CN106956039B - 双金属带锯条的高精度修磨机床 - Google Patents

Abstract

一种双金属带锯条的高精度修磨机床,该机床包括磨头机构、工作台、分齿修磨机构、拨齿机构、定位机构和夹紧机构；磨头机构和工作台分别连接安装在电控柜和底座上，分齿修磨机构和拨齿机构均与工作台连接并安装在主体框架内部，定位机构和夹紧机构均连接安装在分齿修磨机构上；磨头机构的砂轮、拨齿机构、定位机构和夹紧机构均与设置锯条的工位对应。本发明解决了双金属锯条修磨过程中由于未考虑变齿和分齿以及齿崩而导致的修磨效果不好的问题，提高了修磨效率，延长了锯条的使用寿命，降低了生产成本，适用于各种结构的双金属锯条的修磨。

Description

双金属带锯条的高精度修磨机床

技术领域

本发明涉及的是一种机械加工装备，主要针对双金属带锯条的二次修磨的一种设备。

背景技术

双金属带锯条的高精度修磨机床在装备制造业具有广泛的应用前景。由于金属在各行各业中的应用比重非常大，而双金属带锯条广泛应用于各类金属的不间断锯切，双金属锯条成本较高，因此双金属带锯条的二次修磨前景广阔，考虑分齿、变齿、齿崩等因素的双金属带锯条的高精度修磨机床应用前景非常广泛。

从现有的双金属带锯条修磨机床可知，这一类的双金属带锯条修磨机床几乎都没有考虑变齿、分齿、齿崩等因素，并且可以修磨的双金属带锯条型号较少。用这样的机床修磨出来的双金属带锯条由于分齿量和变齿量发生了变化，因此影响其二次使用，并且在使用过程中，被切工件的切口质量不好，切口增大，浪费了原材料等。

有鉴于此，一种考虑分齿量、变齿量和齿崩等因素的双金属带锯条修磨机床的发明是非常必要的。

发明内容

发明目的:

本发明提供一种双金属带锯条的高精度修磨机床，其目的是解决双金属锯条在修磨过程中，双金属带锯条的分齿量、变齿量、不同型号的双金属带锯条的高精度修磨，以及修磨过程中由于未考虑齿崩现象而造成的修磨效率低下等问题。

技术方案:

一种双金属带锯条的高精度修磨机床,其特征在于：该机床包括磨头机构、工作台、分齿修磨机构、拨齿机构、定位机构和夹紧机构；磨头机构和工作台分别连接安装在电控柜和底座上，分齿修磨机构和拨齿机构均与工作台连接并安装在主体框架内部，定位机构和夹紧机构均连接安装在分齿修磨机构上；磨头机构的砂轮、拨齿机构、定位机构和夹紧机构均与设置锯条的工位对应。

磨头机构包括三相异步电动机、电机法兰座和十字滑台；三相异步电动机的输出轴上连接砂轮，三相异步电动机与电机法兰座相连接；十字滑台自上而下包括第三层板、第二层板和第一层板，电机法兰座连接到十字滑台的第三层板上，第三层板为能实现三相异步电动机沿砂轮的径向方向平动的机构；十字滑台的第三层板连接到十字滑台的第二层板上，十字滑台的第二层板为能实现三相异步电动机沿砂轮轴向方向的平动的机构，即第二层板的运动方向与第三层板运动方向垂直；十字滑台第二层板连接到十字滑台第一层板上，第二层板能相对于第一层板移动，十字滑台固定在工作台面上；

分齿修磨机构的上表面下方设置有垂向阶梯轴和横向阶梯轴，横向阶梯轴与垂向阶梯轴垂直，垂向阶梯轴上设置有第一锥齿轮，第一锥齿轮与设置在横向阶梯轴上的第二锥齿轮啮合，横向阶梯轴通过拉簧连接分齿修磨机构的上表面，分齿修磨机构的上表面为能以横向阶梯轴为轴转动的结构，使用时通过垂向阶梯轴的转动实现分齿修磨机构的上表面的角度转动；

拨齿机构包括滑块、第一关节轴承、关节、拨齿长杆、拨齿板和拨齿杆，关节设置在滑块上并能沿滑块做靠近锯条和远离锯条的移动，关节与第一关节轴承活动连接，拨齿长杆与关节活动连接形成关节结构，拨齿板设置在拨齿长杆的前端，拨齿杆活动设置在拨齿板上，拨齿板对应锯条的锯齿。

夹紧机构包括手臂、夹紧板和夹紧杆；手臂连接夹紧杆，夹紧杆的底部连接夹紧板，夹紧板上设置有使用时压在锯条上表面的轴承。

定位机构包括螺钉、平垫圈、弹簧垫圈、轴承和定位块；定位机构的主体是定位块，定位块前端有条形螺纹孔，螺钉依次穿过平垫圈、弹簧垫圈和轴承后旋进定位块前端的条形螺纹孔中，螺钉与定位块前端的条形螺纹孔相对限位移动。

在第三层板和第二层板上连接有手轮，手轮与第三层板和第二层板内的丝杠连接，通过旋转手轮实现第三层板和第二层板的移动。

电机法兰座上开有扇型孔，在扇型孔内伸进螺栓，通过调整扇型孔与螺栓的相对位置实现对三相异步电动机的角度微调。

拉簧为两条，两条拉簧分设于横向阶梯轴的轴向两侧，其中一根拉簧实现拉动分齿修磨机构上表面转动，另一根拉簧实现角度复位。

拨齿杆为两个，两个拨齿杆的间隔等于双金属锯条锯齿间隔周期的整数倍。

拨齿杆根部套在悬臂销上，拨齿杆的中部被弹簧牵引，弹簧的另一端被固定在分齿修磨机构上表面上。

优点效果:

本发明提供一种双金属带锯条的高精度修磨机床，是完全根据双金属带锯条的分齿量、变齿量等参数进行设计的，属于机械加工设备。该机床由磨头机构、支撑机构、分齿修磨机构、拨齿机构、定位机构和夹紧机构六部分组成。磨头机构实现砂轮的旋转运动和砂轮的位置微调；支撑机构中的主体框架可以给机床提供支撑；分齿修磨机构可以实现工作台的摆动运动，通过砂轮的径向和轴向运动对双金属带锯条进行修磨；拨齿机构可以实现沿着锯条周向的拨齿运动；定位机构可以根据加工对象的宽度，调节定位块的位置，规定锯条前进方向为X方向，与之垂直、沿工作台指向砂轮的方向为Y方向，垂直于工作台向上为Z方向。此定位装置通过限制Y方向和Z方向的自由度实现双金属带锯条的定位；夹紧机构可以实现双金属带锯条的夹紧。这些机构配合在一起，实现双金属带锯条的高精度修磨。通过加工之前编写与锯条齿形相配的程序,从而实现一台磨齿机可以加工多种不同型号锯条的目的。本发明解决了双金属锯条修磨过程中由于未考虑变齿和分齿以及齿崩而导致的修磨效果不好的问题，提高了修磨效率，延长了锯条的使用寿命，降低了生产成本，适用于各种结构的双金属锯条的修磨。

附图说明：

图1是本发明的的整体结构侧视图；

图2是本发明的整体装配俯视示意图；

图3是本发明磨头机构侧视示意图；

图4为磨头机构立体图；

图5为分齿修磨机构示意图；

图6为拨齿机构示意图；

图7为定位机构侧视图；

图8为定位机构俯视图；

图9为夹紧机构的立面图；

图10为夹紧机构的侧视图；

图11为拨齿机构局部放大图。

具体实施方式：

本发明提供一种双金属带锯条的高精度修磨机床,该机床包括磨头机构1、工作台2、分齿修磨机构3、拨齿机构4、定位机构5和夹紧机构6；磨头机构1和工作台2分别连接安装在电控柜和底座上，分齿修磨机构3和拨齿机构4均与工作台2连接并安装在主体框架内部，定位机构5和夹紧机构6均连接安装在分齿修磨机构3上；磨头机构1的砂轮8、拨齿机构4、定位机构5和夹紧机构6均与设置锯条的工位对应。

磨头机构1包括三相异步电动机7、电机法兰座11和十字滑台；三相异步电动机7的输出轴上连接砂轮8，三相异步电动机7与电机法兰座11相连接；十字滑台自上而下包括第三层板、第二层板和第一层板，电机法兰座11连接到十字滑台10的第三层板上，第三层板为能实现三相异步电动机沿砂轮8的径向方向平动的机构；十字滑台的第三层板连接到十字滑台的第二层板上，十字滑台的第二层板为能实现三相异步电动机沿砂轮轴向方向的平动的机构，即第二层板的运动方向与第三层板运动方向垂直；十字滑台第二层板连接到十字滑台第一层板上，第二层板能相对于第一层板移动，十字滑台固定在工作台面上；

分齿修磨机构3的上表面下方设置有垂向阶梯轴17和横向阶梯轴13，横向阶梯轴13与垂向阶梯轴17垂直，垂向阶梯轴17上设置有第一锥齿轮16，第一锥齿轮16与设置在横向阶梯轴13上的第二锥齿轮15啮合，横向阶梯轴13通过拉簧12连接分齿修磨机构3的上表面，分齿修磨机构3的上表面为能以横向阶梯轴13为轴转动的结构，使用时通过垂向阶梯轴17的转动实现分齿修磨机构3的上表面19的角度转动；

拨齿机构4包括滑块23、第一关节轴承24、关节25、拨齿长杆26、拨齿板27和拨齿杆28，关节24设置在滑块23上并能沿滑块23做靠近锯条和远离锯条的移动，关节25与第一关节轴承24活动连接，拨齿长杆26与关节25活动连接形成关节结构，拨齿板27设置在拨齿长杆26的前端，拨齿杆28活动设置在拨齿板27上，拨齿板27对应锯条的锯齿。

夹紧机构6包括手臂34、夹紧板35和夹紧杆36；手臂34连接夹紧杆36，夹紧杆36的底部连接夹紧板35，夹紧板35上设置有使用时压在锯条上表面的轴承。

定位机构5包括螺钉29、平垫圈30、弹簧垫圈31、轴承32和定位块33；定位机构5的主体是定位块33，定位块前端有条形螺纹孔，螺钉29依次穿过平垫圈30、弹簧垫圈31和轴承32后旋进定位块33前端的条形螺纹孔中，螺钉29与定位块前端的条形螺纹孔相对限位移动。

在第三层板和第二层板上连接有手轮，手轮与第三层板和第二层板内的丝杠连接，通过旋转手轮实现第三层板和第二层板的移动。

电机法兰座11上开有扇型孔，在扇型孔内伸进螺栓，通过调整扇型孔与螺栓的相对位置实现对三相异步电动机7的角度微调。

拉簧12为两条，两条拉簧12分设于横向阶梯轴13的轴向两侧，其中一根拉簧12实现拉动分齿修磨机构3上表面19转动，另一根拉簧12实现角度复位。

磨头机构可以实现三相异步电动机的位置微调和角度微调，并且可以实现三相异步电动机沿砂轮径向和轴向方向的平动。支撑机构中含有主体框架和关节轴承等，可以实现纵向机床的支撑；分齿修磨机构可以实现工作台的转动从而实现双金属带锯条的修磨；拨齿机构中的拨齿杆可以实现延锯条方向的拨动；定位机构可以实现双金属带锯条和工作台Y方向不发生相对运动，不限制X方向发生相对运动的功能；夹紧机构可以实现双金属带锯条和工作台Z方向不发生相对运动，不限制X方向发生相对运动的功能。这些机构配合在一起，实现双金属带锯条的高精度修磨。Y方向就是图2中的上下方向，X方向就是图2中的左右方向，Z方向就是垂直于图面的方向。

本发明的高精度修磨可以实现双金属带锯条的考虑变齿、分齿、齿崩的修磨。双金属带锯条是指可以实现多种规格的双金属带锯条的修磨。

磨头机构是由三相异步电动机、十字滑台、电机法兰板、砂轮等构件组成。三相异步电动机置于手动十字滑台上，十字滑台第三层板可以实现三相异步电动机沿砂轮径向方向的平动；十字滑台第二层板可以实现三相异步电动机沿砂轮轴向方向的平动，手轮可实现对三相异步电动机位置的调整。三相异步电动机与十字滑台的连接板上有U形槽或扇形槽，可以实现对三相异步电动机的角度微调。

高精度修磨分齿修磨机构通过电机带动阶梯轴转动，从而使两个交叉布置的阶梯轴上面的两个锥齿轮发生转动，锥齿轮带动相邻阶梯轴发生转动，该阶梯轴转动带动拉簧运动，拉簧带着工作台运动，实现分齿修磨机构3的上表面19的角度转动，旋转的方向就是图2中的上下方向旋转。

拨齿机构可以实现延锯条周向的拨齿运动，其中的棘轮机构是由拨齿杆、拨齿板与弹簧组成。其中是由一对而不是一个拨齿杆同时对锯条进行延锯条方向的拨动，拨齿杆下面的悬臂销可以在指定区域进行调整和移动，如此只要两个拨齿杆下方的悬臂销的间隔等于双金属锯条锯齿间隔周期的整数倍，即可保证两个拨齿杆向前拨动的距离相等。

夹紧机构分为中央夹紧机构和两侧夹紧机构两种。中央夹紧装置可以实现双金属带锯条和工作台Z方向不发生相对运动，不限制X方向发生相对运动的功能。夹紧板中心有螺纹孔，夹紧杆与之配合后用螺母紧固。两侧的轴承用过螺栓安装在夹紧板上。

定位装置可以实现双金属带锯条和工作台Y方向不发生相对运动，不限制X方向发生相对运动的功能。定位装置的主体是定位块，定位块前端有螺纹孔。定位块的后半部分固定在工作台上，根据加工对象的宽度，调节定位块的位置，确定合适后，将其固定在工作台上，设定锯条前进方向为X方向，与之垂直、沿工作台指向砂轮的方向为Y方向，垂直于工作台向上为Z方向。此定位装置限制了Y方向的平动和Z方向的转动两个自由度。

支撑机构是双金属带锯条高精度修磨机床的主体框架部分，支撑机构所包含的支撑台可以给机床的各机构提供辅助支撑，并且工作台左右两侧设有外围板，固定在工作台上，起到美观和防尘的作用。

分齿修磨机构通过电机带动阶梯轴转动，从而使阶梯轴上面的两个锥齿轮发生转动，锥齿轮带动相邻阶梯轴发生转动，该阶梯轴转动带动拉簧运动，拉簧带着工作台运动，实现工作台的角度转动。同时砂轮偏转一定角度去修磨双金属锯条的锯齿，并通过砂轮摆动的角度和拨齿的距离的不同对双金属锯条的不同变齿和分齿量进行修磨，从而实现双金属锯条的高精度修磨。

拨齿机构中的棘轮机构是由拨齿杆、拨齿板与弹簧组成。其中是由一对而不是一个拨齿杆同时对锯条进行延锯条方向的拨动，拨齿杆下面的悬臂销可以在指定区域进行调整和移动，如此只要两个拨齿杆下方的悬臂销的间隔等于双金属锯条锯齿间隔周期的整数倍，即可保证两个拨齿杆向前拨动的距离相等。

定位装置的主体是定位块，定位块前端有螺纹孔。定位块的后半部分固定在工作台上，根据加工对象的宽度，调节定位块的位置，确定合适后，将其固定在工作台上，此定位装置限制了Y方向的平动和Z方向的转动两个自由度。

所述的一种双金属带锯条的高精度修磨机床中，底座、工作台、电控柜等板类用Q235，其余材料用45^#钢。本发明结构简单，巧妙的将双金属带锯条的分齿、变齿、齿崩等因素考虑进去，用PLC作为控制单元，实现了机电一体化，使得双金属带锯条的二次修磨质量更好。

下面结合附图对本发明做进一步说明：

图一中的组件1至组件6是一种双金属带锯条的高精度修磨机床的总装配图。磨头机构1和支撑机构分别连接安装在电控柜和底座上，分齿修磨机构3和拨齿机构4均与工作台连接并安装在主体框架内部，定位机构5和夹紧机构6均连接安装在分齿修磨机构3上。

图二中的构件7至构件11是磨床磨头机构的装配图。磨头结构中三相异步电动机7与电机法兰座11相连接。电机法兰座11连接到十字滑台10第三层板上，电机法兰座11上面开有扇型槽，可以实现对三相异步电动机7的角度微调。十字滑台第三层板可以实现三相异步电动机沿砂轮径向方向的平动；十字滑台第三层板连接到十字滑台第二层板上，十字滑台第二层板可以实现三相异步电动机沿砂轮轴向方向的平动；手轮连接到十字滑台第三层板、十字滑台第二层板上，可以进行位置调整；十字滑台第二层板连接到十字滑台第一层板上，十字滑台固定在工作台面上，砂轮8连接在三相异步电动机7上，实现对轴套9轴向的定位。

图三中的构件12至构件18是磨床分齿修磨机构的示意图。它可以实现工作台的摆动运动，当电机带着阶梯轴17转动时，阶梯轴17上面的锥齿轮16发生转动，通过锥齿轮16和锥齿轮15，阶梯轴13发生转动，阶梯轴13转动带动拉簧12运动，拉簧12带着工作台运动，实现工作台的角度转动。

图四中的构件19至构件28是磨床拨齿机构的示意图。它可以实现沿着锯条周向的拨齿运动。拨齿机构是四杆机构与棘轮机构的组合，滑块23距电机轴的之间的距离相当于四杆机构的曲柄长度。滑块也起到悬臂销的作用，连接有一个关节轴承（内螺纹）24。另一个与之通过螺纹连接的关节轴承（外螺纹）25上装配有拨齿长杆26。关节轴承之间的轴向距离相当于四杆机构的连杆长度。拨齿长杆26通过一个关节与工作台相连。关节由法兰21、螺钉、平垫圈、轴承22构成。关节轴承（外螺纹）25与关节轴间距为四杆机构的摇杆长度。而拨齿机构中的棘轮机构是由拨齿杆28、拨齿板27与弹簧组成。拨齿板27通过螺栓连接固定在拨齿长杆26上，而一对悬臂销20通过螺纹连接在拨齿板27上的U型槽中。拨齿杆28根部套在悬臂销20上，拨齿杆28中部被弹簧牵引，弹簧的另一端被固定在分齿修磨机构3上表面19上。为了避免出现有赤崩的锯条导致棘轮机构失效的情况，本方案由一对而不是一个拨齿杆28同时对锯条进行延锯条方向的拨动，拨齿杆28下面的悬臂销20可以在指定区域进行调整和移动，如此只要两个拨齿杆28下方的悬臂销20的间隔等于双金属锯条锯齿间隔周期的整数倍，即可保证两个拨齿杆28向前拨动的距离相等。

图五中的构件29至构件33是磨床定位机构的装配图。定位装置的主体是定位块33，定位块前端有螺纹孔。螺钉29穿过平垫圈30、弹簧垫圈31和轴承32后旋进定位块33前端的螺纹孔中。定位块33的后半部分与工作台对应位置装配实现对定位装置的固定，根据加工对象的宽度，调节定位块33的位置，确定合适后，将其固定在工作台上，规定锯条前进方向为X方向，与之垂直、沿工作台指向砂轮的方向为Y方向，垂直于工作台向上为Z方向。此定位装置限制了Y方向的平动和Z方向的转动两个自由度。

图六中的构件34至构件36是磨床夹紧机构的装配图。中央夹紧装置可以实现双金属带锯条和工作台Z方向不发生相对运动，不限制X方向发生相对运动的功能。把手臂34与夹紧杆36连接。夹紧板35中心有螺纹孔，夹紧杆36与之配合后紧固。夹紧板35两侧安装轴承，轴承使得锯条可以XX方向发生相对运动。

Claims (8)

1.一种双金属带锯条的高精度修磨机床,其特征在于：该机床包括磨头机构（1）、工作台（2）、分齿修磨机构（3）、拨齿机构（4）、定位机构（5）和夹紧机构（6）；磨头机构（1）和工作台（2）分别连接安装在电控柜和底座上，分齿修磨机构（3）和拨齿机构（4）均与工作台（2）连接并安装在主体框架内部，定位机构（5）和夹紧机构（6）均连接安装在分齿修磨机构（3）上；磨头机构（1）的砂轮（8）、拨齿机构（4）、定位机构（5）和夹紧机构（6）均与设置锯条的工位对应；

磨头机构（1）包括三相异步电动机（7）、电机法兰座（11）和十字滑台；三相异步电动机（7）的输出轴上连接砂轮（8），三相异步电动机（7）与电机法兰座（11）相连接；十字滑台自上而下包括第三层板、第二层板和第一层板，电机法兰座（11）连接到十字滑台（10）的第三层板上，第三层板为能实现三相异步电动机沿砂轮（8）的径向方向平动的机构；十字滑台的第三层板连接到十字滑台的第二层板上，十字滑台的第二层板为能实现三相异步电动机沿砂轮轴向方向的平动的机构，即第二层板的运动方向与第三层板运动方向垂直；十字滑台第二层板连接到十字滑台第一层板上，第二层板能相对于第一层板移动，十字滑台固定在工作台面上；

分齿修磨机构（3）的上表面下方设置有垂向阶梯轴（17）和横向阶梯轴（13），横向阶梯轴（13）与垂向阶梯轴（17）垂直，垂向阶梯轴（17）上设置有第一锥齿轮（16），第一锥齿轮（16）与设置在横向阶梯轴（13）上的第二锥齿轮（15）啮合，横向阶梯轴（13）通过拉簧（12）连接分齿修磨机构（3）的上表面，分齿修磨机构（3）的上表面为能以横向阶梯轴（13）为轴转动的结构，使用时通过垂向阶梯轴（17）的转动实现分齿修磨机构（3）的上表面（19）的角度转动；

拨齿机构（4）包括滑块（23）、第一关节轴承（24）、关节（25）、拨齿长杆（26）、拨齿板（27）和拨齿杆（28），第一关节轴承（24）设置在滑块（23）上并能沿滑块（23）做靠近锯条和远离锯条的移动，关节（25）与第一关节轴承（24）活动连接，拨齿长杆（26）与关节（25）活动连接形成关节结构，拨齿板（27）设置在拨齿长杆（26）的前端，拨齿杆（28）活动设置在拨齿板（27）上，拨齿板（27）对应锯条的锯齿。

2.根据权利要求1所述的双金属带锯条的高精度修磨机床,其特征在于：夹紧机构（6）包括手臂（34）、夹紧板（35）和夹紧杆（36）；手臂（34）连接夹紧杆（36），夹紧杆（36）的底部连接夹紧板（35），夹紧板（35）上设置有使用时压在锯条上表面的轴承。

3.根据权利要求1或2所述的双金属带锯条的高精度修磨机床,其特征在于：定位机构（5）包括螺钉（29）、平垫圈（30）、弹簧垫圈（31）、轴承（32）和定位块（33）；定位机构（5）的主体是定位块（33），定位块前端有条形螺纹孔，螺钉（29）依次穿过平垫圈（30）、弹簧垫圈（31）和轴承（32）后旋进定位块（33）前端的条形螺纹孔中，螺钉（29）与定位块前端的条形螺纹孔相对限位移动。

4.根据权利要求1所述的双金属带锯条的高精度修磨机床,其特征在于：在第三层板和第二层板上连接有手轮，手轮与第三层板和第二层板内的丝杠连接，通过旋转手轮实现第三层板和第二层板的移动。

5.根据权利要求1所述的双金属带锯条的高精度修磨机床,其特征在于：电机法兰座（11）上开有扇型孔，在扇型孔内伸进螺栓，通过调整扇型孔与螺栓的相对位置实现对三相异步电动机（7）的角度微调。

6.根据权利要求1所述的双金属带锯条的高精度修磨机床,其特征在于：拉簧（12）为两条，两条拉簧（12）分设于横向阶梯轴（13）的轴向两侧，其中一根拉簧（12）实现拉动分齿修磨机构（3）上表面（19）转动，另一根拉簧（12）实现角度复位。

7.根据权利要求1所述的双金属带锯条的高精度修磨机床,其特征在于：拨齿杆为两个，两个拨齿杆的间隔等于双金属锯条锯齿间隔周期的整数倍。

8.根据权利要求7所述的双金属带锯条的高精度修磨机床,其特征在于：拨齿杆（28）根部套在悬臂销（20）上，拨齿杆（28）的中部被弹簧牵引，弹簧的另一端被固定在分齿修磨机构（3）上表面（19）上。