CN105397640B - 一种复合式超硬砂轮修整器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合式超硬砂轮修整器，包括机架、修整滚轮和主轴，主轴绕轴向转动装配在机架上、并与修整滚轮同轴布置；还包括用于激励修整滚轮和被修砂轮之间的磨粒高频振动的超声振动系统，通过柱面感应电能传输结构将超声波信号输出到超声振子上，使修整滚轮产生弯曲振动，本发明在修整滚轮上加装有超声振动系统，利用激励修整滚轮和被修砂轮之间的磨粒进行小振幅的高频振动，滚轮边缘的弯曲振动减小了滚轮与被修砂轮的刚性接触力，以解决金刚石滚轮容易把砂轮修成椭圆形以及修锐整形不能同时进行等问题。

Description

一种复合式超硬砂轮修整器
技术领域
本发明涉及一种复合式超硬砂轮修整器。
背景技术
超硬砂轮具有硬度高、强度好、磨粒切削力强，耐磨损等特点，因其具有抗磨能力强，造成磨钝后修整变得非常困难。采用传统的金刚石笔修整方法很难达到理想的砂轮表面形貌和几何精度，尤其是普通金刚石笔横向进给修整超硬磨料砂轮时，砂轮母线因磨损会变成斜线或中凸，同时金刚石笔修整超硬砂轮时磨损较快、被修砂轮形状和尺寸精度较低。
金刚石滚轮是采用电镀或烧结的方法将金刚石磨粒粘接到金属轮基体表面上制成的。金刚石滚轮修整主要靠压力使磨粒破碎与脱落，具有修整效率高，能修整各种复杂型面等优点，在生产中应用广泛，但金刚石滚轮对被修砂轮的压力很大，若机床刚性不足，容易造成砂轮被修成椭圆形，且表面质量较差，金刚石滚轮在修整某些超硬砂轮时，只能进行整形而不能修锐。
超声振动修整是将电信号转化为机械振动，使工具产生高频小振幅机械振动，由于采用了主动颤振方式，修整工具带有一定能量，增强了瞬时局部冲击被修砂轮表面磨粒及结合剂桥的作用，同时它也能减小修整工具对砂轮的压力，防止砂轮修成椭圆形。因此，能获得更高的修整效率和更好的修整质量。
目前，超硬材料砂轮常用的超声振动修整方法主要有：金刚石笔超声修整、油石超声修整、游离磨料超声修整、轴向超声修整、径向超声修整、切向超声修整等。尽管这些方法在一定程度上改善了砂轮修整效率，降低了修整成本，取得了一定的效果，但这些修整方法或修整工具存在修整精度差、使用局限等问题。现在，还没有一种修整方法或装置可以较好地整合金刚石滚轮修整法与超声振动修整法的优势，来解决金刚石修整存在的砂轮被修成椭圆形、只能整形不能修锐等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种复合式超硬砂轮修整器，旨在结合金刚石滚轮修整和超声波修整的优势
为了实现以上目的，本发明中复合式超硬砂轮修整器的技术方案如下：
复合式超硬砂轮修整器，包括机架、用于修整被修砂轮的修整滚轮和用于带动修整滚轮转动的主轴，主轴绕轴向转动装配在机架上、并与修整滚轮同轴布置；还包括用于激励修整滚轮的磨粒高频振动的超声振动系统，超声振动系统与修整滚轮连接。
超声波振动系统包括固定在主轴上的超声振子和处于主轴外的超声电源，主轴可相对于超声电源转动，超声振子连接在修整滚轮上，且超声电源和超声波振子通过导电结构导电连接。
导电结构包括固定套装在主轴外周上的动线圈和固定在机架上的定线圈，动、定线圈同轴间隔布置，且动线圈导电连接在超声波振子上，定线圈导电连接在超声电源上。
动、定线圈之间的间隙宽度为0.5mm～1mm。
动、定线圈同轴套装。
导电结构包括主轴和机架上分别固定的导电滑环和导电刷，导电滑环与主轴同轴布置，导电刷的稍部与导电滑环沿周向导电滑动接触，且导电刷和导电滑环分别导电连接在超声电源和超声波振子上。
超声振子包括同轴固定在主轴上的变幅杆及同轴固定在变幅杆上的换能器，变幅杆的一端从主轴的端部伸出，伸出部分同轴固定在修整滚轮上，修整滚轮通过变幅杆同轴固定在主轴上。
主轴为中空轴，变幅杆的大端处于主轴内、并与换能器固连，变幅杆的小端伸出主轴外、并与修整滚轮固连。
变幅杆通过法兰连接同轴固定在主轴上，变幅杆上的法兰盘处于其节点位置处。
修整滚轮处于主轴的一端，主轴的另一端通过联轴器同轴连接有驱动电机。
本发明在修整滚轮上加装有超声振动系统，利用超声振动激励修整滚轮的磨粒进行小振幅的高频振动，使修整滚轮产生弯曲振动，滚轮最边缘处产生最大的弯曲振动，此振动形式减少了滚轮与被修砂轮的刚性接触力，同时还增加了修锐效果。这样在修整滚轮修整被修砂轮的过程中，滚轮边缘的弯曲振动减小了滚轮与被修砂轮的刚性接触力，以解决金刚石滚轮容易把砂轮修成椭圆形以及修锐整形不能同时进行等问题，同时磨粒的高频振动增加对被修砂轮结合剂的冲击研磨作用，提高修整效率和修整质量。
附图说明
图1是本发明的实施例的结构示意图；
图2是图1柱面感应结构示意图；
图3是图1中超声振子振动曲线示意图。
具体实施方式
本发明中复合式超硬砂轮修整器的实施例：如图1至图3所示，包括套管状的机架4，机架4内同轴穿装有中空主轴3，中空主轴3的左端通过联轴器7同轴连接在驱动电机9的输出轴上，以实现驱动电机9与中空主轴3之间的直传动。中空主轴3和机架4之间装配有一对沿轴向间隔布置的角接触滚动轴承11，并在两角接触滚动轴承11之间隔设有套装在中空主轴3外周上的隔套5，在机架4的两端分别装配有挡止在两角接触滚动轴承11的相背端的轴承端盖2和密封圈10，轴承端盖2通过螺栓固定在机架4的环端面上，密封圈10夹设在机架4和中空主轴3之间，以通过隔套5保持两角接触滚动轴承11的相对位置，通过密封圈10和轴承端盖2固定两角接触滚动轴承11的位置，通过两角接触滚动轴承11使得中空主轴3同轴转动装配在机架4内，且保持中空主轴3的中心线与工作台平行。
中空主轴3和机架4之间还装配有处于机架4左侧的柱面感应电能传输结构6，该结构包括套装固定在中空主轴3的外周面上的动磁芯14、固定嵌装在动磁芯14内的动线圈16、通过螺栓固定在机架4的左端面上的定磁芯15及固定嵌装在定磁芯15内的定线圈17，其中定磁芯15上螺栓过孔为沿机架4周向延伸的U形长孔18，以使动磁芯14和定磁芯15同轴套装，且动线圈16和顶线圈17之间的间隙宽度为0.5mm～1mm。在进行该柱面感应电能传输结构6装配时，首先利用环氧树脂胶将定线圈17、动线圈16分别固定到定磁芯15、动磁芯14里，再将定磁芯15通过U型长孔18安装到机架4上，同时将动线圈16固定到中空主轴3的轴肩处，同中空主轴3一起旋转。
该复合式超硬砂轮修整器还包括一套超声振动系统，该超声振动系统包括超声电源8、换能器12和变幅杆13。超声电源8处于主轴外，且主轴可相对于超声电源8转动，超声电源8与定线圈17导电连接。变幅杆13同轴插装在中空主轴3的右端，变幅杆13的左端通过双头螺柱24与换能器12固连，变幅杆13的右端通过垫片20和连接螺栓21固连修整滚轮1，该修整滚轮1为金刚石滚轮；变幅杆13的外周上固定套装有环形的法兰盘19，法兰盘19固定在中空主轴3的右端的环端面上，以使变幅杆13通过法兰盘19固定在中空主轴3上，保持超声振动系统与主轴同时旋转。换能器12通过引线电连接在动线圈16上，以使换能器12和变幅杆13组成的超声波振子通过柱面感应电能传输结构6导电连接在超声电源8上。
本实施例中复合式超硬砂轮修整器在对被修砂轮25修整时，首先把修整器固定到平面磨床的磁力工作台上，保持修整滚轮1的回转轴线与工作台平行，然后启动驱动电机9，打开超声电源8，中空主轴3带动修整滚轮1进行旋转，通过控制平面磨床的导轨来控制修整滚轮1与被修砂轮25接触，同时变幅杆13驱动修整滚轮1和被修砂轮25之间的磨粒按照弯曲振动曲线22振动，以进而进行修整。在进行普通金刚石滚轮修整时，关闭超声电源8，修整滚轮1随即停止超声振动，即进行普通滚轮修整。此方法操作简单，修整效率高、修整质量好。当修整过程中，修整滚轮1磨损时，可以根据被修砂轮的粒度大小、结合剂类型进行调整或更换修整滚轮1，可改善被修砂轮的修整质量。
本实施例中复合式超硬砂轮修整器结合了金刚石滚轮修整与超声振动修整，可以同时实现金刚石滚轮的修整和金刚石滚轮-超声振动复合修整，克服了金刚石滚轮容易把砂轮25修成椭圆形以及修锐整形不能同时进行等问题。该装置既能实现金刚石滚轮修整还能实现金刚石滚轮-超声振动复合修整，可以根据不同的工况要求选择不同的修整方式，操作简单方便。该修整器采用电磁感应技术，解决了传统电刷存在的电刷碳刷磨损快、易打火、电能传输效率低、传输能力小等问题。
在上述实施例中，超声电源处于中空主轴外，超声波振子处于中空主轴上，在其他实施例中，在不考虑导电滑环的缺陷的话，也可以在超声振子和超声电源之间采用滑环式导电结构，该导电结构包括主轴和机架上分别固定的导电滑环和导电刷，导电滑环与主轴同轴布置，导电刷的稍部与导电滑环沿周向导电滑动接触，且导电刷和导电滑环分别导电连接在超声电源和超声波振子上。

Claims (7)

1.复合式超硬砂轮修整器，包括机架、用于修整被修砂轮的修整滚轮和用于带动修整滚轮转动的主轴，主轴绕轴向转动装配在机架上、并与修整滚轮同轴布置，其特征在于，还包括用于激励修整滚轮的磨粒高频振动的超声振动系统，超声振动系统与修整滚轮连接，超声波振动系统包括固定在主轴上的超声振子和处于主轴外的超声电源，主轴可相对于超声电源转动，超声振子连接在修整滚轮上，且超声电源和超声波振子通过导电结构导电连接，超声振子包括同轴固定在主轴上的变幅杆及同轴固定在变幅杆上的换能器，变幅杆的一端从主轴的端部伸出，伸出部分同轴固定在修整滚轮上，修整滚轮通过变幅杆同轴固定在主轴上，主轴为中空轴，变幅杆的大端处于主轴内、并与换能器固连，变幅杆的小端伸出主轴外、并与修整滚轮固连，换能器与主轴的内壁之间以及变幅杆的大端与主轴的内壁之间具有径向间隙，该径向间隙为换能器和变幅杆的振动提供活动空间。
2.根据权利要求1所述的复合式超硬砂轮修整器，其特征在于，导电结构包括固定套装在主轴外周上的动线圈和固定在机架上的定线圈，动、定线圈同轴间隔布置，且动线圈导电连接在超声波振子上，定线圈导电连接在超声电源上。
3.根据权利要求2所述的复合式超硬砂轮修整器，其特征在于，动、定线圈之间的间隙宽度为0.5mm～1mm。
4.根据权利要求2所述的复合式超硬砂轮修整器，其特征在于，动、定线圈同轴套装。
5.根据权利要求1所述的复合式超硬砂轮修整器，其特征在于，导电结构包括主轴和机架上分别固定的导电滑环和导电刷，导电滑环与主轴同轴布置，导电刷的稍部与导电滑环沿周向导电滑动接触，且导电刷和导电滑环分别导电连接在超声电源和超声波振子上。
6.根据权利要求1所述的复合式超硬砂轮修整器，其特征在于，变幅杆通过法兰连接同轴固定在主轴上，变幅杆上的法兰盘处于其节点位置处。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的复合式超硬砂轮修整器，其特征在于，修整滚轮处于主轴的一端，主轴的另一端通过联轴器同轴连接有驱动电机。
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