CN107511761B - 能够修整桃心沟砂轮的摆转式数控自动砂轮修整器 - Google Patents

Abstract

一种能够修整桃心沟砂轮的摆转式数控自动砂轮修整器，用于数控磨床修整砂轮。摆动架组件与旋转轴组件连接为一体，旋转轴组件与快进导轨组件连接在一起，快进导轨组件的修整器底座通过螺钉与磨床固定。本发明砂轮修整器安装在砂轮轴的上方，需要修整砂轮时，利用摆动气缸把摆动架组件翻转下来，正确定位，摆动架组件上的伺服电机二带动金刚笔把砂轮修整为需要的R值，修整和进给速度及进给量通过控制伺服电机实现，修整补偿量可以反馈到磨床磨削进给系统，砂轮的修整可以修整R弧，还可以修整成桃心沟砂轮，修整砂轮的准备时间非常短，退出修整的时间也非常快，大大提高了磨床的磨削效率，可彻底消除液压修整和机械修整的震动和修整速度的不均匀。

Description

能够修整桃心沟砂轮的摆转式数控自动砂轮修整器

技术领域

本发明涉及机械制造技术领域，具体是一种用于数控磨床，磨削成型工件用的能够修整桃心沟砂轮的摆转式数控自动砂轮修整器。

背景技术

现有外圆磨床的修整器按结构主要分为机械式、机械液压式和数控式，按安装方式分为机床导轨式和砂轮架式。机械式和机械液压式主要包括一些小圆弧的砂轮修整器，机械式和机械液压式砂轮修整器，因受机床空间的限制，修整器的圆弧半径比较小，若要加工圆弧曲率半径较大的工件，则无法安装使用。而数控式修整器的修整半径不受机床限制，但是由于数控系统的插补，造成修整后的砂轮磨削工件的表面粗糙度不理想。传统的机械式和机械液压式砂轮修整器，虽然砂轮修整后磨削工件的表面粗糙度可达到标准要求,但是修整砂轮的进给精度和修整后的磨削补偿量无法进入数控磨床的控制系统，用数控磨床修整砂轮的自动化存在问题。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的发明目的在于提供一种能够修整桃心沟砂轮的摆转式数控自动砂轮修整器，以实现摆动架上的伺服电机带动金刚笔自动修整砂轮的目的。

为实现上述发明目的，本发明包括用于控制伺服电机一、伺服电机二和摆动气缸的控制系统；摆动架组件与旋转轴组件通过螺钉一、销子一连接为一体，旋转轴组件通过螺钉二、螺钉三、销子二与快进导轨组件连接在一起，快进导轨组件的修整器底座通过螺钉与磨床固定；修整砂轮时，摆动气缸把摆动架组件翻转下来，摆动架组件上的伺服电机一带动金刚笔把砂轮修整为需要的值。

所述快进导轨组件的修整器底座上面安装有底座,底座与修整器底座间安装有平键一，平键一通过螺钉四安装在修整器底座的键槽里；固定座通过螺钉五固定在修整器底座上，调整轴被压盖一和螺钉六安装在固定座上，调整轴另一端的螺纹安装在底座的侧面的螺纹孔里；旋转调整轴可带动底座在平键一的导向下滑动，底座调整好后，用螺钉七和T型螺母固定在修整器底座上；底座上设有传感器接近开关；

底座上面安装有一副直线导轨副，直线导轨副的导轨被挡板和压板一定位在底座上,用螺钉八固定在底座上，直线导轨副的滑块通过螺钉九和紧定螺钉一与上板固定,上板的下面安装有螺母座, 螺母座的内孔中安装有滚珠丝杠副的螺母；

底座的后侧面安装有电机支架,通过螺钉十和销子二固定，电机支架的内孔中装有轴承座，轴承一通过压盖二和螺钉十一固定在轴承座上，滚珠丝杠副的丝杆后部的轴径安装在轴承一的内孔中，通过隔套一和锁紧螺母一轴向固定，伺服电机一通过螺钉十二固定在电机支架的后部，伺服电机一的输出轴和滚珠丝杠副的丝杆尾部的轴径，通过联轴器连为一体；上板前部的下侧安装有顶杆座,通过螺钉十三固定在上板上，顶杆座的内孔中安装有顶杆和液压缓冲器，顶杆用锁紧螺母二锁紧；伺服电机一通电旋转，带动滚珠丝杠副的丝杆旋转，滚珠丝杠副的螺母、螺母座和上板在直线导轨副的导轨的导向下往复移动；

直线导轨副由两个直线导轨和四个滑块组成，导轨和滑块间安装有伸缩式密封一、伸缩式密封二、伸缩式密封三、伸缩式密封四；螺母座与电机支架间安装有伸缩式密封五和伸缩式密封六。

所述旋转轴组件的铰座通过键、锁紧螺母三与轴连结为一体，铰座两侧的轴承座一和轴承座二分别与轴间安装有轴承二和轴承三，轴承二被端盖一、端盖二固定在轴承座一的内孔中，通过隔套二、锁紧螺母四把轴承二的内圈轴向固定在轴的台阶处，轴承三被端盖三、端盖四固定在轴承座二的内孔中,通过隔套三、锁紧螺母五把轴承三的内圈轴向固定在轴的台阶处，端盖一、端盖二分别与隔套二、轴间安装有密封一、密封二，端盖三、端盖四分别与轴、隔套三间安装有密封三、密封四；轴的左端安装有配置块，通过压板二和螺钉十四固定在轴上；在轴的右端，摆动气缸通过螺钉十五固定在气缸座的内孔中，摆动气缸带平键的输出轴装在轴的右端带有键槽的内孔中；摆动气缸的后部安装有用以检测摆动气缸输出轴位置的磁性开关一和磁性开关二；摆动气缸输出轴在压缩空气的作用下，往复摆动带动轴、铰座和配置块一起摆动。

所述摆动架组件的摆动底板右侧安装有摆动架固定块，左侧面上通过螺钉十六安装有轴承座三，轴承座三与摆动轴间安装有轴承四和轴承五、隔套四和隔套五、端盖五和端盖六，端盖五和端盖六的内孔里分别装有密封五、密封六，端盖五和端盖六分别把轴承四、轴承五的外圈、隔套五轴向压紧，锁紧螺母六通过隔套六、隔套四轴向把轴承四内圈、轴承五内圈固定在摆动轴的轴肩处，摆动轴的下部通过平键二、压板三和螺钉十七把金刚笔座轴向固定在摆动轴轴肩上的调整垫上，金刚笔座的下部安装有金刚笔套，用螺钉十八固定在金刚笔座的内孔中，金刚笔套的前端安装有金刚笔；摆动底板的上部安装有伺服电机二，伺服电机二的输出轴与摆动轴的上部轴端通过连接套和平键三连接为一体；伺服电机二的输出轴在电控系统控制下旋转，通过连接套、平键三、平键二，使金刚笔座及金刚笔一起绕摆动轴的中心往复摆动。

本发明与现有技术相比，砂轮修整器安装在砂轮轴的上方，需要修整砂轮时，利用摆动气缸把摆动架组件翻转下来，正确定位，摆动架组件上的伺服电机二带动金刚笔把砂轮修整为需要的R值，修整的速度通过控制伺服电机二来实现，修整进给的速度和进给量通过控制伺服电机一实现，修整的补偿量可以反馈到磨床的磨削进给系统，砂轮的修整可以修整R弧，还可以修整成桃心沟的砂轮，修整砂轮的准备时间非常短，退出修整的时间也非常快，大大提高了磨床的磨削效率，可彻底消除液压修整和机械修整的震动和修整速度的不均匀。

附图说明

图1为本发明的结构简图。

图2为图1的俯视图。

图3为图1的左视图。

图4是图1的快进导轨组件的结构简图。

图5是图4的俯视图。

图6是图5的C-C剖视图。

图7是图5的B-B剖视图。

图8是图5去掉上板及以上部分的俯视图。

图9是图5的A-A剖视图。

图10是图1的旋转轴组件的结构简图。

图11是图10的俯视图。

图12是图10的左视图。

图13是图1的摆动架组件的结构简图。

图14是图13的K向视图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明摆动架组件1与旋转轴组件4通过螺钉一2、销子一3连接为一体，旋转轴组件4通过螺钉二7、螺钉三5、销子二8与快进导轨组件12连接在一起，快进导轨组件12的修整器底座21通过螺钉与磨床固定；修整砂轮时，摆动气缸把摆动架组件1翻转下来，摆动架组件1上的伺服电机一带动金刚笔把砂轮修整为需要的值。

如图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9所示，快进导轨组件的修整器底座21上面安装有底座21A，底座21A与修整器底座21间安装有平键一68，平键一68通过螺钉四25安装在修整器底座21的键槽里；固定座71通过螺钉五70固定在修整器底座21上，调整轴74被压盖一73和螺钉六72安装在固定座71上，调整轴74另一端的螺纹安装在底座21A的侧面的螺纹孔里；旋转调整轴74可带动底座21A在平键一68的导向下滑动，当底座21A调整好后，用螺钉七27和T型螺母75固定在修整器底座21上；底座21A上设有传感器接近开关126；

底座21A上面安装有一副直线导轨副34，直线导轨副34的导轨被挡板39和压板一37定位在底座21A上，用螺钉八35固定在底座21A上，直线导轨副34的滑块通过螺钉九29和紧定螺钉一36与上板26固定，上板26的下面安装有螺母座30，螺母座30的内孔中安装有滚珠丝杠副的螺母33；

底座21A的后侧面安装有电机支架19，通过螺钉十15和销子二16固定，电机支架19的内孔中装有轴承座，轴承一49通过压盖二50和螺钉十一51固定在轴承座上，滚珠丝杠副的丝杆47后部的轴径安装在轴承一49的内孔中，通过隔套一52和锁紧螺母一54轴向固定，伺服电机一76通过螺钉十二20固定在电机支架19的后部，伺服电机一76的输出轴和滚珠丝杠副的丝杆47尾部的轴径，通过联轴器53连为一体；上板26前部的下侧安装有顶杆座42,通过螺钉十三43固定在上板26上，顶杆座42的内孔中安装有顶杆44和液压缓冲器46，顶杆44用锁紧螺母二45锁紧；伺服电机一76通电旋转，带动滚珠丝杠副的丝杆47旋转，滚珠丝杠副的螺母33、螺母座30和上板26在直线导轨副34的导轨的导向下往复移动；

直线导轨副34由两个直线导轨和四个滑块组成，导轨和滑块间安装有伸缩式密封一56、伸缩式密封二56A、伸缩式密封三62、伸缩式密封四62A，以满足直线导轨副34的往复移动和修整器的防水防尘要求；螺母座30与电机支架19间安装有伸缩式密封五65和伸缩式密封六66，以满足滚珠丝杠副34的往复移动和修整器的防水防尘要求。

如图10、图11和图12所示，旋转轴组件的铰座82通过键83、锁紧螺母三81与轴125连结为一体，铰座82两侧的轴承座一80和轴承座二80A分别与轴125间安装有轴承二84A和轴承三84，轴承二84A被端盖一79、端盖二79A固定在轴承座一80的内孔中，通过隔套二85A、锁紧螺母四77把轴承二84A的内圈轴向固定在轴125的台阶处，轴承三84被端盖三79B、端盖四79C固定在轴承座二80A的内孔中，通过隔套三85、锁紧螺母五77A把轴承三84的内圈轴向固定在轴125的台阶处，端盖一79、端盖二79A分别与隔套二85A、轴125间安装有密封一78、密封二78A，端盖三79B、端盖四79C分别与轴125、隔套三85间安装有密封三78B、密封四78C；轴125的左端安装有配置块91，通过压板二92和螺钉十四93固定在轴125上，配置块91可使修整器摆动架组件和旋转轴组件总的重心始终在轴125的轴心，减少摆转摆动架组件时对修整器的冲击和正确定位，同时可提高设备断电和断气时的安全性；在轴125的右端，摆动气缸87通过螺钉十五88固定在气缸座86的内孔中，摆动气缸87带平键的输出轴装在轴125的右端带有键槽的内孔中；摆动气缸87的后部安装有用以检测摆动气缸87输出轴位置的磁性开关一87A和磁性开关二87B。

如图13和图14所示，摆动架组件的摆动底板104右侧安装有摆动架固定块110，左侧面上通过螺钉十六112安装有轴承座三99，轴承座三99与摆动轴98间安装有轴承四109和轴承五109A、隔套四113和隔套五114、端盖五107和端盖六107A，端盖五107和端盖六107A的内孔里分别装有密封五106、密封六106A，端盖五107和端盖六107A分别把轴承四109、轴承五109A的外圈、隔套五114轴向压紧，锁紧螺母六100通过隔套六105、隔套四113轴向把轴承四109内圈、轴承五109A内圈固定在摆动轴98的轴肩处，摆动轴98的下部通过平键二116、压板三96和螺钉十七97把金刚笔座95轴向固定在摆动轴98轴肩上的调整垫115上，金刚笔座95的下部安装有金刚笔套94，用螺钉十八118固定在金刚笔座95的内孔中，金刚笔套94的前端安装有金刚笔124；摆动底板104的上部安装有伺服电机二123，伺服电机二123的输出轴与摆动轴98的上部轴端通过连接套103和平键三101连接为一体；伺服电机二123的输出轴在电控系统控制下旋转，通过连接套103、平键三101、平键二116，使金刚笔座95及金刚笔124一起绕摆动轴98的中心精确灵活地往复摆动。

本发明工作程序如下：

1、如果修整的砂轮是圆弧形或球头形（球头砂轮2R=D），旋转调整轴74可带动底座21A在平键一68的导向下左右滑动，当摆动轴98的中心与磨床砂轮轴中心相交后，用螺钉七27和T型螺母75将底座21A固定在修整器底座21上，按以下第3步至第8步修整；

2、如果修整的砂轮是桃心沟，旋转调整轴74可带动底座21A在平键一68的导向下左右滑动，当摆动轴98的中心与磨床砂轮轴中心交叉，且交叉的距离为L1（图3所示），用螺钉七27和T型螺母75将底座21A固定在修整器底座21上；按以下第3步至第8步修整；当修整完后，旋转调整轴74，调整摆动轴98的中心与磨床砂轮轴中心交叉，且交叉的距离L2（图3所示），且L1=L2（图3所示）时，按以下第3步至第8步修整，修整量与上次一致，桃心沟的砂轮就修好了；

3、无论修整的砂轮是圆弧形或球头形，还是桃心沟的砂轮，调整好修整砂轮的曲率半径值H值，微调H值可以放到最后一步，待用修整后的砂轮磨削工件后的实际曲率半径测量后再微调；

4、把快进导轨组件12里的上板26通过伺服电机一76和滚珠丝杠副的丝杆47旋转，移动到最前端（最大行程位置）；

5、旋转轴组件4里的摆动气缸87，通过电磁阀14和节流阀90，压缩空气推动摆动气缸87的输出轴和轴125、铰座82和配置块91一起摆动，铰座82带动摆动架组件1整体绕轴125中心往下旋转90°，至到摆动架固定块110接触到顶杆44的球头部位停下来，磁性开关87A检测到摆动气缸87的位置信号，在摆动架固定块110接触到顶杆44的球头部位前，液压缓冲器46先接触到摆动架固定块110起到缓冲作用。并且摆动气缸87里一直通着压缩空气，使摆动架组件1一直被压在顶杆44的球头部位，起到正确定位和重复正确定位作用；

6、把快进导轨组件12里的上板26通过伺服电机一76和滚珠丝杠副的丝杆47旋转，使金刚笔124的笔尖快速移动到磨床砂轮轴砂轮前端面的一定安全距离，伺服电机二123的输出轴在控制系统下带动金刚笔124往复±90°摆动，每往复一次，伺服电机二123和滚珠丝杠副的丝杆47旋转，摆动架组件1往后退一定距离，金刚笔124再往复±90°摆动，交替摆动和后退，金刚笔124就把砂轮修整成需要的R值；修整的速度通过控制伺服电机二123来实现，修整进给的速度和进给量通过控制伺服电机一76实现；

7、修整好砂轮，伺服电机一76和滚珠丝杠副的丝杆47旋转，摆动架组件1往前移动一定的安全距离，摆动气缸87摆动-90°，使摆动架组件1整体摆动-90°，磁性开关二87B检测到摆动气缸87的位置信号后，通过伺服电机一76和滚珠丝杠副的丝杆47旋转，将上板26移动到最后端（最小行程位置），传感器接近开关126将信号反馈至控制系统，控制系统控制伺服电机一76停止运行；

8、修整好砂轮后，即可磨削工件，当砂轮钝了，需要重新修整砂轮时，重复以上动作，把砂轮修整好，再次磨削工件时，数控磨床的进给系统把该修整器本次砂轮的修整量补偿进数控磨床控制系统的磨削进给量里，实现磨削和修整砂轮的自动化。

Claims (2)

1.一种能够修整桃心沟砂轮的摆转式数控自动砂轮修整器，其特征在于：包括用于控制伺服电机一（76）、伺服电机二（123）和摆动气缸（87）的控制系统；摆动架组件（1）与旋转轴组件（4）通过螺钉一（2）、销子一（3）连接为一体，旋转轴组件（4）通过螺钉二（7）、螺钉三（5）、销子二（8）与快进导轨组件（12）连接在一起，快进导轨组件（12）的修整器底座（21）通过螺钉与磨床固定；修整砂轮时，摆动气缸（87）把摆动架组件（1）翻转下来，摆动架组件（1）上的伺服电机一（76）带动金刚笔（124）把砂轮修整为需要的值；

所述快进导轨组件（12）的修整器底座（21）上面安装有底座（21A）,底座（21A）与修整器底座（21）间安装有平键一（68），平键一（68）通过螺钉四（25）安装在修整器底座（21）的键槽里；固定座（71）通过螺钉五（70）固定在修整器底座（21）上，调整轴（74）被压盖一（73）和螺钉六（72）安装在固定座（71）上，调整轴（74）另一端的螺纹安装在底座（21A）的侧面的螺纹孔里；旋转调整轴（74）可带动底座（21A）在平键一（68）的导向下滑动，底座（21A）调整好后，用螺钉七（27）和T型螺母（75）固定在修整器底座（21）上；底座（21A）上设有传感器接近开关（126）；

底座（21A）上面安装有一副直线导轨副（34），直线导轨副（34）的导轨被挡板（39）和压板一（37）定位在底座（21A）上,用螺钉八（35）固定在底座（21A）上, 直线导轨副（34）的滑块通过螺钉九（29）和紧定螺钉一（36）与上板（26）固定,上板（26）的下面安装有螺母座（30）,螺母座（30）的内孔中安装有滚珠丝杠副的螺母（33）；

底座（21A）的后侧面安装有电机支架（19）,通过螺钉十（15）和销子二（16）固定，电机支架（19）的内孔中装有轴承座，轴承一（49）通过压盖二（50）和螺钉十一（51）固定在轴承座上，滚珠丝杠副的丝杆（47）后部的轴径安装在轴承一（49）的内孔中，通过隔套一（52）和锁紧螺母一（54）轴向固定，伺服电机一（76）通过螺钉十二（20）固定在电机支架（19）的后部，伺服电机一（76）的输出轴和滚珠丝杠副的丝杆（47）尾部的轴径，通过联轴器（53）连为一体；上板（26）前部的下侧安装有顶杆座（42）,通过螺钉十三（43）固定在上板（26）上, 顶杆座（42）的内孔中安装有顶杆（44）和液压缓冲器（46），顶杆（44）用锁紧螺母二（45）锁紧；伺服电机一（76）通电旋转,带动滚珠丝杠副的丝杆（47）旋转, 滚珠丝杠副的螺母（33）、螺母座（30）和上板（26）在直线导轨副（34）的导轨的导向下往复移动；

直线导轨副（34）由两个直线导轨和四个滑块组成,导轨和滑块间安装有伸缩式密封一（56）、伸缩式密封二（56A）、伸缩式密封三（62）、伸缩式密封四（62A）；螺母座（30）与电机支架（19）间安装有伸缩式密封五（65）和伸缩式密封六（66）；

所述摆动架组件（1）的摆动底板（104）右侧安装有摆动架固定块（110），左侧面上通过螺钉十六（112）安装有轴承座三（99），轴承座三（99）与摆动轴（98）间安装有轴承四（109）和轴承五（109A）、隔套四（113）和隔套五（114）、端盖五（107）和端盖六（107A），端盖五（107）和端盖六（107A）的内孔里分别装有密封五（106）、密封六（106A），端盖五（107）和端盖六（107A）分别把轴承四（109）、轴承五（109A）的外圈、隔套五（114）轴向压紧，锁紧螺母六（100）通过隔套六（105）、隔套四（113）轴向把轴承四（109）内圈、轴承五（109A）内圈固定在摆动轴（98）的轴肩处，摆动轴（98）的下部通过平键二（116）、压板三（96）和螺钉十七（97）把金刚笔座（95）轴向固定在摆动轴（98）轴肩上的调整垫（115）上，金刚笔座（95）的下部安装有金刚笔套（94），用螺钉十八（118）固定在金刚笔座（95）的内孔中，金刚笔套（94）的前端安装有金刚笔（124）；摆动底板（104）的上部安装有伺服电机二（123），伺服电机二（123）的输出轴与摆动轴（98）的上部轴端通过连接套（103）和平键三（101）连接为一体；伺服电机二（123）的输出轴在电控系统控制下旋转，通过连接套（103）、平键三（101）、平键二（116），使金刚笔座（95）及金刚笔（124）一起绕摆动轴（98）的中心往复摆动。

2.根据权利要求1所述的能够修整桃心沟砂轮的摆转式数控自动砂轮修整器，所述旋转轴组件（4）的铰座（82）通过键（83）、锁紧螺母三（81）与轴（125）连结为一体，铰座（82）两侧的轴承座一（80）和轴承座二（80A）分别与轴（125）间安装有轴承二（84A）和轴承三（84），轴承二（84A）被端盖一（79）、端盖二（79A）固定在轴承座一（80）的内孔中，通过隔套二（85A）、锁紧螺母四（77）把轴承二（84A）的内圈轴向固定在轴（125）的台阶处,轴承三（84）被端盖三（79B）、端盖四（79C）固定在轴承座二（80A）的内孔中,通过隔套三（85）、锁紧螺母五（77A）把轴承三（84）的内圈轴向固定在轴（125）的台阶处, 端盖一（79）、端盖二（79A）分别与隔套二（85A）、轴（125）间安装有密封一（78）、密封二（78A），端盖三（79B）、端盖四（79C）分别与轴（125）、隔套三（85）间安装有密封三（78B）、密封四（78C）；轴（125）的左端安装有配置块（91）,通过压板二（92）和螺钉十四（93）固定在轴（125）上；在轴（125）的右端,摆动气缸（87）通过螺钉十五（88）固定在气缸座（86）的内孔中, 摆动气缸（87）带平键的输出轴装在轴（125）的右端带有键槽的内孔中； 摆动气缸（87）的后部安装有用以检测摆动气缸（87）输出轴位置的磁性开关一（87A）和磁性开关二（87B）；摆动气缸（87）输出轴在压缩空气的作用下,往复摆动带动轴（125）、铰座（82）和配置块（91）一起摆动。