CN102615572A - 一种砂带磨床的磨削机构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种砂带磨床的磨削机构，通过支撑臂与机床旋转主轴连接，磨削机构上设置有主动轮及其驱动装置、从动轮和接触轮，砂带套装在主动轮、从动轮和接触轮上，接触轮底部构成砂带磨头，所述磨削机构包括固定机座和位移装置，固定机座与支撑臂连接，固定机座上沿竖直方向设置有运动导轨，位移装置对应该运动导轨与固定机座活动配合、上下滑动，接触轮设置在位移装置的底部，位移装置上设置有位移驱动器和位移控制器，位移装置在自身重力作用、位移驱动器和位移控制器的协同作用下，实现砂带磨头与待加工面的自由浮动接触。本发明操作方便、迅速，实现恒力磨削，全数控自动运行，提高了工作效率，节约成本，利于大规模推广、使用和生产。
Description
技术领域
本发明主要应用于机床，具体是一种汽轮机、燃汽轮机等叶片的砂带磨削或抛光机床上的磨削机构。
背景技术
汽轮机叶片为复杂薄壁类零件型面为空间自由曲面，曲率变化大，在数控铣削加工后易发生变形，导致磨削加工余量分布不匀。采用手工抛磨方式难于保证叶片精度，而且生产现场环境恶劣。由于数控铣削加工机床技术成熟，其铣头部套可拆卸，设计发明一种磨削装置可以移置在数控铣削加工机床上，减少生产厂的机床投入。已知的砂带磨削机构主要由三部分组成：1、砂带张紧机构。生产中常用的有弹簧手柄式，配重式、偏心轴套式和杠杆式等。2、砂带调偏与横向振动装置。常用的有机械式、气动式、液压式和电光式控制四种装置。3、砂带磨削除尘及冷却装置。生产中有除尘机或吸尘装置的干式除尘、除尘液或冷动却润滑液的半湿式或湿式除尘。常见的砂带磨削机构存在如下弱点：1、砂带张紧力的大小不能控制，特别是零件表面加工余量厚薄不一致情况下，砂带机构承受力的大小就不恒定。2、砂带调偏与横向振动装置复杂，不利于砂带磨削装置的集成。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种砂带磨床的磨削机构，使其砂带磨头可以自适应上下运动、与待加工面的自由浮动接触。
本发明所采用的技术方案是：
一种砂带磨床的磨削机构，通过支撑臂与机床旋转主轴连接，磨削机构上设置有主动轮及其驱动装置、从动轮和接触轮，砂带套装在主动轮、从动轮和接触轮上，接触轮底部构成砂带磨头，所述磨削机构包括固定机座和位移装置，固定机座与支撑臂连接，固定机座上沿竖直方向设置有运动导轨，位移装置对应该运动导轨与固定机座活动配合、上下滑动，接触轮设置在位移装置的底部，位移装置上设置有位移驱动器和位移控制器，位移装置在自身重力作用、位移驱动器和位移控制器的协同作用下，实现砂带磨头与待加工面的自由浮动接触。
所述位移驱动器为位移气缸或位移液压缸，其缸体竖直设置在固定机座上，活塞杆末端固定连接位移装置；位移控制器为设置在位移气缸或位移液压缸的气/液管道上的电磁阀。
所述磨削机构设置有砂带的涨紧驱动器和涨紧控制器：涨紧驱动器包括涨紧气缸或涨紧液压缸和涨紧轮，涨紧气缸或涨紧液压缸的缸体竖直设置在固定机座上、活塞杆末端连接涨紧轮，涨紧轮设置在套装路径中；涨紧控制器为设置在涨紧气缸或涨紧液压缸的气/液管道上的电磁阀。
所述位移气缸的气体管道入口与涨紧气缸的气体管道入口通过气动三联件连接。
所述主动轮设置在固定机座上，其驱动装置是电机，电机的输出轴与主动轮同步连接。
所述支撑臂末端与固定机座之间可以设置转动副。
本发明所产生的有益效果是：
本发明的砂带磨床的磨削机构操作方便、迅速，结构简单，外形小，重量轻，具有随机性调节砂带张力的能力，能够实现恒力磨削，即不论工件加工余量的多少，通过浮动气缸实现磨削机构磨头自由浮动，致使磨头与工件表面接触力恒定。在调节磨削机构的控制器后，还能实现强力磨削，即将浮动气缸锁死，使磨削机构的磨头不能自由浮动，通过其他坐标进给，从而实现强力磨削。同传统的机械式张紧机构相比，这种采用全电气控制的磨削机构对汽轮机叶片复杂型面的加工能够实现预设磨削力的数控编程自动运行，有利于控制叶片磨削抛光的尺寸精度和光洁度，可以有效的提高工作效率，节约成本，利于大规模推广、使用和生产。
附图说明
图1为本发明砂带磨床的磨削机构的结构示意图；
图2为图1的侧视结构示意图；
图3为本发明的浮动磨削机构的结构示意图；
图4为本发明砂带与砂带轮的布置示意图；
图5为本发明浮动磨削机构的控制系统的结构示意图。
图中标号表示：1-支撑臂、2-旋转变速箱、3-套筒、4-安装板、5-位移气缸、6－支撑轮、7-涨紧气缸、8-主动轮、 9-涨紧轮、10-过渡轮、11-运动导轨、12-导向轮、13-位移装置、14-砂带、15-接触轮杆、16-冷却液喷嘴、17-接触轮、18-下固定支撑、19-固定机座、20-上固定支撑、21-驱动电机、22-阀门、23-位移电磁阀、24-气动三联件、25-涨紧电磁阀。
具体实施方式
如图1～5所示：本发明是一种砂带磨床的磨削机构，该磨削机构通过支撑臂1与机床旋转主轴连接。磨削机构上设置有主动轮8及其驱动装置、从动轮和接触轮17，砂带14套装在主动轮8、从动轮和接触轮17上，接触轮17底部构成砂带磨头。磨削机构包括固定机座19和位移装置13，固定机座19与支撑臂1末端连接，固定机座19上沿竖直方向设置有运动导轨11，位移装置13对应该运动导轨11与固定机座19活动配合、上下滑动。接触轮17设置在位移装置13的底部，即砂带磨头设置在位移装置13的底部，位移装置13上设置有位移驱动器和位移控制器。位移装置13在自身重力作用下向下运功，同时在位移驱动器和位移控制器的作用下沿运动导轨11向上运动，在两者的协同作用下，实现砂带磨头与待加工面的自由浮动接触。
本具体实施方式中，固定机座19和位移装置13呈两块相互贴合的面板状，固定机座19面板前侧设置有运动导轨11，位移装置13面板后侧对应运动导轨11设置有运动副，即位移装置13可沿该运动导轨11上下滑动。支撑臂1末端设置有套筒3，固定机座19插入套筒3中垂直设置，套筒3的上、下两端通过上固定支撑20和下固定支撑18连接固定机座19。固定机座19与套筒3之间设置有转动副，具体的是由旋转变速箱2控制、使得固定机座19可套筒3在圆周面上任意角度旋转。套筒3上端面处设置有安装板4，砂带磨削机构与驱动电机21设置在安装板4之上的固定机座19上。
砂带磨削机构包括主动轮8、涨紧轮9、支撑轮6、过渡轮10、导向轮12、接触轮17和砂带14，其中：主动轮8设置在固定基座19上、与驱动电机21的输出主轴同步转动，通过驱动电机21的速度变化、实现砂带14的线速度调节；过渡轮10设置在固定基座19上、主动轮8的下方，涨紧轮9设置在位移装置13上、与涨紧驱动器和涨紧控制器相连，支撑轮6设置在固定基座19上、起支撑砂带14的作用，导向轮12是三个、呈倒等腰三角形状设置在位移装置13的下半部分，其中有两个导向轮12对称左右设置，起到导向砂带14滑动的作用；接触轮17设置在位移装置13的底部，其下方套接砂带14、构成砂带磨头，此乃磨削机构的工作面。主动轮8设置在驱动电机21的输出轴上、随驱动电机21的输出轴同步旋转。
位移装置13在自身重力作用下向下运功，同时在位移驱动器和位移控制器的作用下沿运动导轨11向上运动，在两者的协同作用下，实现砂带磨头与待加工面的自由浮动接触。
其中：位移驱动器为位移气缸或位移液压缸，本具体实施方式采用位移气缸5，位移气缸5的缸体固定在固定机座19上、其缸口竖直向下设置，位移气缸5的活塞杆从缸口伸出、其末端固定连接位移装置13。此时，位移控制器为设置在位移气缸5的气体管道上的位移电磁阀23。
磨削机构上还设置有砂带14的涨紧驱动器和涨紧控制器：涨紧驱动器包括涨紧气缸或涨紧液压缸和涨紧轮9，本具体实施方式采用涨紧气缸7，涨紧气缸7的缸体固定在固定机座19上、其缸口竖直向下设置，涨紧气缸7的活塞杆从缸口伸出、其末端固定连接涨紧轮9。此时，涨紧控制器为设置在涨紧气缸7的气体管道上的涨紧电磁阀25。涨紧气缸7驱动涨紧轮9调整砂带14的张紧程度。
位移气缸5的气体管道入口与涨紧气缸7的气体管道入口通过气动三联件24连接，同时，两者的气体管道上均设置有阀门22。
本发明的工作方式为：气体经气动三联件24，通过涨紧电磁阀25和阀门22控制涨紧气缸7实现砂带14张紧力的控制；通过位移电磁阀23和阀门22及与机床控制连接，可以实现预设磨削力。本具体实施方式中，该阀门22是精密比例阀调节，通过预设阀门22的开度，调节位移气缸5和涨紧气缸7中活塞杆的伸出位置，从而调节涨紧轮9相对主动轮8的位置、和位移装置13相对固定基座19的位置，最终实现砂带14的涨紧调节和接触轮17与待加工工件表面的接触压力的调节。
同时，通过锁死位移气缸5上的位移电磁阀23，实现位移装置13与支撑臂1的刚性联接，此时砂带磨头的相对位置固定、可以实现强力磨削，修正前道铣削工序后，由于叶片扭曲造成的变形和余量不均匀等。在强力磨削过后，需要采用对代加工工件实施随形抛光时，可以解除锁死机构，释放位移气缸5上的位移电磁阀23，此时砂带磨头可沿曲面法矢方向浮动，满足随形抛光的要求。
另外，将上述控制、检测、反馈信号接入数控系统，可以在编程中可直接运用不同的M代码编程实现强力磨削与浮动磨削的切换而无需手动调整。将支撑臂1与五轴\或六轴加工中心等机床的旋转主轴坐标互换就可以实现支撑臂1的旋转，这样就可以对接触轮17处的砂带14进行角度调整，更改接触轮17的直径可以实现大范围的曲率磨削。
为延长砂带14寿命和处理粉尘可通过冷却液喷嘴16输送切削液实现。
Claims (6)
1.一种砂带磨床的磨削机构，通过支撑臂与机床旋转主轴连接，磨削机构上设置有主动轮及其驱动装置、从动轮和接触轮，砂带套装在主动轮、从动轮和接触轮上，接触轮底部构成砂带磨头，其特征在于：所述磨削机构包括固定机座和位移装置，固定机座与支撑臂连接，固定机座上沿竖直方向设置有运动导轨，位移装置对应该运动导轨与固定机座活动配合、上下滑动，接触轮设置在位移装置的底部，位移装置上设置有位移驱动器和位移控制器，位移装置在自身重力作用、位移驱动器和位移控制器的协同作用下，实现砂带磨头与待加工面的自由浮动接触。
2.根据权利要求1所述的砂带磨床的磨削机构，其特征在于：所述位移驱动器为位移气缸或位移液压缸，其缸体竖直设置在固定机座上，活塞杆末端固定连接位移装置；位移控制器为设置在位移气缸或位移液压缸的气/液管道上的电磁阀。
3.根据权利要求1所述的砂带磨床的磨削机构，其特征在于：所述磨削机构设置有砂带的涨紧驱动器和涨紧控制器：涨紧驱动器包括涨紧气缸或涨紧液压缸和涨紧轮，涨紧气缸或涨紧液压缸的缸体竖直设置在固定机座上、活塞杆末端连接涨紧轮，涨紧轮设置在套装路径中；涨紧控制器为设置在涨紧气缸或涨紧液压缸的气/液管道上的电磁阀。
4.根据权利要求2或3所述的砂带磨床的磨削机构，其特征在于：所述位移气缸的气体管道入口与涨紧气缸的气体管道入口通过气动三联件连接。
5.根据权利要求1所述的砂带磨床的磨削机构，其特征在于：所述主动轮设置在固定机座上，其驱动装置是电机，电机的输出轴与主动轮同步连接。
6.根据权利要求1所述的砂带磨床的磨削机构，其特征在于：所述支撑臂末端与固定机座之间可以设置转动副。
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120801 |