CN103331613A

CN103331613A - 一种数控胶辊车磨床

Info

Publication number: CN103331613A
Application number: CN2013102678359A
Authority: CN
Inventors: 潘建国
Original assignee: JINAN POWER RUBBER ROLLER EQUIPMENT CO Ltd
Current assignee: JINAN POWER RUBBER ROLLER EQUIPMENT CO Ltd
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2013-06-28
Publication date: 2013-10-02

Abstract

本发明具体公开了一种数控胶辊车磨床，包括床身，在所述的床身上设有导轨，在导轨上设有能沿其滑动的大托板，在大托板上设有前中托板和后中托板，在前中托板上设有刀架，在后中托板上设有磨头，在所述的前中拖板上安装数显尺，所述的数显尺与车磨床的数控系统通讯,实现实时加工时的真实的闭环回路。本发明是在普通车磨床的基础上改变传动方式及控制系统而实现的，一方面实现了大范围的速度控制即主轴转速既能满足高转速下的磨削又能在极低转速下的开槽加工，把主轴箱设计为双驱动装置，一套是变频调速，一套是伺服驱动；另外为使数控系统更精确地加工，在中拖板上安装数显尺让它与数控系统进行通讯，实现实时加工时的真实的闭环回路。

Description

一种数控胶辊车磨床

技术领域

本发明属于胶辊生产制造领域，具体涉及一种数控胶辊车磨床。

背景技术

目前胶辊专用车磨床即是在通用车床上加装磨头来实现的，这种设备性能与加工方法很难使被加工的胶辊达到合格的工艺标准，主要原因在于车床的结构所致，因它毕竟不是结构精度更高的磨床，该种装置主要存在以下缺点：

（1）它的大拖板和中拖板的运动间隙大于磨床，两拖板的结构强度与配合精度小于磨床，所以当磨头与工件表面接触进行磨削作业时，床身结构及磨头即会产生颤动，从而使被加工的胶辊表面产生波纹，影响加工合格率。

（2）由于车床导轨宽度结构强度的限制，加装磨头后的大、小拖板很难保证运行的稳定性。

（3）磨床的砂轮转速低，线速度只有40米每秒，生产效率低，表面光洁度难以提高。

（4）当磨削硬质耐磨材质的胶辊时，磨头砂轮从一端磨削到另一端时，由于砂轮自身的磨损，使砂轮直径逐渐变小，从而使工件直径尺寸相应变大，造成胶辊两端几何尺寸不一致，严重影响产品质量。

（5）磨削上述硬质耐磨材质的胶辊时，由于磨削粉未对砂轮表面的阻塞，摩擦产生的热量聚集到砂轮外表面，因外层受热膨胀而形成的内外应力差，会使砂轮产生爆裂，有时还会伤及操作者的生命。

（6）胶辊在加工时的在线测量难度较高，不容易获得准确数据。由于它是弹性体，不同的操作者使用同一种量具进行测量，也会产生较大的测量误差，难以保证产品的合格率。

发明内容

为解决现有技术存在的缺点，本发明具体公开了一种数控胶辊车磨床。

本发明采用的技术方案如下：

一种数控胶辊车磨床，包括床身、床头和尾座，在床身上设有导轨，所述的床头固定于床身一端，床头上设有主轴，尾座能沿导轨滑动，在床身工作台的两侧下方各设一个直线导轨，所述的直线导轨固定于床身上，大托板通过嵌有钢球的滑动块与直线导轨连接，且大托板下方与床身上表面之间留有间隙，在大托板上设有能沿其滑动的前中托板和后中托板，所述的前中拖板和后中拖板沿着垂直于床身的方向实现进刀运动，在前中托板上设有车削装置，在后中托板上设有磨削装置，所述床头上的主轴的驱动电机可实现高速与低速两种运行模式，一是适合车削作业的高速变频驱动，二是适合磨削作业的低速伺服驱动。

在所述的大托板的侧面安装有数显尺，在所述的数显尺两头各设有一个能沿其滑动的滑块,所述的滑块一个固定在前中托板上，一个固定在后中托板上，所述的数显尺的零点与床头驱动的主轴的中心线对齐，数显尺与显示屏相连，且数显尺与车磨床的控制系统通讯，形成闭环回路。

所述的直线导轨上设有能沿其运动的滚动滑块，所述的大托板固定于滚动滑块上。

在床身底部两侧安装有齿条，齿条与大托板驱动装置中的齿轮配合，实现大托板沿床身的纵向运动。

所述的大托板、前中拖板和后中拖板分别由伺服电机驱动，且在大托板上设有与前中拖板和后中拖板配合的直线导轨。

所述的前中拖板的驱动装置包括一个伺服电机，所述的伺服电机与减速器连接，减速器与丝杠相连，与丝杠配合的螺母与前中拖板连接，丝杠正反向转动时，则驱动前中拖板作往复直线运动，实现垂直于床身及主轴轴线方向的进刀运动。

所述的后中拖板的驱动装置包括一个伺服电机，所述的伺服电机与减速器连接，减速器与丝杠相连，与丝杠配合的螺母与前中拖板连接，丝杠正反向转动时，则驱动前中拖板作往复直线运动，实现垂直于床身及主轴轴线方向的进刀运动。

在所述的前中拖板上还设有开槽装置，即正常磨削时与床身平行的砂轮轴，可根据需要改变倾角，以实现在胶辊上开斜槽或交叉网状槽的功能。

所述的直线导轨的一侧安装有润滑装置。

所述的磨削装置上安装有高速磨头，磨头上安装有合金磨轮，所述的合金磨轮的内部为金属芯，外面设有一层排列有硬质刀刃的磨削层，所述的磨削层上设有若干针状的凸起的刀刃。

在安装磨头的一侧设有吸尘口，所述的吸尘口与吸尘装置相连。

本发明的工作过程如下：当数控胶辊车磨床要对工件进行磨削时，控制系统控制床头驱动装置中的低速伺服装置启动，同时控制大托板、后中拖板沿床身纵向运动，带动磨头实现磨削作业；当需要对工件进行车削时，控制系统控制床头驱动装置中的变频高速装置启动，同时控制大托板、前中拖板沿床身纵向运动，实现车削作业；当需要对工件进行开槽时，控制系统控制床头驱动装置中的低速伺服装置启动，同时控制大托板、前中拖板、开槽电机运动，改变砂轮轴的倾角，实现开槽作业。

本发明的有益效果是：

（1）床头的控制系统一方面实现了大范围的速度控制即主轴转速既能满足高转速下的磨削又能满足在极低转速下的磨削和开槽加工,把主轴箱设计为双驱动装置,即一套高速变频调速,一套是低速伺服驱动；因此该车磨床可以进行车削与磨削两种不同的加工方式，加工不同技术要求的胶辊，比如：抛物线中凸、中凹；余弦中凸、中凹；波浪形；锥形；大螺距；人字槽；菱形槽；直槽；水平槽等多种复杂造型胶辊的加工，如附图中的形状。

（2）在大拖板上装配有前、后两个中拖板，且前、后两个中拖板分别通过高精度直线导轨与大拖板连接，并由滚珠丝杠、螺母带动其横向进刀运动，减少了配合间隙，提高了运行平稳性；前拖板安装有刀架，并采用专用环形刀，可以延长刀具的刃磨周期和使用寿命，当环形刀的某一部分磨损后，可以水平旋转环形刀，将未磨损的部分调整到切削位置，继续使用，可如此旋转多次，解决了传统刀具频繁换刀与磨刀的麻烦，节约了时间，提高了加工的效率；

（3）大拖板沿床身的移动改为用高精度直线导轨与床身下悬连接结构。一是保证了运动精度，二是避免了大拖板与床身上表面间的摩擦，避免了磨削粉尘对拖板的阻塞与污染，优化了结构，提高了机床的使用性能。

（4）车磨床选用了合金结构的高速磨头，使麻削作业的最高线速度提高到90m/s，不但提高了胶辊的加工效率及表面光洁度，还提高了胶辊几何尺寸的精度。

（5）在车磨床上装配有数显尺测量装置，它与数控系统进行内部联动控制,实现实时的在线测量，检测头的零点与床头驱动的主轴的中心线对齐，这样依据数显尺的尺寸，就可以直接得到相同尺寸的工件，它不但能在线实时测量被加工工件尺寸，而且对于磨削工件的尺寸控制起到了有效的帮助。

附图说明

图1本发明的整体结构图；

图2本发明部分结构示意图；

图3本发明导轨的示意图；

图4（a）-图4（k）本发明可以加工的各种工件；

图中，1.控制箱、2.显示屏、3.刀架、4.磨头、5.后中拖板、6.数显尺、7.尾座、8.床头、9.前中拖板、10、大拖板、11床身、12磨轮、13齿条、14导轨。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

如图1-图3所示，的数控胶辊车磨床，包括床身11，床头8和尾座7，床头8上主轴设有两套驱动装置：一是高速变频驱动，二是低速伺服驱动，且驱动装置设于控制箱1内，在床身11上设有导轨14，在导轨14上设有能沿其滑动的大托板10，在大托板10上设有前中托板9和后中托板5，大托板10、前中拖板9和后中拖板5均由伺服电机驱动；在前中托板9上设有车削装置和电机驱动的开槽装置，在后中托板5上设有磨削装置，磨削装置上安装有高速磨头4，在所述的前中托板9和后中托板5的上安装有数显尺6，所述的数显尺6与显示屏2相连，且与车磨床的控制系统联动，形成闭环回路。导轨14为直线导轨，且所述的直线导轨固定于床身11的下面，在直线导轨上设有能沿其运动的滚动滑块，所述的大托板固定于滚动滑块上。

在床身11底部两侧安装有齿条13，齿条13与大托板10驱动装置中的齿轮配合，实现大托板10沿在床身的纵向运动。

前中拖板9的驱动装置包括一个伺服电机，所述的伺服电机连接减速器，减速器与一个丝杠相连，前中拖板固定于丝杠的螺母滑块上，且前中拖板能在大托板的上沿垂直于主轴轴线的方向往复运动。

后中拖板5的驱动装置包括一个伺服电机，所述的伺服电机连接减速器，减速器与一个丝杠相连，后中拖板固定于丝杠的螺母滑块上，且后中拖板能在大托板的上沿垂直于主轴轴线的方向往复运动。

胶辊磨头4采用高速合金磨头，即磨轮12内部为金属芯，外面设有一层碳化钨硬质合金磨削层，所述碳化钨磨削层上排列有若干针状或片状的凸起刀刃。该合金磨轮12能够实现90米/每秒的磨削线速度，在提高胶辊的加工效率的同时，确保了工件表面几何尺寸的精度，同时避免了普通砂轮受热后破损爆裂的危险。

在安装磨头4的一侧设有吸尘口，所述的吸尘口与吸尘装置相连，这样有助于整个车间的环保。

车削装置包括一个刀架3，刀架3上设有车刀。

当数控胶辊车磨床对工件进行磨削时，控制系统控制床头驱动装置中的低速伺服装置启动，同时控制大托板在沿床身进行纵向运动的同时、后中拖板进行横向进刀运动，从而实现磨削作业；当需要对工件进行车削时，控制系统控制床头驱动装置中的变频高速装置启动，同时控制大托板在沿床身进行纵向运动的同时、后中拖板进行横向进刀运动，实现车削作业；当需要对工件进行开槽时，控制系统控制床头驱动装置中的低速伺服装置启动，同时控制大托板、前中拖板、开槽电机运动，实现开槽。该装置能加工的胶辊类型如图4（a）-图4（k）所示。

Claims

1.一种数控胶辊车磨床，包括床身、床头和尾座，在床身上设有导轨，所述的床头固定于床身一端，床头上设有主轴，尾座能沿导轨滑动，其特征在于：在床身工作台的两侧下方各设一个直线导轨，所述的直线导轨固定于床身上，大托板通过嵌有钢球的滑动块与直线导轨连接，且大托板下方与床身上表面之间留有间隙，在大托板上设有能沿其滑动的前中托板和后中托板，所述的前中拖板和后中拖板沿着垂直于床身的方向实现进刀运动，在前中托板上设有车削装置，在后中托板上设有磨削装置，所述床头上的主轴的驱动电机能实现高速与低速两种运行模式，一是适合车削作业的高速变频驱动，二是适合磨削作业的低速伺服驱动。

2.如权利要求1所述的数控胶辊车磨床，其特征在于：在所述的大托板的侧面安装有数显尺，在所述的数显尺两头各设有一个能沿其滑动的滑块,所述的滑块一个固定在前中托板上，一个固定在后中托板上，所述的数显尺的零点与床头驱动的主轴的中心线对齐，数显尺与显示屏相连，且数显尺与车磨床的控制系统通讯，形成闭环回路。

3.如权利要求1所述的数控胶辊车磨床，其特征在于：所述的直线导轨上设有能沿其运动的滚动滑块，所述的大托板固定于滚动滑块上。

4.如权利要求1所述的数控胶辊车磨床，其特征在于：在床身底部两侧安装有齿条，齿条与大托板驱动装置中的齿轮配合，实现大托板沿床身的纵向运动。

5.如权利要求1所述的数控胶辊车磨床，其特征在于：所述的大托板、前中拖板和后中拖板分别由伺服电机驱动，且在大托板上设有与前中拖板和后中拖板配合的直线导轨。

6.如权利要求1所述的数控胶辊车磨床，其特征在于：所述的前中拖板的驱动装置包括一个伺服电机，所述的伺服电机与减速器连接，减速器与丝杠相连，与丝杠配合的螺母与前中拖板连接，丝杠正反向转动时，则驱动前中拖板作往复直线运动，实现垂直于床身及主轴轴线方向的进刀运动。

7.如权利要求1所述的数控胶辊车磨床，其特征在于：所述的后中拖板的驱动装置包括一个伺服电机，所述的伺服电机与减速器连接，减速器与丝杠相连，与丝杠配合的螺母与前中拖板连接，丝杠正反向转动时，则驱动前中拖板作往复直线运动，实现垂直于床身及主轴轴线方向的进刀运动。

8.如权利要求1所述的数控胶辊车磨床，其特征在于：在所述的前中拖板上还设有开槽装置。

9.如权利要求1所述的数控胶辊车磨床，其特征在于：所述的直线导轨的一侧安装有润滑装置。

10.如权利要求1所述的数控胶辊车磨床，其特征在于：所述的磨削装置上安装有高速磨头，磨头上安装有合金磨轮，所述的合金磨轮的内部为金属芯，外面设有一层排列有硬质刀刃的磨削层，所述的磨削层上设有若干针状的凸起的刀刃。