CN112720176A - 一种主动顺应轮形砂带机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种主动顺应轮形砂带机构，包括磨削接触轮，磨削接触轮外圆套有砂带，磨削接触轮内部设置有轮上圆盘，轮上圆盘中心处设置有肋筋换向器，肋筋换向器中心位置处穿插设置有旋转主轴，旋转主轴和肋筋换向器采用过盈配合，旋转主轴上部还设置有轴承结构，轴承结构底部与法兰盘固定连接，法兰盘与肋筋换向器之间均匀设置有若干加强筋，所述轴承结构还与电动推杆结构连接。本发明解决了现有技术中存在的砂带磨削中难以对非均匀厚度薄壁件加工过程进行在线控制的问题。
Description
技术领域
本发明属于非均匀厚度薄壁件先进制造加工技术领域，具体涉及一种主动顺应轮形砂带机构。
背景技术
随着汽车制造、航空航天及现代制造业的进步和发展,对复杂型面的金属材料和非金属材料，比如钛合金、高温合金、陶瓷等难加工材料的表面加工质量、精度、完整性及光洁度提出了更高的要求，砂带磨削作为一种具有磨削、研磨、抛光多种功能的工艺，对工件的加工质量起着关键性的作用。
自由曲面构件型面薄厚一致性差，在不同的位置具有不同的法向刚度，而砂带磨削加工轨迹通常沿着曲面各点的法向进行加工轨迹规划，固定传统的砂带磨削机构在加工过程中对复杂型面的适应性较差，难以实现对磨削过程的控制，影响加工表面质量及加工精度。
专利201910355539.1涉及一种可调的开式砂带磨削装置，其结构包括底座、工作台和依次由左至右设置在工作台上的工作装置、工件台以及辅助支撑台，工作台固定于底座上，工作装置固定在工作台，工作装置包括箱体、设置在箱体上方的电机和减速箱，箱体设有放带轮和收带轮，电机通过减速箱与放带轮和收带轮连接，放带轮和收带轮之间设有三个砂带松紧调节轮，三个砂带松紧调节轮活动装设在箱体上，箱体上设有三道供三个砂带松紧调节轮移动的轨道，实现普通机床加工高质量零件。专利201910100036.X公开了一种压力与张紧力联合控制的砂带磨削装置及其使用方法，装置包括接触轮组件、第一气缸、驱动轮组件、张紧轮组件、第二气缸、第二惰轮组件和砂带。本发明控制接触轮组件和张紧轮组件完成相应的位移，消除法向磨削压力改变对张紧力的影响，保持磨削过程的磨削力恒定，从而有效减少了磨削过程振动，保障了加工表面质量和砂带寿命。
但上述专利中均未提及有关加工中可以实现砂带磨削接触轮主动顺应刚度连续性变化的磨削方法和机构，且国内对砂带磨削过程控制研究较少，传统方法通常通过加工参数优选、磨削力监测等方法对磨削过程进行离线调节，难以对实际磨削过程进行实时调控，主动顺应轮形砂带磨削机构为曲面自适应加工技术提供了一种新型的思路和方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种主动顺应轮形砂带机构，解决了现有技术中存在的砂带磨削中难以对非均匀厚度薄壁件加工过程进行在线控制的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种主动顺应轮形砂带机构，包括磨削接触轮，磨削接触轮外圆套有砂带，磨削接触轮内部设置有轮上圆盘，轮上圆盘中心处设置有肋筋换向器，肋筋换向器中心位置处穿插设置有旋转主轴，旋转主轴和肋筋换向器采用过盈配合，旋转主轴上部还设置有轴承结构，轴承结构底部与法兰盘固定连接，法兰盘与肋筋换向器之间均匀设置有若干加强筋，所述轴承结构还与电动推杆结构连接。
本发明的特点还在于，
轴承结构具体结构为：包括固定在旋转主轴上的一个轴承座盖，轴承座盖中间设置有单管夹片。
旋转主轴与法兰盘接触位置处开设有一对键槽，每个键槽中设置有平键。
轮上圆盘底部与轮底圆盘采用螺栓连接，旋转主轴底部和轮底圆盘采用螺钉连接。
电动推杆结构具体结构为：包括电动推杆底座，电动推杆底座与推杆连接，推杆与所述单管夹片用螺栓固定。
加强筋一端固定在法兰上，加强筋另一端穿过肋筋换向器和轮上圆盘伸入磨削接触轮内部肋筋孔中。
磨削接触轮上开设有若干个肋筋孔，肋筋孔数量与所述加强筋数量一致。
法兰盘上深沟球轴承两端分别通过轴用卡簧和孔用卡簧进行固定，孔用卡簧固定在轴承座盖的孔内的卡簧槽内，轴用卡簧固定在法兰盘上的卡簧槽内。
本发明的有益效果是，一种主动顺应轮形砂带机构，砂带接触轮和加强筋是进行主动顺应调节的主要部件，加强筋在肋筋孔中的位置变化依靠电动推杆完成，结合肋筋换向器实现将加强筋轴向运动转换成螺旋运动，法兰盘带动加强筋运动调节其在肋筋孔中的位置，使磨削接触轮在加工过程中获得不同的接触刚度，机床刀柄夹持旋转主轴为砂带磨削切削运动提供动力，实现磨削效果。本发明的最终效果是通过电动推杆控制加强筋在肋筋孔中的位置，使砂带磨削过程中磨削接触轮引导的砂带与工件之间的接触状态发生变化，达到对曲面工件砂带磨削过程的在线调控，进而取得期望的磨削加工效果。
附图说明
图1是主动顺应轮形砂带磨削机构立体图；
图2是砂带磨削接触轮内部结构图；
图3是砂带磨削接触轮与轮底圆盘组合结构图；
图4是砂带磨削接触轮与轮上圆盘组合结构图；
图5是砂带磨削接触轮肋筋换向器处结构图；
图6是法兰盘与轴承盖之间结构图。
图中，1.旋转主轴，2.平键，3.轴承座盖，4.单管夹片，5.法兰盘，6.加强筋，7.肋筋换向器，8.轮上圆盘，9.磨削接触轮，10.砂带，11.电动推杆底座，12.推杆，13.肋筋孔，14.轮底圆盘，15.轴用卡簧，16.深沟球轴承，17.孔用卡簧。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种主动顺应轮形砂带机构，结构如图1～图5所示，包括磨削接触轮9，磨削接触轮9外圆套有砂带10，磨削接触轮9内部设置有轮上圆盘8，轮上圆盘8中心处设置有肋筋换向器7，肋筋换向器7中心位置处穿插设置有旋转主轴1，旋转主轴1和肋筋换向器7采用过盈配合，旋转主轴1上部还设置有轴承结构，轴承结构底部与法兰盘5固定连接，法兰盘5与肋筋换向器7之间均匀设置有若干加强筋6，轴承结构还与电动推杆结构连接。
轴承结构具体结构为：包括固定在所述旋转主轴1上的一个轴承座盖3，轴承座盖3中间设置有单管夹片4。
旋转主轴1与法兰盘5接触位置处开设有一对键槽，每个键槽中设置有平键2。
如图3所示，轮上圆盘8底部与轮底圆盘14采用螺栓连接，旋转主轴1底部和轮底圆盘14采用螺钉连接。
电动推杆结构具体结构为：包括电动推杆底座11，电动推杆底座11与推杆12连接，推杆12与单管夹片4用螺栓固定。
加强筋6一端固定在法兰5上，加强筋6另一端穿过肋筋换向器7和轮上圆盘8伸入磨削接触轮9内部肋筋孔中。
磨削接触轮9上开设有若干个肋筋孔13，肋筋孔13数量与所述加强筋6数量一致。
如图6所示，法兰盘5上深沟球轴承16两端分别通过轴用卡簧15和孔用卡簧17进行固定，孔用卡簧17固定在所述轴承座盖3的孔内的卡簧槽内，轴用卡簧15固定在法兰盘上的卡簧槽内。
本发明一种主动顺应轮形砂带磨削机构中，旋转主轴1、轴承座盖3、法兰盘5、肋筋换向器7、轮上圆盘8、磨削接触轮9、砂带10的中心位于一条轴向上。砂带磨削机构是本发明的关键部件，是。其主体部分可以由带6个肋筋孔和3个连接上下圆盘的孔的橡胶轮构成。加强筋6和中空的肋筋孔可以进行配合运动。在法兰盘5上的轴承座盖3内部有被轴用卡簧15和孔用卡簧17轴向固定的深沟球轴承16，当轴承座盖3向下推动时，会推动法兰盘5向下运动，当轴承座向上移动时，由孔用卡簧17向上提拉深沟球轴承16，深沟球轴承16被轴用卡簧15固定，带着法兰盘5向上移动。
本发明一种主动顺应轮形砂带磨削机构工作原理如下：其结构通过机床刀柄旋转，首先将砂带10环绕在磨削接触轮9上，旋转主轴1旋转通过平键2传递给法兰盘5，旋转主轴1底部用螺钉与轮底圆盘14固定，旋转主轴1带动肋筋换向器7、轮上圆盘8、磨削接触轮9、轮底圆盘14共同旋转。
其次，根据磨削加工所需橡磨削接触轮9不同的刚度要求，推杆12工作推动单管夹片4向下移动，经过轴承座盖3、法兰盘5向下推动加强筋6，加强筋6经过肋筋换向器7后从轴向转换方向为螺旋伸入磨削接触轮9中的肋筋孔中从而使与法兰盘5连接的加强筋6处于肋筋孔中所需的位置。
本发明的一种主动顺应轮形砂带磨削机构，根据非均匀厚度薄壁件构件的特征变化，通过控制调节推杆12的伸缩量，在加工过程中调节磨削接触轮9的刚度，适应加工特征的变化。通过该主动顺应轮形砂带磨削机构，达到了接触刚度的连续性变化，又有相对简单的机械结构，易于装配，还保证了刚度调整的柔顺性。
通过本发明非均匀厚度薄壁件工件，尤其对曲面类难加工材料工件，实现了在磨削加工过程中的磨削接触轮实时调节，能够适应非均匀工件厚度的变化，提高磨削加工质量和效率，获得理想的加工表面质量，相比传统砂带磨削机构具有更高的柔性，适应多品种不同产品的磨削加工，结构简单，实用性高。
Claims (8)
1.一种主动顺应轮形砂带机构，其特征在于，包括磨削接触轮(9)，磨削接触轮(9)外圆套有砂带(10)，磨削接触轮(9)内部设置有轮上圆盘(8)，轮上圆盘(8)中心处设置有肋筋换向器(7)，肋筋换向器(7)中心位置处穿插设置有旋转主轴(1)，旋转主轴(1)和肋筋换向器(7)采用过盈配合，旋转主轴(1)上部还设置有轴承结构，轴承结构底部与法兰盘(5)固定连接，法兰盘(5)与肋筋换向器(7)之间均匀设置有若干加强筋(6)，所述轴承结构还与电动推杆结构连接。
2.根据权利要求1所述的一种主动顺应轮形砂带机构，其特征在于，所述轴承结构具体结构为：包括固定在所述旋转主轴(1)上的一个轴承座盖(3)，轴承座盖(3)中间设置有单管夹片(4)。
3.根据权利要求2所述的一种主动顺应轮形砂带机构，其特征在于，所述旋转主轴(1)与所述法兰盘(5)接触位置处开设有一对键槽，每个键槽中设置有平键(2)。
4.根据权利要求2所述的一种主动顺应轮形砂带机构，其特征在于，所述轮上圆盘(8)底部与轮底圆盘(14)采用螺栓连接，所述旋转主轴(1)底部和轮底圆盘(14)采用螺钉连接。
5.根据权利要求2所述的一种主动顺应轮形砂带机构，其特征在于，所述电动推杆结构具体结构为：包括电动推杆底座(11)，电动推杆底座(11)与推杆(12)连接，推杆(12)与所述单管夹片(4)用螺栓固定。
6.根据权利要求2所述的一种主动顺应轮形砂带机构，其特征在于，所述加强筋(6)一端固定在法兰(5)上，加强筋(6)另一端穿过肋筋换向器(7)和轮上圆盘(8)伸入磨削接触轮(9)内部肋筋孔中。
7.根据权利要求6所述的一种主动顺应轮形砂带机构，其特征在于，所述磨削接触轮(9)上开设有若干个肋筋孔(13)，肋筋孔(13)数量与所述加强筋(6)数量一致。
8.根据权利要求2所述的一种主动顺应轮形砂带机构，其特征在于，所述法兰盘(5)上深沟球轴承(16)两端分别通过轴用卡簧(15)和孔用卡簧(17)进行固定，孔用卡簧(17)固定在所述轴承座盖(3)孔内的卡簧槽内，轴用卡簧(15)固定在法兰盘上的卡簧槽内。
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