一種數控深孔磨床的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種磨削加工設備，具體涉及一種數控深孔磨床。
【背景技術】
[0002]作動筒將輸入的液壓能轉化為機械能的能量轉換裝置，能做直線往復或者擺線運動的液壓執行元件，通過該裝置可以控制飛機上各類型控制面或者其他部件運動。作動筒的加工質量直接影響飛機上相關部件的使用性能，一旦作動筒出現泄露甚至卡死等故障，后果將不堪設想，這就要求加工時具有很高的精度。作動筒的活塞內孔必須精確制造，一般內孔尺寸公差和圓度要求在十微米之內，表面粗糙度要求達到亞微米。作動筒內孔的深徑比較大，甚至超過10:1，屬于典型的難加工深孔。傳統的作動筒內孔精加工是在普通內圓磨床上進行磨削，由于磨桿細長，剛性嚴重不足，加工時，易產生振動、扭曲等問題。砂輪讓刀嚴重，需要重復磨削多次，每次磨削后需要操作者使用內徑千分尺進行孔徑測量，根據前后孔徑變化量和砂輪進給量以及操作者經驗，確定砂輪的下一次進給量。深孔磨削和孔徑測量交替重復進行，直至內孔達到加工要求。由于每次磨削前需要進行砂輪對刀，對刀的方法是操作者根據磨桿振動和噪音確定砂輪是否接觸到工件，當聽到接觸聲音，砂輪往往已經將工件磨削材料幾微米去除量。采用傳統的內孔磨削方法，孔徑尺寸精度、位置精度、孔徑一致性及表面粗糙度都難以保證，生產效率低、勞動強度大，對操作者技術要求高，質量不穩定，容易廣生廢品。
【發明內容】
[0003]本發明針對以上提出的孔徑尺寸精度、位置精度、孔徑一致性及表面粗糙度都難以保證，生產效率低、勞動強度大，對操作者技術要求高，質量不穩定，容易產生廢品的問題，而研究設計一種數控深孔磨床。本發明采用的技術手段如下:
[0004]—種數控深孔磨床，包括床身、工件主軸組件、傳動組件、中心架、磨件組件、測量組件和對刀組件；
[0005]所述工件主軸組件包括固定在工作臺上的床頭箱和穿過床頭箱的工件主軸，所述床頭箱上還設有能驅動工件主軸轉動的第一電機；
[0006]所述傳動組件包括中心軸和用于夾持固定工件端部的工件定位套，所述中心軸與工件定位套之間通過撥叉和拉緊彈簧連接，所述中心軸由工件主軸驅動；
[0007]所述中心架固定于工作臺上，用于支撐工件；
[0008]所述磨杵組件和測量組件均固定在主軸箱上，所述磨杵組件包括砂輪、固定在主軸箱外的支撐管和穿過支撐管并通過軸承固定在支撐管內部的轉軸，所述砂輪固定在轉軸的一端，轉軸的另一端由設置于主軸箱內部的第二電機驅動，所述測量組件包括固定在主軸箱外的空心測量桿和設置于空心測量桿端部的長測針和短測針，所述長測針和短測針的設置方向相反，所述空心測量桿內部設有測針連接線，所述主軸箱設置于橋式橫梁上并能沿橋式橫梁橫向滑動，所述橋式橫梁固定在床身上，并能沿床身軸向滑動；
[0009]所述床身上設有能驅動工作臺軸向運動的軸向進給組件，所述橋式橫梁上設有能驅動主軸箱橫向運動的橫向進給組件，所述床身上設有能讀取軸向進給組件的軸向坐標的第一光柵和能讀取橫向進給組件的橫向坐標的第二光柵；
[0010]所述對刀組件包括能監測砂輪與工件接觸狀態的聲發射傳感器，所述聲發射傳感器固定在工作臺上，所述工作臺上還設有用于標定零點位置的基準塊。
[0011]進一步地，所述中心軸與工件定位套之間設有至少三個拉緊彈簧，所述工件定位套為彈簧夾頭或頂絲定位套。
[0012]進一步地，所述工作臺上設有兩個中心架。
[0013]進一步地，所述軸向進給組件包括第一溜板、與第一溜板配合的第一絲杠和驅動第一絲杠轉動的第一伺服電機，所述工作臺固定在第一溜板上，所述橫向進給組件包括第二絲杠和驅動第二絲杠轉動的第二伺服電機，所述床身上設有第一導軌，所述工作臺和橋式橫梁均能能沿第一導軌滑動，所述橋式橫梁上設有第二導軌，所述主軸箱能沿第二導軌滑動。
[0014]進一步地，所述工作臺與第一溜板之間通過銷軸固定，所述工作臺能繞銷軸轉動。
[0015]進一步地，所述工作臺上設有砂輪修整器。
[0016]進一步地，所述長測針和短測針均為徑向水平設置，所述長測針和短測針的角度為180度。
[0017]進一步地，所述工件主軸的的端部設有卡盤，所述卡盤對中心軸進行夾持固定。
[0018]進一步地，所述支撐管的中心軸與空心測量桿的中心軸在同一水平面上。
[0019]與現有技術比較，本發明所述的一種數控深孔磨床具有以下優點:
[0020]1、可以精確在位測量孔徑、臺階面位置和型腔弧面輪廓，砂輪進給量根據測量值進行計算，測量過程無需人為操縱，操作簡單，加工效率高；
[0021]2、軸向進給組件和橫向進給組件分體設置，進給運動相互獨立，有助于提高孔徑的一致性；
[0022]3、對刀組件能實時準確地檢測到砂輪與工件的接觸信號，該信號可用于砂輪的自動對刀，也可用于防止惡性碰撞，響應迅速，判斷準確。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發明實施例所述的數控深孔磨床的結構示意圖。
[0024]圖2是本發明實施例所述的數控深孔磨床的主視結構示意圖。
[0025]圖3是圖2的A-A肯丨』視不意圖。
[0026]圖4是圖3的B-B剖視示意圖。
[0027]圖5是本發明實施例的內徑測量原理示意圖。
[0028]圖6是本發明實施例的臺階面測量原理示意圖。
[0029]圖7是本發明實施例的型腔弧面測量原理示意圖。
[0030]圖8是本發明實施例所述的砂輪對刀原理示意圖。
【具體實施方式】
[0031]如圖1至圖3所示，一種數控深孔磨床，包括床身1、工件主軸組件6、傳動組件8、中心架47、磨杵組件13、測量組件12和對刀組件9，本實施例中床身I為長方體結構。
[0032]所述工件主軸組件6包括固定在工作臺4上的床頭箱29和穿過床頭箱29的工件主軸7，所述床頭箱29上還設有能驅動工件主軸7轉動的第一電機33，第一電機33上設有主動帶輪32，工件主軸7的端部設有從動帶輪31，所述主動帶輪32和從動帶輪31通過傳動帶配合；
[0033]所述傳動組件8包括中心軸35和用于夾持固定工件10端部的工件定位套42，所述中心軸35與工件定位套42之間通過撥叉39和拉緊彈簧37連接，所述中心軸35由工件主軸7驅動。本實施例中使用圓周方向均布的三組拉緊彈簧37、主動拉釘36和從動拉釘38，主動拉釘36固定在中心軸35上，從動拉釘38固定在加持工件的工件定位套42上，拉緊彈簧37右端固定在從動拉釘38上，拉緊彈簧37左端固定在主動拉釘36上，拉緊彈簧37的作用是將工件定位套42壓緊在限位球41上，限位球41鑲嵌在中心軸35右端的凹槽內，只保證工件10軸向定位，而在徑向上不限制工件10;工件定位套42的中心孔徑比工件10直徑稍大，在工件定位套42周向分布的鎖緊螺釘43將插入到工件定位套42的中心孔的工件10夾緊，卸工件時旋松鎖緊螺釘43移出工件1;撥叉39固定在中心軸35上，傳動銷40固定在工件定位套42上，撥叉39撥動傳動銷40，將卡盤34的轉動傳遞到工件10上，驅動工件10同步旋轉，工件10由中心架47支撐，本實施例設有兩個中心架47。
[0034]所述磨杵組件13和測量組件12均固定在主軸箱15上，所述主軸箱15與磨杵組件13和測量組件12對應的位置分別設有磨桿孔57和測桿孔56，所述磨杵組件13包括砂輪52、固定在主軸箱15外的支撐管55和穿過支撐管55并通過軸承53固定在支撐管55內部的轉軸54，所述砂輪52固定在轉軸54的左端，轉軸54的右端穿過磨桿孔57由設置于主軸箱15內部的第二電機59驅動，第二電機59通過聯軸器驅動轉軸54高速旋轉從而帶動砂輪52旋轉磨削工件10的內孔。所述測量組件12包括固定在主軸箱15外的空心測量桿51和設置于空心測量桿51端部的測頭49，所述測頭49包括長測針71和短測針72，用于測量工件10孔徑、臺階面和型腔弧面，本發明中所述的測針的長短只用于表明兩個測針的長度不同，不對長度做具體的限定，設置一長一短兩個測針可適用于更多不同形狀的測量，防止兩個測針之間的相互干擾，所述長測針71和短測針72均為徑向設置，所述長測針71和短測針72呈180度水平設置，當長測針71或短測針72接觸到工件時，測量組件12輸出開關量，所述空心測量桿51內部設有測針連接線50，測針連接線50穿過測桿孔56與控制系統相連，所述支撐管55的中心軸與空心測量桿51的中心軸在同一水平面上，從而保證工件10的中心軸線、空心測量桿51軸線和砂輪的中心軸線位于同一水平線上，測量組件12和磨桿組件13—起隨橫向進給組件14移動。
[0035]上表面有T型槽的工作臺4放置在第一溜板3上方，工作臺4和第一溜板3中心設有銷軸22，工作臺4可繞銷軸22進行磨削錐角度調整，擰松螺釘28，工作臺4可以旋轉一定角度，調整角度后，旋緊螺釘28將工作臺4固定于第一溜板3上;軸向進給組件5右側固定有不可變形的擋肩板2。
[0036]所述主軸箱15設置于橋式橫梁16上并能沿橋式橫梁16橫向滑動，所述橋式橫梁16固定在床身I上，并能沿床身I軸向滑動，本實施例中橋式橫梁16為龍門狀結構，床身I與橋式橫梁16拼接為一體，整體結構為T形布局；
[0037]所述床身I上設有能驅動工作臺4軸向運動的軸向進給組件5，所述橋式橫梁16上設有能驅動主軸箱15橫向運動的橫向進給組件14，所述床身I上設有能讀取軸向進給組件5的軸向坐標的第一光柵27和能讀取橫向進給組件14的橫向坐標的第二光柵60。
[0038]所述對刀組件9設置于工件10的下方，包括能監測砂輪52與工件10接觸狀態的聲發射傳感器44，所述聲發射傳感器44通過支架45和支座46固定在工作臺上，調節支架45在支座46上的位置，可以調整聲發射傳感器44與工件10的距離，保證聲發射的接收效果。所述工作臺4上還設有用于標定零點位置的基準塊48。
[0039]所述床身I上設有第一導軌21，所述橋式橫梁16上設有第二導軌67，所述軸向進給組件5包括第一溜板3、與第一溜板3配合的第一絲杠24、與第一絲杠24配合的第一螺母和驅動第一絲杠24轉動的第一伺服電機17，所述第一絲杠24通過聯軸器與固定在電機座19上的第一伺服電機17連接，所述工作臺4固定于第一溜板3上，第一溜板3下方設有與第一導軌21配合的第一滑塊25，第一伺服電機17驅動第一絲杠24轉動推動第一溜板3進而推動工作臺4，實現軸向進給，軸向進給組件5的軸向坐標由第