CN104175216A - 随动式双砂轮架曲轴磨床砂轮架 - Google Patents

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Abstract

一种随动式双砂轮架曲轴磨床砂轮架，该装置包括砂轮架主体、主轴水冷系统、砂轮架润滑系统；主轴的两端分别固定在在前轴承和后轴承上；砂轮架润滑系统中，油泵通过化纤过滤器将油箱内的油泵出，通过两个进油孔分别进入前轴承、后轴承内，实现主轴和轴承之间纯液体摩擦；主轴水冷系统中，水泵将经过过滤器的冷却水输送到电机冷却水套的环形管内，冷却水通过进水口进入，冷却水从电机冷却水套中带走热量，冷却水从出水口回流至冷却水箱。本发明在保证砂轮架整体刚性强、体积小、质量轻的基础上，在砂轮架箱体一个部件上设计主轴前、后轴承润滑、冷却的多重油路、水路，可以保证电主轴在高速旋转过程中保持较高的回转精度、切削刚度。

Description

随动式双砂轮架曲轴磨床砂轮架
技术领域
本发明涉及数控磨床技术领域，具体为一种随动式双砂轮架曲轴磨床砂轮架。
背景技术
现有的曲轴的磨削方法是：曲轴的主轴颈磨削、连杆颈磨削、止推面磨削需要在三台磨床上加工。这种加工方式缺点是场地占用大、人力和物力的浪费。现有曲轴磨床的砂轮架在磨削过程中，存在工件多次定位、精度差、加工效率低等诸多缺点，因此传统曲轴磨床的砂轮架已不能适应目前汽车发动机曲轴零件加工的高精度、高效率、低成本、低能耗的需求。双砂轮架随动磨削技术的基本工作原理，是通过控制曲轴的旋转运动(C1轴、C2轴)和砂轮的横向进给运动(X1轴、X2轴)形成同步与联动的混合复杂控制，左砂轮架和右砂轮架的砂轮外圆同时与曲轴不同部位的表面轮廓始终相切，从而实现在一台磨床上对曲轴的完整磨削加工。采用最新的双砂轮架随动磨削技术对砂轮架又提出了更多的要求，主要包括砂轮架及主轴的精度、砂轮架的刚度、砂轮架质量要保证高加减速、砂轮架与工件之间的干涉区、双砂轮架之间的干涉区等。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种随动式双砂轮架曲轴磨床砂轮架，以解决目前曲轴的磨削过程中存在的场地占用大、人力和物力的浪费现象，并解决发动机曲轴零件加工的高精度、高效率、低成本、低能耗的需求问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为随动式双砂轮架曲轴磨床砂轮架，该装置包括砂轮架主体、主轴水冷系统、砂轮架润滑系统；其中，砂轮架主体包括砂轮架体、主轴、空气滤清器、电机冷却水套、电机定子、后轴承、后密封盖、走线孔、电机转子、环形管、前轴承、内装式动平衡、前密封盖、CBN砂轮、螺钉孔a、螺钉孔b；主轴水冷系统包括进水口、出水口、冷却水箱、过滤器、水泵、溢流阀、压力表a；砂轮架润滑系统包括出油口、进油口、油冷机、蓄能器、单向阀、烧结式过滤器、油泵、化纤过滤器、压力表b、溢流阀、油箱。
具体而言，主轴的两端分别固定在在前轴承和后轴承上，主轴的前轴承和后轴承分别通过砂轮架体两侧的螺钉孔a固定，对主轴起支承作用；所述的主轴的端面处安装有CBN砂轮，通过主轴端面均布的螺钉孔b将CBN砂轮与主轴固定；所述主轴结构为空心轴，内装式动平衡安装在所述主轴的内部通孔中，内装式动平衡可通过动平衡自身的涨紧方式与主轴连接；所述主轴的中间部分安装有内装式电机转子，电机转子与主轴通过内孔配合并通过锁紧螺母固定；电机定子设置在电机转子外部，电机冷却水套套装在电机定子的外圆上；电机冷却水套的外端设置有环形管，通过环形管提升电机冷却效果。
所述砂轮架体的上方增加有通气孔可使回油更加顺畅，并在通气孔上安装空气滤清器。
所述前密封盖和后密封盖通过螺钉分别固定在前轴承和后轴承的外侧的砂轮架体端面上，前密封盖和后密封盖既可以阻止外界灰尘杂质进入砂轮架内部，同时还可以阻止砂轮架内部润滑油向外泄露。
所述后轴承上设置有可走线孔，通过走线孔以实现与内置电机的电气连接。
主轴水冷系统中，水泵将经过过滤器的冷却水输送到电机冷却水套的环形管内，冷却水通过进水口进入，在进水口和水泵之间设有溢流阀和压力表a，冷却水从电机冷却水套中带走热量，冷却水从出水口回流至冷却水箱。
砂轮架润滑系统中，油泵通过化纤过滤器将油箱内的油泵出，润滑油沿管路进入两个串联的烧结式过滤器及单向阀后进入进油口，通过两个进油孔分别进入前轴承、后轴承内，实现主轴和轴承之间纯液体摩擦；所述油泵通过化纤过滤器将油箱内的油泵出后，在其支路上设置有溢流阀和压力表b，以保证油路的安全。润滑油经过轴承后在砂轮架体的内部汇集后通过回油孔流入到润滑系统的油箱内；油冷机对油箱进行冷却处理，避免主轴系统温升过高而导致抱轴。
所述两个进油孔设置在砂轮架体上前轴承和后轴承处；所述三个出油口设置在砂轮架体底部并呈均匀分布。
所述单向阀设置在两个串联的烧结式过滤器中间。
所述主轴与电机采用直连的方式，保证主轴的旋转精度。
所述砂轮架体的结构紧凑，防止在磨削过程中砂轮架与曲轴发生碰撞，保证两个砂轮架加工过程中具有有效的运动空间。
所述的主轴与轴承处于完全液体摩擦状态，可以吸收磨削过程中产生的振动。
所述砂轮架体的结构紧凑，防止在磨削过程中砂轮架与曲轴发生碰撞，保证两个砂轮架加工过程中具有有效的运动空间。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果。
本发明采取电机直连技术，简化了结构，减少了振源，实现了高回转精度及同步性，而且可显著地提高曲轴的加工精度和表面质量。其安装在一台曲轴磨床上，可在一次装夹中同时完成曲轴止推面、主轴颈和连杆颈的磨削加工任务，既减少了工件装卡时间又提高了产品精度。本发明在保证砂轮架整体刚性强、体积小、质量轻的基础上，在砂轮架箱体一个部件上设计主轴前、后轴承润滑、冷却的多重油路、水路，可以保证电主轴在高速旋转过程中保持较高的回转精度、切削刚度，砂轮架承载力大，适用于汽车曲轴的高精度、高速、高加减速随动式加工。
附图说明
图1是随动式双砂轮架曲轴磨床砂轮架结构示意图。
图2是图1的左视图。
图3是图1的后视图。
图4是电主轴冷却管路示意图。
图5是随动式双砂轮架曲轴磨床砂轮架润滑系统示意图。
图6是随动式双砂轮架曲轴磨床布局图。
图中：1、砂轮架体，2、主轴，3、空气滤清器，4、电机冷却水套，5、电机定子，6、后轴承，7、后密封盖，8、走线孔，9、电机转子，10、环形管，11、前轴承，12、内装式动平衡，13、前密封盖，14、CBN砂轮，15、螺钉孔a，16、螺钉孔b，18、出油口，19、进油口，20、进水口，21、出水口，22、冷却水箱，23、过滤器，24、水泵，25、溢流阀，26、压力表a，27、油冷机，28、蓄能器，29、单向阀，30、烧结式过滤器，31、油泵，32、化纤过滤器，33、压力表b，34、溢流阀，35、油箱。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
如图1-6所示，随动式双砂轮架曲轴磨床砂轮架，该装置包括砂轮架主体、主轴水冷系统、砂轮架润滑系统；其中，砂轮架主体包括砂轮架体1、主轴2、空气滤清器3、电机冷却水套4、电机定子5、后轴承6、后密封盖7、走线孔8、电机转子9、环形管10、前轴承11、内装式动平衡12、前密封盖13、CBN砂轮14、螺钉孔a15、螺钉孔b16；主轴水冷系统包括进水口20、出水口21、冷却水箱22、过滤器23、水泵24、溢流阀25、压力表a26；砂轮架润滑系统包括出油口18、进油口19、油冷机27、蓄能器28、单向阀29、烧结式过滤器30、油泵31、化纤过滤器32、压力表b33、溢流阀34、油箱35。
具体而言，主轴2的两端分别固定在在前轴承11和后轴承6上，主轴2的前轴承11和后轴承6分别通过砂轮架体1两侧的螺钉孔a15固定，对主轴2起支承作用；所述的主轴2的端面处安装有CBN砂轮14，通过主轴2端面均布的螺钉孔b16将CBN砂轮14与主轴2固定；所述主轴2结构为空心轴，内装式动平衡12安装在所述主轴2的内部通孔中，内装式动平衡12可通过动平衡自身的涨紧方式与主轴2连接；所述主轴2的中间部分安装有内装式电机转子9，电机转子9与主轴2通过内孔配合并通过锁紧螺母固定；电机定子5设置在电机转子9外部，电机冷却水套4套装在电机定子5的外圆上；电机冷却水套4的外端设置有环形管10，通过环形管10提升电机冷却效果。
所述砂轮架体1的上方增加有通气孔可使回油更加顺畅，并在通气孔上安装空气滤清器3。
所述前密封盖13和后密封盖7通过螺钉分别固定在前轴承11和后轴承6的外侧的砂轮架体1端面上，前密封盖13和后密封盖7既可以阻止外界灰尘杂质进入砂轮架内部，同时还可以阻止砂轮架内部润滑油向外泄露。所述后轴承6上设置有可走线孔8，通过走线孔8以实现与内置电机的电气连接。
主轴水冷系统中，水泵24通过过滤器23与电机冷却水套4的环形管10相连，环形管10一端为进水口20，另一端为出水口21；冷却水通过进水口20进入，在进水口和水泵24之间设有溢流阀25和压力表a26，出水口21与水箱22相连。
砂轮架润滑系统中，油泵31通过化纤过滤器32与油箱35相连，油泵31通过两个串联的烧结式过滤器30及单向阀29与两个进油口19相连，两个进油孔19分别与前轴承11、后轴承6相连；所述油泵31通过两个串联的烧结式过滤器30及单向阀29与两个进油口19相连的支路上设置有溢流阀34和压力表b33；回油孔18与油箱35相连；所述油箱35与油冷机27相连。
所述两个进油孔19设置在砂轮架体1上前轴承11和后轴承6处；所述三个出油口18设置在砂轮架体1底部并呈均匀分布。
所述单向阀29设置在两个串联的烧结式过滤器30中间。
所述主轴2与电机采用直连的方式，保证主轴2的旋转精度。
所述砂轮架体1的结构紧凑，防止在磨削过程中砂轮架与曲轴发生碰撞，保证两个砂轮架加工过程中具有有效的运动空间。
所述的主轴2与轴承处于完全液体摩擦状态，可以吸收磨削过程中产生的振动。
所述砂轮架体1的结构紧凑，防止在磨削过程中砂轮架与曲轴发生碰撞，保证两个砂轮架加工过程中具有有效的运动空间。
本实施方式中采用液体静压轴承的结构，这种结构是主轴2和轴承之间处于纯液体摩擦，使电主轴能够在高速旋转的过程中，保持较高的回转精度和刚度，能够保证随动式双砂轮架曲轴磨床砂轮架对曲轴的加工精度。
本实施方式的主轴2和电机的转子9集成一体，电机转子9和电机定子5之间没有摩擦力矩，电机直接驱动主轴2进行磨削，主轴2支撑在前轴承11和后轴承6之间，CBN砂轮14直接与主轴端面相连。
主轴水冷系统中，水泵24将经过过滤器23的冷却水输送到电机冷却水套4的环形管10内，冷却水通过进水口20进入，在进水口和水泵24之间设有溢流阀25和压力表26，冷却水从电机冷却水套4中带走热量，冷却水从出水口21回流至冷却水箱22。
砂轮架润滑系统中，油泵31通过化纤过滤器32将油箱35内的油泵出，润滑油沿管路进入两个串联的通过烧结式过滤器30及单向阀29后进入进油口19，通过两个进油孔19分别进入前轴承11、后轴承6内，实现主轴2和轴承之间纯液体摩擦；所述油泵31通过化纤过滤器32将油箱35内的油泵出后，在其支路上设置有溢流阀34和压力表b33，以保证油路的安全。润滑油经过轴承后在砂轮架体1的内部汇集后通过回油孔18流入到润滑系统的油箱35内；油冷机27对油箱35进行冷却处理，避免主轴系统温升过高而导致抱轴。
本实施方式中采用液体静压轴承的结构，这种结构是主轴2和轴承之间处于纯液体摩擦，使电主轴能够在高速旋转的过程中，保持较高的回转精度和刚度，能够保证随动式双砂轮架曲轴磨床砂轮架对曲轴的加工精度。本实施方式的主轴2结构为空心轴，这样的设计既方便安装内装式动平衡，又减少主轴2的重量，惯性较小，更有利于主轴2的高速旋转。砂轮架体1是保证主轴系统刚度的核心部件，所述前后轴承外表面与砂轮架的轴承孔的内表面配合，这种结构省去了套筒，从而降低了成本，但是要求砂轮架体在加工过程中保证砂轮架体的两个轴承孔的同轴度，这样才能满足砂轮架高回转精度的要求。
本发明采用了电机内置的结构，大大减小了砂轮架的轴向长度，更有利于提高主轴2的刚度和减小主轴的弹性变形，具有结构紧凑的特点。

Claims (4)

1.随动式双砂轮架曲轴磨床砂轮架，其特征在于：该装置包括砂轮架主体、主轴水冷系统、砂轮架润滑系统；其中，砂轮架主体包括砂轮架体(1)、主轴(2)、空气滤清器(3)、电机冷却水套(4)、电机定子(5)、后轴承(6)、后密封盖(7)、走线孔(8)、电机转子(9)、环形管(10)、前轴承(11)、内装式动平衡(12)、前密封盖(13)、CBN砂轮(14)、螺钉孔a(15)、螺钉孔b(16)；主轴水冷系统包括进水口(20)、出水口(21)、冷却水箱(22)、过滤器(23)、水泵(24)、溢流阀(25)、压力表a(26)；砂轮架润滑系统包括出油口(18)、进油口(19)、油冷机(27)、蓄能器(28)、单向阀(29)、烧结式过滤器(30)、油泵(31)、化纤过滤器(32)、压力表b(33)、溢流阀(34)、油箱(35)；
具体而言，主轴(2)的两端分别固定在在前轴承(11)和后轴承(6)上，主轴(2)的前轴承(11)和后轴承(6)分别通过砂轮架体(1)两侧的螺钉孔a(15)固定；所述的主轴(2)的端面处安装有CBN砂轮(14)，通过主轴(2)端面均布的螺钉孔b(16)将CBN砂轮(14)与主轴(2)固定；所述主轴(2)结构为空心轴，内装式动平衡(12)安装在所述主轴(2)的内部通孔中，内装式动平衡(12)可通过动平衡自身的涨紧方式与主轴(2)连接；所述主轴(2)的中间部分安装有内装式电机转子(9)，电机转子(9)与主轴(2)通过内孔配合并通过锁紧螺母固定；电机定子(5)设置在电机转子(9)外部，电机冷却水套(4)套装在电机定子(5)的外圆上；电机冷却水套(4)的外端设置有环形管(10)；
所述砂轮架体(1)的上方增加有通气孔可使回油更加顺畅，并在通气孔上安装空气滤清器(3)；
所述前密封盖(13)和后密封盖(7)通过螺钉分别固定在前轴承(11)和后轴承(6)的外侧的砂轮架体(1)端面上；
所述后轴承(6)上设置有可走线孔(8)；
主轴水冷系统中，水泵(24)通过过滤器(23)与电机冷却水套(4)的环形管(10)相连，环形管(10)一端为进水口(20)，另一端为出水口(21)；冷却水通过进水口(20)进入，在进水口和水泵(24)之间设有溢流阀(25)和压力表a(26)，出水口(21)与水箱(22)相连；
砂轮架润滑系统中，油泵(31)通过化纤过滤器(32)与油箱(35)相连，油泵(31)通过两个串联的烧结式过滤器(30)及单向阀(29)与两个进油口(19)相连，两个进油孔(19)分别与前轴承(11)、后轴承(6)相连；所述油泵(31)通过两个串联的烧结式过滤器(30)及单向阀(29)与两个进油口(19)相连的支路上设置有溢流阀(34)和压力表b(33)；回油孔(18)与油箱(35)相连；所述油箱(35)与油冷机(27)相连。
2.根据权利要求1所述的随动式双砂轮架曲轴磨床砂轮架，其特征在于：所述两个进油孔(19)设置在砂轮架体(1)上前轴承(11)和后轴承(6)处；所述三个出油口(18)设置在砂轮架体(1)底部并呈均匀分布。
3.根据权利要求1所述的随动式双砂轮架曲轴磨床砂轮架，其特征在于：所述单向阀(29)设置在两个串联的烧结式过滤器(30)中间。
4.根据权利要求1所述的随动式双砂轮架曲轴磨床砂轮架，其特征在于：所述主轴(2)与电机采用直连的方式。
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