，砂轮系统、传动系统和连接支架系统均为镜像对称结构，以主动系统的径向中心轴为对称轴，砂轮系统的左半部分和右半部分分别横向同轴安置于主动系统的左侧和右侧，传动系统的左半部分同轴套装于砂轮系统左半部分的左侧，传动系统的右半部分同轴套装于砂轮系统右半部分的右侧，连接支架系统的左半部分同轴嵌套安置于传动系统左半部分的左侧，连接支架系统的右半部分同轴嵌套安置于传动系统右半部分的右侧。

[0008] 根据本发明所提供的离轴曲面双砂轮同步高效磨削机床，其中，主动系统包括伺服电机59、电机主轴62、花键母Ⅰ76和花键母Ⅱ79，伺服电机59为两端输出型电机，电机主轴62的两端开有花键槽，花键母Ⅰ76和花键母Ⅱ79分别与电机主轴62两端的花键槽相配合，使伺服电机59转动时能够带动花键母Ⅰ76和花键母Ⅱ79同时转动。

[0009] 根据本发明所提供的离轴曲面双砂轮同步高效磨削机床，其中，砂轮系统包括砂轮Ⅰ30、长螺钉阵列Ⅰ77、花键母套Ⅰ75、挡圈Ⅰ74、砂轮Ⅱ15、长螺钉阵列Ⅱ78、花键母套Ⅱ80和挡圈Ⅱ81，以主动系统的径向中心轴为对称轴，在砂轮系统的左半部分中，砂轮Ⅰ30的内侧与花键母套Ⅰ75的外侧固定连接，挡圈Ⅰ74与花键母套Ⅰ75固定连接且位于砂轮Ⅰ30的外侧，花键母套Ⅰ75通过长螺钉阵列Ⅰ77与主动系统固定连接；在砂轮系统的右半部分中，砂轮Ⅱ15的内侧与花键母套Ⅱ80的外侧固定连接，挡圈Ⅱ81与花键母套Ⅱ80固定连接且位于砂轮Ⅱ15的外侧，起到夹紧固定砂轮Ⅱ15的作用，花键母套Ⅱ80通过长螺钉阵列Ⅱ78与主动系统固连，从而使伺服电机59能够带动砂轮Ⅰ30和砂轮Ⅱ15旋转。

[0010] 根据本发明所提供的离轴曲面双砂轮同步高效磨削机床，其中，传动系统包括深沟球轴承Ⅰ73、套筒Ⅰ72、推力球轴承Ⅰ71、隔板Ⅰ69、推力球轴承Ⅱ68、套筒Ⅱ67、深沟球轴承Ⅱ66、挡环Ⅰ65、深沟球轴承Ⅲ82、套筒Ⅲ83、推力球轴承Ⅲ84、隔板Ⅱ86、推力球轴承Ⅳ87、套筒Ⅳ88、深沟球轴承Ⅳ89和挡环Ⅱ90，以主动系统的径向中心轴为对称轴，在传动系统的左半部分，以对称轴为内侧，深沟球轴承Ⅰ73、套筒Ⅰ72、推力球轴承Ⅰ71、隔板Ⅰ69、推力球轴承Ⅱ68、套筒Ⅱ67、深沟球轴承Ⅱ66沿从内侧到外侧的顺序依次活动连接；在传动系统的右半部分，以对称轴为内侧，深沟球轴承Ⅲ82、套筒Ⅲ83、推力球轴承Ⅲ84、隔板Ⅱ86、推力球轴承Ⅳ87、套筒Ⅳ88、深沟球轴承Ⅳ89沿从内侧到外侧的顺序依次活动连接。该传动系统能够沿电机主轴62移动，但不能转动，可以有效的消除或减小砂轮磨削过程中的力，提高系统稳定性和加工精度。

[0011] 根据本发明所提供的离轴曲面双砂轮同步高效磨削机床，其中，连接支架系统包括连接支架Ⅱ58、沉头螺钉阵列Ⅰ70、连接支架Ⅰ29、短螺钉阵列Ⅰ64、花键尾罩Ⅰ61、连接支架Ⅳ60、沉头螺钉阵列Ⅱ85、连接支架Ⅲ14、短螺钉阵列Ⅱ91和花键尾罩Ⅱ63，以主动系统的径向中心轴为对称轴，在连接支架系统的左半部分，连接支架Ⅱ58和连接支架Ⅰ29的圆形端面通过沉头螺钉阵列Ⅰ70固定连接后嵌套在传动系统的左半部分的外侧，花键尾罩Ⅰ61通过短螺钉阵列Ⅰ64与连接支架Ⅰ29固定连接，连接支架Ⅱ58的端面与砂轮系统活动连接；在连接支架系统的右半部分，连接支架Ⅳ60和连接支架Ⅲ14的圆形端面通过沉头螺钉阵列Ⅱ85固定连接后嵌套在传动系统的外侧，花键尾罩Ⅱ63通过短螺钉阵列Ⅱ91与连接支架Ⅲ14固定连接，连接支架Ⅳ60的端面与砂轮系统中的挡圈Ⅱ81活动连接；连接支架Ⅰ29和连接支架Ⅲ14的方形端面分别通过螺钉与支撑系统中的滑块Ⅸ27和滑块Ⅹ17固定连接，使连接支架系统能够沿着直线导轨Ⅴ26和直线导轨Ⅵ16移动，此外，还能增加整个砂轮轴系统的刚性。

[0012] 根据本发明所提供的离轴曲面双砂轮同步高效磨削机床，其中，砂轮系统中的花键母套Ⅰ75通过长螺钉阵列Ⅰ77与主动系统中的花键母Ⅰ76固定连接，花键母套Ⅱ80通过长螺钉阵列Ⅱ78与主动系统中的花键母Ⅱ79固定连接；传动系统中的挡环Ⅰ65嵌在主动系统中的花键母Ⅰ76的末端开槽中，深沟球轴承Ⅰ73的端面与连接支架系统中的连接支架Ⅱ58接触，挡环Ⅱ90嵌在主动系统中的花键母Ⅱ79的末端开槽中，深沟球轴承Ⅲ82的端面与连接支架系统中的连接支架Ⅳ60接触；连接支架系统的连接支架Ⅱ58的端面与砂轮系统中的挡圈Ⅰ74活动连接，连接支架Ⅳ60的端面与砂轮系统中的挡圈Ⅱ81活动连接。

[0013] 根据本发明所提供的离轴曲面双砂轮同步高效磨削机床，其中，纵向进给系统包括交流电机Ⅲ10、交流电机底座Ⅲ94、联轴器Ⅲ11、环型轴承座Ⅲ12、密封套Ⅲ39、滚珠丝杠Ⅲ13、丝杠进给座Ⅲ50、丝杠进给座Ⅳ56、密封圈Ⅲ38和轴承座Ⅲ28；交流电机底座Ⅲ94通过螺钉与支撑系统固定连接，交流电机Ⅲ10通过螺钉与交流电机底座Ⅲ94固定连接，交流电机Ⅲ10输出端通过联轴器Ⅲ11和环型轴承座Ⅲ12带动滚珠丝杠Ⅲ13旋转；滚珠丝杠Ⅲ13的中部设有两段旋转方向相反且螺距相等的螺纹，其两端设有密封套Ⅲ39和密封圈Ⅲ38，密封套Ⅲ39和密封圈Ⅲ38分别与环型轴承座Ⅲ12和轴承座Ⅲ28固定连接；丝杠进给座Ⅲ50和丝杠进给座Ⅳ56的中心与滚珠丝杠Ⅲ13的螺纹部分活动连接，丝杠进给座Ⅲ50和丝杠进给座Ⅳ56的顶面分别与砂轮轴系统固定连接，使交流电机Ⅲ10能够带动连接支架系统移动，进而实现了交流电机Ⅲ10带动砂轮Ⅰ30和砂轮Ⅱ15沿机床的X方向做同步相向移动。

[0014] 根据本发明所提供的离轴曲面双砂轮同步高效磨削机床，其中，伺服进给系统包括交流电机Ⅱ8、交流电机底座Ⅱ93、联轴器Ⅱ9、环型轴承座Ⅱ42、密封套Ⅱ41、滚珠丝杠Ⅱ20、丝杠进给座Ⅱ52、密封圈Ⅱ40、轴承座Ⅱ21、直线导轨Ⅲ23、滑块Ⅷ54、滑块Ⅶ55、直线导轨Ⅳ19、滑块Ⅴ51、滑块Ⅵ53和底座Ⅱ22；交流电机底座Ⅱ93通过螺钉与底座Ⅱ22固定连接，交流电机Ⅱ8通过螺钉与交流电机底座Ⅱ93固定连接，其输出端通过联轴器Ⅱ9和环型轴承座Ⅱ42带动滚珠丝杠Ⅱ20旋转；滚珠丝杠Ⅱ20的两端设有密封套Ⅱ41和密封圈Ⅱ40，密封套Ⅱ41和密封圈Ⅱ40分别与环型轴承座Ⅱ42和轴承座Ⅱ21固定连接；丝杠进给座Ⅱ52的中心与滚珠丝杠Ⅱ20的螺纹部分活动连接，丝杠进给座Ⅱ52的顶面与砂轮磨削系统固定连接，从而使交流电机Ⅱ8能够带动砂轮磨削系统沿机床的Z方向做进给移动；滑块Ⅷ54、滑块Ⅶ55分别与直线导轨Ⅲ23活动连接，滑块Ⅴ51、滑块Ⅵ53分别与直线导轨Ⅳ19活动连接，滑块Ⅷ54、滑块Ⅶ55和滑块Ⅴ51、滑块Ⅵ53的顶面与砂轮磨削系统固定连接，对砂轮磨削系统的移动起导向作用，实现砂轮Ⅰ30和砂轮Ⅱ15沿机床的Z方向做进给移动；底座Ⅱ22与基座7采用螺钉连接。

[0015] 与现有技术相比本发明的有益效果是：

[0016] 1.传统磨削机床通常每次只能对一个工件进行磨削，且对离轴曲面的加工具有很大的局限性，本发明提供的机床采用针对离轴曲面设计的特殊装夹工具和双砂轮同步磨削机构，通过控制双砂轮在机床X方向和Z方向的综合进给运动，能够同时磨削多个离轴曲面，提高了机床的加工效率。

[0017] 2.通过将工件直接装夹在电主轴真空吸盘上，该机床还能实现对单个工件的磨削加工，具有很强的实用性和通用性。

[0018] 3.伺服电机采用的是两端输出的伺服电机，能够实现两个砂轮同步相向运动。

[0019] 4.本发明由于采用了推力球轴承和深沟球轴承，能够有效的承受和减小磨削时的磨削力，提高加工精度。

[0020] 5.本发明提供的机床，其各种支架的使用能够提高机床整体的刚度和稳定性。

附图说明

[0021] 下面结合附图对本发明作进一步的说明：

[0022] 图1为本发明所述的离轴曲面双砂轮同步高效磨削机床整体装配图[0023] 图2为本发明所述的离轴曲面双砂轮同步高效磨削机床的基座结构示意图[0024] 图3为本发明所述的离轴曲面双砂轮同步高效磨削机床的旋转系统的结构示意图

[0025] 图4为本发明所述的离轴曲面双砂轮同步高效磨削机床的电主轴系统的驱动装置示意图

[0026] 图5为本发明所述的离轴曲面双砂轮同步高效磨削机床的辅助进给系统和伺服进给系统的结构示意图

[0027] 图6为本发明所述的离轴曲面双砂轮同步高效磨削机床的砂轮磨削系统的支撑系统示意图

[0028] 图7为本发明所述的离轴曲面双砂轮同步高效磨削机床的砂轮磨削系统的结构示意图

[0029] 图8为本发明所述的离轴曲面双砂轮同步高效磨削机床的砂轮轴系统的结构示意图

[0030] 图9为本发明所述的离轴曲面双砂轮同步高效磨削机床的砂轮轴系统的内部剖视图

[0031] 图10为图9左半侧结构的放大图

[0032] 图11为图9右半侧结构的放大图

[0033] 图12为本发明所述的离轴曲面双砂轮同步高效磨削机床的纵向进给系统的驱动装置示意图

[0034] 图13为本发明所述的离轴曲面双砂轮同步高效磨削机床的进给系统的空间布局图

[0035] 图14为本发明所述的离轴曲面双砂轮同步高效磨削机床的砂轮磨削系统的驱动装置示意图

[0036] 图15为本发明所述的离轴曲面双砂轮同步高效磨削机床的丝杠进给座的结构示意图

[0037] 图16为本发明所述的离轴曲面双砂轮同步高效磨削机床的连接支架的组合示意图

[0038] 图17为本发明所述的离轴曲面双砂轮同步高效磨削机床的磨削单个工件时的工况示意图

[0039] 图中：1.电主轴 2.电主轴滑座 3.环型轴承座Ⅰ 4.联轴器Ⅰ 5.底座Ⅰ6.交流电机Ⅰ 7.基座 8.交流电机Ⅱ 9.联轴器Ⅱ 10.交流电机Ⅲ 11.联轴器Ⅲ 12.环型轴承座Ⅲ 13.滚珠丝杠Ⅲ 14.连接支架Ⅲ 15.砂轮Ⅱ 16.直线导轨Ⅵ
17.滑块Ⅹ 18.导轨支架Ⅱ 19.直线导轨Ⅳ 20.滚珠丝杠Ⅱ 21.轴承座Ⅱ 22.底座Ⅱ 23.直线导轨Ⅲ24.电机支架 25.导轨支架Ⅰ 26.直线导轨Ⅴ 27.滑块Ⅸ
28.轴承座Ⅲ 29.连接支架Ⅰ 30.砂轮Ⅰ 31.工件阵列 32.轴承座Ⅰ 33.夹具
34.定位销阵列 35.密封圈Ⅰ 36.滚珠丝杠Ⅰ 37.密封套Ⅰ 38.密封圈Ⅲ 39.密封套Ⅲ 40.密封圈Ⅱ 41.密封套Ⅱ 42.环型轴承座Ⅱ43.直线导轨Ⅱ 44.直线导轨Ⅰ 45.滑块Ⅲ 46.滑块Ⅰ 47.丝杠进给座Ⅰ 48.滑块Ⅳ 49.滑块Ⅱ 50.丝杠进给座Ⅲ 51.滑块Ⅴ 52.丝杠进给座Ⅱ 53.滑块Ⅵ 54.滑块Ⅷ 55.滑块Ⅶ 56.丝杠进给座Ⅳ 57.底板 58.连接支架Ⅱ 59.伺服电机 60.连接支架Ⅳ 61.花键尾罩Ⅰ62.电机主轴 63.花键尾罩Ⅱ 64.短螺钉阵列Ⅰ 65.挡环Ⅰ 66.深沟球轴承Ⅱ
67.套筒Ⅱ 68.推力球轴承Ⅱ 69.隔板Ⅰ 70.沉头螺钉阵列Ⅰ 71.推力球轴承Ⅰ
72.套筒Ⅰ 73.深沟球轴承Ⅰ 74.挡圈Ⅰ 75.花键母套Ⅰ 76.花键母Ⅰ 77.长螺钉阵列Ⅰ 78.长螺钉阵列Ⅱ 79.花键母Ⅱ 80.花键母套Ⅱ 81.挡圈Ⅱ 82.深沟球轴承Ⅲ 83.套筒Ⅲ84.推力球轴承Ⅲ 85.沉头螺钉阵列Ⅱ 86.隔板Ⅱ 87.推力球轴承Ⅳ88.套筒Ⅳ 89.深沟球轴承Ⅳ 90.挡环Ⅱ 91.短螺钉阵列Ⅱ 92.交流电机底座Ⅰ 93.交流电机底座Ⅱ 94.交流电机底座Ⅲ

具体实施方式

[0040] 下面结合附图对本发明作详细的描述：

[0041] 本发明提供的离轴曲面双砂轮同步高效磨削机床方案的总体结构如图1所示，其包括电主轴系统、砂轮磨削系统、伺服进给系统和基座7，结合图1和图2所示，其中，电主轴系统固定于基座7上，伺服进给系统固定于基座7上，且伺服进给系统与电主轴系统相垂直，砂轮磨削系统垂直安装于伺服进给系统上方。

[0042] 电主轴系统包括旋转系统和辅助进给系统，旋转系统垂直安装于辅助进给系统上方；

[0043] 参照图3所示，旋转系统包括电主轴1、电主轴滑座2、夹具33、工件阵列31和定位销阵列34，定位销阵列34用于工件阵列31的定位，工件阵列31中的工件均匀密布在夹具33上，工件阵列31和定位销阵列34装夹在夹具33上，夹具33吸附在电主轴1的真空吸盘上，使电主轴1的旋转能够带动工件阵列31旋转，便于对离轴曲面进行高效磨削；

[0044] 结合图4和图5所示，辅助进给系统包括交流电机Ⅰ6、交流电机底座Ⅰ92、联轴器Ⅰ4、环型轴承座Ⅰ3、滚珠丝杠Ⅰ36、密封套Ⅰ37、丝杠进给座Ⅰ47、密封圈Ⅰ35、轴承座Ⅰ32、直线导轨Ⅰ44、滑块Ⅰ46、滑块Ⅱ49、直线导轨Ⅱ43、滑块Ⅲ45、滑块Ⅳ48和底座Ⅰ5，其中交流电机Ⅰ6通过交流电机底座Ⅰ92固定在底座Ⅰ5上，交流电机Ⅰ6的输出端通过联轴器Ⅰ4和环型轴承座Ⅰ3带动滚珠丝杠Ⅰ36的旋转，滚珠丝杠Ⅰ36的两端有密封套Ⅰ37和密封圈Ⅰ35，分别与环型轴承座Ⅰ3和轴承座Ⅰ32固定连接；丝杠进给座Ⅰ47的中心与滚珠丝杠Ⅰ36通过螺纹活动连接，丝杠进给座Ⅰ47的顶面与旋转系统中的电主轴滑座2的底面通过螺栓固定连接，使交流电机Ⅰ6能够带动旋转系统移动；滑块Ⅰ46、滑块Ⅱ49均与直线导轨Ⅰ44活动连接，滑块Ⅲ45、滑块Ⅳ48均与直线导轨Ⅱ43活动连接，滑块Ⅰ46、滑块Ⅱ49和滑块Ⅲ45、滑块Ⅳ48的顶面与电主轴滑座2的底面通过螺栓固定连接，对旋转系统的移动起导向作用。

[0045] 参照图7所示，砂轮磨削系统包括支撑系统、砂轮轴系统和纵向进给系统，其中砂轮轴系统平行安置于纵向进给系统上方，砂轮轴系统和纵向进给系统平行安置于支撑系统前方；

[0046] 参照图6所示，支撑系统包括底板57、电机支架24、直线导轨Ⅴ26、导轨支架Ⅰ25、滑块Ⅸ27、直线导轨Ⅵ16、导轨支架Ⅱ18和滑块Ⅹ17，电机支架24底部与底板57通过螺钉固定连接，导轨支架Ⅰ25和导轨支架Ⅱ18均通过螺钉分别固定连接于电机支架24两侧，直线导轨Ⅴ26与导轨支架Ⅰ25固连，直线导轨Ⅵ16与导轨支架Ⅱ18固连，滑块Ⅸ27与直线导轨Ⅴ26活动连接，滑块Ⅹ17与直线导轨Ⅵ16活动连接。

[0047] 砂轮轴系统包括主动系统、砂轮系统、传动系统和连接支架系统，其中，砂轮系统、传动系统和连接支架系统均为镜像对称结构，以主动系统的径向中心轴为对称轴，砂轮系统的左半部分和右半部分分别横向同轴安置于主动系统的左侧和右侧，传动系统的左半部分同轴套装于砂轮系统左半部分的左侧，传动系统的右半部分同轴套装于砂轮系统右半部分的右侧，连接支架系统的左半部分同轴嵌套安置于传动系统左半部分的左侧，连接支架系统的右半部分同轴嵌套安置于传动系统右半部分的右侧。

[0048] 结合图7和图9所示，主动系统包括伺服电机59、电机主轴62、花键母Ⅰ76和花键母Ⅱ79，伺服电机59为两端输出型电机，电机主轴62的两端开有花键槽，花键母Ⅰ76和花键母Ⅱ79分别与电机主轴62两端的花键槽相配合，使伺服电机59转动时能够带动花键母Ⅰ76和花键母Ⅱ79同时转动。

[0049] 结合图9、图10和图11所示，砂轮系统为镜像对称结构，包括砂轮Ⅰ30、长螺钉阵列Ⅰ77、花键母套Ⅰ75、挡圈Ⅰ74、砂轮Ⅱ15、长螺钉阵列Ⅱ78、花键母套Ⅱ80和挡圈Ⅱ81，以主动系统的径向中心轴为对称轴，以砂轮系统的左半侧为例，砂轮Ⅰ30的内侧与花键母套Ⅰ75的外侧固定连接，挡圈Ⅰ74与花键母套Ⅰ75固定连接且位于砂轮Ⅰ30的外侧，起到夹紧固定砂轮Ⅰ30的作用，花键母套Ⅰ75通过长螺钉阵列Ⅰ77与主动系统中的花键母Ⅰ76固连，除了长螺钉阵列Ⅰ77，砂轮系统左半侧其他零件均活动套装在主动系统中的花键母Ⅰ76上；右半侧的设计与左半侧相同，砂轮Ⅱ15的内侧与花键母套Ⅱ80的外侧固定连接，挡圈Ⅱ81与花键母套Ⅱ80固定连接且位于砂轮Ⅱ15的外侧，起到夹紧固定砂轮Ⅱ15的作用，花键母套Ⅱ80通过长螺钉阵列Ⅱ78与主动系统中的花键母Ⅱ79相固连，除了长螺钉阵列Ⅱ78，砂轮系统右半侧其他零件均活动套装在主动系统中的花键母Ⅱ79上，从而使伺服电机59能够带动砂轮Ⅰ30和砂轮Ⅱ15旋转。

[0050] 结合图9、图10和图11所示，传动系统为镜像对称结构，包括深沟球轴承Ⅰ73、套筒Ⅰ72、推力球轴承Ⅰ71、隔板Ⅰ69、推力球轴承Ⅱ68、套筒Ⅱ67、深沟球轴承Ⅱ66、挡环Ⅰ65、深沟球轴承Ⅲ82、套筒Ⅲ83、推力球轴承Ⅲ84、隔板Ⅱ86、推力球轴承Ⅳ87、套筒Ⅳ88、深沟球轴承Ⅳ89和挡环Ⅱ90，传动系统所包括的原件均套装在电机主轴62上，如图12所示，以主动系统的径向中心轴为对称轴，以传动系统的左半侧为例，传功系统左半侧所包含的元件均套装在花键母Ⅰ76的外面，且除挡环Ⅰ65嵌在花键母Ⅰ76的末端开槽中外，其他元件之间均采用活动接触，从近砂轮Ⅰ30端到电机主轴62在该侧端面方向上，各元件的安装排列次序为深沟球轴承Ⅰ73、套筒Ⅰ72、推力球轴承Ⅰ71、隔板Ⅰ69、推力球轴承Ⅱ68、套筒Ⅱ67、深沟球轴承Ⅱ66，深沟球轴承Ⅰ73的端面与连接支架Ⅱ58接触；传动系统右半侧的设计与左半侧对称，右半侧所包含的元件均套装在花键母Ⅱ79的外面，且除挡环Ⅱ90嵌在花键母Ⅱ79的末端开槽中外，其他元件之间均采用活动接触，从近砂轮Ⅱ15端到电机主轴62在该侧端面方向上，各元件的安装排列次序为深沟球轴承Ⅲ82、套筒Ⅲ83、推力球轴承Ⅲ84、隔板Ⅱ86、推力球轴承Ⅳ87、套筒Ⅳ88、深沟球轴承Ⅳ89，深沟球轴承Ⅲ82的端面与连接支架Ⅳ60接触；该传动系统能够沿电机主轴62移动，但不能转动，可以有效的消除或减小砂轮磨削过程中的力，提高系统稳定性和加工精度。

[0051] 结合图9、图10和图11所示，连接支架系统为镜像对称结构，包括连接支架Ⅱ58、沉头螺钉阵列Ⅰ70、连接支架Ⅰ29、短螺钉阵列Ⅰ64、花键尾罩Ⅰ61、连接支架Ⅳ60、沉头螺钉阵列Ⅱ85、连接支架Ⅲ14、短螺钉阵列Ⅱ91和花键尾罩Ⅱ63，以主动系统的径向中心轴为对称轴，以连接支架系统的左半侧为例，其中连接支架Ⅱ58和连接支架Ⅰ29的圆形端面通过沉头螺钉阵列Ⅰ70固定连接后嵌套在传动系统外侧，花键尾罩Ⅰ61通过短螺钉阵列Ⅰ64与连接支架Ⅰ29固定连接，连接支架Ⅱ58的端面与砂轮系统中的挡圈Ⅰ74活动连接；连接支架系统的右半侧的设计与左半侧相同，连接支架Ⅳ60和连接支架Ⅲ14的圆形端面通过沉头螺钉阵列Ⅱ85固定连接后嵌套在传动系统外侧，花键尾罩Ⅱ63通过短螺钉阵列Ⅱ91与连接支架Ⅲ14固定连接，连接支架Ⅳ60的端面与砂轮系统中的挡圈Ⅱ81活动连接；连接支架Ⅰ29和连接支架Ⅲ14的方形端面分别通过螺钉与支撑系统中的滑块Ⅸ27和滑块Ⅹ17固定连接，使连接支架系统能够沿着直线导轨Ⅴ26和直线导轨Ⅵ16移动，此外，还能增加整个砂轮轴系统的刚性。

[0052] 结合图12和图13所示，纵向进给系统包括交流电机Ⅲ10、交流电机底座Ⅲ94、联轴器Ⅲ11、环型轴承座Ⅲ12、密封套Ⅲ39、滚珠丝杠Ⅲ13、丝杠进给座Ⅲ50、丝杠进给座Ⅳ56、密封圈Ⅲ38和轴承座Ⅲ28；其中交流电机底座Ⅲ94通过螺钉与支撑系统中的底板57固定连接，交流电机Ⅲ10通过螺钉与交流电机底座Ⅲ94固定连接，其输出端通过联轴器Ⅲ11和环型轴承座Ⅲ12带动滚珠丝杠Ⅲ13的旋转；滚珠丝杠Ⅲ13的中部设有两段旋转方向相反且螺距相等的螺纹，其两端有密封套Ⅲ39和密封圈Ⅲ38，分别与环型轴承座Ⅲ12和轴承座Ⅲ28固定连接；丝杠进给座Ⅲ50和丝杠进给座Ⅳ56的中心与滚珠丝杠Ⅲ13的螺纹部分通过螺纹活动连接，其顶面分别与砂轮轴系统中的连接支架Ⅱ58和连接支架Ⅳ60的方形面通过螺栓固定连接，使交流电机Ⅲ10能够带动连接支架系统移动，进而实现了交流电机Ⅲ10带动砂轮Ⅰ30和砂轮Ⅱ15在机床的X方向做同步相向移动。

[0053] 结合图13和图14，伺服进给系统包括交流电机Ⅱ8、交流电机底座Ⅱ93、联轴器Ⅱ9、环型轴承座Ⅱ42、密封套Ⅱ41、滚珠丝杠Ⅱ20、丝杠进给座Ⅱ52、密封圈Ⅱ40、轴承座Ⅱ21、直线导轨Ⅲ23、滑块Ⅷ54、滑块Ⅶ55、直线导轨Ⅳ19、滑块Ⅴ51、滑块Ⅵ53和底座Ⅱ22；其中，交流电机底座Ⅱ93通过螺钉与底座Ⅱ22固定连接，交流电机Ⅱ8通过螺钉与交流电机底座Ⅱ93固定连接，其输出端通过联轴器Ⅱ9和环型轴承座Ⅱ42带动滚珠丝杠Ⅱ20旋转；滚珠丝杠Ⅱ20的两端有密封套Ⅱ41和密封圈Ⅱ40，密封套Ⅱ41和密封圈Ⅱ40分别与环型轴承座Ⅱ42和轴承座Ⅱ21固定连接；丝杠进给座Ⅱ52的中心与滚珠丝杠Ⅱ20的螺纹部分通过螺纹活动连接，丝杠进给座Ⅱ52的顶面与砂轮磨削系统中的底板57的底面通过螺栓固定连接，从而使交流电机Ⅱ8能够带动砂轮磨削系统在机床的Z方向做进给移动；滑块Ⅷ54、滑块Ⅶ55分别与直线导轨Ⅲ23活动连接，滑块Ⅴ51、滑块Ⅵ53分别与直线导轨Ⅳ19活动连接，滑块Ⅷ54、滑块Ⅶ55和滑块Ⅴ51、滑块Ⅵ53的顶面与砂轮磨削系统中的底板57的底面通过螺栓固定连接，对砂轮磨削系统的移动起导向作用，实现砂轮Ⅰ30和砂轮Ⅱ15在机床的Z方向做进给移动。

[0054] 电主轴系统通过其底座Ⅰ5与基座7采用螺钉固定连接，砂轮磨削系统通过其底板57与伺服进给系统中的丝杠进给座Ⅱ52、滑块Ⅷ54、滑块Ⅶ55、滑块Ⅴ51和滑块Ⅵ53采用螺钉固定连接，伺服进给系统通过其底座Ⅱ22与基座7采用螺钉固定连接。

[0055] 本发明提供的离轴曲面双砂轮同步高效磨削机床的工作原理为：在进行磨削加工时，通过使交流电机Ⅰ6工作将待磨削的工件阵列31移动到相应的加工区域待加工，开启电主轴1使工件阵列31高速旋转，开启伺服电机59使砂轮Ⅰ30和砂轮Ⅱ15高速旋转，开启交流电机Ⅲ10和交流电机Ⅱ8使砂轮Ⅰ30和砂轮Ⅱ15在机床的X方向移动的同时还能沿机床的Z方向移动，从而实现了对工件阵列31的同步高效磨削加工。

[0056] 参考图17所示，若需要对单个工件进行磨削加工，可将待加工的工件直接吸附在电主轴1的真空吸盘上，通过交流电机Ⅱ8和交流电机Ⅲ10相配合将砂轮Ⅰ30或砂轮Ⅱ15移动到待加工的工件处，该机床便可实现单个砂轮对单个工件的一般性磨削加工，提高机床的实用性和通用性。

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离轴曲面双砂轮同步高效磨削机床

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