CN100443230C - 瓦楞辊超硬表面磨削抛光机床及其加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种用于瓦楞辊超硬表面磨削抛光的机床及其加工工艺。本发明的磨削机床包括有分度机构、顶针、电极夹具组件、工作液供给机构、纵向进给丝杠、床身、主轴箱、纵向进给电机，其中纵向进给丝杠与纵向进给电机的输出轴连接，电极夹具组件装设在可驱动其作纵向运动的纵向进给丝杠上，工件穿过电极夹具组件，且工件的两端支撑在主轴箱的顶针上，带动工件作精密分度的主轴箱与分度机构连接，工件及电极夹具组件中的电极分别与电源的两极连接，工作液供给机构将工作液喷射到工件与电极夹具组件的电极之间。本发明结构简单、效率高。本发明的加工工艺基于电加工或复合加工，其以柔克刚、作用力小、灵活多变。

Description

瓦楞辊超硬表面磨削抛光机床及其加工工艺
技术领域：
本发明是一种用于瓦楞辊超硬表面磨削抛光的机床及其加工工艺，属于瓦楞辊磨削机床的创新技术。
背景技术：
瓦楞辊是瓦楞纸板机中昂贵且易损耗的心脏部件，其质量好坏，尤其是耐磨性的高低对纸板生产成本，生产效率等影响极大。瓦楞辊的表面处理已从最初的淬硬热处理到镀硬铬，再到热喷涂碳化钨，使其耐磨性能大幅度提高。尽管碳化钨辊表现出极佳的特性，但由于其涂层的超强坚硬，要使其粗糙度从热喷涂后原始的Ra3.0μm以上达到使用要求的Ra0.8μm，普通砂轮无法磨削，金刚石砂轮则无法在砂轮损耗后进行整形，因此现有工艺和设备无法用于超硬瓦楞辊制造中。
发明内容：
本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种基于电加工或复合加工的瓦楞辊超硬表面磨削抛光机床。本发明结构简单、效率高，可实现超硬瓦楞辊楞型表面的加工。
本发明的另一目的在于提供一种以柔克刚、作用力小、灵活多变的瓦楞辊磨削加工工艺。
本发明的新型瓦楞辊超硬表面磨削抛光机床的结构示意图如图1、2所示，包括有分度机构(1)、顶针(2)、电极夹具组件(4)、床身(7)、工作液供给机构(5)、纵向进给丝杠(6)、主轴箱(8)、纵向进给电机(9)，其中分度机构(1)、主轴箱(8)及纵向进给电机(9)装设在床身(7)上，纵向进给丝杠(6)与纵向进给电机(9)的输出轴连接，电极夹具组件(4)包括有夹具体(4-1)、伺服电机(4-2)、直线导轨(4-3)、电极组(4-4)、丝杠(4-5)、伺服驱动件(4-6)，其中伺服电机(4-2)装设在夹具体(4-1)上，丝杠(4-5)与伺服电机(4-2)的输出轴连接，伺服驱动件(4-6)装设在由丝杠(4-5)驱动其作纵向运动的直线导轨(4-3)上，夹具体(4-1)装设在可驱动其作纵向运动的纵向进给丝杠(6)上，工件(3)穿过电极夹具组件(4)，且工件(3)的两端支撑在主轴箱(8)的顶针(2)上，带动工件(3)作精密分度的主轴箱(8)与分度机构(1)连接，工件(3)及电极组(4-4)分别与电源的两极连接，工作液供给机构(5)将工作液喷射到工件(3)与电极组(4-4)之间。
上述夹具体(4-1)上的电极组(4-4)由伺服驱动件(4-6)驱动作保持有效放电间隙的伺服运动。
上述电极夹具组件(4)上的电极组(4-4)可沿径向分布，也可同时沿轴向分布。
上述电极组(4-4)参与加工部分的轮廓与瓦楞齿型相同，或是与瓦楞辊楞型相似的等距曲线。
上述每个电极组(4-4)由两个以上电极组成，可同时进行两个以上楞的加工。
上述床身(7)还设有与纵向进给丝杠(6)以及与瓦楞辊工件(3)平行设置、夹具体(4-1)沿其上滑动的导轨(10)。
本发明使用上述瓦楞辊超硬表面磨削抛光机床加工工件的工艺，上述工件(3)与电极组(4-4)之间可通过火花放电将金属蚀除的电火花加工，或工件(3)与电极组(4-4)之间可为通过电化学阳极溶解作用将金属蚀除的电解加工，或工件(3)与电极组(4-4)之间可为电解电火花复合加工，或工件(3)与电极组(4-4)之间可为机械电解复合加工。
本发明的瓦楞辊磨削机床由于不存在高速运动的旋转部件，因此可以将工件往复运动改为电极往复运动，运动部件质量大为减轻，机床行程缩短一半，大大简化了机床结构。另外，由于本发明的加工作用力小，机械设备无须急剧高速运动，这样对机床刚度要求低，工件和工具不变形，容易保证精度，且可实现多楞同时加工；本发明的新型瓦楞辊磨削机床设计巧妙，结构简单、效率高，方便实用，可实现超硬瓦楞辊楞型表面的加工。本发明的瓦楞辊磨削加工工艺可以是电火花加工，电解加工，电解电火花复合加工，电解机械复合加工，本发明的加工工艺利用电加工或基于电加工的复合加工工艺以柔克刚的特点，实现超硬瓦楞辊楞型表面的加工；另外，本发明利用电加工或基于电加工的复合加工工艺加工作用力小的特点，可实现多楞同时加工；本发明的瓦楞辊磨削加工工艺以柔克刚、作用力小、灵活多变。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中电极夹具组件(4)的结构示意图。
具体实施方式：
实施例：
本发明的结构示意图如图1所示，包括有分度机构1、顶针2、电极夹具组件4、床身7、工作液供给机构5、纵向进给丝杠6、主轴箱8、纵向进给电机9，其中分度机构1、主轴箱8及纵向进给电机9装设在床身7上，纵向进给丝杠6与纵向进给电机9的输出轴连接，电极夹具组件4包括有夹具体4-1、伺服电机4-2、直线导轨4-3、电极组4-4、丝杠4-5、伺服驱动件4-6，其中伺服电机4-2装设在夹具体4-1上，丝杠4-5与伺服电机4-2的输出轴连接，伺服驱动件4-6装设在由丝杠4-5驱动其作纵向运动的直线导轨4-3上，夹具体4-1装设在可驱动其作纵向运动的纵向进给丝杠6上，工件3穿过电极夹具组件4，且工件3的两端支撑在主轴箱8的顶针2上，带动工件3作精密分度的主轴箱8与分度机构1连接，工件3及电极组4-4分别与电源的两极连接，工作液供给机构5将工作液喷射到工件3与电极组4-4之间。其中电极组4-4可以用紫铜、石墨等软材料做成。伺服驱动件4-6在导轨4-3上自如滑动，保证了伺服驱动件4-6的运动精度。
上述夹具体4-1上的电极组4-4由伺服驱动件4-6驱动作保持有效放电间隙的伺服运动。
为提高加工效率，上述电极夹具组件4上的每个电极组4-4由两个以上电极组成，可同时进行两个以上楞的加工，电极组4-4可沿径向分布，实现多条瓦楞的同时磨削；也可同时沿轴向分布，实现瓦楞的粗、精磨同时加工；本实施例中，其电极组4-4沿径向分布。
上述电极组4-4参与加工部分的轮廓与瓦楞齿型相同，或是与瓦楞辊楞型相似的等距曲线。本实施例中，上述电极组4-4的加工部分轮廓是与瓦楞辊楞型相似的等距曲线。
为使夹具体4-1在床身7上运动自如，上述床身7还设有与纵向进给丝杠6以及与瓦楞辊工件3平行设置、夹具体4-1沿其上滑动的导轨10。
本发明使用上述瓦楞辊超硬表面磨削抛光机床加工工件的工艺，通过控制工件3与电极组4-4之间的距离及电压，使工件3与电极组4-4之间可通过火花放电将金属蚀除的电火花加工，或工件3与电极组4-4之间可为通过电化学阳极溶解作用将金属蚀除的电解加工，或工件3与电极组4-4之间可为电解电火花复合加工，或工件3与电极组4-4之间可为机械电解复合加工。
本发明工作时，瓦楞辊水平放置在机床上，轴向固定不动，周向进行精密分度。工具电极沿与瓦楞辊理想轴心线平行的导轨作轴向移动。本发明在加工过程中，可实现三轴两联动，即Y，Z方向的两联动和绕Z轴的分度。图中电极夹具4可以夹持一个或多个电极，实现多楞同时加工。加工时工件3和电极4上的电极分别接电源的两极，工件3和电极夹具4上的电极之间保持一个加工间隙，间隙之间供以工作液。电极加工部分轮廓是与瓦楞辊楞型相似的等距曲线。通过工件3与电极之间的火花放电或者电化学阳极溶解作用将金属蚀除，从而达到降低工件表面粗糙度的目的。加工中电极夹具4带着电极沿机床导轨10在Z方向运动，同时电极在电极夹具4上沿瓦楞辊径向方向运动，通过电极在Y，Z两方向的联动，实现中凸瓦楞辊的加工。当该部分瓦楞加工完成后，可以通过精密数控分度装置1，对工件3分度，加工另一部分瓦楞，直至最终加工出完整瓦楞辊。

Claims (7)

1、一种瓦楞辊超硬表面磨削抛光机床，包括有分度机构(1)、顶针(2)、电极夹具组件(4)、床身(7)，其特征在于还包括有工作液供给机构(5)、纵向进给丝杠(6)、主轴箱(8)、纵向进给电机(9)，其中分度机构(1)、主轴箱(8)及纵向进给电机(9)装设在床身(7)上，纵向进给丝杠(6)与纵向进给电机(9)的输出轴连接，电极夹具组件(4)包括有夹具体(4-1)、伺服电机(4-2)、直线导轨(4-3)、电极组(4-4)、丝杠(4-5)、伺服驱动件(4-6)，其中伺服电机(4-2)装设在夹具体(4-1)上，丝杠(4-5)与伺服电机(4-2)的输出轴连接，伺服驱动件(4-6)装设在由丝杠(4-5)驱动其作纵向运动的直线导轨(4-3)上，夹具体(4-1)装设在可驱动其作纵向运动的纵向进给丝杠(6)上，工件(3)穿过电极夹具组件(4)，且工件(3)的两端支撑在主轴箱(8)的顶针(2)上，带动工件(3)作精密分度的主轴箱(8)与分度机构(1)连接，工件(3)及电极组(4-4)分别与电源的两极连接，工作液供给机构(5)将工作液喷射到工件(3)与电极组(4-4)之间。
2、根据权利要求1所述的瓦楞辊超硬表面磨削抛光机床，其特征在于上述夹具体(4-1)上的电极组(4-4)由伺服驱动件(4-6)驱动作保持有效放电间隙的伺服运动。
3、根据权利要求1所述的瓦楞辊超硬表面磨削抛光机床，其特征在于上述电极夹具组件(4)上的电极组(4-4)沿径向分布，或同时沿径向、轴向分布。
4、根据权利要求1所述的瓦楞辊超硬表面磨削抛光机床，其特征在于上述电极组(4-4)参与加工部分的轮廓与瓦楞齿型相同，或是与瓦楞辊楞型相同的等距曲线。
5、根据权利要求1至4任一项所述的瓦楞辊超硬表面磨削抛光机床，其特征在于上述电极组(4-4)由两个以上电极组成，可同时进行两个以上楞的加工。
6、根据权利要求5所述的瓦楞辊超硬表面磨削抛光机床，其特征在于上述床身(7)还设有与纵向进给丝杠(6)以及与工件(3)平行设置、夹具体(4-1)沿其上滑动的导轨(10)。
7、一种使用权利要求1所述瓦楞辊超硬表面磨削抛光机床加工工件的工艺，其特征在于上述工件(3)与电极组(4-4)之间为通过火花放电将金属蚀除的电火花加工，或工件(3)与电极组(4-4)之间为通过电化学阳极溶解作用将金属蚀除的电解加工，或工件(3)与电极组(4-4)之间为电解电火花复合加工，或工件(3)与电极组(4-4)之间为机械电解复合加工。
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