專利名稱：球頭立銑刀的磨削加工四軸聯(lián)動設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種球頭立銑刀的加工設(shè)備，尤其是一種球頭立銑刀的磨削加工四軸聯(lián) 動設(shè)備。
背景技術(shù)：
球頭立銑刀是數(shù)控機(jī)床上加工復(fù)雜曲面的一種刀具，在模具制造、汽車制造、航天航空 、電子通訊產(chǎn)品制造等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。球頭立銑刀溝槽和后刀面的磨削加工是球頭立 銑刀生產(chǎn)的關(guān)鍵的工序。
目前球頭立銑刀的磨削加工方法主要有兩類 一類是采用四軸聯(lián)動以下簡單的磨削加工 設(shè)備進(jìn)行刃磨，其磨削加工生產(chǎn)的球頭立銑刀存在以下問題(1)不能一次磨削加工出球 刃前刀面和周刃前刀面，造成兩者之間連接處存在臺階。(2)球頭立銑刀前刀面和后刀面 分別在不同磨削加工設(shè)備上完成；(3)磨削加工出的球刃刃形和幾何參數(shù)不合理。大多數(shù) 設(shè)備磨削加工出的球刃是平面刃，球刃前刀面存在負(fù)前角；(4)用這類磨削設(shè)備加工的球 頭立銑刀加工，零件表面精度和質(zhì)量較差。另一類采用五軸聯(lián)動磨削加工機(jī)床進(jìn)行刃磨。該 類磨削加工機(jī)床的五軸聯(lián)動采用兩個轉(zhuǎn)動軸和三個移動軸之間聯(lián)動，設(shè)備設(shè)計(jì)復(fù)雜，設(shè)備制 造精度要求高，制造難度加大，造成設(shè)備價(jià)格高。購買該類設(shè)備的投資大，造成球頭立銑刀 的生產(chǎn)和刃磨成本高。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種球頭立銑刀的磨削加工四軸聯(lián)動設(shè)備。該 設(shè)備結(jié)構(gòu)較簡單，投資較小，價(jià)格適中，經(jīng)濟(jì)性好，利用該設(shè)備可磨削加工出優(yōu)質(zhì)的球頭立 銑刀。
為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的方案是這樣構(gòu)成的球頭立銑刀的磨削加工四軸聯(lián) 動設(shè)備。包括床身和安裝在床身上的水平縱向X軸直線運(yùn)動平臺、水平橫向Y軸直線運(yùn)動平臺 、垂直方向Z軸直線運(yùn)動平臺、工件旋轉(zhuǎn)軸和前刀面磨頭，水平縱向X軸直線運(yùn)動平臺與水平 橫向Y軸直線運(yùn)動平臺相互垂直；工件旋轉(zhuǎn)軸安裝在水平縱向X軸直線運(yùn)動平臺上，并可分別 隨水平縱向X軸直線運(yùn)動平臺和水平橫向Y軸直線運(yùn)動平臺沿X軸、Y軸方向移動；垂直方向Z 軸直線運(yùn)動平臺與水平縱向X軸直線運(yùn)動平臺和水平橫向Y軸直線運(yùn)動平臺搭接或與前刀面磨 頭搭接。上述的球頭立銑刀的磨削加工四軸聯(lián)動設(shè)備中，在床身上裝有后刀面磨頭，后刀面磨頭 的砂輪軸與水平縱向X軸直線運(yùn)動平臺的軸線垂直，與垂直方向Z軸直線運(yùn)動平臺搭接。
前述的球頭立銑刀的磨削加工四軸聯(lián)動設(shè)備中，前刀面磨頭和后刀面磨頭相對安裝在床 身兩側(cè)。
前述的球頭立銑刀的磨削加工四軸聯(lián)動設(shè)備中，前刀面磨頭和后刀面磨頭沿z軸方向保
持一定間距依次重疊安裝。
前述的球頭立銑刀的磨削加工四軸聯(lián)動設(shè)備中，前刀面磨頭和后刀面磨頭也可相距串裝 在同一砂輪軸上，但在磨削前刀面和后刀面時(shí)，需調(diào)整分度，轉(zhuǎn)動一個安裝角。
前述的球頭立銑刀的磨削加工四軸聯(lián)動設(shè)備中，前刀面磨頭可繞垂直于水平面的軸線在
水平面內(nèi)360度分度轉(zhuǎn)動。
前述的球頭立銑刀的磨削加工四軸聯(lián)動設(shè)備中，前刀面磨頭可繞垂直于X軸和垂直于Y軸 的軸線轉(zhuǎn)動。
前述的球頭立銑刀的磨削加工四軸聯(lián)動設(shè)備中，水平縱向X軸直線運(yùn)動平臺、水平橫向 Y軸直線運(yùn)動平臺、垂直方向Z軸直線運(yùn)動平臺均采用滾珠絲桿傳動。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型采用X、 Y、 Z三個相互垂直的直線運(yùn)動平臺和繞工件(球 頭立銑刀)軸線轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)軸，比五軸聯(lián)動加工中心減少了一根轉(zhuǎn)動軸，從而使機(jī)床結(jié)構(gòu)更 加簡單，運(yùn)動部件間精度易保證，有效的降低了設(shè)備成本。前刀面磨頭和后刀面磨頭可以實(shí) 現(xiàn)一次裝夾工件磨削加工出前后刀面，減少了磨削加工的調(diào)整誤差和安裝誤差，保證了球頭 立銑刀的制造精度。對球頭立銑刀生產(chǎn)廠家而言，有效解決了經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)球頭立銑刀的制 造問題；對于球頭立銑刀的用戶，尤其是用量較大的模具和汽車行業(yè)企業(yè)，避免了刀具用鈍 后丟棄帶來的巨大浪費(fèi)，有利于球頭立銑刀的經(jīng)濟(jì)重磨和再制造。同時(shí)本實(shí)用新型能一次性 磨削加工出前刀面和后刀面，對球頭立銑刀生產(chǎn)單位和用戶具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。


圖l為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖2為圖1的左向側(cè)視圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的實(shí)施例l:包括床身1和安裝在床身1上的水平縱向X軸直線運(yùn)動平臺2、水 平橫向Y軸直線運(yùn)動平臺3、垂直方向Z軸直線運(yùn)動平臺4、工件旋轉(zhuǎn)軸5、前刀面磨頭6和后刀 面磨頭7。還包括液壓氣動系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)、砂輪修磨裝置和伺服運(yùn) 動控制系統(tǒng)等其他輔助裝置。床身1采用咸陽機(jī)床廠生產(chǎn)的MYA6025型萬能工具磨床，伺服運(yùn)動控制系統(tǒng)由安川(YASKAWA)的E—II系列SGDM型伺服驅(qū)動器(型號為SGDM-08ADA 、 SG DM-15ADA)、伺服電機(jī)和PMAC運(yùn)動控制卡組成。Y軸直線運(yùn)動平臺3與工具磨床工作臺的 縱向移動方向平行，磨削過程中工具磨床的縱向、橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)和砂輪升降機(jī)構(gòu)鎖死。前刀 面磨頭6用于加工前刀面，后刀面磨頭7用于加工后刀面，前刀面磨頭6和后刀面磨頭7相對安 裝在床身l的兩側(cè)，分別磨削加工出球頭立銑刀前后刀面。前刀面磨頭6和后刀面磨頭7也可 相距串裝在同一砂輪軸上，但在磨削前刀面和后刀面時(shí)，需調(diào)整分度，轉(zhuǎn)動一個安裝角。前 刀面磨頭6可繞垂直于水平面的軸線在水平面內(nèi)360度分度轉(zhuǎn)動Ei，以調(diào)整砂輪軸與工件軸 的夾角。也可繞垂直于X軸和垂直于Y軸的軸線轉(zhuǎn)動E2，以調(diào)整砂輪的姿態(tài)(通常22=0° ) 。后刀面磨頭7的砂輪軸與水平縱向X軸直線運(yùn)動平臺2的軸線垂直。水平縱向X軸直線運(yùn)動平 臺2與水平橫向Y軸直線運(yùn)動平臺3相互垂直；工件旋轉(zhuǎn)軸5安裝在水平縱向X軸直線運(yùn)動平臺2 上，可隨水平縱向X軸直線運(yùn)動平臺2沿X軸方向移動和隨水平橫向Y軸直線運(yùn)動平臺3沿Y軸方 向移動；垂直方向Z軸直線運(yùn)動平臺4與水平縱向X軸直線運(yùn)動平臺2和水平橫向Y軸直線運(yùn)動 平臺3搭接，以實(shí)現(xiàn)工件(球頭立銑刀)之間在垂直方向的相對運(yùn)動。水平縱向X軸直線運(yùn)動 平臺2、水平橫向Y軸直線運(yùn)動平臺3、垂直方向Z軸直線運(yùn)動平臺4均采用滾珠絲桿傳動。
本實(shí)用新型的實(shí)施例2:包括床身1和安裝在床身1上的水平縱向X軸直線運(yùn)動平臺2、水 平橫向Y軸直線運(yùn)動平臺3、垂直方向Z軸直線運(yùn)動平臺4、工件旋轉(zhuǎn)軸5、前刀面磨頭6和后刀 面磨頭7。還包括液壓氣動系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)、砂輪修磨裝置和伺服運(yùn) 動控制系統(tǒng)等其他輔助裝置。床身1采用咸陽機(jī)床廠生產(chǎn)的MYA6025型萬能工具磨床，伺服運(yùn) 動控制系統(tǒng)由安川(YASKAWA)的E—II系列SGDM型伺服驅(qū)動器(型號為SGDM-08ADA 、 SGDM-15ADA)、伺服電機(jī)和PMAC運(yùn)動控制卡組成。Y軸直線運(yùn)動平臺3與工具磨床工作臺的縱 向移動方向平行，磨削過程中工具磨床的縱向、橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)和砂輪升降機(jī)構(gòu)鎖死。前刀面 磨頭6用于加工前刀面，后刀面磨頭7用于加工后刀面，前刀面磨頭6和后刀面磨頭7沿Z軸方 向重疊安裝，但在Z軸方向上保持必要的間距，以保證球頭立銑刀磨削加工中合理的空間位 置。前刀面磨頭6可繞垂直于水平面的軸線在水平面內(nèi)360度分度轉(zhuǎn)動Ei，以調(diào)整砂輪軸與 工件軸的夾角。也可繞垂直于X軸和垂直于Y軸的軸線轉(zhuǎn)動E2，以調(diào)整砂輪的姿態(tài)(通常E 2=0° )。后刀面磨頭7的砂輪軸與水平縱向X軸直線運(yùn)動平臺2的軸線垂直。水平縱向X軸直 線運(yùn)動平臺2與水平橫向Y軸直線運(yùn)動平臺3相互垂直；工件旋轉(zhuǎn)軸5安裝在水平縱向X軸直線 運(yùn)動平臺2上，可隨水平縱向X軸直線運(yùn)動平臺2沿X軸方向移動和隨水平橫向Y軸直線運(yùn)動平 臺3沿Y軸方向移動；垂直方向Z軸直線運(yùn)動平臺4與前刀面磨頭6和后刀面磨頭7搭接。水平縱 向X軸直線運(yùn)動平臺2、水平橫向Y軸直線運(yùn)動平臺3、垂直方向Z軸直線運(yùn)動平臺4均采用滾珠絲桿傳動。
權(quán)利要求權(quán)利要求1一種球頭立銑刀的磨削加工四軸聯(lián)動設(shè)備，包括床身(1)和安裝在床身(1)上的水平縱向X軸直線運(yùn)動平臺(2)、水平橫向Y軸直線運(yùn)動平臺(3)、垂直方向Z軸直線運(yùn)動平臺(4)、工件旋轉(zhuǎn)軸(5)和前刀面磨頭(6)，其特征在于水平縱向X軸直線運(yùn)動平臺(2)與水平橫向Y軸直線運(yùn)動平臺(3)相互垂直；工件旋轉(zhuǎn)軸(5)安裝在水平縱向X軸直線運(yùn)動平臺(2)上，并可分別隨水平縱向X軸直線運(yùn)動平臺(2)和水平橫向Y軸直線運(yùn)動平臺(3)沿X軸、Y軸方向移動；垂直方向Z軸直線運(yùn)動平臺(4)與水平縱向X軸直線運(yùn)動平臺(2)和水平橫向Y軸直線運(yùn)動平臺(3)搭接或與前刀面磨頭(6)搭接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的球頭立銑刀的磨削加工四軸聯(lián)動設(shè)備，其特 征在于在床身(1)上裝有后刀面磨頭(7)，后刀面磨頭(7)的砂輪軸與水平縱向X軸直 線運(yùn)動平臺(2)的軸線垂直，與垂直方向Z軸直線運(yùn)動平臺(4)搭接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的球頭立銑刀的磨削加工四軸聯(lián)動設(shè)備，其特 征在于前刀面磨頭(6)和后刀面磨頭(7)相對安裝在床身(1)兩側(cè)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的球頭立銑刀的磨削加工四軸聯(lián)動設(shè)備，其特 征在于前刀面磨頭(6)和后刀面磨頭(7)沿Z軸方向保持一定間距依次重疊安裝。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的球頭立銑刀的磨削加工四軸聯(lián)動設(shè)備，其特 征在于前刀面磨頭(6)和后刀面磨頭(7)相距串裝在同一砂輪軸上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的球頭立銑刀的磨削加工四軸聯(lián)動設(shè)備，其特 征在于前刀面磨頭(6)可繞垂直于水平面的軸線在水平面內(nèi)360度分度轉(zhuǎn)動。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的球頭立銑刀的磨削加工四軸聯(lián)動設(shè)備，其特 征在于前刀面磨頭(6)可繞垂直于X軸和垂直于Y軸的軸線轉(zhuǎn)動。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的球頭立銑刀的磨削加工四軸聯(lián)動設(shè)備，其特 征在于水平縱向X軸直線運(yùn)動平臺(2)、水平橫向Y軸直線運(yùn)動平臺(3)、垂直方向Z軸 直線運(yùn)動平臺(4)均采用滾珠絲桿傳動。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種球頭立銑刀的磨削加工四軸聯(lián)動設(shè)備，其水平縱向X軸直線運(yùn)動平臺(2)與水平橫向Y軸直線運(yùn)動平臺(3)相互垂直，工件旋轉(zhuǎn)軸(5)安裝在水平縱向X軸直線運(yùn)動平臺(2)上，并可分別隨水平縱向X軸直線運(yùn)動平臺(2)和水平橫向Y軸直線運(yùn)動平臺(3)沿X軸、Y軸方向移動；垂直方向Z軸直線運(yùn)動平臺(4)與水平縱向X軸直線運(yùn)動平臺(2)和水平橫向Y軸直線運(yùn)動平臺(3)搭接。本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)更簡單、成本更低、價(jià)格適中且磨削的球頭立銑刀制造精度好，對球頭立銑刀生產(chǎn)單位和用戶具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。
文檔編號B24B3/00GK201239901SQ200820300338
公開日2009年5月20日 申請日期2008年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月11日
發(fā)明者彪 何, 林 何, 管琪明, 蔡家斌, 趙先鋒, 勤 黃 申請人:貴州大學(xué)