本發(fā)明屬于金屬加工及裝備制造技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種主軸錐孔研磨機，本發(fā)明還涉及對主軸錐孔的在線修復(fù)方法。

背景技術(shù)：

目前各類數(shù)控銑鏜床已經(jīng)廣泛應(yīng)用于金屬加工行業(yè)，以實現(xiàn)各種鑄、鍛、焊等結(jié)構(gòu)復(fù)雜的高精度零件的粗、半精、精加工，機床具有銑削、鏜削、鉆孔、鉸孔、攻絲、擴孔、锪孔等功能；配備各種附件銑頭及回轉(zhuǎn)工作臺，實現(xiàn)工件一次裝夾，多面加工，一機多用；具有節(jié)省工藝裝備，縮短生產(chǎn)準備周期，提高工作效率，降低成產(chǎn)成本等優(yōu)點，獲得良好的經(jīng)濟效益。

雖然數(shù)控機床帶來的好處較多，但是數(shù)控機床的故障診斷及維修相對復(fù)雜，對維修人員提出了更高的要求，特別是機床主軸錐孔由于長時間使用會出現(xiàn)不同程度的磨損，主軸錐孔磨損后與刀具錐柄部分的錐面配合就會變差，從而導致主軸旋轉(zhuǎn)時刀具跳動變化增大，超出機床的精度要求，使得在金屬切削過程中所加工的零部件尺寸精度和幾何精度超差，零部件報廢，嚴重時甚至無法正常工作。

隨著數(shù)控機床的使用時間增大此類現(xiàn)象會越來越多，如果將主軸拆下來離線進行修復(fù)處理，不但費時費力，還耽誤正常生產(chǎn)；而且機床主軸安裝技術(shù)要求較高，機修工人的技術(shù)水平參差不齊，如果在修復(fù)完畢重新安裝過程中各環(huán)節(jié)裝配精度不高，也會導致主軸旋轉(zhuǎn)精度下降。因此，機床主軸錐孔在線修復(fù)已經(jīng)是個急需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種主軸錐孔研磨機，解決了現(xiàn)有技術(shù)中數(shù)控銑鏜床必須拆卸主軸才能對其錐孔進行修復(fù)，影響正常工作的問題。

本發(fā)明的另一目的是提供一種對主軸錐孔的在線修復(fù)方法。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種主軸錐孔研磨機，包括下滑座，下滑座固定在機床工作臺面上，下滑座向上通過兩組滾動直線導軌副與上滑座滾動連接，上滑座與下滑座之間另外設(shè)置有絲杠傳動機構(gòu)；

上滑座上表面安裝有主軸外殼，主軸外殼上表面靠前上部水平開有通孔，該通孔兩端分別設(shè)置有一個軸承一，該兩個軸承一中共同套裝有主軸；主軸前端同軸連接有莫氏2號錐柄，莫氏2號錐柄前端安裝有砂輪，主軸后端伸出通孔套裝有主軸帶輪；主軸帶輪通過傳送帶與電機的電機帶輪傳動連接；

下滑座后端上表面的軸承座中設(shè)置有軸承二，軸承二中套裝有絲杠，絲杠尾端固定安裝有手輪；上滑座后端下表面連接有上滑座絲母，絲杠圓周表面的外螺紋與上滑座絲母的內(nèi)螺紋配合套接。

本發(fā)明采用的另一技術(shù)方案是，一種對主軸錐孔的在線修復(fù)方法，利用上述的主軸錐孔研磨機，步驟包括：

首先，將下滑座平放于工作臺面上，在主軸錐孔中插入心軸，將千分表固定于機床主軸上，表頭壓在心軸上，開動機床主軸圈表找正，即將砂輪主軸回轉(zhuǎn)中心與機床主軸回轉(zhuǎn)中心同心；將下滑座與工作臺面固定牢靠；

其次，在心軸上固定千分表，并將表頭壓在主軸錐孔側(cè)母線上，松開主軸外殼下部與上滑座固定的四個t型螺釘，轉(zhuǎn)動主軸外殼，同時轉(zhuǎn)動手輪，使固定在上滑座上的主軸外殼前后移動，觀察千分表讀數(shù)，并不斷調(diào)整主軸外殼的角度，使主軸外殼前后移動時與機床主軸錐孔側(cè)母線平行，調(diào)整完后緊固各個t型螺釘；

然后，啟動電機，使砂輪所在的主軸開始旋轉(zhuǎn)，再開動機床，使機床主軸也開始旋轉(zhuǎn)，砂輪與機床主軸錐孔的對刀依靠機床工作臺移動及轉(zhuǎn)動手輪來共同完成；對刀完成后，轉(zhuǎn)動手輪將砂輪退出；然后手動操作機床工作臺手輪，使機床工作臺橫向移動，實現(xiàn)橫向進給；此時再轉(zhuǎn)動手輪使得砂輪做縱向移動，完成一次錐孔磨削的操作循環(huán)。

本發(fā)明的有益效果是，不需要拆卸機床主軸就能對其錐孔進行修復(fù)，恢復(fù)其幾何精度及形位精度，提高了機床的修復(fù)精度和產(chǎn)品的加工精度；降低了維修人員的勞動強度和維修費用，減少了機床停開時間，降低了停機導致的經(jīng)濟損失。

附圖說明

圖1是本發(fā)明裝置的總裝配前視圖；

圖2是本發(fā)明裝置的總裝配左側(cè)視圖；

圖3是本發(fā)明裝置的總裝配俯視圖；

圖4是本發(fā)明裝置中下滑座26的結(jié)構(gòu)俯視圖；

圖5是圖4中的a-a截面圖；

圖6是本發(fā)明裝置中上滑座16的結(jié)構(gòu)俯視圖；

圖7是圖6中的b-b截面圖；

圖8是本發(fā)明裝置中的滾動直線導軌副結(jié)構(gòu)圖；

圖9是本發(fā)明裝置中主軸外殼1的結(jié)構(gòu)前視圖；

圖10是本發(fā)明裝置中主軸外殼1的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；

圖11是本發(fā)明裝置中主軸外殼1的結(jié)構(gòu)俯視圖；

圖12是本發(fā)明裝置中主軸組件的結(jié)構(gòu)圖；

圖13是本發(fā)明裝置中電機底座14的結(jié)構(gòu)俯視圖；

圖14是圖13中的c-c截面圖。

圖中，1.主軸外殼，2.隔套，3.主軸，4.彈簧，5.配磨墊一，6.配磨墊二，7.主軸帶輪，8.軸承一，9.莫氏2號錐柄，10.砂輪壓緊螺釘，11.橡膠墊片，12.電機帶輪，13.電機，14.電機底座，15.緊固組件一，16.上滑座，17.直銷，18.上滑座絲母，19.絲杠，20.軸承座，21.軸承二，22.手輪，23.滑塊，24.壓塊，25.直線導軌，26.下滑座，27.環(huán)形t型槽，28.t型槽一，29.t型槽二。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進行詳細說明。

以下描述中假設(shè)砂輪安裝位置在前，手輪22的安裝位置在后，實際安裝位置以此類推。

參照圖1、圖2、圖3，本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)是，包括下滑座26，下滑座26固定在機床工作臺面上，下滑座26向上通過兩組滾動直線導軌副與上滑座16滾動連接，上滑座16與下滑座26之間另外設(shè)置有絲杠傳動機構(gòu)；上滑座16上表面安裝有主軸外殼1，主軸外殼1通過緊固組件一15與上滑座16連接；主軸外殼1上表面靠前上部水平開有通孔，該通孔兩端分別設(shè)置有一個軸承一8，該兩個軸承一8中共同套裝有主軸3；主軸3前端同軸連接有莫氏2號錐柄9，莫氏2號錐柄9前端通過橡膠墊片11及砂輪壓緊螺釘10安裝有砂輪，主軸3后端伸出通孔套裝有主軸帶輪7；主軸外殼1上表面靠后位置安裝有電機底座14，電機底座14上表面安裝有電機13，電機13的電機帶輪12通過傳送帶與主軸帶輪7傳動連接；

下滑座26后端上表面固定安裝有軸承座20，軸承座20中設(shè)置有軸承二21，軸承二21中套裝有絲杠19，絲杠19尾端固定安裝有手輪22；上滑座16后端下表面連接有上滑座絲母18，上滑座絲母18通過直銷17與上滑座16定位連接，絲杠19圓周表面的外螺紋與上滑座絲母18的內(nèi)螺紋配合套接；

參照圖2，上滑座16下表面兩邊分別固定安裝有滑塊23；下滑座26上表面兩邊分別固定安裝有直線導軌25，每邊的滑塊23與該邊的直線導軌25構(gòu)成滾動直線導軌副，上滑座16與下滑座26之間總共設(shè)置有兩套滾動直線導軌副；

參照圖4、圖5，下滑座26的結(jié)構(gòu)是，下滑座26中間靠后端的兩突出小平臺用于安裝軸承座20，兩邊凹槽處用于安裝直線導軌25及壓塊24，其中兩邊凹槽靠里側(cè)的一排螺釘孔用于固定直線導軌25(滾動直線導軌副)，靠外側(cè)的一排螺釘孔用于固定壓塊24；壓塊24的主要作用就是用來調(diào)整兩條直線導軌25在水平面的平行度。

參照圖6、圖7，上滑座16的結(jié)構(gòu)是，上滑座16中間靠后方的一組螺釘孔用于把合上滑座絲母18，中間靠前方偏心位置設(shè)置有環(huán)形t型槽27，環(huán)形t型槽27用于安裝主軸外殼1；當需要磨削內(nèi)錐孔時，需要將固定螺釘松開，將主軸外殼1在水平面轉(zhuǎn)過相應(yīng)的角度，然后將固定螺釘擰緊將其固定牢靠，防止主軸外殼1在磨削過程中轉(zhuǎn)動；上滑座16兩邊分別設(shè)置有兩組螺釘孔用于固定直線導軌25上方的滑塊23；每組螺釘孔都是四個。

參照圖2、圖8，滾動直線導軌副的結(jié)構(gòu)是，包括直線導軌25和滑塊23，屬于精密滾滑動功能部件，其中滑塊23固定在上滑座16下表面，直線導軌25固定在下滑座26上表面，滑塊23與直線導軌25之間設(shè)置有多列滾珠，兩者之間可相對滾動，通過絲杠19和上滑座絲母18之間的傳動實現(xiàn)位置的移動。

參照圖9、圖10、圖11，主軸外殼1的結(jié)構(gòu)是，主軸外殼1前端上部水平的通孔用于安裝主軸組件，主軸外殼1前端下部帶有刻度的環(huán)形面與上滑座(16)的上平面配合，并通過四個螺釘孔用t型螺釘與上滑座(16)固定連接，當四個t型螺釘同時松開時主軸外殼1便可在上滑座16上平面環(huán)形t型槽27中轉(zhuǎn)過需要的角度(因為主軸錐孔為7：24內(nèi)錐孔，圓錐角為16°35”39.4”，所以磨削時需要轉(zhuǎn)動角度，實現(xiàn)錐孔錐面的磨削)；主軸外殼1后部設(shè)置有兩條平行的t型槽一28，該兩條t型槽一28用于固定電機底座14，當固定螺釘松開時電機底座14可在主軸外殼1的兩條t型槽一28中縱向移動，用來調(diào)整傳送帶與電機帶輪12的咬合程度。

參照圖12，主軸組件的結(jié)構(gòu)是，包括套裝在主軸3上的隔套2、彈簧4、配磨墊一5，隔套2向前與前端的軸承一8頂接，隔套2向后與彈簧4頂接，彈簧4向后與配磨墊一5頂接，配磨墊一5向后與后端的軸承一8頂接，后端的軸承一8尾端設(shè)置有配磨墊二6，配磨墊二6后端與后端圓螺母內(nèi)端面頂接，前端的軸承一8外環(huán)前端面與前端圓螺母內(nèi)端面頂接；

配磨墊一5的作用是，厚度增加后可以改變彈簧4的壓縮量，從而增加兩端軸承一8的相對預(yù)緊力，始終消除軸承一8的間隙。配磨墊二6的作用是，定位后端軸承一8的外環(huán)，并留有0.01mm以內(nèi)的間隙，防止軸承一8發(fā)熱膨脹。

主軸3前端內(nèi)錐孔中裝有莫氏2號錐柄9，主軸3后端通過外錐面(錐面比例為1：10)裝有主軸帶輪7；主軸3的旋轉(zhuǎn)精度主要依靠軸承一8本身的精度、配磨墊一5和配磨墊二6的尺寸配磨、前后圓螺母的調(diào)整以及彈簧4的預(yù)緊等互相作用來調(diào)整軸承一8的間隙，從而保證主軸3的回轉(zhuǎn)精度。

參照圖13、圖14，電機底座14的結(jié)構(gòu)是，電機底座14沿縱向設(shè)置有兩條平行的t型槽二29，電機13的支架通過固定螺釘安裝在電機底座14的t型槽二29中，當固定螺釘松開時電機13可沿電機底座14的t型槽二29做橫向移動，用來調(diào)整傳送帶的松緊；電機底座14兩側(cè)的“u”型槽通過螺釘固定在主軸外殼1的t型槽上，當松開螺釘時便可沿主軸外殼1上的t型槽做縱向移動，用來調(diào)整傳送帶與電機帶輪12的咬合程度。

上滑座16及固定在其上面的主軸外殼1、電機底座14均可通過絲杠19傳動前后整體移動；同時主軸外殼1在上滑座16上可實現(xiàn)360度旋轉(zhuǎn)運動(松開緊固組件一15，手動旋轉(zhuǎn)主軸外殼1)；電機13帶動電機帶輪12經(jīng)傳送帶帶動主軸帶輪7旋轉(zhuǎn)，從而主軸3帶動砂輪高速旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)磨削運動。

本發(fā)明裝置實質(zhì)上就是一臺精密的小型內(nèi)圓磨具，能夠?qū)崿F(xiàn)在線磨削，數(shù)控機床使用幾年后，數(shù)控機床故障率會逐漸顯現(xiàn)出來。工作時只需將其下滑座26固定于數(shù)控機床的工作臺面上，找正后砂輪所在的主軸3回轉(zhuǎn)中心與數(shù)控機床主軸回轉(zhuǎn)中心同心，將其主軸外殼1旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的角度，使其前后移動時與數(shù)控機床主軸錐孔母線平行；完成這兩步工作后，便可啟動電機使砂輪開始工作，實現(xiàn)數(shù)控機床主軸錐孔的在線磨削。

本發(fā)明裝置的工作過程如下：

預(yù)備步驟，在磨削之前先要認真檢查本發(fā)明裝置的各個部件動作是否靈活可靠，檢查其各項幾何精度及運行精度是否在要求范圍之內(nèi)，如檢查后均符合要求，本發(fā)明裝置便可用于數(shù)控機床主軸錐孔的修復(fù)工作。

確定某臺數(shù)控機床主軸錐孔需要修復(fù)時，需要將本發(fā)明裝置安裝到該數(shù)控機床的工作臺面上，首先，將下滑座26平放于數(shù)控機床的工作臺面上，在主軸3錐孔中插入心軸，將千分表固定于數(shù)控機床主軸上，表頭壓在心軸上，開動數(shù)控機床主軸圈表找正，即將砂輪主軸3回轉(zhuǎn)中心與數(shù)控機床主軸回轉(zhuǎn)中心同心≤0.01mm；然后，用螺釘將下滑座26與工作臺面固定牢靠；

其次，在心軸上固定千分表，并將表頭壓在主軸錐孔側(cè)母線上，松開主軸外殼1下部與上滑座16固定的四個t型螺釘，轉(zhuǎn)動主軸外殼1，同時轉(zhuǎn)動手輪22，使固定在上滑座16上的主軸外殼1前后移動，觀察千分表讀數(shù)，并不斷調(diào)整主軸外殼1的角度，使主軸外殼1前后移動時與數(shù)控機床主軸錐孔側(cè)母線平行(誤差≤0.01mm)，調(diào)整完后緊固各個t型螺釘；

然后，啟動電機13，使砂輪所在的主軸3開始旋轉(zhuǎn)，再開動數(shù)控機床，使數(shù)控機床主軸也開始旋轉(zhuǎn)，砂輪與數(shù)控機床主軸錐孔的對刀依靠數(shù)控機床工作臺移動及轉(zhuǎn)動手輪22來共同完成；對刀完成后，轉(zhuǎn)動手輪22將砂輪退出；然后手動操作數(shù)控機床工作臺手輪(數(shù)控機床自帶的手輪，可以實現(xiàn)手動進給)，使數(shù)控機床工作臺橫向移動0.005mm-0.01mm，實現(xiàn)橫向進給；此時再轉(zhuǎn)動手輪22使得砂輪做縱向移動，完成一次錐孔磨削的操作循環(huán)；

一次切削運動完成后，重復(fù)上述動作，并不斷用標準錐度檢驗棒涂色檢查錐孔的幾何精度及配合精度，直到檢驗合格為止，完成修復(fù)工作，數(shù)控機床就可以正常運行使用。