本发明属于磨床,尤其涉及一种主轴驱动装置、中心孔磨床及中心孔磨削加工方法。
背景技术:
1、目前中心孔磨床结构主要是通过砂轮主轴自传和公转以及砂轮的直线运动实现中心孔的磨削,与此同时工件需要进行自转运动。
2、这种磨削方式是通过多级带传动分别带动砂轮主轴移动,这种传动结构及控制都非常复杂,由于砂轮是通过多级带传动后再通过机械机构实现沿斜面运动存在较大冲击,同时多级传动实现砂轮主轴公转存在较大的不平衡量会引起震动,最终导致中心孔的研磨精度和表面质量较差。
3、砂轮最终的磨削是通过各种合成机构的叠加而来,没有独立的驱动完成,每个动作之间相互影响,且多级机构传动存在误差叠加,很难达到高精度要求。
技术实现思路
1、发明目的:提供了一种主轴驱动装置、中心孔磨床及中心孔磨削加工方法,该主轴驱动装置通过多个动力源分别控制磨削主轴的不同方向的动作实现中心孔的加工,解决了现有技术没有独立的驱动完成,每个动作之间相互影响,且多级机构传动存在误差叠加,很难达到高精度要求的问题。
2、技术方案:本发明的第一方面,提出一种主轴驱动装置包括:依序连接的x轴驱动单元、z轴驱动单元和主轴驱动单元,所述x轴驱动单元、z轴驱动单元和主轴驱动单元各自设有动力源。
3、所述x轴驱动单元安装于磨床床身,其用于带动z轴驱动单元和主轴驱动单元沿x轴方向移动。
4、所述z轴驱动单元用于带动主轴驱动单元沿z轴方向移动。
5、所述主轴驱动单元用于安装磨削主轴,其用于带动磨削主轴沿主轴驱动单元的轴向移动。
6、当需要调整磨削主轴的位置或角度时,使所述x轴驱动单元、z轴驱动单元和主轴驱动单元分别带动磨削主轴沿预定方向移动至预定位置或角度。
7、在第一方面进一步的实施例中,所述z轴驱动单元包括:z轴驱动壳体、z轴直线电机、z轴导轨机构、绝对值光栅和z轴滑台。
8、所述z轴驱动壳体安装于x轴驱动单元。
9、所述z轴直线电机、z轴导轨机构、绝对值光栅和z轴滑台安装于z轴驱动壳体。
10、所述z轴滑台用于安装主轴驱动单元。
11、所述直线电机和导轨机构用于带动z轴滑台和主轴驱动单元移动,所述绝对值光栅用于检测z轴滑台和主轴驱动单元的移动位置,可进行快速对刀一键启动定位快速磨削,并减少对工件的冲击和振动。
12、在第一方面进一步的实施例中,所述x轴是与水平面平行的横向轴。
13、所述z轴是与x轴成预定夹角设置的斜向轴,使z轴驱动单元带动主轴驱动单元斜向方向移动,能够直接实现斜向移动并得出斜向移动的尺寸和位置点,极大的提高了工作精度。
14、在第一方面进一步的实施例中,所述x轴驱动单元包括:x轴电机、花键轴、齿轮传动机构、x轴丝杠机构、x轴导轨和x轴滑台。
15、所述x轴电机、花键轴、x轴丝杠机构和x轴导轨安装于磨床床身,所述x轴电机、花键轴、齿轮传动机构、x轴丝杠机构和x轴滑台依序连接,所述x轴滑台与x轴导轨。
16、在第一方面进一步的实施例中,主轴驱动装置还包括:链轮链条机构和配重块。
17、所述链轮链条机构包括:安装于x轴驱动单元和/或z轴驱动单元的至少一个链轮,以及与链轮配合的链条。
18、所述链条的一端与z轴驱动单元连接,另一端与配重块连接。
19、所述配重块用于通过链条带动z轴驱动单元复位。
20、在第二方面,提供了一种中心孔磨床包括:磨床床身、第一方面所述的主轴驱动装置、磨削主轴、磨具、尾架装置、夹盘装置和旋转驱动装置。
21、所述主轴驱动装置安装于磨床床身上方,所述尾架装置安装于磨床床身下方,所述夹盘装置和旋转驱动装置安装于磨床床身并设置在主轴驱动装置和尾架装置之间。
22、所述磨削主轴安装于主轴驱动装置,所述磨具安装于磨削主轴,所述主轴驱动装置用于带动磨削主轴和磨具移动至预定位置。
23、所述尾架装置和夹盘装置用于竖向安装工件。
24、所述旋转驱动装置用于带动工件旋转,竖向安装工件能够更好的避免重力产生的影响从而提高磨削精度。
25、在第二方面进一步的实施例中,一种中心孔磨床还包括:竖向移动装置,所述旋转驱动装置和/或夹盘装置和/或尾架装置通过竖向移动装置安装于磨床床身,所述竖向移动装置用于使旋转驱动装置和/或夹盘装置和/或尾架装置可沿竖向方向移动,能够适用于不同高度工件的加工。
26、在第二方面进一步的实施例中,所述旋转驱动装置包括:伺服电机、与伺服电机连接的蜗轮蜗杆机构,以及与蜗轮蜗杆机构连接的旋转驱动盘。
27、所述旋转驱动盘用于连接工件并带动工件旋转,进一步的提高了加工精度。
28、在第二方面进一步的实施例中,一种中心孔磨床还包括:修整机构,所述修整机构包括:安装于磨床床身的修整电机,以及与修整电机连接的修整笔。
29、当主轴驱动装置带动磨具移动至预定位置时,所述修整电机带动修整笔对磨具进行修整。
30、在第三方面,提供了使用在第二方面所述一种中心孔磨床的中心孔磨削加工方法包括:s100、使用尾架装置、夹盘装置和旋转驱动装置使工件竖向设置,使用x轴驱动单元、z轴驱动单元和主轴驱动装置进行对刀。
31、s200、使用旋转驱动装置带动工件旋转。
32、s300、使用z轴驱动单元带动磨具对工件的中心孔进行磨削加工。
33、s400、在磨削加工过程中使主轴驱动装置的x轴驱动单元和z轴驱动单元带动磨具以预定速度和路径与工件旋转速度配合,在中心孔表面加工出网状鱼鳞纹,通过网状鱼鳞纹有利于磨削时储冷却液,可以在磨削过程中进行冷却,有利于控制加工精度,在最终成品后工作时储油润滑使工作更稳定。
34、有益效果:本申请通过x轴驱动单元、z轴驱动单元和主轴驱动单元多个动力源分别控制磨削主轴的不同方向的动作使磨削主轴移动至预定位置或角度实现中心孔的加工,在移动的过程中每个动力源单独驱动之间不存在传动的干扰,提高了工作精度,解决了现有技术没有独立的驱动完成,每个动作之间相互影响,且多级机构传动存在误差叠加,很难达到高精度要求的问题。
1.一种主轴驱动装置,其特征在于,包括:依序连接的x轴驱动单元、z轴驱动单元和主轴驱动单元,所述x轴驱动单元、z轴驱动单元和主轴驱动单元各自设有动力源;
2.根据权利要求1所述一种主轴驱动装置,其特征在于,所述z轴驱动单元包括:z轴驱动壳体、z轴直线电机、z轴导轨机构、绝对值光栅和z轴滑台;
3.根据权利要求1所述一种主轴驱动装置,其特征在于,所述x轴是与水平面平行的横向轴;
4.根据权利要求1所述一种主轴驱动装置,其特征在于,所述x轴驱动单元包括:x轴电机、花键轴、齿轮传动机构、x轴丝杠机构、x轴导轨和x轴滑台;
5.根据权利要求1所述一种主轴驱动装置,其特征在于,还包括:链轮链条机构和配重块;
6.一种中心孔磨床,包括:磨床床身、磨削主轴、磨具、尾架装置、夹盘装置、旋转驱动装置,以及如权利要求1-5任一项所述的主轴驱动装置;其特征在于:
7.根据权利要求6所述一种中心孔磨床,其特征在于,还包括:竖向移动装置,所述旋转驱动装置和/或夹盘装置和/或尾架装置通过竖向移动装置安装于磨床床身,所述竖向移动装置用于使旋转驱动装置和/或夹盘装置和/或尾架装置可沿竖向方向移动。
8.根据权利要求6所述一种中心孔磨床,其特征在于,所述旋转驱动装置包括:伺服电机、与伺服电机连接的蜗轮蜗杆机构,以及与蜗轮蜗杆机构连接的旋转驱动盘;
9.根据权利要求6所述一种中心孔磨床,其特征在于,还包括:修整机构,所述修整机构包括:安装于磨床床身的修整电机,以及与修整电机连接的修整笔;
10.使用权利要求7至9中任一项所述一种中心孔磨床的中心孔磨削加工方法,其特征在于,包括如下步骤: