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1、(10)申请公布号 CN 102935617 A (43)申请公布日 2013.02.20 CN 102935617 A *CN102935617A* (21)申请号 201110233647.5 (22)申请日 2011.08.16 B24B 47/12(2006.01) B24B 41/02(2006.01) (71)申请人 安阳鑫盛机床股份有限公司 地址 455000 河南省安阳市高新区弦歌大道 西段路南 (72)发明人 汪玉平 李运生 何爱国 郭章信 吕乐 侯磊 徐再云 李根 张澎 王超 (74)专利代理机构 安阳市智浩专利代理事务所 41116 代理人 张智和 (54) 发明名称 一。
2、种两端同步驱动磨削方法及磨床专用头 架、 尾架 (57) 摘要 本发明涉及一种两端同步驱动磨削方法及磨 床专用头架、 尾架， 属机床领域。本发明的技术方 案是 ： 磨床的头架和尾架均装有一套相同的主轴 驱动机构， 并采用可靠的数控控制系统控制两套 驱动机构旋转， 主轴驱动机构装有伺服电机， 伺服 电机下的电机座一端装有同步带轮， 主轴箱体一 端也装有同步带轮， 主轴箱体中间装有主轴单元， 在主轴单元上安装有卡盘和编码器， 卡盘采用补 偿爪后拉式卡盘， 尾架的油缸座上固定着顶紧油 缸， 连接板与尾架底座之间安装有导轨副。 有益效 果是 ： 通过数控系统控制和补偿， 做到工件两端 同步驱动， 消除。
3、一端驱动产生的扭转变形、 弯曲变 形和热变形带来的不良影响。设计新颖、 结构合 理、 定位精度高、 加工可靠性好。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 2 页 1/1 页 2 1. 一种两端同步驱动磨削方法及磨床专用头架、 尾架， 其特征在于 ： 磨床的头架和尾 架均装有一套相同的主轴驱动机构， 并采用可靠的数控控制系统控制两套驱动机构旋转， 主轴驱动机构装有伺服电机 （1） ， 伺服电机 （1） 下的电机座 （2） 一端装有同步带轮 （3） ， 主轴 箱。
4、体 （9） 一端也装有同步带轮 （5） ， 主轴箱体 （9） 中间装有主轴单元 （10） ， 卡盘 （11） 装在主 轴单元 （10） 上， 在主轴单元 （10） 上安装有编码器 （8） ， 其启动和旋转速度差通过编码器 （8） 信号反馈给数控系统， 系统不断修正其差值， 从而达到工件两端的同步驱动。 2. 根据权利要求 1 所述的一种两端同步驱动磨床头架、 尾架， 其特征在于 ： 卡盘 （11） 采用补偿爪后拉式卡盘， 其卡爪可进行离心力补偿， 具有恒定夹持力， 。 3. 根据权利要求 1 所述的一种两端同步驱动磨床头架、 尾架， 其特征在于 ： 尾架的油缸 座 （19） 上固定着顶紧油缸 。
5、（20） ， 连接板 （13） 与 尾架底座 （14） 之间安装有导轨副 （15） ， 由 顶紧油缸 （20） 拖动导轨副 （15） 微量位移可使工件热变形时能够自然伸缩， 消除热变形的 不利影响。 权 利 要 求 书 CN 102935617 A 2 1/2 页 3 一种两端同步驱动磨削方法及磨床专用头架、 尾架 技术领域 0001 本发明为一种可应用于超过 10 米长轴和丝杠类零件磨削加工的两端同步驱动磨 削方法及磨床专用头架、 尾架， 属机床领域。 背景技术 0002 传统的长轴、 长丝杠类零件的磨削加工一般采用一端卡盘夹紧工件， 另一端顶尖 顶紧的方法加工， 这种方法对于磨削长轴和长丝。
6、杠类零件有以下缺点 ： 一是安装时由于顶 紧力不合适， 工件会产生一定的弯曲变形 ； 二是加工时由于一端驱动工件， 会存在很大的扭 转变形 ； 三是工件在加工过程中的热变形带来的不利影响也无法消除， 传统的机床也不能 予以补偿。这也是丝杠磨削加工精度比较低， 达不到要求的原因。而对于长丝杠的磨削加 工来说， 国内机床的数控化率较低， 加工效率不高。 随着现代工业对大型、 精密、 高效数控设 备提出越来越高的要求， 迫切需要开发一种可应用于超过 10 米长轴和丝杠类零件加工的 两端同步驱动磨削方法及磨床专用头架、 尾架。 发明内容 0003 本发明的目的就是克服以上不足， 提供一种适合大型、 精。
7、密、 高效数控丝杠磨床的 可应用于超过 10 米长轴和丝杠类零件磨削加工的两端同步驱动磨削方法及磨床专用头 架、 尾架。 0004 本发明的技术方案是 ： 磨床的头架和尾架均装有一套相同的主轴驱动机构， 并采 用可靠的数控控制系统控制两套驱动机构旋转， 主轴驱动机构装有伺服电机， 伺服电机下 的电机座一端装有同步带轮， 主轴箱体一端也装有同步带轮， 主轴箱体另一端装有主轴单 元和卡盘， 在主轴单元上安装有编码器， 其启动和旋转速度差通过编码器信号反馈给数控 系统， 系统不断修正其差值， 从而达到工件两端的同步驱动。卡盘采用补偿爪后拉式卡盘， 其卡爪可进行离心力补偿， 具有恒定夹持力。 尾架的油。
8、缸座上固定着顶紧油缸， 连接板与尾 架底座之间安装有导轨副， 由顶紧油缸拖动导轨副微量位移可使工件热变形时能够自然伸 缩， 消除热变形的不利影响。 0005 本发明的有益效果是 ： 一是通过数控系统控制和补偿， 做到工件两端同步驱动， 消 除一端驱动产生的扭转变形 ； 二是两端采用补偿爪后拉式卡盘， 其卡爪可进行离心力补偿， 具有恒定夹持力， 只提供驱动扭矩和后拉至固定参考定位的力， 这样尾座只提供支撑工件 所必须的力。两端靠两顶尖定位， 消除了弯曲变形。三是尾架上安装有由顶紧油缸驱动的 移动导轨副， 可使工件热变形时能够自然伸缩。 当工件因热变形伸长产生膨涨压力时， 为保 持压力平衡， 顶紧。
9、油缸受压与导轨副联动移动， 工件收缩时因油缸的压力推动导轨副移动 顶紧工件， 从而消除工件热变形带来的致工件弯曲等不利影响。设计新颖、 结构合理、 定位 精度高、 加工可靠性好。 该方法和专用头架、 尾架还可用于其它长规格圆形工件的车、 铣、 磨 削加工。 说 明 书 CN 102935617 A 3 2/2 页 4 附图说明 0006 图 1 是本发明的头架、 尾架都使用的主轴传动结构正视示意图。 0007 图 2 是头架结构正视示意图。 0008 图 3 是尾架结构正视示意图。 具体实施方式 0009 结合图 1、 图 2、 图 3 详细说明本发明的细节与工作情况。磨床的头架和尾架均装 有。
10、一套相同的主轴驱动机构， 并采用可靠的数控控制系统， 主轴驱动机构装有伺服电机 1， 伺服电机1下的电机座2一端装有同步带轮3， 主轴箱体9一端也装有同步带轮5， 同步带4 装在同步带轮 2 和同步带轮 5 之间， 主轴箱体 9 中间装有主轴单元 10， 卡盘 11 安装在主轴 单元 10 上， 在主轴单元 10 上安装有编码器 8， 同步带轮 5 一端通过法兰盘 7 固定着油缸 6。 伺服电机 1 带动同步带轮 3 旋转， 通过同步带 4 传动至同步带轮 5， 同步带轮 5 带动主轴单 元 10 和卡盘 11 旋转， 数控系统控制两套驱动机构旋转， 其启动和旋转速度差通过编码器 8 信号反馈。
11、给数控系统， 系统不断修正其差值， 从而达到工件两端的同步驱动。 头架固定在头 架底座 12 上， 尾架通过连接板 13 固定在尾架底座 14 上。头架和尾架上的卡盘 11 采用补 偿爪后拉式卡盘， 尾架的油缸座19上固定着顶紧油缸20， 连接板13与 尾架底座14之间安 装有导轨副 15。卡盘 11 的卡爪可进行离心力补偿， 具有恒定夹持力， 只提供驱动扭矩和后 拉至固定参考定位的力。工件装夹时， 两顶尖定位， 两卡盘 11 前后拉紧工件， 尾座顶尖提供 支撑工件所必须的力， 力的大小通过调整安装在尾架后的顶紧油缸 20 的压力而实现工件 所需的支撑力， 从而避免了工件的弯曲变形。 工件加工。
12、时因热变形而产生涨力， 为保持压力 平衡， 由顶紧油缸 20 拖动导轨副 15 微量位移使工件自然伸缩， 消除工件热变形不利影响。 尾架底座 14 上还安装有减速机 16、 锁紧装置 17 和连接座 18。本发明的有益效果是 ： 一是 通过数控系统控制和补偿， 做到工件两端同步驱动， 消除一端驱动产生的扭转变形 ； 二是两 端采用补偿爪后拉式卡盘， 其卡爪可进行离心力补偿， 具有恒定夹持力， 只提供驱动扭矩和 后拉至固定参考定位的力， 这样尾座只提供支撑工件所必须的力。 两端靠两顶尖定位， 消除 了弯曲变形。三是尾架上安装有由顶紧油缸驱动的移动导轨副， 可使工件热变形时能够自 然伸缩。 当工件因热变形伸长产生膨涨压力时， 为保持压力平衡， 顶紧油缸受压与导轨副联 动移动， 工件收缩时因油缸的压力推动导轨副移动顶紧工件， 从而消除工件热变形带来的 致工件弯曲等不利影响。设计新颖、 结构合理、 定位精度高、 加工可靠性好。该方法和专用 头架、 尾架还可用于其它长规格圆形工件的车、 铣、 磨削加工。 说 明 书 CN 102935617 A 4 1/2 页 5 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102935617 A 5 2/2 页 6 图 3 说 明 书 附 图 CN 102935617 A 6 。