CN105290901B - 一种密封环磨床 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于加工在密封端面设有底面为曲面的浅槽的密封环的磨床。该磨床包括用来保持密封环的夹盘、用来支撑夹盘并且使夹盘自转的旋转台、端面磨削装置和浅槽磨削装置。端面磨削装置用来磨削密封环的密封端面,磨削密封端面时砂轮轴的回转轴线与旋转台的回转轴线平行。浅槽磨削装置用来磨削密封端面上的浅槽,它具有使杯形砂轮相对于密封环在三维空间按运动规律做成形运动的成形运动机构,磨削浅槽时砂轮轴的回转轴线与旋转台的回转轴线不平行,砂轮轴的回转轴线与旋转台的回转轴线之间的夹角是变化的,通过杯形砂轮的成形运动在密封端面上磨削出浅槽,在磨削密封端面和磨削浅槽过程中,密封环只装夹一次。
Description
技术领域
本发明属于密封环加工技术领域,涉及一种用于加工密封环的磨床,特别涉及一种用于加工在密封端面设有底面为曲面的浅槽的密封环的磨床。
背景技术
众所周知,密封环是机械密封装置的核心部件,在密封环平的密封端面上开设浅槽可以增强密封端面的润滑,降低端面上的摩擦和磨损,减小摩擦热,提高机械密封的稳定性和寿命,附图1为一个在密封端面上设有底面为曲面的浅槽的密封环的示意图。目前在密封端面开设浅槽的机械密封已经发展成为一种典型的非接触式机械密封。浅槽一般在碳化钨、碳化硅、氮化硅等硬质密封环的密封端面上开设,高精度加工比较困难,但是其几何形状对流体薄膜的厚度、刚度、承载能力和稳定性影响较大,良好的浅槽几何形状设计及其高精度加工是机械密封的核心技术。
目前国内外广泛采用激光在硬质密封环上加工浅槽。激光加工浅槽时材料是被逐层扫描去除的,一般存在扫描重叠区或扫描盲区,在扫描重叠区域材料往往是过切的,而在扫描盲区材料是欠切的,即使经过复杂的扫描路径规划也无法完全规避这一问题。激光加工浅槽时制约浅槽尺寸和形状精度的因素较多,激光功率、光束形状、光束面积、光强分布、光束稳定性、分层厚度和扫描路径规划都会影响选定区域材料去除的确定性,浅槽只能近似成形,成形精度低。此外,常见硬质密封环一般为多组分结构,激光束对不同组分的蚀除能力存在差别,这也会影响材料去除的确定性,常导致浅槽的加工精度过低和表面粗糙度过大等问题,而且如果较难蚀除或无法蚀除的组分在表面累积过多,还会使得激光加工无法进行下去。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足而提供一种用于加工在密封端面设有底面为曲面的浅槽的密封环的磨床。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种密封环磨床,是对密封环的密封端面和在密封端面设有的浅槽进行加工的磨床,该磨床包括:
夹盘,其保持密封环;
旋转台,其支撑夹盘并且使夹盘自转;
端面磨削装置,其用来磨削密封环的密封端面,其具有杯形砂轮,具有使砂轮旋转的砂轮轴,具有使砂轮向密封环做切入运动的切入运动机构,磨削密封端面时,砂轮轴的回转轴线与旋转台的回转轴线平行,旋转台带动密封环旋转,砂轮轴带动杯形砂轮旋转,切入运动机构带动砂轮做切入运动;
浅槽磨削装置,其用来磨削密封端面上的浅槽,其具有杯形砂轮,具有使砂轮旋转的砂轮轴,具有使砂轮向密封环做切入运动的切入运动机构,具有使杯形砂轮相对于密封环在三维空间按运动规律做成形运动的成形运动机构,通过杯形砂轮的成形运动在密封端面上磨削出浅槽,磨削浅槽时,砂轮轴的回转轴线与旋转台的回转轴线不平行,砂轮轴的回转轴线与旋转台的回转轴线之间的夹角是变化的。
旋转台还具有分度功能,能将密封环沿周向分度以便依次对各个浅槽进行加工;
在磨削密封端面和磨削浅槽过程中,密封环只装夹一次。
直线运动和转动是最基本的单自由度运动,除了直线运动和转动之外,螺旋运动或非圆弧平面曲线运动也是比较简单的单自由度运动。所述的运动规律是在控制砂轮轴的回转轴线与旋转台的回转轴线之间的夹角的转动的基础上,再复合一个单自由度运动;或者是在控制砂轮轴的回转轴线与旋转台的回转轴线之间的夹角的转动的基础上,再复合两个单自由度运动,或者是在控制砂轮轴的回转轴线与旋转台的回转轴线之间的夹角的转动的基础上,再复合三个单自由度运动,或者是在控制砂轮轴的回转轴线与旋转台的回转轴线之间的夹角的转动的基础上,再复合更多个单自由度运动。
进一步的优选方案是,所述的运动规律是由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动和一个绕密封环轴线的转动构成的复合运动,
或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动和一个绕密封环轴线的转动构成的复合运动,
或者是由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动和一个与密封端面略微倾斜的直线运动构成的复合运动,
或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动和一个与密封端面略微倾斜的直线运动构成的复合运动,
或者是由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动、一个垂直于密封端面的直线运动和一个绕密封环轴线的转动构成的复合运动,
或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动、一个垂直于密封端面的直线运动和一个绕密封环轴线的转动构成的复合运动,
或者是由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动、一个平行于密封端面的直线运动和一个绕密封环轴线的转动构成的复合运动,
或者是由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动、一个与密封端面略微倾斜的直线运动和一个绕密封环轴线的转动构成的复合运动,
或者是由一个以密封环轴线的平行线为轴线的螺旋运动、一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动和一个绕密封环轴线的转动构成的复合运动,
或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动、一个平行于密封端面的直线运动和一个绕密封环轴线的转动构成的复合运动,
或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动、一个与密封端面略微倾斜的直线运动和一个绕密封环轴线的转动构成的复合运动,
或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动、一个以密封环轴线的平行线为轴线的螺旋运动和一个绕密封环轴线的转动构成的复合运动,
或者是由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动和一个以密封环轴线的平行线为轴线的转动和一个垂直于密封端面的直线运动构成的复合运动,
或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动和一个以密封环轴线的平行线为轴线的转动和一个垂直于密封端面的直线运动构成的复合运动,
或者是由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动、两个平行于密封端面的直线运动和一个绕密封环轴线的转动构成的复合运动,
或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动、两个平行于密封端面的直线运动和一个绕密封环轴线的转动构成的复合运动,
或者是由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动和两个平行于密封端面的直线运动构成的复合运动,
或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动和两个平行于密封端面的直线运动构成的复合运动,
或者是由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动、一个以密封环轴线的平行线为轴线的转动和一个平行于密封端面的直线运动构成的复合运动,
或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动、一个以密封环轴线的平行线为轴线的转动和一个平行于密封端面的直线运动构成的复合运动,
或者是由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动、一个以密封环轴线的平行线为轴线的转动、一个平行于密封端面的直线运动和一个垂直于密封端面的直线运动构成的复合运动,
或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动、一个以密封环轴线的平行线为轴线的转动、一个平行于密封端面的直线运动和一个垂直于密封端面的直线运动构成的复合运动,
或者是由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动、一个平行于密封端面的直线运动、一个垂直于密封端面的直线运动和一个绕密封环轴线的转动构成的复合运动。
或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动、一个平行于密封端面的直线运动、一个垂直于密封端面的直线运动和一个绕密封环轴线的转动构成的复合运动
或者是由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动、一个以密封环轴线的平行线为轴线的转动、一个垂直于密封端面的直线运动和一个绕密封环轴线的转动构成的复合运动,
或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动、一个以密封环轴线的平行线为轴线的转动、一个垂直于密封端面的直线运动和一个绕密封环轴线的转动构成的复合运动,
密封端面属于精密表面,磨削时可以分阶段来进行,例如分为粗磨和精磨两个阶段、或分为半精磨和精磨两个阶段,或分为粗磨、半精磨和精磨三个阶段。当分阶段磨削时,可以采用一个砂轮轴以更换不同粒度砂轮的方式完成不同阶段磨削,也可以采用多个砂轮轴完成不同阶段的磨削。
密封端面上的浅槽属于精密表面,磨削时可以分阶段来进行,例如分为粗磨和精磨两个阶段、或分为半精磨和精磨两个阶段,或分为粗磨、半精磨和精磨三个阶段。当分阶段磨削时,可以采用一个砂轮轴以更换不同粒度砂轮的方式完成不同阶段磨削,也可以采用多个砂轮轴完成不同阶段的磨削。
进一步的优选方案是,所述的端面磨削装置包含三个磨削单元,所述的三个单元分别承担对密封端面的粗磨、半精磨和精磨;或者所述的端面磨削装置包含两个磨削单元,所述的两个单元分别承担对密封端面的粗磨和精磨;或者所述的端面磨削装置包含两个磨削单元,所述的两个单元分别承担对密封端面的半精磨和精磨;或者所述的端面磨削装置只包含一个磨削单元,即只采用一种粒度砂轮磨削密封端面。
进一步的优选方案是,所述的浅槽磨削装置包含三个磨削单元,所述的三个单元分别承担对浅槽的粗磨、半精磨和精磨;或者所述的浅槽磨削装置包含两个磨削单元,所述的两个单元分别承担对浅槽的粗磨和精磨;或者所述的浅槽磨削装置包含两个磨削单元,所述的两个单元分别承担对浅槽的半精磨和精磨;或者所述的浅槽磨削装置只包含一个磨削单元,即只采用一种粒度砂轮磨削浅槽。
所述的成形运动机构由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动轴和一个绕密封环轴线的转动轴构成,或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动轴和一个绕密封环轴线的转动轴构成,或者是由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动轴和一个与密封端面略微倾斜的直线轴构成,或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动轴和一个与密封端面略微倾斜的直线轴构成。
此外,所述的成形运动机构也可由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动轴、一个垂直于密封端面的直线轴和一个绕密封环轴线的转动轴构成,
或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动轴、一个垂直于密封端面的直线轴和一个绕密封环轴线的转动轴构成,
或者是由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动轴、一个平行于密封端面的直线轴和一个绕密封环轴线的转动轴构成,
或者是由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动轴、一个与密封端面略微倾斜的直线轴和一个绕密封环轴线的转动轴构成,
或者是由一个以密封环轴线的平行线为轴线的螺旋运动轴、一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动轴和一个绕密封环轴线的转动轴构成,
或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动轴、一个平行于密封端面的直线轴和一个绕密封环轴线的转动轴构成,
或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动轴、一个与密封端面略微倾斜的直线轴和一个绕密封环轴线的转动轴构成,
或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动轴、一个以密封环轴线的平行线为轴线的螺旋运动轴和一个绕密封环轴线的转动轴构成,
或者是由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动轴和一个以密封环轴线的平行线为轴线的转动轴和一个垂直于密封端面的直线轴构成,
或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动轴和一个以密封环轴线的平行线为轴线的转动轴和一个垂直于密封端面的直线轴构成,
或者是由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动轴、两个平行于密封端面的直线轴和一个绕密封环轴线的转动轴构成,
或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动轴、两个平行于密封端面的直线轴和一个绕密封环轴线的转动轴构成,
或者是由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动轴和两个平行于密封端面的直线轴构成,
或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动轴和两个平行于密封端面的直线轴构成,
或者是由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动轴、一个以密封环轴线的平行线为轴线的转动轴和一个平行于密封端面的直线轴构成,
或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动轴、一个以密封环轴线的平行线为轴线的转动轴和一个平行于密封端面的直线轴构成,
或者是由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动轴、一个平行于密封端面的直线轴、一个垂直于密封端面的直线轴和一个绕密封环轴线的转动轴构成,
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其中,以平行于密封端面的直线为轴线的转动轴或以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动轴采用刚性机构。
进一步的优选方案是,以平行于密封端面的直线为轴线的转动轴采用柔性机构。
进一步的优选方案是,以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动轴采用柔性机构。
进一步的优选方案是,所述的与密封端面垂直的直线轴是利用磁致伸缩、电致伸缩、热致伸缩或力致伸缩效应的微位移机构。
本发明的有益效果主要表现在:通过本发明,能够对在密封端面设有底面为曲面的浅槽的密封环进行高精度加工,加工效率高,加工成本低。
附图说明
图1是在密封端面设有底面为曲面的浅槽的密封环的示意图。
图2是本发明一个实施方式的密封环磨床的立体图。
图3是本发明另一个实施方式的密封环磨床的立体图。
图4是本发明另一个实施方式的密封环磨床的立体图。
图5是本发明另一个实施方式的密封环磨床的立体图。
图6是本发明另一个实施方式的密封环磨床的立体图。
图7是本发明另一个实施方式的密封环磨床的立体图。
图8是本发明另一个实施方式的密封环磨床的立体图。
图9是本发明另一个实施方式的密封环磨床的立体图。
图10是本发明另一个实施方式的密封环磨床的立体图。
图11是本发明另一个实施方式的密封环磨床的立体图。
图中:1密封环;2夹盘;3旋转台;4水平放置的滑台;5机床底座;6床身;7杯形砂轮;8以平行于密封端面的直线为轴线的转动轴;9竖立放置的滑台;10磨削单元D;11磨削单元C;12磨削单元B;13磨削单元A。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效,兹列举以下实施例,并配合附图详细说明如下:
实施例一:请参阅图2。
一种密封环磨床,是对密封环的密封端面和在密封端面设有的浅槽进行加工的磨床,该磨床包括夹盘2、旋转台3、端面磨削装置、浅槽磨削装置。其中夹盘用来保持密封环1,旋转台用来支撑夹盘并且使夹盘自转,旋转台的回转轴线是竖直的,旋转台固定在水平放置的滑台4上,滑台4安装在机床底座5上,端面磨削装置用来磨削密封环的密封端面,浅槽磨削装置用来磨削密封端面上的浅槽,旋转台还具有分度功能,能将密封环沿周向分度以便依次对各个浅槽进行加工。
端面磨削装置具有杯形砂轮,具有使砂轮旋转的砂轮轴,还具有使砂轮向密封环做切入运动的切入运动机构,这里所述的切入运动机构由竖立的滑台,未图示的丝杠和未图示的电机等部件构成。磨削密封端面时,砂轮轴的回转轴线与旋转台的回转轴线平行,旋转台带动密封环旋转,砂轮轴带动杯形砂轮旋转,切入运动机构带动砂轮做切入运动。该端面磨削装置包括两个磨削单元,分别是磨削单元A和磨削单元B,这两个单元分别承担对密封端面的粗磨和精磨。
浅槽磨削装置具有杯形砂轮,具有使砂轮旋转的砂轮轴,具有使砂轮向密封环做切入运动的切入运动机构,还具有使杯形砂轮相对于密封环在三维空间按运动规律做成形运动的成形运动机构,通过杯形砂轮的成形运动在密封端面上磨削出浅槽,磨削浅槽时,砂轮轴的回转轴线与旋转台的回转轴线不平行,砂轮轴的回转轴线与旋转台的回转轴线之间的夹角是变化的,该浅槽磨削装置包括两个磨削单元,分别是磨削单元C和磨削单元D,这两个单元分别承担对浅槽的粗磨和精磨。所述的运动规律是由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动、一个垂直于密封端面的直线运动和一个绕密封环轴线的转动构成的复合运动。粗磨成形运动机构由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动轴、一个垂直于密封端面的直线轴和一个绕密封环轴线的转动轴构成,这三个运动轴能够联动。精磨成形运动机构由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动轴、一个垂直于密封端面的直线轴和一个绕密封环轴线的转动轴构成,这三个运动轴能够联动。其中的旋转台是粗磨成形运动机构和精磨成形运动机构共用的。在本实施例中,砂轮切入运动和所述的垂直于密封端面的直线运动都由同一运动机构承担,该运动机构由竖立的滑台,未图示的丝杠和未图示的电机等部件构成,水平放置的滑台4的作用是将旋转台移动并定位在各个磨削单元的磨削位置。在本实施例中,所述的以平行于密封端面的直线为轴线的转动轴采用了铰链结构,并且通过电动机驱动未图示的螺杆控制转角,铰链属于刚性机构。
无论是对密封端面进行粗磨、精磨,还是对浅槽进行粗磨和精磨的整个过程中,密封环只装夹一次,这有利于保证浅槽的精度。
上述的四个磨削单元的排列次序仅是一种可行方案,本发明不局限于该方案,例如可以将磨削单元B与磨削单元C的位置调换。
实施例二:请参阅图3。
在实施例一中,是通过使砂轮轴绕水平轴线转动来控制砂轮轴的回转轴线与旋转台的回转轴线之间的夹角的,砂轮轴绕该水平轴线转动时,不改变竖立滑台的移动方向垂直于密封端面的这一特殊相对位置。与实施例一不同,在本实施例中,将所述的以平行于密封端面的直线为轴线的转动轴放置在旋转台正下方,是通过使旋转台绕水平轴线转动来控制砂轮轴的回转轴线与旋转台的回转轴线之间的夹角的,这样,旋转台绕该水平轴线转动时,会改变竖立滑台的移动方向与密封端面的相对位置,严格来讲,磨削浅槽时竖立放置的滑台的移动方向与密封端面是不垂直的,但是由于浅槽的深度较小,砂轮轴的回转轴线与旋转台的回转轴线之间的夹角是极小的,该竖立放置的滑台的移动方向与密封端面基本上是垂直的,它的功能是控制杯形砂轮相对于旋转台沿旋转台轴线方向的坐标数值,而此极小夹角对该方向坐标数值没有显著影响,因此,仍然可以称该滑台的运动为“一个垂直于密封端面的直线运动”,仍然可以称该直线轴为“一个垂直于密封端面的直线轴”。
实施例三:请参阅图4。
与实施例二不同,在本实施例中,所述的旋转台的回转轴线是水平的,此外,支撑并带动所述的旋转台转动的转动轴没有采用铰链结构,而是采用一个液体静压旋转台,液体静压旋转台属于刚性机构,为区别起见,这里称之为大旋转台,而将支撑夹盘的旋转台称为小旋转台。虽然实施例三为卧式布局,而实施例二为立式布局,但是二者的成形运动机构的相对位置和运动关系基本相同。
实施例四:请参阅图5。
在本实施例中,端面磨削装置和浅槽磨削装置各有一个磨削单元,所述的以平行于密封端面的直线为轴线的转动轴放置在旋转台正下方,是通过使旋转台绕水平轴线转动来控制砂轮轴的回转轴线与旋转台的回转轴线之间的夹角的。
实施例五:请参阅图6。
在实施例三中大回转台固定在水平放置的滑台上,四个磨削单元设置在该滑台的同一侧。而在本实施例中取消了大回转台下面的滑台,直接将大回转台固定在机床底座上,四个磨削单元沿大回转台周向布置。大回转台在磨削浅槽时与其它运动轴联动做浅槽成形运动,此外大旋转台还起着将小旋转台定位在各个磨削单元的磨削位置的作用。
实施例六:请参阅图7。
与实施例五不同之处在于,在本实施例中,有三个磨削单元,其中端面磨削装置有两个磨削单元。
实施例七:请参阅图8。
与实施例五不同之处在于,在本实施例中,有两个磨削单元,其中端面磨削装置有一个磨削单元。
实施例八:请参阅图9。
与实施例七不同之处在于,在本实施例中,支撑夹盘并且使夹盘自转的旋转台下方配置两个旋转台,其中一个旋转台采用柔性机构,它利用组成它的构件的变形来实现角位移,其转角范围小、运动精度高,用于磨削浅槽时与其它运动轴联动做浅槽成形运动,另一个旋转台采用刚性机构,其转角范围大,起着将支撑夹盘并且使夹盘自转的旋转台定位在各个磨削单元的磨削位置的作用。
实施例九:请参阅图10。
与实施例八不同,在本实施例中砂轮切入运动和成形运动中的垂直于密封端面的直线运动由两个运动机构分别承担,成形运动机构中与密封端面垂直的直线轴采用了基于电致伸缩效应的微位移机构,该微位移机构放置在旋转台正下方,而砂轮切入运动由竖立的滑台承担。
实施例十:请参阅图11。
与实施例五相比,在本实施例中所述的浅槽成形运动增加了一个平行于密封端面的直线运动。该直线运动由增加的平行于密封端面的直线轴来承担。在本实施例中,是通过使旋转台绕竖直轴线转动来控制砂轮轴的回转轴线与旋转台的回转轴线之间的夹角的,这样,旋转台绕该竖直轴线转动时,会改变各个滑台的移动方向与密封端面的相对位置,严格来讲,磨削浅槽时朝向密封环的滑台的移动方向与密封端面是不垂直的,另一方向的滑台的移动方向与密封端面也是不平行的,但是由于浅槽的深度较小,砂轮轴的回转轴线与旋转台的回转轴线之间的夹角是极小的,该朝向密封环的滑台的移动方向与密封端面基本上是垂直的,它的功能是控制杯形砂轮相对于旋转台沿旋转台轴线方向的坐标数值,而此极小夹角对该方向坐标数值没有显著影响,因此,仍然可以称该滑台的运动为“一个垂直于密封端面的直线运动”,仍然可以称该直线轴为“一个垂直于密封端面的直线轴”;同样,另一方向的滑台的移动方向与密封端面基本上是平行的,因此仍然可以称该滑台的运动为“一个平行于密封端面的直线运动”,仍然可以称该直线轴为“一个平行于密封端面的直线轴”。
在实施例四中端面磨削装置和浅槽磨削装置各有一个磨削单元,本发明不局限于该方案,如果空间允许,也可以再增加磨削单元。
在实施例一中,滑台4是水平放置的,旋转台3的轴线是竖直的,磨削单元A和磨削单元B的砂轮轴的回转轴线是竖直的,这样配置仅是一种可行方案,本发明不局限于该方案,例如,滑台4是水平放置的,而旋转台3 通过一块正反面不平行的、具有一定夹角的楔形板安装在滑台4上,这样,旋转台3的轴线就不是竖直的,而是与铅垂线有一定角度,相应的,磨削单元A和磨削单元B的砂轮轴的回转轴线不是竖直的,但是与旋转台3的回转轴线平行。
在实施例一中,所述的以平行于密封端面的直线为轴线的转动轴采用了铰链结构,本发明不局限于该方案,该转动轴也可以采用柔性机构。
在实施例一中,浅槽成形运动采用了三轴联动形式,本发明不局限于该方案,可以理解的是,在加工浅槽时,其中的直线轴也可以不动,这时只有两个转动轴是联动的。此外,也可以在原有三轴联动的基础上,进一步联动水平放置的滑台,实现四轴联动。
在实施例二中,所述的以平行于密封端面的直线为轴线的转动轴设置在旋转台正下方,本发明不局限于该方案,该转动轴也可以放置在夹盘和旋转台之间,或者放置在滑台4的下面。
在实施例一中,四个磨削单元都配置在水平放置的滑台的同一侧,本发明不局限于该方案,这四个单元可以配置在滑台的两侧、三侧或四周,也可以配置在龙门立柱上。
在实施例九中,成形运动机构中与密封端面垂直的直线轴采用了基于电致伸缩的微位移机构,本发明不局限于该方案,还可以采用基于磁致伸缩、热致伸缩或力致伸缩效应的微位移机构。
在实施例一中,滑台4的侧面与机床底座的侧面是平行的,可以说滑台4的方位角为0,但是本发明不局限于该方案,滑台4的方位角也可以为其它角度。
在实施例一至实施例九中,控制砂轮轴的回转轴线与旋转台的回转轴线之间夹角的转动都是以平行于密封端面的直线为轴线的转动,可以理解的是,该转动也可以是倾斜于密封端面的直线为轴线的转动。
在实施例一至实施例九中,每个砂轮轴只安装一个杯形砂轮,本发明不局限于该方案,在砂轮轴上还可以安装第二个杯形砂轮,第二个砂轮能沿砂轮轴向滑动,工作时伸出轴端,不工作时退回,这样可以用较少的磨削单元实现端面和浅槽的粗、精加工。
本说明书所述的一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动,只是用于说明目的,本领域技术人员也可以将其变形为一个与密封端面倾斜的直线为轴线的转动。本说明书所述的一个垂直于密封端面的直线运动,也只是用于说明目的,本领域技术人员可以将其变形为一个与密封端面倾斜的直线运动。本说明书所述的一个平行于密封端面的直线运动,也只是用于说明目的,本领域技术人员可以将其变形为一个与密封端面倾斜的直线运动。
本说明书所述的运动规律的具体实现形式仅仅是对发明构思实现形式的举例,只是用于说明目的,本发明的保护范围不应当被视为所陈述的具体实现形式,本领域技术人员还可以通过运动机构的增加、简化或者变形得到更多的实现形式,本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思通过运动的合成、简化或者变形得到的其它实现形式。
Claims (9)
1.一种密封环磨床,是对密封环的密封端面和在密封端面设有的浅槽进行加工的磨床,其特征在于,该磨床包括:
夹盘,其保持密封环;
旋转台,其支撑夹盘并且使夹盘自转;
端面磨削装置,其用来磨削密封环的密封端面,其具有杯形砂轮,具有使砂轮旋转的砂轮轴,具有使砂轮向密封环做切入运动的切入运动机构,磨削密封端面时,砂轮轴的回转轴线与旋转台的回转轴线平行,旋转台带动密封环旋转,砂轮轴带动杯形砂轮旋转,切入运动机构带动砂轮做切入运动;
浅槽磨削装置,其用来磨削密封端面上的浅槽,其具有杯形砂轮,具有使砂轮旋转的砂轮轴,具有使砂轮向密封环做切入运动的切入运动机构,具有使杯形砂轮相对于密封环在三维空间按运动规律做成形运动的成形运动机构,通过杯形砂轮的成形运动在密封端面上磨削出浅槽,磨削浅槽时,砂轮轴的回转轴线与旋转台的回转轴线不平行,砂轮轴的回转轴线与旋转台的回转轴线之间的夹角是变化的;
旋转台还具有分度功能,能将密封环沿周向分度以便依次对各个浅槽进行加工;
在磨削密封端面和磨削浅槽过程中,密封环只装夹一次。
2.根据权利要求1所述的一种密封环磨床,其特征在于,所述的运动规律是由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动和一个绕密封环轴线的转动构成的复合运动,
或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动和一个绕密封环轴线的转动构成的复合运动,
或者是由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动和一个与密封端面略微倾斜的直线运动构成的复合运动,
或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动和一个与密封端面略微倾斜的直线运动构成的复合运动,
或者是由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动、一个垂直于密封端面的直线运动和一个绕密封环轴线的转动构成的复合运动,
或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动、一个垂直于密封端面的直线运动和一个绕密封环轴线的转动构成的复合运动,
或者是由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动、一个平行于密封端面的直线运动和一个绕密封环轴线的转动构成的复合运动,
或者是由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动、一个与密封端面略微倾斜的直线运动和一个绕密封环轴线的转动构成的复合运动,
或者是由一个以密封环轴线的平行线为轴线的螺旋运动、一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动和一个绕密封环轴线的转动构成的复合运动,
或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动、一个平行于密封端面的直线运动和一个绕密封环轴线的转动构成的复合运动,
或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动、一个与密封端面略微倾斜的直线运动和一个绕密封环轴线的转动构成的复合运动,
或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动、一个以密封环轴线的平行线为轴线的螺旋运动和一个绕密封环轴线的转动构成的复合运动,
或者是由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动和一个以密封环轴线的平行线为轴线的转动和一个垂直于密封端面的直线运动构成的复合运动,
或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动和一个以密封环轴线的平行线为轴线的转动和一个垂直于密封端面的直线运动构成的复合运动,
或者是由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动、两个平行于密封端面的直线运动和一个绕密封环轴线的转动构成的复合运动,
或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动、两个平行于密封端面的直线运动和一个绕密封环轴线的转动构成的复合运动,
或者是由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动和两个平行于密封端面的直线运动构成的复合运动,
或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动和两个平行于密封端面的直线运动构成的复合运动,
或者是由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动、一个以密封环轴线的平行线为轴线的转动和一个平行于密封端面的直线运动构成的复合运动,
或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动、一个以密封环轴线的平行线为轴线的转动和一个平行于密封端面的直线运动构成的复合运动,
或者是由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动、一个以密封环轴线的平行线为轴线的转动、一个平行于密封端面的直线运动和一个垂直于密封端面的直线运动构成的复合运动,
或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动、一个以密封环轴线的平行线为轴线的转动、一个平行于密封端面的直线运动和一个垂直于密封端面的直线运动构成的复合运动,
或者是由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动、一个平行于密封端面的直线运动、一个垂直于密封端面的直线运动和一个绕密封环轴线的转动构成的复合运动,
或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动、一个平行于密封端面的直线运动、一个垂直于密封端面的直线运动和一个绕密封环轴线的转动构成的复合运动,
或者是由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动、一个以密封环轴线的平行线为轴线的转动、一个垂直于密封端面的直线运动和一个绕密封环轴线的转动构成的复合运动,
或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动、一个以密封环轴线的平行线为轴线的转动、一个垂直于密封端面的直线运动和一个绕密封环轴线的转动构成的复合运动。
3.根据权利要求1或2所述的一种密封环磨床,其特征在于,所述的端面磨削装置包含三个磨削单元,所述的三个单元分别承担对密封端面的粗磨、半精磨和精磨;或者所述的端面磨削装置包含两个磨削单元,所述的两个单元分别承担对密封端面的粗磨和精磨;或者所述的端面磨削装置包含两个磨削单元,所述的两个单元分别承担对密封端面的半精磨和精磨;或者所述的端面磨削装置只包含一个磨削单元,即只采用一种粒度砂轮磨削密封端面;所述的浅槽磨削装置包含三个磨削单元,所述的三个单元分别承担对浅槽的粗磨、半精磨和精磨;或者所述的浅槽磨削装置包含两个磨削单元,所述的两个单元分别承担对浅槽的粗磨和精磨;或者所述的浅槽磨削装置包含两个磨削单元,所述的两个单元分别承担对浅槽的半精磨和精磨;或者所述的浅槽磨削装置只包含一个磨削单元,即只采用一种粒度砂轮磨削浅槽。
4.根据权利要求1或2所述的一种密封环磨床,其特征在于,所述的成形运动机构由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动轴和一个绕密封环轴线的转动轴构成,
或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动轴和一个绕密封环轴线的转动轴构成,
或者是由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动轴和一个与密封端面略微倾斜的直线轴构成,
或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动轴和一个与密封端面略微倾斜的直线轴构成,
或者是由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动轴、一个垂直于密封端面的直线轴和一个绕密封环轴线的转动轴构成,
或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动轴、一个垂直于密封端面的直线轴和一个绕密封环轴线的转动轴构成,
或者是由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动轴、一个平行于密封端面的直线轴和一个绕密封环轴线的转动轴构成,
或者是由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动轴、一个与密封端面略微倾斜的直线轴和一个绕密封环轴线的转动轴构成,
或者是由一个以密封环轴线的平行线为轴线的螺旋运动轴、一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动轴和一个绕密封环轴线的转动轴构成,
或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动轴、一个平行于密封端面的直线轴和一个绕密封环轴线的转动轴构成,
或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动轴、一个与密封端面略微倾斜的直线轴和一个绕密封环轴线的转动轴构成,
或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动轴、一个以密封环轴线的平行线为轴线的螺旋运动轴和一个绕密封环轴线的转动轴构成,
或者是由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动轴和一个以密封环轴线的平行线为轴线的转动轴和一个垂直于密封端面的直线轴构成,
或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动轴和一个以密封环轴线的平行线为轴线的转动轴和一个垂直于密封端面的直线轴构成,
或者是由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动轴、两个平行于密封端面的直线轴和一个绕密封环轴线的转动轴构成,
或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动轴、两个平行于密封端面的直线轴和一个绕密封环轴线的转动轴构成,
或者是由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动轴和两个平行于密封端面的直线轴构成,
或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动轴和两个平行于密封端面的直线轴构成,
或者是由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动轴、一个以密封环轴线的平行线为轴线的转动轴和一个平行于密封端面的直线轴构成,
或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动轴、一个以密封环轴线的平行线为轴线的转动轴和一个平行于密封端面的直线轴构成,
或者是由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动轴、一个平行于密封端面的直线轴、一个垂直于密封端面的直线轴和一个绕密封环轴线的转动轴构成,
或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动轴、一个平行于密封端面的直线轴、一个垂直于密封端面的直线轴和一个绕密封环轴线的转动轴构成,
或者是由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动轴、一个以密封环轴线的平行线为轴线的转动轴、一个垂直于密封端面的直线轴和一个绕密封环轴线的转动轴构成,
或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动轴、一个以密封环轴线的平行线为轴线的转动轴、一个垂直于密封端面的直线轴和一个绕密封环轴线的转动轴构成。
5.根据权利要求4中所述的一种密封环磨床,其特征在于,所述的以平行于密封端面的直线为轴线的转动轴采用刚性机构。
6.根据权利要求4中所述的一种密封环磨床,其特征在于,所述的以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动轴采用刚性机构。
7.根据权利要求4中所述的一种密封环磨床,其特征在于,所述的以平行于密封端面的直线为轴线的转动轴采用柔性机构。
8.根据权利要求4中所述的一种密封环磨床,其特征在于,所述的以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动轴采用柔性机构。
9.根据权利要求4中所述的一种密封环磨床,其特征在于,所述的与密封端面垂直的直线轴是利用磁致伸缩、电致伸缩、热致伸缩或力致伸缩效应的微位移机构。
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