CN104589161A - 一种用于精磨丝杠的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于精磨丝杠的装置，能够提高精磨丝杠的质量和效率。该装置包括：底板、垫块、同步带轮、主轴端盖、主轴定位座、主轴、法兰盘、三爪自定心卡盘、研磨磁极组、弧形铁、磁极支撑座、工件支座、尾座、副伺服电机、联轴器、丝杠定位轴承座一、丝杠、托板、丝杠定位轴承座二、同步带、主伺服用减速电机、传感器定位座、限位传感器、两条滑道、丝杠螺母和滑块。本发明可根据丝杠的型号来更换研磨磁极组磁极头的规格，操作简单，成本低；采用磁粒刷与工件柔性接触，精磨时不会划伤和破坏工件表面，对丝杠表面研磨抛光后，除可以降低表面粗糙度、增加光洁度外，表面还有残余压应力，可以大大提高表面的疲劳强度和使用寿命。

Description

一种用于精磨丝杠的装置

技术领域

本发明涉及利用磁力研磨精磨工件的装置，特别是一种精磨丝杠的装置。

背景技术

在机械制造领域用于加工各种零件的机床如：车床、铣床、刨床、磨床、钻床和大型加工中心等，大多都靠精密丝杠来作为传动元件，其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向作用力。精密丝杠在航空航天、核工业、医疗等行业中的应用也非常广泛，综合来看，这些场合普遍对丝杠的精度、疲劳强度、可靠性要求较高。传统的精磨丝杠磨床大多采用磨头固定式，而研磨头都是采用的砂轮，精密丝杠的加工余量约10μm，加工时砂轮磨头和丝杠直接接触，这种加工方式，要求研磨头和待磨丝杠的定位精度非常高，且研磨头磨损后，会直接影响研磨效果，从而导致研磨精度下降。为了保证丝杠研磨的可靠性，这类机床的结构较为复杂，需要专业人员操作，且制造成本高。磁力研磨利用磨料在磁场力的束缚下形成的柔性磁粒刷，实现对丝杠表面的精磨，因磁粒刷与丝杠表面之间是柔性接触，加工时不会改变丝杠的形状精度。

发明内容

本发明提供了一种用于精磨丝杠的装置，能够提高精磨丝杠的质量和效率。

本发明提供的一种用于精磨丝杠的装置包括：底板、垫块、同步带轮、主轴端盖、主轴定位座、主轴、法兰盘、三爪自定心卡盘、研磨磁极组、弧形铁、磁极支撑座、工件支座、尾座、副伺服电机、联轴器、丝杠定位轴承座一、丝杠、托板、丝杠定位轴承座二、同步带、主伺服用减速电机、传感器定位座、限位传感器、两条滑道、丝杠螺母和滑块，所述主伺服用减速机和副伺服电机用螺栓固定在底板上，限位传感器安装在传感器定位座上，同步带轮、主轴端盖、主轴定位座、主轴、法兰盘、三爪自定心卡盘、工件定位座和尾座位于同一轴线，研磨磁极组通过弧形铁用螺栓与磁极支撑座固定，托板用螺栓连接上面的磁极支撑座、下面的丝杠螺母和滑块，滑块在两条滑道上往复运动，丝杠螺母与丝杠之间螺旋传动，丝杠由丝杠定位轴承座一和丝杠定位轴承座二中的轴承支撑，并且通过联轴器与副伺服电机连接，主伺服用减速机通过同步带连接同步带轮，垫块支撑主轴定位座，主轴通过法兰盘与三爪自定心卡盘相连。

所述的研磨磁极组由磁极头、永久磁极、调整螺钉和滑动块组成，滑动块为导磁材料，磁路沿外部磁环封闭，能够沿径向移动。

所述主伺服减速电机依靠同步带连接同步带轮，并且通过法兰盘与三爪自定心卡盘连接，三爪自定心卡盘与尾座以及工件定位座共同实现工件定位。

所述研磨磁极组直线轴向运动，用磁极固定装置固定在托板上，托板与丝杠螺母连接。

本发明与同类装置相比，其显著地有益效果体现在：

本发明可根据丝杠的型号来更换研磨磁极组磁极头的规格，操作简单，成本低；采用磁粒刷与工件柔性接触，精磨时不会划伤和破坏工件表面，对丝杠表面研磨抛光后，除可以降低表面粗糙度、增加光洁度外，表面还有残余压应力，可以大大提高表面的疲劳强度和使用寿命；采用自动化控制，工作时利用限位传感器、伺服电机编码器等信号实时判定工况；充分考虑了振动、重复定位精度等影响，动力传递过程中使用同步带、精磨滚珠丝杠和高精度导轨，从而保证了精磨的精度；加工磁极组中的磁极头均为开口磁极头，可以根据丝杠的直径、材质、导程等合理规划和设计磁极形状，能够优化磁场分布，保证加工效率的同时，获得最佳磁力研磨效果。

附图说明

图1是一种用于精磨丝杠的装置主视图示意图。

图2是一种用于精磨丝杠的装置俯视图示意图。

图3是一种用于精磨丝杠的装置A向视图示意图。

图中编号：1、底板；2、垫块；3、同步带轮；4、主轴端盖；5、主轴定位座；6、主轴；7、法兰盘；8、三爪自定心卡盘；9、工件(丝杠)；10、研磨磁极组；11、弧形铁；12、磁极支撑座；13、工件支座；14、尾座；15、副伺服电机；16、联轴器；17、丝杠定位轴承座一；18、丝杠；19、托板；20、丝杠定位轴承座二；21、同步带；22、主伺服用减速电机；23、传感器定位座；24、限位传感器；25、两条滑道；26、丝杠螺母；27、滑块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1、图2和图3所示，一种用于精磨丝杠的装置，该装置由底板1、垫块2、同步带轮3、主轴端盖4、主轴定位座5、主轴6、法兰盘7、三爪自定心卡盘8、工件9、研磨磁极组10、弧形铁11、磁极支撑座12、工件支座13、尾座14、副伺服电机15、联轴器16、丝杠定位轴承座一17、丝杠18、托板19、丝杠定位轴承座二20、同步带21、主伺服用减速电机22、传感器定位座23、限位传感器24、两条滑道25、丝杠螺母26和滑块27构成，所述主伺服用减速机22和副伺服电机15用内凹螺栓固定在底板1上，限位传感器24安装在传感器定位座23上，同步带轮3、主轴端盖4、主轴定位座5、主轴6、法兰盘7、三爪自定心卡盘8、工件定位座13和尾座14位于同一轴线，研磨磁极组10通过弧形铁11用螺栓与磁极支撑座12固定，托板19用螺栓连接上面的磁极支撑座12、下面的丝杠螺母26和滑块27，滑块27在两条滑道25上往复运动，丝杠螺母26与丝杠18之间螺旋传动，丝杠18由丝杠定位轴承座一17和丝杠定位轴承座二20中的轴承支撑，并且通过联轴器16与副伺服电机15连接，主伺服用减速机22通过同步带21连接同步带轮3，垫块2支撑主轴定位座5，主轴6通过法兰盘7与三爪自定心卡盘8相连。所述的研磨磁极组10由磁极头、永久磁极、调整螺钉和滑动块组成，滑动块为导磁材料，磁路沿外部磁环封闭。所述主伺服减速电机22依靠同步带连接同步带轮，并且通过法兰盘与三爪自定心卡盘连接。所述研磨磁极组10直线轴向运动，依靠磁极固定装置固定在托板上，托板与丝杠螺母连接。所述主伺服用减速电机功率为750W，主伺服用减速电机22带动同步带轮3旋转，三爪自定心卡盘8与尾座14以及工件定位座13共同定位工件9，工件9长度为800mm、直径为Φ40mm。三爪自定心卡盘8旋转带动工件9旋转。

丝杆18旋转方向改变则带动丝杠螺母26往复运动，丝杠螺母26往复运动又带动磁极支撑座12往复运动，使研磨磁极组10往复运动，主轴6旋转带动三爪自定心卡盘8旋转从而使工件9旋转，此时由于加工磁极组10产生永久磁场吸附大量的磁性磨料，当工件9旋转时，磁性磨料和工件9的表面产生相对运动和摩擦，实现了对工件(丝杠)9表面精磨加工。

限位传感器24将加工磁极组的位置信息传递到控制单元，控制单元将此信号传到功率为400W副伺服电机15，然后400W副伺服电机15改变转向，400W副伺服电机15通过联轴器16连接丝杠18，当400W副的伺服电机15的转向改变时将会带动丝杠18，丝杆螺母26和丝杠18之间是螺旋传动，可以将丝杠18的旋转运动转变为丝杠螺母26的直线运动从而实现了磁极支撑座12沿滑道往复运动，最终实现研磨磁极组10反复对工件表面进行精磨加工，获得具有较低表面粗糙度和表面残余压应力的高质量的光洁表面。

Claims (4)

1.一种用于精磨丝杠的装置，其特征是该装置包括：底板、垫块、同步带轮、主轴端盖、主轴定位座、主轴、法兰盘、三爪自定心卡盘、研磨磁极组、弧形铁、磁极支撑座、工件支座、尾座、副伺服电机、联轴器、丝杠定位轴承座一、丝杠、托板、丝杠定位轴承座二、同步带、主伺服用减速电机、传感器定位座、限位传感器、两条滑道、丝杠螺母和滑块，所述主伺服用减速机和副伺服电机用螺栓固定在底板上，限位传感器安装在传感器定位座上，同步带轮、主轴端盖、主轴定位座、主轴、法兰盘、三爪自定心卡盘、工件定位座和尾座位于同一轴线，研磨磁极组通过弧形铁用螺栓与磁极支撑座固定，托板用螺栓连接上面的磁极支撑座、下面的丝杠螺母和滑块，滑块在两条滑道上往复运动，丝杠螺母与丝杠之间螺旋传动，丝杠由丝杠定位轴承座一和丝杠定位轴承座二中的轴承支撑，并且通过联轴器与副伺服电机连接，主伺服用减速机通过同步带连接同步带轮，垫块支撑主轴定位座，主轴通过法兰盘与三爪自定心卡盘相连。

2.根据权利要求1所述的一种用于精磨丝杠的装置，其特征是所说的研磨磁极组由磁极头、永久磁极、调整螺钉和滑动块组成，滑动块为导磁材料，磁路沿外部磁环封闭，能够沿径向移动。

3.根据权利要求1所述的一种用于精磨丝杠的装置，其特征是所说的主伺服减速电机依靠同步带连接同步带轮，并且通过法兰盘与三爪自定心卡盘连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于精磨丝杠的装置，其特征是所说的研磨磁极组直线轴向运动，用磁极固定装置固定在托板上，托板与丝杠螺母连接。