CN109483344A - 线嘴内孔研磨机 - Google Patents
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Abstract
一种线嘴内孔研磨机；包括扭力自调节磨盘线轮机构、悬浮式线嘴研磨夹具及张力保持研磨辅助机构，三者沿X轴布置于研磨机的工作台面上；扭力自调节磨盘线轮机构包括磨盘线轮、第一驱动机构及扭力传感器；第一驱动机构驱动磨盘线轮绕Y轴转动，扭力传感器设于磨盘线轮的转轴上；张力保持研磨辅助机构包括研磨辅助轮及第二驱动机构；第二驱动机构驱动研磨辅助轮做远离磨盘线轮的位移；悬浮式线嘴研磨夹具包括至少两轴向定位块，各轴向定位块沿X轴间隔排列，且均开设有通孔或贯通槽，供研磨线穿设，且各轴向定位块的通孔或贯通槽同直线排列。本发明提高了线嘴内孔研磨的自动化程度，降低了人工成本，提高了生产率，并保证了产品质量。
Description
技术领域
本发明涉及线嘴内孔研磨技术领域，具体涉及一种线嘴内孔研磨机。
背景技术
线嘴管材（以下简称“线嘴”）的内孔加工是线嘴产品生产加工的重要工序，此工序需要保证线嘴内孔的直径、圆度和光洁度。现有的线嘴加工属于劳动密集形产业，整个行业都处于生产设备相对落后、自动化程度低的状态。因此，目前行业内的此道工序加工手段均为手工作业或半机械化作业。
其中，手工作业就是用一根绳子或非金属线，将其穿过线嘴的内孔。加工时在绳子或线上沾上磨料，然后分别握住绳子或线的两端往复拉扯。此方法极其落后，不仅生产效率低，而且线嘴内孔的圆度无法保证。
半机械化作业有两种，一种是将线嘴夹在一机构上，通过机构可以由电机带动线嘴旋转，同时还是用一根绳子或非金属线，将其穿过线嘴内孔。加工时，在绳子或线上沾上磨料，然后分别握住绳子或线的两端往复拉扯，同时线嘴高速旋转。此方法的生产效率较纯手工有了明显提高，但对于线嘴内孔的直径、圆度和光洁度的加工质量改善不明显。
另一种半机械化手段为按预加工的线嘴内径选用一根钢丝，穿过线嘴内孔，在被加工线嘴的左右两侧分别安装磨盘线轮和研磨辅助轮，将钢丝绕在磨盘线轮和研磨辅助轮上并在磨盘线轮和研磨辅助轮间形成闭环。研磨时，在钢丝上沾上磨料，由工人左右旋转磨盘线轮带动钢丝作直线运动，当钢丝经过线嘴内孔时，带动磨料对内孔进行研磨。此方法的优点在于可以较好地保证线嘴内孔的直径、圆度和光洁度；同时此方法的缺点也比较明显，首先是工人的劳动强度较大，其次是钢丝直线运动的进给量不容易控制，进给量过大磨料很容易将钢丝卡死在线嘴管材内孔中，如果脱卸不小心还会使钢丝断在管材内，造成材料人工损失；钢丝进给量小则会影响生产效率。
因此，如何解决上述现有技术存在的不足，便成为本发明所要研究解决的课题。
发明内容
本发明的目的是提供一种线嘴内孔研磨机。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种线嘴内孔研磨机；包括扭力自调节磨盘线轮机构、悬浮式线嘴研磨夹具以及张力保持研磨辅助机构，三者均水平布置于研磨机的工作台面上，并沿X轴方向依次排列；
研磨线连设于所述扭力自调节磨盘线轮机构与所述悬浮式线嘴研磨夹具机构之间，待研磨的线嘴通过所述悬浮式线嘴研磨夹具定位，所述研磨线穿设于所述线嘴的内孔中；通过所述扭力自调节磨盘线轮机构与所述悬浮式线嘴研磨夹具机构的同步动作带动研磨线沿X轴方向位移，进而对线嘴的内孔进行研磨；其中，
所述扭力自调节磨盘线轮机构包括磨盘线轮、第一驱动机构以及扭力传感器；所述第一驱动机构驱动所述磨盘线轮绕Y轴方向转动，所述扭力传感器连设于磨盘线轮的转轴上，并与一控制电路电性连接；
所述控制电路电性连接所述第一驱动机构；
所述张力保持研磨辅助机构包括研磨辅助轮以及第二驱动机构；所述第二驱动机构驱动所述研磨辅助轮沿X轴方向做远离所述磨盘线轮的位移；
所述悬浮式线嘴研磨夹具包括至少两个轴向定位块，各轴向定位块沿X轴方向间隔排列，且各轴向定位块上均开设有通孔或贯通槽，该通孔或贯通槽供研磨线穿设，且各轴向定位块的所述通孔或贯通槽同直线排列；
线嘴通过所述研磨线的张力支撑，呈悬浮于工作台面的状态；所述线嘴的端部则抵靠定位于所述轴向定位块的侧部。
上述技术方案中的有关内容解释如下：
1．上述方案中，所述研磨线（如钢丝）的一端先固定在磨盘线轮上，另一端进入悬浮式线嘴研磨夹具穿过线嘴内孔，然后缠绕经过研磨辅助轮后回到磨盘线轮固定。
2．上述方案中，所述研磨线可以是往复运动实现对线嘴内孔的研磨，如研磨线为开环工作的方案；所述研磨线也可以是单方向运动实现对线嘴内孔的研磨，如研磨线为闭环工作的方案。
3．上述方案中，在所述研磨线为闭环工作的方案中，研磨线缠绕于所述磨盘线轮上，收、放线时，其匝数沿Y轴方向变化，构成收、放线时，研磨线会在磨盘线轮上沿Y轴方向发生位移；即，随着磨盘线轮的转动，一方面研磨线会偏离X轴方向，导致被定位于所述悬浮式线嘴研磨夹具中的线嘴的内孔加工出现不良；另一方面，磨盘线轮上研磨线的放出部分和进入部分会发生相互叠压，影响正常加工；
开环工作的方案中由于研磨辅助轮自带动力源驱动转动，此时研磨线通过往复运动实现对线嘴内孔的研磨，因此不存在上述问题；同样的，如果在闭环工作的方案中将研磨辅助轮配备动力源，使研磨线往复运行，则也不会存在上述问题。
4．上述方案中，所述扭力自调节磨盘线轮机构还包括一伺服自动排线机构，该伺服自动排线机构包括丝杠螺母机构以及第三驱动机构，所述丝杠螺母机构沿Y轴方向设置于工作台面上，所述第三驱动机构驱动所述磨盘线轮通过丝杠螺母机构沿Y轴方向位移。该第三驱动机构可选用伺服电机，并与所述控制电路电性连接。
借此设计，可调整所述研磨线的收、放线始终位于X轴方向上，保证线嘴内孔的加工质量，同时可避免研磨线的放出部分和进入部分发生相互叠压，使收、放线保证顺畅。
5．上述方案中，通过所述扭力传感器的设置，目的是通过所述控制电路实时检测磨盘线轮反馈扭力值，并根据反馈的扭力值做出相应的调整。具体的，本发明要求根据不同的线嘴内孔孔径加工要求选用相对应的不同直径的研磨线，并预先设定不同标准的扭力值；当发现扭力传感器测得实际扭力值超出预先设定的扭力值时，说明此时研磨线可能卡死在线嘴内孔上，所述控制电路会立即发送指令给第一驱动机构驱动磨盘线轮反转，然后再小幅度正转进给，如此反复带动研磨线往复运动，直至测量到的实时扭力值低于设定值，再回复原先工作状态。
6．上述方案中，所述第一驱动机构为伺服电机，并通过减速机以及联轴器与所述磨盘线轮的转轴传动连接。采用减速机主要是为提高扭矩，并非必须。
7．上述方案中，所述第二驱动机构为气缸，该气缸的驱动力恒定，该驱动力由研磨线的材质、直径决定；所述第二驱动机构保持驱动所述研磨辅助轮在X轴轨道上朝向远离所述磨盘线轮的方向位移，达到保持研磨线张力的作用，从而保证研磨线的直线度水平。所述驱动力可以根据加工要求预先设定，驱动力的数值可通过气压表显示。
8．上述方案中，所述张力保持研磨辅助机构还包括第四驱动机构，该第四驱动机构用于驱动所述研磨辅助轮绕Y轴方向与所述磨盘线轮同向转动，其转轴平行于磨盘线轮的转轴；借此设计，所述研磨线可呈开环状连设于所述磨盘线轮和所述研磨辅助轮之间。所述第四驱动机构可选用伺服电机，并与所述控制电路电性连接。
9．上述方案中，相邻两所述轴向定位块的间距为单个线嘴长度的整数倍。
借此设计，相邻两所述轴向定位块之间可定位多个线嘴，各所述线嘴排列紧凑，位于两端的线嘴分别抵靠于两轴向定位块的相对一侧上；借此设计实现同时对多个线嘴内孔进行研磨，以提高效率。
10．上述方案中，所述悬浮式线嘴研磨夹具通过一第五驱动机构驱动沿一X轴轨道做X轴方向的往复位移。所述第五驱动机构可选用伺服电机，并与所述控制电路电性连接。
借此设计，研磨线可不必位移，通过夹具与线的相对运动实现对线嘴的内孔的研磨，但该方案对控制的要求较高。
11．上述方案中，所述控制电路与一上位机电性连接，该上位机具有一操作控制屏。
可通过该操作控制屏显示和调整诸如扭力值等数据，同时实现对各驱动机构的控制，进而实现对整个研磨机全自动研磨的监控和控制。此部分功能也可以用按键、开关或者是其他类型的开关、电位器等具有调效功能的零配件构成。
12．上述方案中，还包括压线机构和防护罩，所述防护罩罩设于悬浮式线嘴研磨夹具上以及所述磨盘线轮上，起到保护和隔离的效果；所述压线机构对应所述悬浮式线嘴研磨夹具与所述研磨辅助轮之间的研磨线设置，通过压块对研磨线进行限位，用于保证研磨线的直线度水平。
本发明的工作原理及优点如下：
本发明一种线嘴内孔研磨机；包括扭力自调节磨盘线轮机构、悬浮式线嘴研磨夹具以及张力保持研磨辅助机构，三者沿X轴方向水平布置于研磨机的工作台面上；扭力自调节磨盘线轮机构包括磨盘线轮、第一驱动机构及扭力传感器；第一驱动机构驱动磨盘线轮绕Y轴转动，扭力传感器设于磨盘线轮的转轴上；张力保持研磨辅助机构包括研磨辅助轮及第二驱动机构；第二驱动机构驱动研磨辅助轮做远离磨盘线轮的位移；悬浮式线嘴研磨夹具包括至少两轴向定位块，各轴向定位块沿X轴间隔排列，且均开设有通孔或贯通槽，供研磨线穿设，且各轴向定位块的通孔或贯通槽同直线排列；线嘴通过研磨线的张力支撑悬浮于工作台面；线嘴的端部则抵靠于轴向定位块的侧部。
相比现有技术而言，本发明提高了线嘴内孔研磨的自动化程度，降低了人工成本，提高了生产率，并保证了产品质量。
本发明可有效保证所加工线嘴内孔的圆度和光洁度，直径误差可控制在0.01mm以内，此指标代表着国内最先进的水平。不仅不会出现钢丝卡死现象而且可以多支线嘴管材一起加工。
附图说明
附图1为本发明实施例的正面结构示意图；
附图2为本发明实施例的俯视示意图；
附图3为本发明实施例的左视示意图；
附图4为本发明实施例的立体示意图一；
附图5为本发明实施例的立体示意图二。
以上附图中：1．工作台面；2．研磨线；3．线嘴；4．悬浮式线嘴研磨夹具；5．磨盘线轮；6．研磨辅助轮；7．第一驱动机构；8．扭力传感器；9．磨盘线轮的转轴；10．减速机；11．联轴器；12．丝杠螺母机构；13．第三驱动机构；14．第二驱动机构；15．X轴轨道；16．研磨辅助轮的转轴；17．轴向定位块；18．通孔或贯通槽；19．操作显示屏；20．压线机构；21．位置传感器。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
实施例：参见附图1~5所示，为本发明的实施例附图，上述附图仅作为实施例结构、原理的示意，附图中所表现的结构并不能用来限制本案的保护范围，也并非在具体实施时的真实结构。
一种线嘴内孔研磨机，包括扭力自调节磨盘线轮机构、悬浮式线嘴研磨夹具4以及张力保持研磨辅助机构，三者均水平布置于研磨机的工作台面1上，并沿X轴方向从左到右依次排列。
研磨线2（如钢丝）连设于所述扭力自调节磨盘线轮机构与所述悬浮式线嘴研磨夹具机构之间，待研磨的线嘴3通过所述悬浮式线嘴研磨夹具4定位，所述研磨线2穿设于所述线嘴3的内孔中；通过所述扭力自调节磨盘线轮机构与所述悬浮式线嘴研磨夹具机构的同步动作带动研磨线2沿X轴方向位移，进而对线嘴2的内孔进行研磨。具体的，所述研磨线2的一端先固定在磨盘线轮5上，另一端进入悬浮式线嘴研磨夹具4穿过线嘴3内孔，然后缠绕经过研磨辅助轮6后回到磨盘线轮5固定。所述研磨线2可以是往复运动实现对线嘴3内孔的研磨，如研磨线2为开环工作的方案，即本实施例。所述研磨线2也可以是单方向运动实现对线嘴3内孔的研磨，如研磨线2为闭环工作的方案（未附图示）。
其中，所述扭力自调节磨盘线轮机构包括磨盘线轮5、第一驱动机构7以及扭力传感器8；所述第一驱动机构7驱动所述磨盘线轮5绕Y轴方向转动，所述扭力传感器8连设于磨盘线轮5的转轴9上，并与一控制电路电性连接；所述控制电路电性连接所述第一驱动机构7；第一驱动机构7为伺服电机，并通过减速机10以及联轴器11与所述磨盘线轮5的转轴9传动连接。采用减速机10主要是为提高扭矩，并非必须。
通过所述扭力传感器8的设置，目的是通过所述控制电路实时检测磨盘线轮5反馈的扭力值，并根据反馈的扭力值做出相应的调整。具体的，本发明要求根据不同的线嘴3内孔孔径加工要求选用相对应的不同直径的研磨线2，并预先设定不同标准的扭力值；当发现扭力传感器8测得实际扭力值超出预先设定的扭力值时，说明此时研磨线2可能卡死在线嘴3内孔上，所述控制电路会立即发送指令给第一驱动机构7驱动磨盘线轮5反转，然后再小幅度正转进给，如此反复带动研磨线2往复运动，直至测量到的实时扭力值低于设定值，再回复原先工作状态。
在所述研磨线2为闭环工作的方案中，研磨线2缠绕于所述磨盘线轮5上，收、放线时，其匝数沿Y轴方向变化，构成收、放线时，研磨线2会在磨盘线轮5上沿Y轴方向发生位移；即，随着磨盘线轮5的转动，一方面研磨线2会偏离X轴方向，导致被定位于所述悬浮式线嘴研磨夹具4中的线嘴3的内孔加工出现不良；另一方面，磨盘线轮5上研磨线2的放出部分和进入部分会发生相互叠压，影响正常加工；而开环工作的方案中由于研磨辅助轮6可自带动力源驱动转动，此时研磨线2通过往复运动实现对线嘴3内孔的研磨，因此不存在上述问题；同样的，如果在闭环工作的方案中将研磨辅助轮6配备动力源，使研磨线2往复运行，则也不会存在上述问题。
其中，所述扭力自调节磨盘线轮机构还包括一伺服自动排线机构，该伺服自动排线机构包括丝杠螺母机构12以及第三驱动机构13，所述丝杠螺母机构12沿Y轴方向设置于工作台面1上，所述第三驱动机构13驱动所述磨盘线轮5通过丝杠螺母机构12沿Y轴方向位移。该第三驱动机构13可选用伺服电机，并与所述控制电路电性连接。借此设计，可调整所述研磨线2的收、放线始终位于X轴方向上，保证线嘴3内孔的加工质量，同时可避免研磨线2的放出部分和进入部分发生相互叠压，使收、放线保证顺畅。所述丝杠螺母机构12的位移量可通过一个或多个位置传感器21进行监控。
其中，所述张力保持研磨辅助机构包括研磨辅助轮6以及第二驱动机构14；所述研磨辅助轮6上定位有所述研磨线2，研磨辅助轮6转动支撑于一连接座22上；所述第二驱动机构14固设于一底座23上，该底座23固设于所述工作台面1上；所述底座23上设有X轴轨道15，所述连接座22通过该X轴轨道15与所述底座23水平滑动配合。
所述第二驱动机构14为气缸，该气缸的驱动力恒定，该驱动力由研磨线2的材质、直径决定；所述第二驱动机构14保持驱动所述研磨辅助轮6在X轴轨道15上朝向远离所述磨盘线轮5的方向位移，达到保持研磨线2张力的作用，从而保证研磨线2的直线度水平。所述驱动力可以根据加工要求预先设定，驱动力的数值可通过气压表显示。
其中，所述张力保持研磨辅助机构还可包括第四驱动机构（图中未绘出），该第四驱动机构用于驱动所述研磨辅助轮6绕Y轴方向与所述磨盘线轮5同向转动，其转轴16平行于磨盘线轮5的转轴9；借此设计，所述研磨线2可呈开环状连设于所述磨盘线轮5和所述研磨辅助轮6之间。所述第四驱动机构可选用伺服电机，并与所述控制电路电性连接。
其中，所述悬浮式线嘴研磨夹具4包括多个轴向定位块17，各轴向定位块17沿X轴方向间隔排列，且各轴向定位块17上均开设有通孔或贯通槽18，该通孔或贯通槽18供研磨线2穿设，且各轴向定位块17的所述通孔或贯通槽18在同一高度位置同直线排列；线嘴3通过所述研磨线2的张力支撑，呈悬浮于工作台面1的状态；所述线嘴3的端部则抵靠定位于所述轴向定位块17的侧部。
相邻两所述轴向定位块17的间距为单个线嘴3长度的整数倍。借此设计，相邻两所述轴向定位块17之间可定位多个线嘴3，各所述线嘴3排列紧凑，位于两端的线嘴3分别抵靠于两轴向定位块17的相对一侧上；借此设计实现同时对多个线嘴3内孔进行研磨，以提高效率。
其中，所述悬浮式线嘴研磨夹具4还可通过一第五驱动机构驱动沿一X轴轨道做X轴方向的往复位移（图中未绘出）。所述第五驱动机构可选用伺服电机，并与所述控制电路电性连接。借此设计，研磨线2可不必位移，通过夹具4与线2的相对运动实现对线嘴3的内孔的研磨，但该方案对控制的要求较高。
其中，所述控制电路与一上位机电性连接，该上位机具有一操作控制屏19。可通过该操作控制屏19显示和调整诸如扭力值等数据，同时实现对各驱动机构的控制，进而实现对整个研磨机全自动研磨的监控和控制。此部分功能也可以用按键、开关或者是其他类型的开关、电位器等具有调效功能的零配件构成。
其中，还包括压线机构20和防护罩，所述防护罩罩设于悬浮式线嘴研磨夹具4上以及所述磨盘线轮5上（图中未绘出），起到保护和隔离的效果；所述压线机构20对应所述悬浮式线嘴研磨夹具4与所述研磨辅助轮6之间的研磨线2设置，通过压块对研磨线2进行限位，用于保证研磨线2的直线度水平。
相比现有技术而言，本发明提高了线嘴内孔研磨的自动化程度，降低了人工成本，提高了生产率，并保证了产品质量。
本发明可有效保证所加工线嘴内孔的圆度和光洁度，直径误差可控制在0.01mm以内，此指标代表着国内最先进的水平。不仅不会出现钢丝卡死现象而且可以多支线嘴管材一起加工。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种线嘴内孔研磨机；其特征在于：包括扭力自调节磨盘线轮机构、悬浮式线嘴研磨夹具以及张力保持研磨辅助机构，三者均水平布置于研磨机的工作台面上，并沿X轴方向依次排列；
研磨线连设于所述扭力自调节磨盘线轮机构与所述悬浮式线嘴研磨夹具机构之间，待研磨的线嘴通过所述悬浮式线嘴研磨夹具定位，所述研磨线穿设于所述线嘴的内孔中；通过所述扭力自调节磨盘线轮机构与所述悬浮式线嘴研磨夹具机构的同步动作带动研磨线沿X轴方向位移，进而对线嘴的内孔进行研磨；
所述扭力自调节磨盘线轮机构包括磨盘线轮、第一驱动机构以及扭力传感器；所述第一驱动机构驱动所述磨盘线轮绕Y轴方向转动，所述扭力传感器连设于磨盘线轮的转轴上，并与一控制电路电性连接；
所述控制电路电性连接所述第一驱动机构；
所述张力保持研磨辅助机构包括研磨辅助轮以及第二驱动机构；所述第二驱动机构驱动所述研磨辅助轮沿X轴方向做远离所述磨盘线轮的位移；
所述悬浮式线嘴研磨夹具包括至少两个轴向定位块，各轴向定位块沿X轴方向间隔排列，且各轴向定位块上均开设有通孔或贯通槽，该通孔或贯通槽供研磨线穿设，且各轴向定位块的所述通孔或贯通槽同直线排列；
线嘴通过所述研磨线的张力支撑，呈悬浮于工作台面的状态；所述线嘴的端部则抵靠定位于所述轴向定位块的侧部。
2.根据权利要求1所述的研磨机，其特征在于：所述扭力自调节磨盘线轮机构还包括一伺服自动排线机构，该伺服自动排线机构包括丝杠螺母机构以及第三驱动机构，所述丝杠螺母机构沿Y轴方向设置于工作台面上，所述第三驱动机构驱动所述磨盘线轮通过丝杠螺母机构沿Y轴方向位移。
3.根据权利要求1所述的研磨机，其特征在于：所述第一驱动机构为伺服电机，并通过减速机以及联轴器与所述磨盘线轮的转轴传动连接。
4.根据权利要求1所述的研磨机，其特征在于：所述第二驱动机构为气缸，该气缸的驱动力恒定；所述第二驱动机构保持该驱动力，迫使所述研磨辅助轮在X轴轨道上朝向远离所述磨盘线轮的方向位移，达到保持研磨线张力的作用。
5.根据权利要求1所述的研磨机，其特征在于：所述研磨辅助轮上定位有所述研磨线，研磨辅助轮转动支撑于一连接座上；所述第一驱动机构固设于一底座上，该底座固设于所述工作台面上；所述底座上设有X轴轨道，所述连接座通过该X轴轨道与所述底座水平滑动配合。
6.根据权利要求1所述的研磨机，其特征在于：所述张力保持研磨辅助机构还包括第四驱动机构，该第四驱动机构用于驱动所述研磨辅助轮绕Y轴方向与所述磨盘线轮同向转动，其转轴平行于磨盘线轮的转轴。
7.根据权利要求1所述的研磨机，其特征在于：相邻两所述轴向定位块的间距为单个线嘴长度的整数倍。
8.根据权利要求1所述的研磨机，其特征在于：所述悬浮式线嘴研磨夹具通过一第五驱动机构驱动沿一X轴轨道做X轴方向的往复位移。
9.根据权利要求1所述的研磨机，其特征在于：所述控制电路与一上位机电性连接，该上位机具有一操作控制屏。
10.根据权利要求1所述的研磨机，其特征在于：还包括压线机构和防护罩，所述防护罩罩设于悬浮式线嘴研磨夹具上以及所述磨盘线轮上，起到保护和隔离的效果；所述压线机构对应所述悬浮式线嘴研磨夹具与所述研磨辅助轮之间的研磨线设置，通过压块对研磨线进行限位，用于保证研磨线的直线度水平。
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