CN102909623B - 一种钟摆式弹簧端面磨削机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种弹簧端面磨削设备。一种钟摆式弹簧端面磨削机，包括机架，在机架内设有弹簧定位装置和弹簧磨削装置，在弹簧定位装置的一侧设有进料装置，在弹簧定位装置的另一侧设有弹簧磨削装置；所述的进料装置包括一操作臂和控制操作臂的进料驱动机构；所述的弹簧定位装置包括一钟摆架，钟摆架的上方连接有摆动驱动机构，钟摆架上设有支撑件，在支撑件的上方设有夹紧机构，夹紧机构安装在钟摆架上；所述的弹簧磨削装置包括驱动电机，电机连接有砂轮，在电机下方设有进刀装置。本发明提供了一种自动化程度高，操作人员不用碰触运动机构，安全性高的钟摆式弹簧端面磨削机；解决了现有技术中存在的工人劳动强度大，自动化程度不高的技术问题。

Description

一种钟摆式弹簧端面磨削机

技术领域

本发明涉及一种弹簧磨削设备，尤其涉及一种应用在对弹簧的端面进行磨削的磨削机。

背景技术

弹簧的普遍应用，使弹簧的需求越来越大。弹簧在当前的机构领域应用非常广泛，随着当前技术的进步，各种机械设备对弹簧加工精度的要求也越来越高了，弹簧的加工精度支接影响机械设备的使用性能。例如，铁路货车减震装置中的圆柱弹簧形位公差，特别在弹簧两端面的平行度、全立度对减震装置的减震性能有直接的影响，在当前铁路运输的速度越来越高，对圆柱弹簧的加工精度的要求也在提高。其中工程机械里面大量使用到的弹簧，具有外径大，硬度高，端面要求平整等特点。

为了满足弹簧的使用需求，对弹簧进行端面磨削是弹簧加工中的一项重要工艺，在现有的公开文件中，对弹簧进行端面磨削的文件有，中国专利：“一种弹簧端面磨削机床（CN201291398Y）”。该弹簧端面磨削机床包括机床体、第一磨削装置和第一定位装置；第一磨削装置包括第一磨削架、第一进刀机构、第一砂轮机构，第一砂轮机构包括第一砂轮和第一砂轮驱动机构；第一进刀机构能够使第一磨削架相对于机床体移动；第一定位装置包括第一定位架、第一弹簧夹具和第一旋转驱动机构，第一弹簧夹具能够固定圆柱弹簧，第一弹簧夹具可旋转地安装在第一定位架上；第一旋转驱动机构能够驱动第一弹簧夹具旋转；第一弹簧夹具的旋转轴线与固定在第一弹簧夹具上的圆柱弹簧的轴线平行。但是该机构具有多个砂轮，磨削驱动机构和定位机构复杂。

发明内容

本发明提供了一种自动化程度高，操作人员不用碰触运动机构，安全性高的钟摆式弹簧端面磨削机；解决了现有技术中存在的工人劳动强度大，自动化程度不高的技术问题。

本发明同时还提供了一种工作效率高，定位驱动方便，磨削精度高的钟摆式弹簧端面磨削机，解决了现有技术中存在的弹簧端面磨削机的工作效率不高，定位复杂，磨削精度不高的技术问题。

本发明采用了砂轮进给的方式来磨削工件，而非传统进给的方式为工件进给。解决了磨屑（砂轮粒子和工件铁屑）对进给机构的磨损，提高了进给机构的精度，极大的延长使用寿命，降低设备的维护和保养费用。

本发明的上述技术问题是通过下述技术方案解决的：一种钟摆式弹簧端面磨削机，包括机架，在机架内设有弹簧定位装置和弹簧磨削装置，其特征在于：在弹簧定位装置的一侧设有进料装置，进料装置安装在机架上，在弹簧定位装置的另一侧设有弹簧磨削装置；所述的进料装置包括一操作臂和控制操作臂的进料驱动机构；所述的弹簧定位装置包括一钟摆架，钟摆架的上方连接有摆动驱动机构，钟摆架上设有支撑件，在支撑件的上方设有夹紧机构，夹紧机构安装在钟摆架上；所述的弹簧磨削装置包括驱动电机，电机连接有砂轮，在电机下方设有进刀装置。在端面磨削机的磨削装置的一侧通过进料装置将弹簧放置在钟摆架的支撑件上，然后通过上方的夹紧机构将弹簧夹紧，钟摆架上方的摆动驱动机构带动钟摆架进行单摆运动，此时电机驱动砂轮旋转，并且电机下方的进刀装置开始进刀进行磨削。整个过程通过数控控制，自动化程度高，安全性好。通过上料装置实现自动进料，通过摆动装置让弹簧在砂轮面上磨削，在摆动换向的过程中，钟摆机构的自身重量能起到换向的动力作用，从而减小换向的冲击力，通过进刀装置控制磨削量。同时可以在弹簧上方安装喷淋装置，有效清除磨削产生的磨屑。不需要人工接触操作设备，降低劳动者的劳动强度。

作为优选，所述的钟摆架呈“工”字形，在钟摆架的下方的水平件上设有两套支撑件，在钟摆架的上方的水平件上设有两套夹紧机构，钟摆架中间的垂直件向上延伸连接有摆动驱动机构。“工”字形的钟摆架平衡性好，钟摆由中间的垂直件将水平件分为两部分，在垂直件的两侧各安装有一套支撑件和夹紧机构，可以一次磨削两个弹簧，提高了效率。钟摆架的上下两个相互平行的两个水平件上，下方的固定支撑件，上方的固定夹紧机构，相互对应，结构简单，而中间的垂直件作为摆动的中心，提高平衡性和稳定性，充分利用钟摆架的各个部件。

驱动钟摆构件的驱动机构可以为电机驱动，液压驱动或者电气驱动。作为优选，所述的摆动驱动机构包括两个液压驱动件，所述的钟摆架的垂直件向上延伸的延长件的中部穿接在中心轴上，在延长件的端部连接有液压驱动件，液压驱动件以延长件为中心对称分布。液压驱动稳定性好，在垂直件的两侧各分布一个，交替动作来驱动钟摆架摆动。钟摆架的中间的垂直部分向上延伸形成延长件，延长件的端部与液压驱动部件相连，而延长件的中部穿接有摆动的中心轴，形成的力矩更大，提高工作效率和稳定性。

作为优选，砂轮直径为D，待磨削弹簧的中心到钟摆架摆动中心的距离为L，砂轮中心到钟摆架摆动中心的距离为L2，L2+0.5D ＞L＞L2。砂轮随着电机实现轴向进给，而待磨削的弹簧在钟摆架上进行摆动，其端面碰到砂轮表面进行端面磨削。L2+0.5D ＞L＞L2，钟摆架的摆动轨迹保证始终让弹簧始终在砂轮的下半部进行磨削，磨削的位置相对稳定，可以提高磨削质量，而且铁屑不会影响砂轮的磨削。钟摆架的摆动角度在15°~45°之间。

支撑件的结构可以为弧形或者“L”形，作为优选，所述的支撑件呈V形，所述的夹紧机构包括一V形夹紧件，在V行夹紧件的上方连接有液压夹紧油缸，所述的液压夹紧油缸固定在“工”字形的钟摆架的上方的水平件上。在“V”形的支撑件的上表面上安装有耐磨衬板，提高使用寿命，也方便更换。呈“V”形的支撑件保证弹簧与支撑面是两条相互平行的线接触，结构稳定，而且还可以适用不同直径的弹簧，同时弹簧上方的夹紧件也为“V”行，上下两个“V”形结构，形成对称的四点固定，让弹簧在钟摆架内更牢固的固定，在磨削时受力也均匀，从而提高磨削的效果。

作为优选，所述的操作臂的端部固定在机架的侧边的转轴上，所述的转轴固定在转轴座上，在操作臂上连接有挑杆，操作臂的长度不小于转轴到待磨削的弹簧中心之间的距离，所述的进料驱动机构为液压驱动件，液压驱动件同样固定在机架的侧边，液压驱动件的输出件与转轴座相连。操作臂由液压驱动，也可以是其余的驱动部件。通过驱动部件调整操作臂的升降，可以将弹簧由地下或者运输车上将弹簧套接在挑杆上，然后再以转轴为中心进行旋转，将挑杆上的弹簧放在支撑件上。

作为优选，所述的操作臂为相互铰接的一级转臂和二级转臂，一级转臂铰接在机架的侧边的转轴上，所述的转轴固定在转轴座上，二级转臂的端部设有通孔，在通孔上套接有二级转轴，在二级转轴上连接有挑杆，所述的一级转臂与二级转臂的长度之和不小于一级转臂的转轴到较远的待磨削弹簧中心的距离，一级转臂的长度不小于一级转臂的转轴到较近的待磨削弹簧中心的距离，所述的进料驱动机构为液压驱动件，液压驱动件同样固定在机架的侧边，液压驱动件的输出件与转轴座相连。对应与“工”字形的钟摆架，在垂直件的两侧各可以放置一个弹簧，所以操作臂为两级转臂，通过两级转臂的收折可以实现两个弹簧的上料。

挑杆与操作臂之间可以通过挑杆座连接，挑杆座是焊接在操作臂的端部的，挑杆座与操作臂垂直 ，然后在挑杆座上套接有轴线平行的挑杆，根据不同的弹簧直径，可以选择不同的挑杆。

进刀装置可以通过丝杆螺母结构实现，也可以通过齿条齿轮结构实现。作为优选，所述的进刀装置包括固定在机架上的导轨，电机固定在进刀底板上，进刀底板通过进刀驱动螺母连接在进刀螺杆上，进刀螺杆通过伺服电机驱动。电机驱动进刀螺杆旋转，带动驱动螺母运动，从而带动固定在驱动螺母上的进刀底板沿着弹簧的轴向运动实现进刀磨削。

作为优选，在所述的机架上设有升降防护门，所述的防护门位于钟摆支架一侧。将弹簧放在支撑架后，将防护门放下，在设备里进行自动磨削，提高安全性，而且铁屑等也不会四处迸溅。磨削完成后，钟摆机构将停止摆动，进刀机构回归零位，并报警，提醒操作人员弹簧磨削完成，打开防护门，取出零件。

作为优选，在机架上固定有喷淋机构，喷淋机构与液压系统相连，所述液压系统固定在机架上，所述的喷淋机构包括喷淋管和喷淋口，所述的喷淋口包括上喷淋口和下喷淋口，所述的上喷淋口位于待加工弹簧和砂轮磨削处之上，所述的下喷淋口朝向机架内部，在机架上设有铁屑出口，在喷淋管上设有喷淋孔。由于是封闭式的壳体结构，上喷淋口主要将冷却砂轮，下喷淋口用于将机架内的铁屑冲刷到机架外，保证机架内的清洁度。同时在喷淋管上开设喷淋孔，让水流四面八方对整个机架箱体内进行清洗和冷却。

因此，本发明的一种钟摆式弹簧端面磨削机具备下述优点：通过进料装置、磨削装置和进刀装置配合使用实现自动磨削，安全性好，磨削精度高；“工”字形的钟摆架结构能同时磨削两个，效率高，结构简单。

附图说明

图1是本发明的一种钟摆式弹簧端面磨削机的主视透视图。

图2是图1进刀装置的示意图。

图3是图1的俯视图。

图4是图1的左视图。

图5是图4中撤掉升降防护门的示意图。

图6是图1的右视图。

具体实施方式

 下面通过实施例，对发明的技术方案作进一步具体的说明。

 实施例：

如图1所示，一种钟摆式弹簧端面磨削机，包括机架1，机架为一个密闭的空间。机架1内分隔为两个空间，其中一个安装有钟摆架14，主要让钟摆架14在其内进行摆动。另外一个空间内主要放置砂轮11和驱动砂轮的砂轮驱动电机28，还有整个设备的液压系统35和配电箱36，液压系统35给整个设备的液压驱动系统提供动力。在钟摆架14的下方有一磨削槽2，供设备磨削时，废渣的容纳。砂轮11固定在砂轮座10上，砂轮座10通过轴承9与主轴8相连，主轴8位于主轴箱7内，在主轴8的端部安装有轴承盖6。主轴箱8的侧面有一砂轮驱动电机28，主轴箱7和砂轮驱动电机28均位于进刀底板3上。如图2所示，进刀底板3通过进刀驱动机构在直线导轨4上运动，直线导轨4固定在机架1上。进刀驱动机构包括一固定在机架上的伺服电机33，伺服电机33的输出轴通过进刀螺杆轴承座32带动进刀螺杆31旋转，进刀螺杆31上套接有进刀驱动螺母5，进刀驱动螺母5固定在进刀底板3上，带动进刀底板3轴向运动实现进刀磨削弹簧端面。

如图3所示，砂轮驱动电机28通传递皮带30带动主轴箱7内的主轴8旋转，从而带动砂轮11旋转。在机架1的左侧安装有进料装置，在机架1的右侧安装有控制面板49。进料装置包括操作臂和带动操作臂上下运动的进料驱动机构。进料驱动机构包括安装在机架侧面的升降油缸16，升降油缸16的活塞杆带动安装底板18在进料导轨17上上下运动，安装底板18和导轨17都安装在机架1的侧面。安装底板18在升降油缸16的活塞杆的带动下上下运动。在安装底板18上通过转轴座19内的转轴连接有一级转臂20，一级转臂20通过一级转轴21连接有二级转臂22，二级转臂22的端部开设有通孔26，在通孔26内通过轴承27连接有二级转轴25，在二级转轴25的底端焊接有挑杆座24，挑杆座24和二级转臂22平行，在挑杆座24上套接有挑杆23。

如图4和5所示，在机架1的钟摆架14前侧安装有升降防护门48，升降防护门48可以保证整个磨削过程在机架内，保证生产人员的安全性。钟摆架14呈“工”字形，其是由相互平行的两个水平件和位于中间的垂直件37构成。在下方的水平件上，以垂直件37为中心对称的布置有两个支撑件，支撑件42固定在下底座46上，下底座位于下方的水平件上，支撑件42呈“V”形，在“V”形的支撑件42的上表面上安装有耐磨衬板43，待磨削的弹簧44位于“V”形支撑件42上。在上方的水平件上安装有夹紧机构，夹紧机构包括液压夹紧油缸47，液压夹紧油缸47的活塞杆连接有一夹紧件45，夹紧件45也呈“V”形，液压夹紧油缸47带动夹紧件45将弹簧44夹紧。在有钟摆架14的机架1的前面空间内，安装有喷淋管道52，喷淋管道52固定在钟摆架14前方，喷淋管道52呈“门”字形，喷淋管道52由相互平行的三排管道构成，前后两排管道上各连接有两个下喷淋口51，中间一排连接有两个上喷淋口50，中间一排的上喷淋口50位于弹簧44与砂轮11磨削的接触点上方，用于冷却砂轮11，同时将四溅的铁屑冲洗。下方的下喷淋口51位于钟摆架14的下方，主要是将落在机架1内的铁屑冲刷，不要沉积在机架内，因为本发明为封闭式机架，利用喷淋口清洗，提高设备的使用寿命。冲刷的铁屑从机架下方的铁屑出口53排出机架外。喷淋管道52上开设有多个喷淋孔，可以从上至下对机架内进行冲淋。喷淋管道52连接着水箱（图上未画出），通过水泵的压力将水箱内的水压入喷淋管道内。

如图6所示，在垂直件37向上延伸的部分为延长件40，在延长件40的中部通过中心轴承15支撑连接有中心轴13，中心轴承与中心轴通过中心轴承座12相连，在延长件的端部连接有摆动驱动机构。砂轮11直径为D，待磨削弹簧44的中心到钟摆架的中心轴13的中心的距离为L，砂轮11中心到钟摆架的中心轴13的中心的距离为L2，L2+0.5D ＞L＞L2，保证待磨削的弹簧44始终在砂轮的下半部磨削。摆动驱动机构包括以垂直件为中心的对称布置的两个液压驱动件，液压驱动件是有固定在机架1上的摆动油缸座39和与摆动油缸座39连接的摆动油缸38，摆动油缸38内的活塞铰接在延长件的端部，两个对称布置的活塞杆均铰接在延长件的端部，两个液压驱动件交替工作，驱动钟摆架14进行摆动。

通过机架右侧的操作面板控制弹簧的夹紧和磨削。在使用时，先通过机架左侧的升降油缸将操作臂降低到地面，利用挑杆将弹簧挑起，然后通过转轴将弹簧放置在“V”形支撑件，操作面板控制液压夹紧油缸将待磨削弹簧夹紧，然后启动电机带动砂轮开始磨削，此时的升降防护门放下，钟摆运动每次摆动到最高点的时候，进刀机构就按照设定的进刀量进刀一次，当达到预定的进刀次数后，钟摆机构将停止摆动，进刀机构回归到零位，并报警，提醒操作人员弹簧端面磨削完成完成。

Claims (10)

1.一种钟摆式弹簧端面磨削机，包括机架，在机架内设有弹簧定位装置和弹簧磨削装置，其特征在于：在弹簧定位装置的一侧设有进料装置，进料装置安装在机架上，在弹簧定位装置的另一侧设有弹簧磨削装置；所述的进料装置包括一操作臂和控制操作臂的进料驱动机构；所述的弹簧定位装置包括一钟摆架，钟摆架的上方连接有摆动驱动机构，钟摆架上设有支撑件，在支撑件的上方设有夹紧机构，夹紧机构安装在钟摆架上；所述的弹簧磨削装置包括驱动电机，电机连接有砂轮，在电机下方设有进刀装置。

2.根据权利要求1所述的一种钟摆式弹簧端面磨削机，其特征在于：所述的钟摆架呈“工”字形，在钟摆架的下方的水平件上设有两套支撑件，在钟摆架的上方的水平件上设有两套夹紧机构，钟摆架中间的垂直件向上延伸连接有摆动驱动机构。

3.根据权利要求2所述的一种钟摆式弹簧端面磨削机，其特征在于：所述的摆动驱动机构包括两个液压驱动件，所述的钟摆架的垂直件向上延伸的延长件的中部穿接在中心轴上，在延长件的端部连接有液压驱动件，液压驱动件以延长件为中心对称分布。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种钟摆式弹簧端面磨削机，其特征在于：砂轮直径为D，待磨削弹簧的中心到钟摆架摆动中心的距离为L，砂轮中心到钟摆架摆动中心的距离为L2，L2+0.5D＞L＞L2。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种钟摆式弹簧端面磨削机，其特征在于：所述的支撑件呈V形，所述的夹紧机构包括一V形夹紧件，在V形夹紧件的上方连接有液压夹紧油缸，所述的液压夹紧油缸固定在“工”字形的钟摆架的上方的水平件上。

6.根据权利要求1所述的一种钟摆式弹簧端面磨削机，其特征在于：所述的操作臂的端部固定在机架的侧边的转轴上，所述的转轴固定在转轴座上，在操作臂上连接有挑杆，操作臂的长度不小于转轴到待磨削的弹簧中心之间的距离，所述的进料驱动机构为液压驱动件，液压驱动件同样固定在机架的侧边，液压驱动件的输出件与转轴座相连。

7.根据权利要求2所述的一种钟摆式弹簧端面磨削机，其特征在于：所述的操作臂为相互铰接的一级转臂和二级转臂，一级转臂铰接在机架的侧边的转轴上，所述的转轴固定在转轴座上，二级转臂的端部设有通孔，在通孔上套接有二级转轴，在二级转轴上连接有挑杆，所述的一级转臂与二级转臂的长度之和不小于一级转臂的转轴到较远的待磨削弹簧中心的距离，一级转臂的长度不小于一级转臂的转轴到较近的待磨削弹簧中心的距离，所述的进料驱动机构为液压驱动件，液压驱动件同样固定在机架的侧边，液压驱动件的输出件与转轴座相连。

8.根据权利要求1或2或3或6或7所述的一种钟摆式弹簧端面磨削机，其特征在于：所述的进刀装置包括固定在机架上的导轨，电机固定在进刀底板上，进刀底板通过进刀驱动螺母连接在进刀螺杆上，进刀螺杆通过伺服电机驱动。

9.根据权利要求1或2或3或6或7所述的一种钟摆式弹簧端面磨削机，其特征在于：在所述的机架上设有升降防护门，所述的防护门位于钟摆支架一侧。

10.根据权利要求1或2或3或6或7所述的一种钟摆式弹簧端面磨削机，其特征在于：在机架上固定有喷淋机构，喷淋机构与液压系统相连，所述液压系统固定在机架上，所述的喷淋机构包括喷淋管和喷淋口，所述的喷淋口包括上喷淋口和下喷淋口，所述的上喷淋口位于待加工弹簧和砂轮磨削处之上，所述的下喷淋口朝向机架内部，在喷淋口下设有铁屑出口，在喷淋管上设有喷淋孔。