CN105196140B - 一种外圆超精机 - Google Patents

Abstract

一种外圆超精机，包括机架和工作台，工作台上设有横向导轨、横向滑台、横移驱动机构、纵向导轨、纵向滑台和纵移驱动机构；横向滑台的一侧上设有头架、头架顶尖和旋转驱动机构，横向滑台的另一侧上设有尾架、套筒、尾架顶尖和顶尖调节机构；纵向滑台上设有砂带架、砂带主动轴、砂带从动轴、砂带电机、卷砂带轮、放砂带轮、抛光轮、抛光轮架和抛光电机；还包括一砂带，砂带的一端卷绕在放砂带轮上，砂带的另一端绕过抛光轮后固定在卷砂带轮上。本发明的有益效果在于：本发明结构简单紧凑，操作方便，整体运行稳定可靠，加工精度高，且不会造成轴类零件报废。

Description

一种外圆超精机

技术领域

本发明涉及一种外圆超精机。

背景技术

现有技术中，对轴类零件的外圆表面进行高精度加工时，一般采用高精度外圆磨床进行加工，而高精度外圆磨床一般使用砂轮进行加工，因砂轮的硬度较大，且砂轮内部含有杂质，在使用时，不仅影响加工精度，而且严重时还会破坏轴类零件，造成轴类零件报废。

发明内容

为了克服现有技术中存在上述的不足，本发明提供一种结构简单紧凑、使用方便、加工精度高且不会造成轴类零件报废的外圆超精机。

本发明解决其技术问题的技术方案是：一种外圆超精机，包括机架、设于该机架上的工作台，所述工作台上横向设有横向导轨，该横向导轨上滑设有横向滑台，该横向滑台由横移驱动机构带动从而沿所述横向导轨横向移动；

所述横向滑台的一侧上设有头架，该头架的内侧转动安装有一头架顶尖，该头架顶尖由旋转驱动机构带动从而转动；

所述横向滑台的另一侧上设有与所述头架相对的尾架，该尾架内横向滑设有一套筒，该套筒内安装有伸出所述套筒并与所述头架顶尖相配合的尾架顶尖，所述尾架上还设有带动所述套筒和尾架顶尖同步横向移动的顶尖调节机构；

所述工作台上位于所述横向导轨的后方纵向设有纵向导轨，该纵向导轨上滑设有纵向滑台，该纵向滑台由纵移驱动机构带动从而沿所述纵向导轨纵向移动；

所述纵向滑台上竖向设有砂带架，该砂带架的一侧外转动安装有横向并排设置的砂带主动轴和砂带从动轴，该砂带架的另一侧外设有与所述砂带主动轴相连的砂带电机，所述砂带主动轴外套装有卷砂带轮，所述砂带从动轴外套装有放砂带轮；

所述头架顶尖和尾架顶尖之间的后方横向设有一抛光轮，该抛光轮转动地安装在一抛光轮架上，该抛光轮架的后方设有抛光电机架，该抛光电机架固定在所述砂带架上，所述抛光轮架的横向的两侧通过弹簧片安装在所述抛光电机架上，所述抛光轮架的后端的中部凹设有朝后开口的抛光摆动槽，所述抛光电机架上还安装有抛光电机，该抛光电机的输出轴上设有置于所述抛光摆动槽内的抛光凸轮；

还包括一砂带，该砂带的一端卷绕在所述放砂带轮上，所述砂带的另一端绕过所述抛光轮后固定在所述卷砂带轮上。

进一步，所述横移驱动机构包括设于所述工作台的表面上的横向固定螺母座、设于所述横向滑台的底面上的横向移动螺母座、穿设在所述横向固定螺母座和横向移动螺母座内的横向丝杠、以及设于该横向丝杠的端部上并带动所述横向丝杠转动的手轮。

进一步，所述旋转驱动机构包括设于所述头架上的旋转电机、设于该旋转电机上的主动皮带轮、设于所述头架顶尖上的从动皮带轮、以及连接在所述主动皮带轮和从动皮带轮之间的皮带，所述旋转电机上设有变频器。

进一步，所述顶尖调节机构包括竖向设于所述尾架内并可相对所述尾架转动的转轴、设于该转轴的上端上并位于所述尾架外的手柄、以及设置在所述转轴的下端的外周上的两个拨块，所述套筒的外壁上沿横向设有两个与所述拨块相匹配的拨槽，当所述转轴转动时，其中一个所述拨块可插入相对应的一个所述拨槽内从而带动所述套筒沿所述尾架横向移动，所述套筒与所述尾架之间设有复位弹簧。

进一步，所述纵移驱动机构包括设于所述工作台的表面上的纵向固定螺母座、设于所述纵向滑台的底面上的纵向移动螺母座、穿设在所述纵向固定螺母座和纵向移动螺母座内的纵向丝杠、以及设于该纵向丝杠的端部上并带动所述纵向丝杠转动的纵移电机，该纵移电机通过纵移电机座固定在所述工作台上。

进一步，所述抛光轮的后方横向设有三个导向轮，其中一个所述导向轮位于所述砂带主动轴的下方并转动的安装在所述砂带架上，且该导向轮支撑在所述砂带的内侧上，其余两个所述导向轮分别位于所述抛光轮的后方的两侧并转动地安装在所述抛光轮架上，所述导向轮的外壁上开有导向槽，所述砂带架上还设有一个支撑在所述砂带的外侧的支撑轮。

进一步，所述横向滑台上并排设有横向设置的调节导轨和调节固定座，所述尾架滑设在所述调节导轨上，所述调节固定座上横向设有T形槽，还包括一螺栓，该螺栓的头部置于所述T形槽内，该螺栓的尾部通过调节螺母固定在所述尾架上。

进一步，所述抛光轮外设有一层环氧树脂层。

进一步，所述工作台上设有控制面板，该控制面板上设有PLC控制器，该PLC控制器通过驱动器与所述旋转驱动机构、纵移驱动机构、砂带电机和抛光电机电连接。

本发明在使用时，拨动顶尖调节机构的手柄，手柄带动转轴转动，转轴上的一个拨块移出相对应的一个拨槽，而另一个拨块伸入相对应的另一个拨槽内，进而使套筒带动尾架顶尖向尾架内缩回，然后将轴类零件放于头架顶尖与尾架顶尖之间，然后松开手柄，复位弹簧使套筒复位进而将轴类零件夹紧在头架顶尖与尾架顶尖之间；

然后启动旋转电机，旋转电机带动主动皮带轮转动，主动皮带轮通过皮带带动从动皮带轮转动，从动皮带轮带动头架顶尖转动，进而带动轴类零件转动；

然后启动纵移电机，纵移电机带动纵向丝杠转动，纵向丝杠与纵向移动螺母座相配合从而带动纵向滑台沿纵向导轨移动，纵向滑台带动砂带架及其上的抛光轮架靠近到轴类零件的合适位置，保证抛光轮与轴类零件相接触；

然后启动抛光电机，抛光电机的输出轴带动抛光凸轮转动，抛光凸轮与抛光轮架上的抛光摆动槽相配合从而带动抛光轮横向来回摆动，再结合轴类零件的转动，从而实现砂带对轴类零件的外圆面进行抛光精加工处理；

同时，在抛光精加工过程中，可启动砂带电机，砂带电机带动砂带主动轴旋转，砂带主动轴带动卷砂带轮转动从而实现砂带收卷作业，同时在砂带的拉动下，放砂带轮也随之转动从而实现砂带的放卷作业，从而使得抛光精加工的精度更高；

抛光精加工完成后，抛光电机使抛光轮停止摆动，纵移电机带动砂带架及其上的抛光轮回位，旋转电机使轴类零件停止旋转，然后扳动手柄使尾架顶尖缩回，即可取下轴类零件。

当轴类零件的待抛光精加工部分的宽度比较大，而砂带的宽度比较小时，可通过转动手轮从而带动横向丝杠转动，横向丝杠与横向移动螺母座相配合从而带动横向滑台沿横向导轨移动，即可使砂带对轴类零件的待抛光精加工部分进行充分加工。

当轴类零件的长度规格有多种时，可使尾架沿调节导轨移动至合适位置时，然后通过螺栓的头部配合在调节固定座的T形槽内，然后在螺栓的尾部上拧紧调节螺母从而将尾架进行固定，保证尾架顶尖伸出时对轴类零件进行夹紧。

砂带可定期更换，保证抛光精加工质量高标准运行，在系统运行时，砂带的行进速度为每分钟20 毫米，通过砂带电机带动砂带主动轴转动从而实现对速度的控制，保证轴类零件的外圆面充分得到抛光精加工。抛光轮的后方设有导向轮，导向轮上设有导向槽，从而保证砂带行进时不会发生偏移。抛光轮架上设有支撑轮，支撑轮支撑在砂带上，从而保证砂带在行进时不会松弛，抛光轮外设有环氧树脂层，从而使得抛光轮在轴类零件接触时，冲击力小，避免损坏轴类零件。

采用PLC控制器通过驱动器控制旋转电机、纵移电机、砂带电机和抛光电机协调动作，从而实现自动化生产，不仅稳定性好，而且生产效率高。一般旋转电机、纵移电机、砂带电机和抛光电机采用伺服电机，位置精度非常准确，从而保证了轴类零件的加工精度。旋转电机上设有变频器，可通过变频器控制旋转电机的转速，以适合不同外径规格的轴类零件的精加工。

本发明的有益效果在于：本发明结构简单紧凑，操作方便，整体运行稳定可靠，因砂带硬度低，杂质小，从而使得加工精度高，且不会造成轴类零件报废。

附图说明

图1是本发明的立体图。

图2是本发明的纵向滑台处的结构示意图。

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详细说明。

参照图1、图2，一种外圆超精机，包括机架1、设于该机架上的工作台2，所述工作台上横向设有横向导轨3，该横向导轨上滑设有横向滑台4，该横向滑台由横移驱动机构带动从而沿所述横向导轨横向移动，所述横移驱动机构包括设于所述工作台2的表面上的横向固定螺母座5、设于所述横向滑台4的底面上的横向移动螺母座、穿设在所述横向固定螺母座和横向移动螺母座内的横向丝杠6、以及设于该横向丝杠的端部上并带动所述横向丝杠转动的手轮7；

所述横向滑台4的一侧上设有头架8，该头架的内侧转动安装有一头架顶尖9，该头架顶尖由旋转驱动机构带动从而转动，所述旋转驱动机构包括设于所述头架上的旋转电机10、设于该旋转电机上的主动皮带轮11、设于所述头架顶尖上的从动皮带轮12、以及连接在所述主动皮带轮和从动皮带轮之间的皮带13，所述旋转电机10上设有变频器，一般在头架的外面还设置有将头架、头架顶尖、旋转电机、主动皮带轮、从动皮带轮和皮带包覆起来的头架壳体，而头架顶尖的内侧端部伸出头架壳体外，即可对头架壳体内的零部件起保护作用，还可起防尘的作用；

所述横向滑台4的另一侧上设有与所述头架相对的尾架14，该尾架内横向滑设有一套筒，该套筒内安装有伸出所述套筒并与所述头架顶尖相配合的尾架顶尖15，所述尾架上还设有带动所述套筒和尾架顶尖同步横向移动的顶尖调节机构，该顶尖调节机构包括竖向设于所述尾架内并可相对所述尾架转动的转轴、设于该转轴的上端上并位于所述尾架外的手柄16、以及设置在所述转轴的下端的外周上的两个拨块，所述套筒的外壁上沿横向设有两个与所述拨块相匹配的拨槽，当所述转轴转动时，其中一个所述拨块可插入相对应的一个所述拨槽内从而带动所述套筒沿所述尾架横向移动，所述套筒与所述尾架之间设有复位弹簧；

所述工作台2上位于所述横向导轨的后方纵向设有纵向导轨17，该纵向导轨上滑设有纵向滑台18，该纵向滑台由纵移驱动机构带动从而沿所述纵向导轨纵向移动，所述纵移驱动机构包括设于所述工作台2的表面上的纵向固定螺母座19、设于所述纵向滑台的底面上的纵向移动螺母座、穿设在所述纵向固定螺母座和纵向移动螺母座内的纵向丝杠20、以及设于该纵向丝杠的端部上并带动所述纵向丝杠转动的纵移电机21，该纵移电机通过纵移电机座22固定在所述工作台2上；

所述纵向滑台18上竖向设有砂带架23，该砂带架的一侧外转动安装有横向并排设置的砂带主动轴24和砂带从动轴25，该砂带架的另一侧外设有与所述砂带主动轴相连的砂带电机26，所述砂带主动轴外套装有卷砂带轮27，所述砂带从动轴外套装有放砂带轮28，砂带从动轴一般与砂带架紧配，需要一定的拉力才能转动，从而保证砂带在抛光精加工过程中一直是绷紧的，保证加工质量，一般在砂带架的另一侧外设置有将砂带电机包覆起来的砂带架壳体，不仅对砂带电机起保护作用，还可起到防尘的作用；

所述头架顶尖9和尾架顶尖15之间的后方横向设有一抛光轮29，该抛光轮外设有一层环氧树脂层，该抛光轮转动地安装在一抛光轮架30上，该抛光轮架的后方设有抛光电机架31，该抛光电机架固定在所述砂带架23上，所述抛光轮架的横向的两侧通过弹簧片32安装在所述抛光电机架上，所述抛光轮架的后端的中部凹设有朝后开口的抛光摆动槽，所述抛光电机架31上还安装有抛光电机39，该抛光电机的输出轴上设有置于所述抛光摆动槽内的抛光凸轮，一般在抛光电机架上设置有将抛光电机39包覆起来的抛光电机壳体，即可对抛光电机进行包覆，还可起到防尘的作用；

还包括一砂带33，该砂带的一端卷绕在所述放砂带轮28上，所述砂带的另一端绕过所述抛光轮29后固定在所述卷砂带轮27上；

所述工作台2上设有控制面板，该控制面板上设有PLC控制器，该PLC控制器通过驱动器与所述旋转驱动机构、纵移驱动机构、砂带电机和抛光电机电连接；

所述抛光轮的后方横向设有三个导向轮34，其中一个所述导向轮位于所述砂带主动轴的下方并转动的安装在所述砂带架23上，且该导向轮支撑在所述砂带的内侧上，其余两个所述导向轮分别位于所述抛光轮的后方的两侧并转动地安装在所述抛光轮架30上，所述导向轮的外壁上开有导向槽，所述砂带架23上还设有一个支撑在所述砂带的外侧的支撑轮35。

所述横向滑台4上并排设有横向设置的调节导轨36和调节固定座37，所述尾架14滑设在所述调节导轨上，所述调节固定座上横向设有T形槽，还包括一螺栓，该螺栓的头部置于所述T形槽内，该螺栓的尾部通过调节螺母固定在所述尾架上。

本发明在使用时，拨动顶尖调节机构的手柄16，手柄带动转轴转动，转轴上的一个拨块移出相对应的一个拨槽，而另一个拨块伸入相对应的另一个拨槽内，进而使套筒带动尾架顶尖15向尾架14内缩回，然后将轴类零件38放于头架顶尖9与尾架顶尖15之间，然后松开手柄16，复位弹簧使套筒复位进而将轴类零件38夹紧在头架顶尖9与尾架顶尖15之间；

然后启动旋转电机10，旋转电机带动主动皮带轮11转动，主动皮带轮通过皮带13带动从动皮带轮12转动，从动皮带轮带动头架顶尖9转动，进而带动轴类零件38转动；

然后启动纵移电机21，纵移电机带动纵向丝杠20转动，纵向丝杠与纵向移动螺母座相配合从而带动纵向滑台18沿纵向导轨17移动，纵向滑台带动砂带架及其上的抛光轮29架靠近到轴类零件38的合适位置，保证抛光轮与轴类零件相接触；

然后启动抛光电机39，抛光电机的输出轴带动抛光凸轮转动，抛光凸轮与抛光轮架30上的抛光摆动槽相配合从而带动抛光轮29横向来回摆动，再结合轴类零件38的转动，从而实现砂带33对轴类零件38的外圆面进行抛光精加工处理；

同时，在抛光精加工过程中，可启动砂带电机26，砂带电机带动砂带主动轴24旋转，砂带主动轴带动卷砂带轮27转动从而实现砂带33收卷作业，同时在砂带的拉动下，放砂带轮28也随之转动从而实现砂带33的放卷作业，从而使得抛光精加工的精度更高；

抛光精加工完成后，抛光电机39使抛光轮29停止摆动，纵移电机21带动抛光轮架30及其上的抛光轮29回位，旋转电机10使轴类零件38停止旋转，然后扳动手柄16使尾架顶尖15缩回，即可取下轴类零件。

当轴类零件的待抛光精加工部分的宽度比较大，而砂带的宽度比较小时，可通过转动手轮7从而带动横向丝杠6转动，横向丝杠与横向移动螺母座相配合从而带动横向滑台4沿横向导轨3移动，即可使砂带对轴类零件的待抛光精加工部分进行充分加工。

当轴类零件的长度规格有多种时，可使尾架14沿调节导轨36移动至合适位置时，然后通过螺栓的头部配合在调节固定座的T形槽内，然后在螺栓的尾部上拧紧调节螺母从而将尾架14进行固定，保证尾架顶尖15伸出时对轴类零件38进行夹紧。

砂带33可定期更换，保证抛光精加工质量高标准运行，在系统运行时，砂带的行进速度为每分钟20 毫米，通过砂带电机26带动砂带主动轴24转动从而实现对速度的控制，保证轴类零件的外圆面充分得到抛光精加工。抛光轮29的后方设有导向轮34，导向轮上设有导向槽，从而保证砂带行进时不会发生偏移。抛光轮架30上设有支撑轮35，支撑轮支撑在砂带上，从而保证砂带在行进时不会松弛，抛光轮外设有环氧树脂层，从而使得抛光轮在轴类零件接触时，冲击力小，避免损坏轴类零件。

采用PLC控制器通过驱动器控制旋转电机、纵移电机、砂带电机和抛光电机协调动作，从而实现自动化生产，不仅稳定性好，而且生产效率高。一般旋转电机、纵移电机、砂带电机和抛光电机采用伺服电机，位置精度非常准确，从而保证了轴类零件的加工精度。旋转电机上设有变频器，可通过变频器控制旋转电机的转速，以适合不同外径规格的轴类零件的精加工。

Claims (9)

1.一种外圆超精机，包括机架、设于该机架上的工作台，其特征在于：所述工作台上横向设有横向导轨，该横向导轨上滑设有横向滑台，该横向滑台由横移驱动机构带动从而沿所述横向导轨横向移动；

所述横向滑台的一侧上设有头架，该头架的内侧转动安装有一头架顶尖，该头架顶尖由旋转驱动机构带动从而转动；

所述横向滑台的另一侧上设有与所述头架相对的尾架，该尾架内横向滑设有一套筒，该套筒内安装有伸出所述套筒并与所述头架顶尖相配合的尾架顶尖，所述尾架上还设有带动所述套筒和尾架顶尖同步横向移动的顶尖调节机构；

所述工作台上位于所述横向导轨的后方纵向设有纵向导轨，该纵向导轨上滑设有纵向滑台，该纵向滑台由纵移驱动机构带动从而沿所述纵向导轨纵向移动；

所述纵向滑台上竖向设有砂带架，该砂带架的一侧外转动安装有横向并排设置的砂带主动轴和砂带从动轴，该砂带架的另一侧外设有与所述砂带主动轴相连的砂带电机，所述砂带主动轴外套装有卷砂带轮，所述砂带从动轴外套装有放砂带轮；

所述头架顶尖和尾架顶尖之间的后方横向设有一抛光轮，该抛光轮转动地安装在一抛光轮架上，该抛光轮架的后方设有抛光电机架，该抛光电机架固定在所述砂带架上，所述抛光轮架的横向的两侧通过弹簧片安装在所述抛光电机架上，所述抛光轮架的后端的中部凹设有朝后开口的抛光摆动槽，所述抛光电机架上还安装有抛光电机，该抛光电机的输出轴上设有置于所述抛光摆动槽内的抛光凸轮；

还包括一砂带，该砂带的一端卷绕在所述放砂带轮上，所述砂带的另一端绕过所述抛光轮后固定在所述卷砂带轮上。

2.按照权利要求1所述的外圆超精机，其特征在于：所述横移驱动机构包括设于所述工作台的表面上的横向固定螺母座、设于所述横向滑台的底面上的横向移动螺母座、穿设在所述横向固定螺母座和横向移动螺母座内的横向丝杠、以及设于该横向丝杠的端部上并带动所述横向丝杠转动的手轮。

3.按照权利要求1所述的外圆超精机，其特征在于：所述旋转驱动机构包括设于所述头架上的旋转电机、设于该旋转电机上的主动皮带轮、设于所述头架顶尖上的从动皮带轮、以及连接在所述主动皮带轮和从动皮带轮之间的皮带，所述旋转电机上设有变频器。

4.按照权利要求1所述的外圆超精机，其特征在于：所述顶尖调节机构包括竖向设于所述尾架内并可相对所述尾架转动的转轴、设于该转轴的上端上并位于所述尾架外的手柄、以及设置在所述转轴的下端的外周上的两个拨块，所述套筒的外壁上沿横向设有两个与所述拨块相匹配的拨槽，当所述转轴转动时，其中一个所述拨块可插入相对应的一个所述拨槽内从而带动所述套筒沿所述尾架横向移动，所述套筒与所述尾架之间设有复位弹簧。

5.按照权利要求1所述的外圆超精机，其特征在于：所述纵移驱动机构包括设于所述工作台的表面上的纵向固定螺母座、设于所述纵向滑台的底面上的纵向移动螺母座、穿设在所述纵向固定螺母座和纵向移动螺母座内的纵向丝杠、以及设于该纵向丝杠的端部上并带动所述纵向丝杠转动的纵移电机，该纵移电机通过纵移电机座固定在所述工作台上。

6.按照权利要求1~5之一所述的外圆超精机，其特征在于：所述抛光轮的后方横向设有三个导向轮，其中一个所述导向轮位于所述砂带主动轴的下方并转动的安装在所述砂带架上，且该导向轮支撑在所述砂带的内侧上，其余两个所述导向轮分别位于所述抛光轮的后方的两侧并转动地安装在所述抛光轮架上，所述导向轮的外壁上开有导向槽，所述砂带架上还设有一个支撑在所述砂带的外侧的支撑轮。

7.按照权利要求1~5之一所述的外圆超精机，其特征在于：所述横向滑台上并排设有横向设置的调节导轨和调节固定座，所述尾架滑设在所述调节导轨上，所述调节固定座上横向设有T形槽，还包括一螺栓，该螺栓的头部置于所述T形槽内，该螺栓的尾部通过调节螺母固定在所述尾架上。

8.按照权利要求1~5之一所述的外圆超精机，其特征在于：所述抛光轮外设有一层环氧树脂层。

9.按照权利要求1~5之一所述的外圆超精机，其特征在于：所述工作台上设有控制面板，该控制面板上设有PLC控制器，该PLC控制器通过驱动器与所述旋转驱动机构、纵移驱动机构、砂带电机和抛光电机电连接。