本發(fā)明涉及磨削設(shè)備，尤其涉及一種精密平面加工磨削裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、精密平面加工磨削裝置在現(xiàn)代制造業(yè)中廣泛應(yīng)用，尤其在高精度、高效率要求的航空、汽車、電子等領(lǐng)域，起著至關(guān)重要的作用。隨著技術(shù)的進步，精密加工設(shè)備對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、加工精度和加工效率的要求越來越高。傳統(tǒng)的精密磨削機床一般采用鑄鐵材質(zhì)作為基礎(chǔ)構(gòu)件，配合油缸或螺桿以及直線硬軌或線軌傳動。這類機床雖然能夠滿足一定的加工需求，但由于鑄鐵材質(zhì)的特性，常常存在變形、磨損、精度損失等問題，影響設(shè)備的長期穩(wěn)定性和精度保持，降低了加工質(zhì)量和效率。

2、在過去的幾十年里，隨著對高精度加工需求的不斷提升，行業(yè)對機床材料和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化提出了更高的要求。鑄鐵結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)的油缸、螺桿傳動方案逐漸暴露出許多不足之處，特別是在長期高負載、高精度的工作條件下，傳統(tǒng)機床的精度保持能力和加工效果難以滿足現(xiàn)代工業(yè)對設(shè)備性能的要求，具體如下

3、1）傳統(tǒng)機床多采用鑄鐵件，盡管鑄鐵具有較好的減震性能，但其易變形和容易出現(xiàn)磨損的問題難以滿足高精度加工的需求；

4、2）傳統(tǒng)機床采用油缸或螺桿以及直線硬軌或線軌傳動，這些方案由于摩擦和接觸問題，容易造成系統(tǒng)的磨損和精度下降。而新型精密磨削裝置。直線電機的直接驅(qū)動方式使得機床的動態(tài)響應(yīng)更加迅速，定位精度更高，且減少了機械傳動中的能量損失，提升了機床的綜合性能。

5、3）傳統(tǒng)機床一般采用機械主軸，這種主軸在高速運轉(zhuǎn)時容易產(chǎn)生震動和摩擦，影響加工效果；因此我們提出一種精密平面加工磨削裝置及方法來解決這個問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了解決傳統(tǒng)的磨削裝置底座易變形、精度差的缺點，而提出的一種精密平面加工磨削裝置及方法。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

3、一種精密平面加工磨削裝置，包括：左右直線驅(qū)動機構(gòu)、前后直線驅(qū)動機構(gòu)和上下直線驅(qū)動機構(gòu)，所述左右直線驅(qū)動機構(gòu)的頂部連接有工作臺，所述前后直線驅(qū)動機構(gòu)安裝在左右直線驅(qū)動機構(gòu)的后側(cè)，所述前后直線驅(qū)動機構(gòu)的頂部安裝有立柱，所述上下直線驅(qū)動機構(gòu)安裝在立柱內(nèi)，所述上下直線驅(qū)動機構(gòu)的前側(cè)安裝有主軸箱，所述主軸箱的前側(cè)安裝有電主軸，所述電主軸的外側(cè)固定安裝有砂輪，所述立柱的內(nèi)部設(shè)置有配重機構(gòu)，所述立柱的后側(cè)可拆卸安裝有維護蓋板，所述電主軸采用靜壓電主軸。

4、優(yōu)選的，所述左右直線驅(qū)動機構(gòu)包括：第一底座和左右直線馬達，所述工作臺固定安裝在左右直線馬達的頂部，所述工作臺的底部固定安裝有左右靜壓滑塊，所述第一底座的頂部固定安裝有左右靜壓導(dǎo)軌，所述左右靜壓滑塊滑動套接在左右靜壓導(dǎo)軌的外側(cè)。

5、優(yōu)選的，所述前后直線驅(qū)動機構(gòu)包括：第二底座、移動臺和前后直線馬達，所述移動臺固定安裝在前后直線馬達的頂部，所述移動臺的底部固定安裝有前后靜壓滑塊，所述第二底座的頂部固定安裝有前后靜壓導(dǎo)軌，所述前后靜壓滑塊滑動套接在前后靜壓導(dǎo)軌的外側(cè)。

6、優(yōu)選的，所述上下直線驅(qū)動機構(gòu)包括：驅(qū)動電機、絲桿、銜接板和升降板，所述驅(qū)動電機固定安裝在立柱的頂部，所述立柱固定安裝在移動臺的頂部，所述絲桿固定安裝在驅(qū)動電機的輸出軸上，所述銜接板螺紋套接在絲桿的外側(cè)，所述升降板的后側(cè)固定安裝有方板，所述銜接板的前側(cè)開設(shè)有方槽，所述方板滑動安裝在方槽內(nèi)，所述升降板的后側(cè)固定安裝有上下靜壓滑塊，所述立柱的前側(cè)固定安裝有上下靜壓導(dǎo)軌，所述上下靜壓滑塊滑動套接在上下靜壓導(dǎo)軌的外側(cè)，所述上下靜壓導(dǎo)軌、左右靜壓導(dǎo)軌和前后靜壓導(dǎo)軌均采用全靜壓導(dǎo)軌。

7、優(yōu)選的，所述第一底座和第二底座采用硬質(zhì)花崗巖一體化成型，所述立柱工作臺采用高聚合碳纖維一體化壓模鑄型。

8、優(yōu)選的，所述配重機構(gòu)包括：齒條、固定軸、轉(zhuǎn)筒、滑板和配重板，所述齒條固定安裝在銜接板的后側(cè)，所述固定軸固定安裝在立柱的內(nèi)部，所述轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)動套接在固定軸的外側(cè)，所述轉(zhuǎn)筒的外側(cè)固定安裝有齒輪和轉(zhuǎn)動臂，所述齒輪與齒條相互嚙合，所述轉(zhuǎn)動臂的一側(cè)滑動安裝有連接臂，所述配重板的前后兩側(cè)均固定安裝有連接柱，所述連接臂轉(zhuǎn)動套接在對應(yīng)的連接柱的外側(cè)，所述滑板的一側(cè)固定安裝有導(dǎo)向橫桿，所述配重板滑動套接在導(dǎo)向橫桿的外側(cè)。

9、優(yōu)選的，所述方槽的頂部內(nèi)壁和底部內(nèi)壁上分別固定安裝有第一壓力傳感器和第二壓力傳感器，所述第一壓力傳感器和第二壓力傳感器分別活動抵接在方板的頂部和底部，且方槽內(nèi)固定安裝有限位桿，所述方板滑動套接在限位桿的外側(cè)。

10、優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)動臂的一側(cè)固定安裝有支架，所述支架的一側(cè)固定安裝有電動推桿，所述電動推桿的輸出端與連接臂固定連接，所述立柱的內(nèi)部設(shè)置有控制器，所述控制器與第一壓力傳感器、第二壓力傳感器和電動推桿信號連接，所述轉(zhuǎn)動臂的一側(cè)固定安裝有滑軌，所述連接臂滑動套接在滑軌的外側(cè)。

11、優(yōu)選的，所述立柱的側(cè)壁上固定安裝有豎向?qū)к?，所述滑板滑動套接在豎向?qū)к壍耐鈧?cè)，所述滑板的前后兩側(cè)均固定安裝有配重框，所述配重框內(nèi)設(shè)置有多個配重塊。

12、優(yōu)選的，所述立柱的后側(cè)開設(shè)有階梯孔，所述維護蓋板活動插接在階梯孔內(nèi)，所述維護蓋板的內(nèi)部滑動安裝有兩個l型卡板，兩個l型卡板之間固定安安裝有連接彈簧，所述階梯孔的兩側(cè)內(nèi)壁上均開設(shè)有卡槽，所述l型卡板的一端活動卡接在對應(yīng)的卡槽內(nèi)。

13、本發(fā)明還提供了一種精密平面加工磨削方法，包括以下步驟：

14、s1：將需要磨削的工件固定在工作臺的頂部，并啟動左右直線馬達帶動工作臺左右移動，對工件的位置進行調(diào)節(jié)；

15、s2：啟動電主軸帶動砂輪轉(zhuǎn)動，并啟動驅(qū)動電機帶動絲桿轉(zhuǎn)動，絲桿通過與銜接板的螺紋配合帶動銜接板上下移動，銜接板通過與方板的配合帶動升降板、主軸箱、電主軸和砂輪向下移動，使得旋轉(zhuǎn)的砂輪與工件接觸實現(xiàn)磨削；

16、s3：啟動前后直線馬達和左右直線馬達，前后直線馬達帶動移動臺、立柱、上下直線驅(qū)動機構(gòu)和砂輪前后移動，從而實現(xiàn)砂輪的前后方向進給，左右直線馬達帶動工作臺和其上的工件左右移動，實現(xiàn)工件的左右進給，從而實現(xiàn)對工件表面的自動磨削。

17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明中提供了一種精密平面加工磨削裝置及方法，具備以下有益效果：

18、（1）通過將底座采用硬質(zhì)花崗巖一體化成型，花崗巖具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和出色的持久穩(wěn)定性，且無內(nèi)應(yīng)力變形，可減少砂輪磨損，提高工件表面質(zhì)量和精度，從而避免了在使用過程中發(fā)生翹曲和型變，保證精度，通過將立柱和工作臺采用高聚合碳纖維一體化壓模鑄型，質(zhì)量輕沖量小，可持久保證精度，通過設(shè)置的直線驅(qū)動機構(gòu)配合全靜壓導(dǎo)軌，能長久保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和精度；

19、（2）通過設(shè)置的配重機構(gòu)可在銜接板、升降板和電主軸上下移動時，實現(xiàn)配重，使得整體重心在豎直方向上盡量保持不變，從而可減小上下直線驅(qū)動機構(gòu)產(chǎn)生的能耗；

20、（3）通過兩個l型卡板與對應(yīng)的卡槽的配合可對維護蓋板進行固定，且可以通過推動兩個l型卡板相互靠近，使得l型卡板脫離卡槽，解除對于維護蓋板的固定，從而可對維護蓋板進行拆卸，以方便對立柱的內(nèi)部進行維護，且方便配重塊的數(shù)量進行增減，以方便適應(yīng)砂輪和不同重量進行配重。

21、本發(fā)明設(shè)計合理，通過采用硬質(zhì)花崗巖一體化成型底座，該材料具有非常優(yōu)異的穩(wěn)定性，能有效防止因外部環(huán)境變化（如溫度變化）引起的形變，提供了更高的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。同時，高聚合碳纖維一體化壓模鑄型的立柱工作臺，具有輕質(zhì)、高強度和高剛性等優(yōu)點，大大提升了機床的結(jié)構(gòu)剛性和動態(tài)性能，避免了傳統(tǒng)鑄鐵材料的缺點，通過采用直線電機配合靜壓導(dǎo)軌，這種無接觸、無摩擦的傳動方案能夠有效消除傳統(tǒng)機械傳動系統(tǒng)中的摩擦損耗，確保機床長期保持較高的精度和穩(wěn)定性，通過靜壓油膜來支撐和旋轉(zhuǎn)，無接觸、無摩擦，能夠有效避免機械主軸中產(chǎn)生的震動和摩擦，從而提升磨削過程中的穩(wěn)定性和精度，取得更為出色的磨削效果。