CN105522472B - 一种超精机 - Google Patents

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Abstract

一种超精机，包括床身部件、主轴箱部件、超精传动机构、超精机构、压紧机构、上料机构、通用主轴部件和可调整主轴部件，超精机构安装在超精传动机构上并被超精传动机构驱动，可调整主轴部件安装在通用主轴部件的端部，可调整主轴部件与超精机构位于主轴箱部件的同一侧，压紧机构和上料机构安装在主轴箱部件的下部并位于可调整主轴部件所在的一侧，压紧机构、上料机构和可调整主轴部件共同构成容纳待加工工件的空间，超精机构位于此空间的上方。本超精机能够适应不同的加工环境，可以同时适用于轴承内圈和外圈的超精，对于不同的加工对象的适应性强，工艺动作调整方便、精准、可靠性高，能够协调各部件功能以实现高精度高质量的超精加工。

Description

一种超精机
技术领域
本发明涉及一种超精机。
背景技术
超精加工是利用装在振动头上的细粒度油石对精加工表面进行的精整加工。超精加工一般安排在精磨工序后进行，其加工余量仅几微米，适于加工曲轴、轧辊、轴承环和各种精密零件的外圆、内圆、平面、沟道表面和球面等。超精机就是进行这种加工的一种精密设备，以较低的压力，把油石压向旋转着的工件上，形成面接触状态，同时，油石作较高频率的轴向振动以精细打磨工件表面。超精机能在短时间内极大地改善粗糙度，由于在低压下加工，所以工件的表面组织不产生异常变化，并可去除或大部分去除磨加工或切削加工工序时候产生的表面变质层，并且由于油石与工件是面接触方式，自动仿形，所以能够去除磨加工中易出现的表面波纹，从而提高圆度。
超精机的一个重要应用领域是进行轴承内外圈的超精加工，在现有技术中已有各种不同的超精机。例如中国专利CN201420802333.1中披露了一种超精机。所述超精机包括第一导辊、第二导辊、导辊电机、导辊传动带、第一摆头、第二摆头、摆头电机、摆头传动带、第一油石和第二油石，所述第一导辊平行于所述第二导辊，所述导辊传动带连接所述第一导辊、所述第二导辊和所述导辊电机，所述第一摆头和所述第二摆头相互平行且竖直高度高于所述第一导辊和所述第二导辊，所述第一摆头一端连接所述摆头传动带另一端连接所述第一油石，所述第二摆头一端连接所述摆头传动带另一端连接所述第二油石，所述摆头电机电连接所述摆头传动带，所述导辊电机和所述摆头电机均为变频电机。本发明提供的超精机可有效控制产品质量。
上述文献披露的超精机技术能够实现简单的超精加工，但是对于不同的加工对象的适应性以及协调各部件功能以实现高精度高质量的超精加工，上述文献披露的技术中尚不能很好的解决。
中国专利申请201310604262.4中披露了一种核电轴承套圈加工专用超精机，包括机床底座、床身、液压系统、电控系统、伺服系统，还包括电主轴、摆头升降机构、工件轴、摆头活动杆、滑块、工件平移机构、支撑组件、磁极、旋转偏心轮、核电轴承套圈、摆头滑道、油石夹；电主轴与摆头升降机构均为两套，分别安装在工作平移机构上方，每套电主轴独立工作并通过摆头升降机构上下移动，电主轴下端部旋转偏心轮，电主轴带动旋转偏心轮旋转；本发明的目的是提供一种加工核电轴承套圈更方便更快捷的超精机构，在保证加工精度的前提下，可以节省以往更换机械零件、调试加工寸法的时间，只需要更换磁极便可继续加工，能有效的提升加工效率。
该文献披露的技术在一定程度上解决了前面所提出的对于不同的加工对象的适应性问题，但是采用了电主轴与摆头升降机构均为两套，分别安装在工作平移机构上方的技术方案，设备冗杂、低效、成本高，对于不同的加工对象的适应性以及协调各部件功能以实现高精度高质量的超精加工，前述文献披露以及现有技术中均不能很好的解决。
目前现有的超精机设备技术中，由于所加工的轴承内圈和轴承外圈不同的特性，通常用于加工轴承内圈的超精机和用于加工轴承外圈的超精机需分别设计和购买使用，或者虽然使用了一台设备，但是设备上针对不同的加工工件有大量不同的装置结构，需要时时予以更换，成本高，效率低。目前迫切需要一种能够适应不同的加工环境，可以同时适用于轴承内圈和外圈的超精，工艺动作调整方便、精准，可靠性高的超精机。
发明内容
鉴于以上情形，为了解决上述技术存在的问题，本发明提出一种超精机，包括床身部件、主轴箱部件、超精传动机构、超精机构、压紧机构、上料机构、通用主轴部件和可调整主轴部件，所述主轴箱部件安装在床身部件上，超精传动机构安装在主轴箱部件的上方，超精机构安装在超精传动机构上并被超精传动机构驱动，通用主轴部件安装在主轴箱部件内部的通用主轴孔内并穿过主轴箱部件，可调整主轴部件安装在通用主轴部件的端部，可调整主轴部件与超精机构位于主轴箱部件的同一侧，压紧机构和上料机构安装在主轴箱部件的下部并位于可调整主轴部件所在的一侧，压紧机构、上料机构和可调整主轴部件共同构成容纳待加工工件的空间，超精机构位于此空间的上方。
可选地，所述的可调整主轴部件为内圈定心机构，包括芯轴、固定件、过渡件、连接轴和限位座，所述限位座的中间部位设置圆形开口和开口，芯轴安装在限位座内，芯轴的一端伸出开口并安装待加工工件，另一端与伸入圆形开口的连接轴的端部相接触，连接轴的内部设有通孔，过渡件安装在连接轴内，固定件的一端则固定安装在过渡件的内孔中，固定件的另一端伸入芯轴的内腔中。过渡件上还设置有过渡孔，过渡孔贯穿过渡件，过渡孔的一端与通孔相连通，另一端与芯轴和连接轴接触面之间的空隙相连通。芯轴的内腔延伸至其伸出开口的一端，在内腔的末端处，芯轴上设有芯轴压力孔，芯轴压力孔垂直于芯轴的轴向并将芯轴的内腔与外界连通。
可选地，所述的可调整主轴部件为外圈支撑机构，包括连接轴、限位座、固定座、支撑座、滚轮座和限位块，所述的限位座安装在连接轴的端部，限位座沿连接轴的轴向向外伸出限位轴头；固定座为环形结构，其内环面套装在限位轴头的外侧，内环面与限位轴头同心且内环面的直径大于限位轴头的外圆直径，固定座上设置调节装置，所述的支撑座和滚轮座分别安装在固定座上，支撑座上设置支撑块，滚轮座上设置滚轮，限位块安装在限位轴头上，限位轴头通过限位块与支撑块和滚轮共同支撑待加工的工件。
根据本发明技术的超精机，所述的超精机构包括超精摆动机构、超精调整机构、超精平衡机构和超精摆头机构，超精摆动机构固定在连接件上，超精摆动轴通过轴承装置安装在连接件内部并向上伸出连接件，超精调整机构安装在超精摆动轴的下部并位于内部，超精平衡机构安装在超精摆动轴的上部，超精摆头机构与超精调整机构连接。
本发明所述的超精机还包括传动轴固定座，传动轴固定座与连接件连接并承载连接件及其上安装的其它部件。所述的超精机构通过传动轴固定座安装在超精传动机构上。
根据本发明技术的超精机，所述的压紧机构设有压紧臂和压紧滚轮，压紧臂安装在压紧机构的压紧驱动装置上，压紧滚轮安装在压紧臂的端部并与通用主轴部件和可调整主轴部件的中心对齐。
可选地，所述的压紧滚轮设有两个，分别位于通用主轴部件和可调整主轴部件的中心轴线两侧，压紧滚轮、上料机构和可调整主轴部件共同构成容纳待加工工件的空间。
优选地，所述的主轴箱部件上设有通用主轴部件的芯轴驱动机构，芯轴驱动机构上安装用于带动超精传动机构动作的转板，所述精传动机构的传动轴上固定安装着传动板，传动板的端部与转板的驱动面可分离地相接触。
可选地，所述的精传动机构设有导向机构，传动板上设置导向孔，导向机构固定安装在精传动机构的传动座上并穿过传动板上的导向孔。
在采取本发明提出的技术后，根据本发明实施例的超精机能够适应不同的加工环境，可以同时适用于轴承内圈和外圈的超精，对于不同的加工对象的适应性强，工艺动作调整方便、精准、可靠性高，能够协调各部件功能以实现高精度高质量的超精加工。
附图说明
图1示出了根据本发明实施例的超精机的立体视图
图2示出了根据本发明实施例的超精机的另一个方向的立体视图
图3示出了根据本发明实施例的超精机安装内圈定心机构时的剖视图
图4示出了根据本发明实施例的超精机安装外圈支撑机构时的剖视图
图5示出了根据本发明实施例的超精机的内圈定心机构剖视图
图6示出了根据本发明实施例的超精机的外圈支撑机构立体视图
附图标记说明
床身部件1、主轴箱部件2、芯轴驱动机构21、转板28、超精传动机构3、传动轴31、传动板32、导向机构33、超精机构4、超精摆动机构41、超精摆动轴413、超精调整机构42、超精平衡机构43、超精摆头机构44、连接件46、传动轴固定座48、压紧机构5、压紧臂51、压紧滚轮52、压紧驱动装置53、上料机构6、通用主轴部件7、可调整主轴部件8、芯轴81、芯轴压力孔811、固定件82、过渡件83、过渡孔831、连接轴84、通孔841、限位座85、圆形开口851、开口852、连接轴91、限位座92、限位轴头921、固定座93、内环面931、支撑座94、支撑块941、滚轮座95、滚轮951、限位块96、调节装置97
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的各个优选的实施方式进行描述。提供以下参照附图的描述，以帮助对由权利要求及其等价物所限定的本发明的示例实施方式的理解。其包括帮助理解的各种具体细节，但它们只能被看作是示例性的。因此，本领域技术人员将认识到，可对这里描述的实施方式进行各种改变和修改，而不脱离本发明的范围和精神。而且，为了使说明书更加清楚简洁，将省略对本领域熟知功能和构造的详细描述。
如图1至图4所示，一种超精机，包括床身部件1、主轴箱部件2、超精传动机构3、超精机构4、压紧机构5、上料机构6、通用主轴部件7和可调整主轴部件8，所述主轴箱部件2安装在床身部件1上，超精传动机构3安装在主轴箱部件2的上方，超精机构4安装在超精传动机构3上并被超精传动机构3驱动，通用主轴部件7安装在主轴箱部件2内部的通用主轴孔内并穿过主轴箱部件2，可调整主轴部件8安装在通用主轴部件7的端部，可调整主轴部件8与超精机构4位于主轴箱部件2的同一侧，压紧机构5和上料机构6安装在主轴箱部件2的下部并位于可调整主轴部件8所在的一侧，压紧机构5、上料机构6和可调整主轴部件8共同构成容纳待加工工件的空间，超精机构4位于此空间的上方。
如图5所示，作为根据本发明实施例的超精机，所述的可调整主轴部件8为内圈定心机构，包括芯轴81、固定件82、过渡件83、连接轴84和限位座85，所述限位座85的中间部位设置圆形开口851和开口852，芯轴81安装在限位座85内，芯轴81的一端伸出开口852并安装待加工工件，另一端与伸入圆形开口851的连接轴84的端部相接触，连接轴84的内部设有通孔841，过渡件83安装在连接轴84内，固定件82的一端则固定安装在过渡件83的内孔中，固定件82的另一端伸入芯轴81的内腔中。过渡件83上还设置有过渡孔831，过渡孔831贯穿过渡件83，过渡孔831的一端与通孔841相连通，另一端与芯轴81和连接轴84接触面之间的空隙相连通。芯轴81的内腔延伸至其伸出开口852的一端，在内腔的末端处，芯轴81上设有芯轴压力孔811，芯轴压力孔811垂直于芯轴81的轴向并将芯轴81的内腔与外界连通。
在另一种情况下，如图6所示，作为根据本发明实施例的超精机，所述的可调整主轴部件8为外圈支撑机构，包括连接轴91、限位座92、固定座93、支撑座94、滚轮座95和限位块96，所述的限位座92安装在连接轴91的端部，限位座92沿连接轴91的轴向向外伸出限位轴头921；固定座93为环形结构，其内环面931套装在限位轴头921的外侧，内环面931与限位轴头921同心且内环面931的直径大于限位轴头921的外圆直径，固定座93上设置调节装置97，所述的支撑座94和滚轮座95分别安装在固定座93上，支撑座94上设置支撑块941，滚轮座95上设置滚轮951，限位块96安装在限位轴头921上，限位轴头921通过限位块96与支撑块941和滚轮951共同支撑待加工的工件。
上述两种情况，根据加工工件的不同选用不同的可调整主轴部件8，加工轴承内圈时，选用内圈定心机构，加工轴承外圈时，选用外圈支撑机构。
如图3和图4所示，作为根据本发明实施例的超精机，所述的超精机构4包括超精摆动机构41、超精调整机构42、超精平衡机构43和超精摆头机构44，超精摆动机构41固定在连接件46上，超精摆动轴413通过轴承装置安装在连接件46内部并向上伸出连接件46，超精调整机构42安装在超精摆动轴413的下部并位于内部，超精平衡机构43安装在超精摆动轴413的上部，超精摆头机构44与超精调整机构42连接。
作为根据本发明实施例的超精机，还包括传动轴固定座48，传动轴固定座48与连接件46连接并承载连接件46及其上安装的其它部件。所述的超精机构4通过传动轴固定座48安装在超精传动机构3上。
作为根据本发明实施例的超精机，所述的压紧机构5设有压紧臂51和压紧滚轮52，压紧臂51安装在压紧机构5的压紧驱动装置53上，压紧滚轮52安装在压紧臂51的端部并与通用主轴部件7和可调整主轴部件8的中心对齐。所述的压紧滚轮52设有两个，分别位于通用主轴部件7和可调整主轴部件8的中心轴线两侧，压紧滚轮52、上料机构6和可调整主轴部件8共同构成容纳待加工工件的空间。
如图2所示，作为根据本发明实施例的超精机，所述的主轴箱部件2上设有通用主轴部件7的芯轴驱动机构21，芯轴驱动机构21上安装用于带动超精传动机构3动作的转板28，所述精传动机构3的传动轴31上固定安装着传动板32，传动板32的端部与转板28的驱动面可分离地相接触。
作为根据本发明实施例的超精机，所述的精传动机构3设有导向机构33，传动板32上设置导向孔，导向机构33固定安装在精传动机构3的传动座上并穿过传动板32上的导向孔。
根据本发明实施例的超精机能够适应不同的加工环境，可以同时适用于轴承内圈和外圈的超精，对于不同的加工对象的适应性强，工艺动作调整方便、精准、可靠性高，能够协调各部件功能以实现高精度高质量的超精加工。
以上对本发明进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可实施。当然，以上所列的情况仅为示例，本发明并不仅限于此。本领域的技术人员应该理解，根据本发明技术方案的其他变形或简化，都可以适当地应用于本发明，并且应该包括在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种超精机，其特征在于，包括床身部件(1)、主轴箱部件(2)、超精传动机构(3)、超精机构(4)、压紧机构(5)、上料机构(6)、通用主轴部件(7)和可调整主轴部件(8)，所述主轴箱部件(2)安装在床身部件(1)上，超精传动机构(3)安装在主轴箱部件(2)的上方，超精机构(4)安装在超精传动机构(3)上并被超精传动机构(3)驱动，通用主轴部件(7)安装在主轴箱部件(2)内部的通用主轴孔内并穿过主轴箱部件(2)，可调整主轴部件(8)安装在通用主轴部件(7)的端部，可调整主轴部件(8)与超精机构(4)位于主轴箱部件(2)的同一侧，压紧机构(5)和上料机构(6)安装在主轴箱部件(2)的下部并位于可调整主轴部件(8)所在的一侧，压紧机构(5)、上料机构(6)和可调整主轴部件(8)共同构成容纳待加工工件的空间，超精机构(4)位于此空间的上方。
2.根据权利要求1所述的一种超精机，其特征在于，所述的可调整主轴部件(8)为内圈定心机构，包括芯轴(81)、固定件(82)、过渡件(83)、连接轴(84)和限位座(85)，所述限位座(85)的中间部位设置圆形开口(851)和开口(852)，芯轴(81)安装在限位座(85)内，芯轴(81)的一端伸出开口(852)并安装待加工工件，另一端与伸入圆形开口(851)的连接轴(84)的端部相接触，连接轴(84)的内部设有通孔(841)，过渡件(83)安装在连接轴(84)内，固定件(82)的一端则固定安装在过渡件(83)的内孔中，固定件(82)的另一端伸入芯轴(81)的内腔中；过渡件(83)上还设置有过渡孔(831)，过渡孔(831)贯穿过渡件(83)，过渡孔(831)的一端与通孔(841)相连通，另一端与芯轴(81)和连接轴(84)接触面之间的空隙相连通；芯轴(81)的内腔延伸至其伸出开口(852)的一端，在内腔的末端处，芯轴(81)上设有芯轴压力孔(811)，芯轴压力孔(811)垂直于芯轴(81)的轴向并将芯轴(81)的内腔与外界连通。
3.根据权利要求1所述的一种超精机，其特征在于，所述的可调整主轴部件(8)为外圈支撑机构，包括连接轴(91)、限位座(92)、固定座(93)、支撑座(94)、滚轮座(95)和限位块(96)，所述的限位座(92)安装在连接轴(91)的端部，限位座(92)沿连接轴(91)的轴向向外伸出限位轴头(921)；固定座(93)为环形结构，其内环面(931)套装在限位轴头(921)的外侧，内环面(931)与限位轴头(921)同心且内环面(931)的直径大于限位轴头(921)的外圆直径，固定座(93)上设置调节装置(97)，所述的支撑座(94)和滚轮座(95)分别安装在固定座(93)上，支撑座(94)上设置支撑块(941)，滚轮座(95)上设置滚轮(951)，限位块(96)安装在限位轴头(921)上，限位轴头(921)通过限位块(96)与支撑块(941)和滚轮(951)共同支撑待加工的工件。
4.根据权利要求1所述的一种超精机，其特征在于，所述的超精机构(4)包括超精摆动机构(41)、超精调整机构(42)、超精平衡机构(43)和超精摆头机构(44)，超精摆动机构(41)固定在连接件(46)上，超精摆动轴(413)通过轴承装置安装在连接件(46)内部并向上伸出连接件(46)，超精调整机构(42)安装在超精摆动轴(413)的下部并位于内部，超精平衡机构(43)安装在超精摆动轴(413)的上部，超精摆头机构(44)与超精调整机构(42)连接。
5.根据权利要求1或4所述的一种超精机，其特征在于，还包括传动轴固定座(48)，传动轴固定座(48)与连接件(46)连接并承载连接件(46)及其上安装的其它部件。
6.根据权利要求5所述的一种超精机，其特征在于，所述的超精机构(4)通过传动轴固定座(48)安装在超精传动机构(3)上。
7.根据权利要求1所述的一种超精机，其特征在于，所述的压紧机构(5)设有压紧臂(51)和压紧滚轮(52)，压紧臂(51)安装在压紧机构(5)的压紧驱动装置(53)上，压紧滚轮(52)安装在压紧臂(51)的端部并与通用主轴部件(7)和可调整主轴部件(8)的中心对齐。
8.根据权利要求7所述的一种超精机，其特征在于，所述的压紧滚轮(52)设有两个，分别位于通用主轴部件(7)和可调整主轴部件(8)的中心轴线两侧，压紧滚轮(52)、上料机构(6)和可调整主轴部件(8)共同构成容纳待加工工件的空间。
9.根据权利要求1所述的一种超精机，其特征在于，所述的主轴箱部件(2)上设有通用主轴部件(7)的芯轴驱动机构(21)，芯轴驱动机构(21)上安装用于带动超精传动机构(3)动作的转板(28)，所述超精传动机构(3)的传动轴(31)上固定安装着传动板(32)，传动板(32)的端部与转板(28)的驱动面可分离地相接触。
10.根据权利要求9所述的一种超精机，其特征在于，所述的超精传动机构(3)设有导向机构(33)，传动板(32)上设置导向孔，导向机构(33)固定安装在超精传动机构(3)的传动座上并穿过传动板(32)上的导向孔。
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