CN109333329A - 一种珩磨机伺服双进给加工方法及结构 - Google Patents

Abstract

一种珩磨机伺服双进给加工方法及结构，属于机床制造、机械技术领域,具有往复电机、主旋电机、顶箱、导向杆、滚珠导套、主轴(滚动花键副)、伺服双进给机构及双进给珩磨头，往复电机通过立柱上的丝杠带动装有伺服双进给机构和双进给珩磨头的主轴箱体上下往复运动；主旋电机通过带轮及皮带带动主轴(滚动花键副)旋转，主轴(滚动花键副)再将主旋传递给主轴实现主旋运动；往复电机、主旋电机和主轴(滚动花键副)都安装在顶箱上；导向杆和滚珠导套是辅助主轴(滚动花键副)做上下往复运动。本发明的优点是伺服双进给加工进给量可以数字化控制，提高加工精度，满足缸体零件内壁网纹要求。

Description

一种珩磨机伺服双进给加工方法及结构

技术领域

本发明涉及一种珩磨机伺服双进给加工方法及结构，属于机床制造、机械技术领域,包括汽车、制冷、液压以及军工等行业，通常用于加工发动机缸体、压缩机缸体以及通机缸体等零件。

背景技术

传统珩磨工艺是指珩磨砂条在转动和往复运动的同时，通过珩磨头的涨缩，在磨削液充盈的情况下，向加工孔的内壁施加一定的压力，进行表面接触加工的一种磨削方式。可以频繁的对孔进行上、下往复加工，往复频次最高可达400次/分，直至加工到设定尺寸。

传统珩磨刀具的进给方式一般分为定压和定量两种方式。

定量进给方式，是通过伺服电机驱动齿轮副推动珩磨头顶杆使珩磨砂条膨胀，这种定量进给方式可实现高精度定量进给，进给量可精确到0.001mm。伺服单进给是一种强制性进给方式，所以其切削效率高。而且其加工出的零件精度高，表面质量好。但目前使用的伺服电机功率较小，无法对大孔、加工余量大的零件进行加工。

定压进给分为单进给和双进给，定压单进给是通过液压控制珩磨条膨胀，液压缸中由单一活塞运动使顶杆推动一副砂条膨胀收缩来实现单进给。由于液压进给压力相对较大，可加工余量大、孔径大的缸体类零件。但其加工精度和零件表面质量较伺服进结构给稍差，无法进行高精度进给。

液压双进给也是定压进给的一种，液压双进给结构为液压双进给缸形式。液压缸分两个腔体，两部分液压油分别推动两个活塞杆，活塞杆对应两套顶杆来推动粗、精两副砂条分别做膨胀和收缩运动，实现液压双进给。液压双进给可以保证零件的平顶网纹要求，加工精度较单进给要高。但对于有薄壁的零件孔，由于液压涨紧力较大，进给量无法高精确控制，在加工过程中砂条持续膨胀，造成零件的薄壁部分在加工过程中变形，变形部分的加工余量无法被去除，这部分的圆度和柱度达不到精度要求。

目前，包括液压双进给和伺服单进给形式，由于液压进给量无法精确控制，对于精度要求高加工余量小缸体零件还无法加工；配合液压往复系统会造成冲程现象，像有网纹要求的盲孔零件无法加工；伺服单进给形式无法满足网纹要求。

对于现有进给结构总结出以下问题：

1、加工余量小的缸体零件液压双进给无法加工。

2、液压进给加工精度无法提升。

3、液压进给无法精确控制进给量。

4、伺服单进给无法满足加工零件网纹要求。

5、液压系统噪音过大、液压油有渗漏现象。

发明内容

为了克服现有技术的不足,本发明提供一种珩磨机伺服双进给加工方法及结构。

一种珩磨机伺服双进给加工结构，具有往复电机、主旋电机、顶箱、导向杆、滚珠导套、主轴(滚动花键副)、伺服双进给机构及双进给珩磨头，往复电机通过立柱上的丝杠带动装有伺服双进给机构和双进给珩磨头的主轴箱体上下往复运动；主旋电机通过带轮及皮带带动主轴(滚动花键副)旋转，主轴(滚动花键副)再将主旋传递给主轴实现主旋运动；往复电机、主旋电机和主轴(滚动花键副)都安装在顶箱上；导向杆和滚珠导套是辅助主轴(滚动花键副)做上下往复运动。

主轴通过联轴器与进给缸连接轴连接，将主旋运动传递给双进给珩磨头；第一丝杠电机旋转带动第一进给丝杠旋转，丝杠螺母座连接第一轴承圈上下运动，第一轴承圈带动第一轴承隔架和第一进给销上下运动，第一轴承隔架在带动第一进给销上下运动时，不跟随主轴旋转，第一进给销带动第一进给压杆上下运动，第一进给压杆带动第一顶杆上下运动，第一顶杆带动第一推杆上下运动，第一推杆将第一砂条涨出；第二丝杠电机旋转带动第二进给丝杠旋转，丝杠螺母座连接第二轴承圈上下运动，第二轴承圈带动第二轴承隔架和第二进给销上下运动，第二轴承隔架在带动第二进给销上下运动时，不跟随主轴旋转，第二进给销带动第二进给压杆上下运动，第二进给压杆带动第二顶杆上下运动，第二顶杆带动第二推杆上下运动，第二推杆将第二砂条涨出。

第一丝杠电机及第二丝杠电机固定连接在双进给机箱壳体，第一丝杠电机的主轴通过第一联轴器连接第一进给丝杠，第二丝杠电机的主轴通过第二联轴器连接第二进给丝杠，第一进给丝杠连接第一上支撑轴承座及第一丝杠螺母座，第一进给丝杠的另一端连接第一下轴承座，第一上支撑轴承座及第一下轴承座固定在双进给机箱壳体，第一丝杠螺母座与第一轴承圈连接，第一轴承圈与第一轴承隔架支撑连接第一双轴承，第一双轴承的之间有第一进给销，第一进给销与第一轴承隔架连接，第一进给销连接第一进给压杆。

第二丝杠电机连接第二上支撑轴承座及第二丝杠螺母座，第二进给丝杠的另二端连接第二下轴承座，第二上支撑轴承座及第二下轴承座固定在双进给机箱壳体，第二丝杠螺母座与第二轴承圈连接，第二轴承圈与第二轴承隔架支撑连接第二双轴承，第二双轴承的之间有第二进给销，第二进给销与第二轴承隔架连接，第二进给销连接第二进给压杆，第一进给压杆的内腔有第二进给压杆；接头座通过球形环与圆柱销连接固定在球形连接杆中；连接螺母通过自身结构和平键与接头座连接；压紧螺母通过螺纹与接头座连接；珩磨头体通过销轴与套体连接；第一压力弹簧装配在球形连接杆内；球环装配在套体内；压紧套通过螺纹与套体连接；圆柱销装配在套体内；第二压力弹簧装配在珩磨头基体内。

第一推杆与第一砂条通过斜面接触，第二推杆与第二砂条通过斜面接触，第一砂条的外圈上有拉力弹簧将第一砂条压紧在第一推杆的斜面上，第二砂条的外圈上有拉力弹簧将第二砂条压紧在第二推杆的斜面上；第一推杆或者第二推杆向下移动，将第一砂条或者第二砂条涨出；第一推杆或者第二推杆向上移动，第一砂条或者第二砂条受到拉力弹簧的压紧力缩回。

一种珩磨机伺服双进给加工方法,含有以下步骤；

步骤1、采用双伺服电机驱动双丝杠，由丝杠分别带动进给活塞，活塞推动粗精两组砂条有序进给，精确控制进给量，提高加工精度，保证缸体内壁网纹角度；

步骤2、采用伺服双进给缸连接伺服往复系统，控制往复行程，减少过冲量，降低噪音。

步骤1中通过伺服电机控制丝杠，丝杠带动轴承架，轴承架中穿有进给销，进给销与连接轴中的压杆相连，两条压杆分别随丝杠螺母座上下移动；连接轴与珩磨头相连，压杆向下移动将珩磨头中的顶杆顶出，顶杆向下移动顶推杆，推杆向下移动使粗、精珩磨砂条分别涨出，实现伺服双进给。

本发明的优点是珩磨机伺服双进给结构是数控珩磨机的一种进给形式，伺服双进给加工进给量可以数字化控制，提高加工精度，满足缸体零件内壁网纹要求。进给量适中，有效减少砂条过进给造成的磨损。由于伺服电机进给，降低了液压动作产生的噪音。配合伺服往复结构，可对精度要求较高有网纹要求的盲孔零件进行加工，减少液压往复过冲量。免去液压控制阀高额采购成本。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，如图其中：

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的局部结构示意图。

往复电机1，主旋电机2，顶箱3，导向杆4，滚珠导套5，主轴(滚动花键副)6，伺服双进给机构7，双进给珩磨头8，主轴9，第一丝杠电机10，第一轴承圈11，第一轴承隔架12，第一进给销13，第一进给压杆14，第一进给丝杠15，进给缸连接轴16，第二丝杠电机17，第二进给丝杠18，第二轴承圈19，第二轴承隔架20，第二进给销21，第二压杆22，第一顶杆23，第一推杆24，第一砂条25，第二顶杆26，第二推杆27，第二砂条28，联轴器29，第一丝杠螺母座30，第二丝杠螺母座31，双进给机箱壳体32，接头座33，销轴34，圆柱销35，球形连接杆36，连接螺母37，压紧螺母38，第二压力弹簧39，套体40，珩磨头基体41，压紧套42，第一上支撑轴承座43，第二上支撑轴承座44，第一联轴器45，第二联轴器46，第一下轴承座47，第二下轴承座48，第一双轴承49，第二双轴承50，第一压力弹簧51，球环52。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

具体实施方式

显然，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保护范围。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当称元件、组件被“连接”到另一元件、组件时，它可以直接连接到其他元件或者组件，或者也可以存在中间元件或者组件。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。

为便于对实施例的理解，下面将结合做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明的限定。

实施例1：如图1、图2所示，一种珩磨机伺服双进给加工结构，具有往复电机1、主旋电机2、顶箱3、导向杆4、滚珠导套5、主轴(滚动花键副)6、伺服双进给机构7及双进给珩磨头8，往复电机1通过立柱上的丝杠带动装有伺服双进给机构7和双进给珩磨头8的主轴箱体上下往复运动；主旋电机2通过带轮及皮带带动主轴(滚动花键副)6旋转，主轴(滚动花键副)6再将主旋传递给主轴实现主旋运动；往复电机1、主旋电机2和主轴(滚动花键副)6都安装在顶箱3上；导向杆4和滚珠导套5是辅助主轴(滚动花键副)6做上下往复运动。

主轴9通过联轴器29与进给缸连接轴16连接，将主旋运动传递给双进给珩磨头8；第一丝杠电机10旋转带动第一进给丝杠15旋转，丝杠螺母座30连接第一轴承圈11上下运动，第一轴承圈11带动第一轴承隔架12和第一进给销13上下运动，第一轴承隔架12在带动第一进给销13上下运动时，不跟随主轴9旋转，第一进给销13带动第一进给压杆14上下运动，第一进给压杆14带动第一顶杆23上下运动，第一顶杆23带动第一推杆24上下运动，第一推杆24将第一砂条25涨出。

第二丝杠电机17旋转带动第二进给丝杠18旋转，丝杠螺母座连接第二轴承圈19上下运动，第二轴承圈19带动第二轴承隔架20和第二进给销21上下运动，第二轴承隔架20在带动第二进给销21上下运动时，不跟随主轴9旋转，第二进给销21带动第二进给压杆22上下运动，第二进给压杆22带动第二顶杆26上下运动，第二顶杆26带动第二推杆27上下运动，第二推杆27将第二砂条28涨出。

第一丝杠电机10及第二丝杠电机17固定连接在双进给机箱壳体32，第一丝杠电机10的主轴通过第一联轴器45连接第一进给丝杠15，第二丝杠电机17的主轴通过第二联轴器46连接第二进给丝杠18，第一进给丝杠15连接第一上支撑轴承座43及第一丝杠螺母座30，第一进给丝杠15的另一端连接第一下轴承座47，第一上支撑轴承座43及第一下轴承座47固定在双进给机箱壳体32，第一丝杠螺母座30与第一轴承圈11连接，第一轴承圈11与第一轴承隔架12支撑连接第一双轴承49，第一双轴承49的之间有第一进给销13，第一进给销13与第一轴承隔架12连接，第一进给销13连接第一进给压杆14。

第二丝杠电机17连接第二上支撑轴承座44及第二丝杠螺母座31，第二进给丝杠18的另二端连接第二下轴承座48，第二上支撑轴承座44及第二下轴承座48固定在双进给机箱壳体32，第二丝杠螺母座31与第二轴承圈19连接，第二轴承圈19与第二轴承隔架20支撑连接第二双轴承50，第二双轴承50的之间有第二进给销21，第二进给销21与第二轴承隔架20连接，第二进给销21连接第二进给压杆22，第一进给压杆14的内腔有第二进给压杆22。

接头座33通过球形环与圆柱销连接固定在球形连接杆36中；连接螺母37通过自身结构和平键与接头座33连接；压紧螺母38通过螺纹与接头座33连接；珩磨头体41通过销轴34与套体40连接；第一压力弹簧51装配在球形连接杆36内；球环52装配在套体40内；压紧套42通过螺纹与套体40连接；圆柱销35装配在套体40内；第二压力弹簧39装配在珩磨头基体41内。

第一推杆24与第一砂条25通过斜面接触，第二推杆27与第二砂条28通过斜面接触，第一砂条25的外圈上有拉力弹簧将第一砂条25压紧在第一推杆24的斜面上，第二砂条28的外圈上有拉力弹簧将第二砂条28压紧在第二推杆27的斜面上。

第一推杆24或者第二推杆27向下移动，将第一砂条25或者第二砂条28涨出；第一推杆24或者第二推杆27向上移动，第一砂条25或者第二砂条28受到拉力弹簧的压紧力缩回。

本发明伺服双进给结构是专门为数控立式内圆珩磨机设计使用的，是随着立式内圆珩磨机的出现应运而生的。适合于批量较大、精度一致性要求较高的内孔的珩磨加工。

随着国内外环保力度的加大，用户对于提高产品质量的要求，已有大量用户提出需要加工有平顶网纹要求的薄壁零件。针对用户需要，对伺服双进给结构进行研制设计，以更好的适应市场需求，提高公司的竞争力。

为了加工有平顶网纹要求的薄壁孔零件，提高加工精度，特此设计了应用于立式内圆珩磨机的伺服双进给结构，将原有液压双进给结构中的液压进给缸改为伺服电机控制丝杠，丝杠带动轴承架，轴承架中穿有进给销，进给销与连接轴中的压杆相连，两条压杆可随丝杠螺母座上下移动。

连接轴与珩磨头相连，压杆向下移动将珩磨头中的顶杆顶出，顶杆向下移动顶推杆，推杆向下移动使粗、精珩磨砂条分别涨出，实现伺服双进给。

如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种珩磨机伺服双进给加工结构，其特征在于具有往复电机、主旋电机、顶箱、导向杆、滚珠导套、主轴(滚动花键副)、伺服双进给机构及双进给珩磨头，往复电机通过立柱上的丝杠带动装有伺服双进给机构和双进给珩磨头的主轴箱体上下往复运动；主旋电机通过带轮及皮带带动主轴(滚动花键副)旋转，主轴(滚动花键副)再将主旋传递给主轴实现主旋运动；往复电机、主旋电机和主轴(滚动花键副)都安装在顶箱上；导向杆和滚珠导套是辅助主轴(滚动花键副)做上下往复运动。

2.根据权利要求1所述的一种珩磨机伺服双进给加工结构，其特征在于主轴通过联轴器与进给缸连接轴连接，将主旋运动传递给双进给珩磨头；第一丝杠电机旋转带动第一进给丝杠旋转，丝杠螺母座连接第一轴承圈上下运动，第一轴承圈带动第一轴承隔架和第一进给销上下运动，第一轴承隔架在带动第一进给销上下运动时，不跟随主轴旋转，第一进给销带动第一进给压杆上下运动，第一进给压杆带动第一顶杆上下运动，第一顶杆带动第一推杆上下运动，第一推杆将第一砂条涨出；第二丝杠电机旋转带动第二进给丝杠旋转，丝杠螺母座连接第二轴承圈上下运动，第二轴承圈带动第二轴承隔架和第二进给销上下运动，第二轴承隔架在带动第二进给销上下运动时，不跟随主轴旋转，第二进给销带动第二进给压杆上下运动，第二进给压杆带动第二顶杆上下运动，第二顶杆带动第二推杆上下运动，第二推杆将第二砂条涨出。

3.根据权利要求2所述的一种珩磨机伺服双进给加工结构，其特征在于第一丝杠电机及第二丝杠电机固定连接在双进给机箱壳体，第一丝杠电机的主轴通过第一联轴器连接第一进给丝杠，第二丝杠电机的主轴通过第二联轴器连接第二进给丝杠，第一进给丝杠连接第一上支撑轴承座及第一丝杠螺母座，第一进给丝杠的另一端连接第一下轴承座，第一上支撑轴承座及第一下轴承座固定在双进给机箱壳体，第一丝杠螺母座与第一轴承圈连接，第一轴承圈与第一轴承隔架支撑连接第一双轴承，第一双轴承的之间有第一进给销，第一进给销与第一轴承隔架连接，第一进给销连接第一进给压杆。

4.根据权利要求2所述的一种珩磨机伺服双进给加工结构，其特征在于第二丝杠电机连接第二上支撑轴承座及第二丝杠螺母座，第二进给丝杠的另二端连接第二下轴承座，第二上支撑轴承座及第二下轴承座固定在双进给机箱壳体，第二丝杠螺母座与第二轴承圈连接，第二轴承圈与第二轴承隔架支撑连接第二双轴承，第二双轴承的之间有第二进给销，第二进给销与第二轴承隔架连接，第二进给销连接第二进给压杆，第一进给压杆的内腔有第二进给压杆；接头座通过球形环与圆柱销连接固定在球形连接杆中；连接螺母通过自身结构和平键与接头座连接；压紧螺母通过螺纹与接头座连接；珩磨头体通过销轴与套体连接；第一压力弹簧装配在球形连接杆内；球环装配在套体内；压紧套通过螺纹与套体连接；圆柱销装配在套体内；第二压力弹簧装配在珩磨头基体内。

5.根据权利要求2所述的一种珩磨机伺服双进给加工结构，其特征在于第一推杆与第一砂条通过斜面接触，第二推杆与第二砂条通过斜面接触，第一砂条的外圈上有拉力弹簧将第一砂条压紧在第一推杆的斜面上，第二砂条的外圈上有拉力弹簧将第二砂条压紧在第二推杆的斜面上；第一推杆或者第二推杆向下移动，将第一砂条或者第二砂条涨出；第一推杆或者第二推杆向上移动，第一砂条或者第二砂条受到拉力弹簧的压紧力缩回。

6.一种珩磨机伺服双进给加工方法,其特征在于含有以下步骤；

步骤1、采用双伺服电机驱动双丝杠，由丝杠分别带动进给活塞，活塞推动粗精两组砂条有序进给，精确控制进给量，提高加工精度，保证缸体内壁网纹角度；

步骤2、采用伺服双进给缸连接伺服往复系统，控制往复行程，减少过冲量，降低噪音。

7.根据权利要求6所述的一种珩磨机伺服双进给加工结构，其特征在于步骤1中通过伺服电机控制丝杠，丝杠带动轴承架，轴承架中穿有进给销，进给销与连接轴中的压杆相连，两条压杆分别随丝杠螺母座上下移动；连接轴与珩磨头相连，压杆向下移动将珩磨头中的顶杆顶出，顶杆向下移动顶推杆，推杆向下移动使粗、精珩磨砂条分别涨出，实现伺服双进给。