CN113910058A - 内腔壁磨削工装及磨床 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种内腔壁磨削工装及磨床，涉及加工机床技术领域，旨在解决卧式磨床在使用的过程中存在刀杆和砂轮在重力作用下可能会在工件表面产生振纹而导致工件表面加工精度下降的技术问题，其主要方案包括磨削架，所述磨削架上设置有竖直的磨削杆，所述磨削杆上转动连接有磨削砂轮，所述磨削砂轮端面所在的面竖直设置；所述磨削架上设置有驱动磨削砂轮转动的驱动组件。本申请具有减少磨削振纹，提高工件表面质量的效果。

Description

内腔壁磨削工装及磨床

技术领域

本申请涉及加工机床的领域，尤其是涉及一种内腔壁磨削工装及磨床。

背景技术

磨床是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床，大多数的磨床是使用高速旋转的砂轮对工件进行磨削加工从而达到加工精度的设备。

相关技术中，公开号为CN103639890A的中国专利，公开了一种双磨头数控内圆磨床，具体的说是一种具有两个磨头的数控内圆磨床，其包括床身，床身上设有工作台和磨架，工作台上设有床头箱，床头箱前端连接夹具，工作台通过连接的纵向驱动机构驱动纵向移动，磨架滑板上沿横向并排设有第一磨头和第二磨头。磨架滑板通过连接的横向伺服机构驱动横向移动。

针对上述中的相关技术，上述磨床在使用的过程中发明人认为存在刀杆和砂轮在重力作用下可能会在工件表面产生振纹而导致工件表面加工精度下降的缺陷。

发明内容

为了便于提高磨床的加工精度，本申请提供一种内腔壁磨削工装及磨床。

第一方面，本申请提供一种内腔壁磨削工装，采用如下的技术方案：

一种内腔壁磨削工装，包括磨削架，所述磨削架上设置有竖直的磨削杆，所述磨削杆上转动连接有磨削砂轮，所述磨削砂轮端面所在的面竖直设置；所述磨削架上设置有驱动磨削砂轮转动的驱动组件。

通过采用上述技术方案，卧式磨削杆在重力作用下会发生振动，因而会在工件的表面留下振纹；而竖直设置的磨削杆能够减轻卧式磨削杆受到的重力影响，由于重力方向与磨削方向一致，因而即使在磨削杆长度方向上发生振动，在磨削方向上也不会导致垂直磨削方向的振纹产生，从而减轻了重力对磨削杆振动产生的影响，降低了振纹产生的几率，提高了工件的磨削质量。

优选的，所述驱动组件包括设置在磨削架上的驱动电机、设置在驱动电机输出轴上的主动同步轮、与磨削砂轮同轴的从动同步轮以及套设在主动同步轮和从动同步轮上的同步带。

通过采用上述技术方案，同步带套设在主动同步轮和从动同步轮上使得磨削砂轮能够在同步带的传动下与驱动电机保持相同的转速，因而能够达到对工件进行磨削的转速要求；另外，同步带和主动同步轮、从动同步轮相配合能够提高传动效率，保证对工件内腔壁磨削的效率。

优选的，所述磨削杆远离磨削架的一端开设有供磨削砂轮安装的安装槽，所述磨削杆位于磨削砂轮端壁的一侧设置有用于封闭安装槽的封闭板。

通过采用上述技术方案，安装槽的设置便于将磨削砂轮安装在磨削杆的端部，而封闭板的设置便于将安装槽的一侧进行封闭，防止磨削砂轮从安装槽中脱出；同时，还能够提高磨削杆的强度，减轻磨削杆在磨削时产生的振动。

优选的，所述磨削杆远离磨削砂轮的一端设置拓展块，所述磨削架靠近拓展块的一端设置有固定组件，所述磨削杆通过拓展块和固定组件可拆卸连接于磨削架上。

通过采用上述技术方案，拓展块在拓展块和固定组件的配合下固定在磨削架上，使得磨削杆相对于磨削架可拆卸，便于更换磨削杆和磨削砂轮，从而适应于不同尺寸的工件以及不同尺寸的加工槽。

优选的，所述拓展块和磨削杆上开设有固定孔，所述固定孔为腰形孔，所述固定组件包括锁止螺栓以及固定垫片，所述锁止螺栓插设在固定孔中，所述锁止螺栓穿过固定垫片与磨削架螺纹连接以将磨削杆固定在磨削架上。

通过采用上述技术方案，锁止螺栓插设在固定垫片中并穿设在固定孔中与磨削架螺纹连接，多个固定组件配合从而将磨削杆固定在磨削架上，从而能够将磨削杆厚度方向上锁紧，减轻磨削杆厚度方向上的震动；由于固定孔为腰形孔，因而能够在安装磨削杆时对磨削杆的位置进行微调从而便于张紧同步带。

优选的，所述磨削架位于磨削杆一侧设置有用于抵紧磨削杆的抵紧组件。

通过采用上述技术方案，抵紧组件的设置能够从磨削杆的一侧对磨削杆进行抵紧，从而减轻了磨削杆在宽度方向上的震动。

优选的，所述抵紧组件包括固定块、将固定块固定在磨削架上的固定螺栓以及螺纹连接在固定块上的抵紧螺栓，所述抵紧螺栓的端壁与磨削杆的侧壁相抵。

通过采用上述技术方案，固定螺栓能够将固定块固定在磨削架上，而螺纹连接在固定块上的抵紧螺栓能够抵紧磨削杆，减轻了磨削杆的振动。

优选的，所述磨削架开设有供拓展块和磨削杆插设的插接孔，所述固定组件包括抵接在拓展块表面的滑移块以及驱动滑移块抵紧拓展块的锁止部件。

通过采用上述技术方案，插接孔的设置能够对磨削杆在水平面内的位置进行限制，而锁止部件的设置能够驱动滑移块抵紧拓展块，能够将磨削杆固定在插接孔中，便于磨削杆的拆卸和更换。

优选的，所述锁止部件包括插设在插接孔中的抵接块、设置在抵接块一端的驱动部以及推动抵接块来抵压滑移块的抵压螺栓，所述抵压螺栓穿过驱动部与磨削架螺纹连接，所述滑移块朝向抵接块的一侧设置有抵接斜面。

通过采用上述技术方案，抵压螺栓抵压驱动部，驱动部带动抵接块移动，由于滑移块一侧设置的抵接斜面，因而抵接块在抵压滑移块时不仅能够产生向上的固定力，还能够产生沿磨削杆宽度方向的抵压力，两个拓展块上的抵接块相互抵压，从而实现对磨削杆的固定。

第二方面，本申请提供一种磨床，采用如下的技术方案：

一种磨床，包括机架，所述机架上安装有行走装置，所述行走装置上安装有内腔壁磨削工装，所述机架位于磨削杆下方设置有夹持工装；所述夹持工装包括的固定部和旋转部，所述旋转部安装在机架上，所述固定部安装在旋转部上；所述固定部上设置有供磨削杆插设的磨削孔，所述固定部位于磨削孔周围设置有用于固定工件的螺孔。

通过采用上述技术方案，夹持工装的设置便于将工件固定在磨削杆的下方，而行走装置则带动内腔壁磨削工装在空间内移动，能够对工件的内腔壁进行磨削，不易导致内腔壁磨削工装因受到重力影响而产生振纹，提高了工件的加工精度；固定台上的磨削孔能够供磨削杆插设，进而为磨削杆给工件的内腔壁磨削时进行让位，而螺孔的设置则便于将工件稳定地固定在固定台上，从而减轻了因工件振动导致的振纹；旋转部的设置便于将固定台旋转一定的角度，从而便于对工件内腔壁加工多个内腔壁槽。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过采用磨削架、磨削杆、磨削砂轮、驱动组件、驱动电机、主动同步轮、从动同步轮、同步带、安装槽、封闭板、转动孔和让位槽相配合的技术，从而便于降低重力对磨削砂轮的影响，减少了磨削过程中的振纹，提高了工件的加工精度；

2.通过采用拓展块、固定组件、固定孔、腰形孔、锁止螺栓、固定垫片、抵紧组件、固定块、固定螺栓和抵紧螺栓相配合的技术，从而便于对磨削杆进行拆卸以适应于不同尺寸的工件以及不同尺寸的内腔壁槽；

3.通过采用内腔壁磨削工装、夹持工装、固定部、旋转部、固定台、磨削孔、螺孔和排屑孔相配合的技术，能够对工件限位且能够通过旋转部进行旋转，便于对工件进行加工。

附图说明

图1是相关技术中工件的结构示意图；

图2是实施例1中一种内腔壁磨削工装的主体结构示意图；

图3是实施例1中用于展现磨削杆处结构的爆炸示意图；

图4是实施例1中用于展现机架处结构的示意图；

图5是实施例1中用于展现夹持工装处结构的示意图；

图6是实施例2中一种内腔壁磨削工装的主体结构示意图；

图7是图6中A处结构的放大示意图；

图8是实施例3中一种内腔壁磨削工装的主体结构示意图；

图9是实施例3中磨削架的结构剖视图，用于展现插接孔内部的结构。

附图标记说明：1、工件；11、通孔；111、通槽；12、圆孔；2、磨削架；20、轴承座；21、磨削杆；211、安装槽；2111、转轴；22、磨削砂轮；23、封闭板；230、轴承；231、转动孔；232、让位槽；24、拓展块；241、固定孔；25、支撑块；26、插接孔；3、驱动组件；31、驱动电机；32、主动同步轮；33、从动同步轮；34、同步带；4、固定组件；41、锁止螺栓；42、固定垫片；43、滑移块；431、抵接斜面；5、抵紧组件；51、固定块；52、固定螺栓；53、抵紧螺栓；6、锁止部件；61、抵接块；611、让位斜面；62、驱动部；63、抵压螺栓；7、机架；70、工作台；700、安装滑槽；71、行走装置；72、夹持工装；721、固定部；722、旋转部；73、固定台；731、磨削孔；7311、螺孔；7312、排屑孔。

具体实施方式

以下结合附图1-9对本申请作进一步详细说明。

内腔壁加工的工件如图1所示，工件1中心沿径向开设有通孔11，工件1位于通孔11的周向开设有沿通孔11轴向贯通的通槽111，此通槽111即为需要加工形成的内腔壁槽。工件1位于通孔11周围开设有用于将工件1固定在设备上的圆孔12，以便于工件1安装。本工件1仅以一种加工工件为例，其他在内腔壁上进行加工槽孔的工件均可运用本申请进行加工，故不再一一赘述。

本申请实施例公开一种内腔壁磨削工装，能够加工上述内腔壁槽；凡工件1内腔侧壁上的槽孔例如行星齿轮的内侧壁齿槽或机器人关节处的内腔壁槽，本申请中的内腔壁磨削工装均可加工，故不再一一列举。

实施例1

参照图2，内腔壁磨削工装包括磨削架2，磨削架2开设有安装空腔。磨削架2上位于安装空腔内壁有多组驱动组件3，本实施例中优选为两组，每组驱动组件3均包括一个驱动电机31。驱动电机31通过螺栓固定于安装空腔内壁的顶部，两个驱动电机31沿安装空腔宽度方向排布。驱动电机31可以为伺服电机，驱动电机31的转速可以为10000r/min。

参照图2，磨削架2侧壁位于驱动电机31的输出轴处固定有轴承座20，驱动电机31的输出轴通过联轴器固定有传动杆。传动杆自轴承座20的内圈中穿出磨削架2；驱动组件3还包括主动同步轮32，主动同步轮32键连接在传动杆穿出磨削架2的一端端部。

参照图2，磨削架2外侧壁位于每一个轴承座20下方均焊接固定有与驱动电机31一一对应的磨削杆21，本实施例中磨削杆21沿磨削架2宽度方向设置有两根。磨削杆21选用高强度合金，例如钛合金或者高强度钢并经热处理制成，使得磨削杆21具有更高的刚度，减小其在磨削过程中的形变量。磨削杆21竖直固定在磨削架2上，磨削杆21远离磨削架2的一端侧壁开设有安装槽211，安装槽211为沿磨削杆21宽度方向贯通的通槽。安装槽211也可以为开设在磨削杆21的端壁，由于为常规技术手段的替换，故此处不再进行赘述。

参照图2和图3，磨削杆21位于安装槽211宽度方向的中部插设有转轴2111，转轴2111垂直于磨削架2的侧壁且平行于驱动电机31的输出轴方向设置。转轴2111的外侧壁上转动连接有磨削砂轮22，磨削砂轮22端面所在的面竖直设置；磨削砂轮22的直径大于磨削杆21的宽度以使得磨削砂轮22能够凸出于磨削杆21的表面。当然，磨削砂轮22的直径也可以小于等于磨削杆21的宽度，只要此时转轴2111不在磨削杆21宽度方向的中线上并能使得磨削砂轮22凸出于磨削杆21即可，由于此处替换为本领域技术的常规技术手段，故此处不再进行赘述。

参照图3，磨削杆21位于安装槽211一侧通过螺栓固定连接有封闭板23；封闭板23远离磨削架2的一端端部通过沉头螺栓和沉头孔固定在磨削杆21上。封闭板23位于磨削砂轮22的一侧并用于封盖安装槽211，封闭板23能够将安装槽211封闭形成一个通孔。

参照图2和图3，封闭板23贴合于转轴2111处固定有供转轴2111插设的轴承230，转轴2111自轴承230的内圈中穿出。封闭板23背离磨削砂轮22的表面且位于轴承230处开设有转动孔231，封闭板23远离磨削砂轮22的一端还开设有让位槽232，让位槽232与转动孔231相连通。封闭板23位于让位槽232宽度方向的中部螺纹连接设有与磨削杆21固定的螺栓，从而配合沉头螺栓对封闭板23进行进一步固定。

参照图2和图3，驱动组件3还包括从动同步轮33和同步带34，从动同步轮33键连接在转轴2111穿出轴承230并插设在转动孔231中的一端。同步带34插设在让位槽232中并套设在主动同步轮32和从动同步轮33上，以使得主动同步轮32和从动同步轮33能够在同一竖直线上，驱动电机31在同步带34的作用下带动磨削砂轮22转动。主动同步轮32和从动同步轮33直径可以相同，也可以不同，本实施例中优选为主动同步轮32和从动同步轮33直径相同，以使得磨削砂轮22与驱动电机31保持相同的转速，便于磨削砂轮22在同步带34的带动下对工件1的内腔壁进行磨削。

本申请实施例还公开一种磨床。参照图4，磨床包括机架7，机架7上设置有工作台70，工作台70的表面开设有安装滑槽700。机架7位于安装滑槽700一端安装有行走装置71，行走装置71为磨床用三轴移动机构。行走装置71上安装有上述内腔壁磨削工装，磨削架2通过螺栓固定在行走装置71上，内腔壁磨削工装在三轴移动机构的带动下在空间内实现X轴、Y轴和Z轴范围内的移动；由于三轴移动机构属于现有技术，故不再赘述。

参照图4和图5，工作台70位于磨削杆21下方安装有夹持工装72，夹持工装72包括固定部721和安装在固定部721底部的旋转部722，旋转部722通过螺栓和压块安装在工作台70上。旋转部722可以为直驱旋转台，也可以为其他旋转机构，只要能驱动固定部721转动一定角度即可。固定部721为合金制成的圆柱形加工台，固定部721顶面为固定台73。固定台73中心位置开设有磨削孔731；磨削孔731可以为圆形盲孔，以便在对工件1内腔壁磨削时供磨削杆21插设。

参照图1和图5，固定台73位于磨削孔731周围均匀开设有螺孔7311，螺孔7311开设有四个；由于工件1开设有圆孔12，因而通过螺栓插设在圆孔12中并螺纹连接在螺孔7311中即可对工件1进行固定。固定台73的侧壁开设有排屑孔7312，排屑孔7312与磨削孔731相通以便于将磨削产生的废屑连带磨削液一同排出。

实施例1的实施原理为：

在磨床需要对工件1的内腔壁进行磨削时，先通过螺栓和压块固定旋转部722从而将夹持工装72固定在工作台70上。然后通过螺栓插设在工件1的圆孔12中并与固定台73螺纹连接以对工件1进行固定。然后启动驱动电机31，在同步带34的带动下，磨削砂轮22与驱动电机31同步转动，此时通过行走装置71驱动磨削杆21下行，能够对工件1的内腔壁进行磨削的同时减轻重力影响磨削杆21从而导致振纹。

实施例2

参照图6，本实施例与实施例1的不同之处在于，为适应于不同尺寸的工件，需要不同尺寸的磨削杆21和磨削砂轮22，因而磨削杆21可拆卸连接于磨削架2。磨削杆21远离安装槽211的一端两侧各一体成型有一个拓展块24，磨削架2靠近拓展块24的一端安装有用于固定磨削杆21的固定组件4，通过固定组件4能够将磨削杆21安装在磨削架2上。

参照图6和图7，磨削杆21和两个拓展块24上均开设有固定孔241，三个固定孔241呈品字形配置，固定孔241均为沿磨削杆21长度方向延伸的腰形孔。固定组件4包括锁止螺栓41以及固定垫片42，锁止螺栓41插设在固定垫片42中并穿过固定孔241后与磨削架2螺纹连接，从而将磨削杆21固定在磨削架2上，减轻磨削杆21厚度方向上的振动。

参照图6和图7，磨削架2位于两根磨削杆21之间通过螺栓安装固定有支撑块25，支撑块25的两端端壁贴合于磨削杆21的侧壁。磨削架2位于磨削杆21远离支撑块25的一侧安装有抵紧组件5，抵紧组件5抵紧磨削杆21以减轻磨削杆21在对工件磨削时产生的振动。

参照图6和图7，抵紧组件5包括固定块51、固定螺栓52和抵紧螺栓53，固定螺栓52沿固定块51厚度方向穿设在固定块51中并与磨削架2螺纹连接。固定螺栓52沿固定块51长度方向设置有两根，以保证固定块51固定的稳定。抵紧螺栓53沿固定块51长度方向螺纹连接在固定块51中，抵紧螺栓53穿出固定块51并与磨削杆21远离支撑块25的一侧侧壁相抵，抵紧螺栓53可以沿固定块51高度方向设置有两根，从而抵紧磨削杆21。

实施例2的实施原理为：

当需要对磨削杆21进行拆卸时，需要先拧松抵紧螺栓53，使得磨削杆21从抵紧螺栓53的抵紧下松脱。然后将锁止螺栓41从磨削架2上拆卸，即可将磨削杆21从磨削架2上拆除。更换磨削杆21后，先将锁止螺栓41插设在固定孔241中并与磨削架2螺纹连接，然后安装从动同步轮33和同步带34，调整好同步带34的松紧程度后将锁止螺栓41拧紧，对磨削杆21固定。然后拧紧抵紧螺栓53，抵紧螺栓53穿出固定块51抵紧磨削杆21，从而减轻磨削杆21的振动。

实施例3

参照图8和图9，本实施例与实施例2的不同之处在于，磨削架2底壁开设有供拓展块24和磨削杆21插设的插接孔26，插接孔26为方形盲孔，插接孔26与磨削杆21靠近拓展块24的一端间隙配合。

参照图8和图9，固定组件4包括滑移块43和锁止部件6，锁止部件6驱动滑移块43沿插接孔26深度方向抵紧拓展块24，从而将磨削杆21固定在插接孔26中。滑移块43位于磨削杆21两侧各设置一个，分别对应于一个拓展块24。

参照图8和图9，锁止部件6包括抵接块61、驱动部62和抵压螺栓63，驱动部62一体成型于抵接块61的一端侧壁，抵压螺栓63穿过驱动部62与磨削架2螺纹连接以驱动抵接块61插设在插接孔26中。抵接块61插设在插接孔26中的一端设有让位斜面611，滑移块43朝向让位斜面611的一侧设有抵接斜面431，抵接斜面431贴合于让位斜面611，从而将磨削杆21稳定固定在插接孔26中。滑移块43与插接孔26的内壁之间设有泄力间隙，以便于应力地泄放；与此同时，插接孔26内壁开设有贯通的泄力通孔，以用于泄放应力，从而减轻磨削杆21的震动。

实施例3的实施原理为：

当需要对磨削杆21进行拆卸时，拧松抵压螺栓63，并使得滑移块43从插接孔26中脱出，然后磨削杆21在重力的作用下从插接孔26中脱出。更换好磨削杆21和磨削砂轮22后，将磨削杆21插设在插接孔26中，然后拧紧抵压螺栓63使得驱动部62带动抵接块61抵压滑移块43。在抵接斜面431和让位斜面611的作用下，磨削杆21的竖直方向和水平方向均得到稳定固定。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种内腔壁磨削工装，其特征在于：包括磨削架(2)，所述磨削架(2)上设置有竖直的磨削杆(21)，所述磨削杆(21)上转动连接有磨削砂轮(22)，所述磨削砂轮(22)端面所在的面竖直设置；所述磨削架(2)上设置有驱动磨削砂轮(22)转动的驱动组件(3)。

2.根据权利要求1所述的内腔壁磨削工装，其特征在于：所述驱动组件(3)包括设置在磨削架(2)上的驱动电机(31)、设置在驱动电机(31)输出轴上的主动同步轮(32)、与磨削砂轮(22)同轴的从动同步轮(33)以及套设在主动同步轮(32)和从动同步轮(33)上的同步带(34)。

3.根据权利要求2所述的内腔壁磨削工装，其特征在于：所述磨削杆(21)远离磨削架(2)的一端开设有供磨削砂轮(22)安装的安装槽(211)，所述磨削杆(21)位于磨削砂轮(22)端壁的一侧设置有用于封闭安装槽(211)的封闭板(23)。

4.根据权利要求1所述的内腔壁磨削工装，其特征在于：所述磨削杆(21)远离磨削砂轮(22)的一端设置拓展块(24)，所述磨削架(2)靠近拓展块(24)的一端设置有固定组件(4)，所述磨削杆(21)通过拓展块(24)和固定组件(4)可拆卸连接于磨削架(2)上。

5.根据权利要求4所述的内腔壁磨削工装，其特征在于：所述拓展块(24)和磨削杆(21)上开设有固定孔(241)，所述固定孔(241)为腰形孔，所述固定组件(4)包括锁止螺栓(41)以及固定垫片(42)，所述锁止螺栓(41)插设在固定孔(241)中，所述锁止螺栓(41)穿过固定垫片(42)与磨削架(2)螺纹连接以将磨削杆(21)固定在磨削架(2)上。

6.根据权利要求5所述的内腔壁磨削工装，其特征在于：所述磨削架(2)位于磨削杆(21)一侧设置有用于抵紧磨削杆(21)的抵紧组件(5)。

7.根据权利要求6所述的内腔壁磨削工装，其特征在于：所述抵紧组件(5)包括固定块(51)、将固定块(51)固定在磨削架(2)上的固定螺栓(52)以及螺纹连接在固定块(51)上的抵紧螺栓(53)，所述抵紧螺栓(53)的端壁与磨削杆(21)的侧壁相抵。

8.根据权利要求4所述的内腔壁磨削工装，其特征在于：所述磨削架(2)开设有供拓展块(24)和磨削杆(21)插设的插接孔(26)，所述固定组件(4)包括抵接在拓展块(24)表面的滑移块(43)以及驱动滑移块(43)抵紧拓展块(24)的锁止部件(6)。

9.根据权利要求8所述的内腔壁磨削工装，其特征在于：所述锁止部件(6)包括插设在插接孔(26)中的抵接块(61)、设置在抵接块(61)一端的驱动部(62)以及推动抵接块(61)来抵压滑移块(43)的抵压螺栓(63)，所述抵压螺栓(63)穿过驱动部(62)与磨削架(2)螺纹连接，所述滑移块(43)朝向抵接块(61)的一侧设置有抵接斜面(431)。

10.一种磨床，其特征在于：包括机架(7)，所述机架(7)上安装有行走装置(71)，所述行走装置(71)上安装有如权利要求1-9任一所述的内腔壁磨削工装，所述机架(7)位于磨削杆(21)下方设置有夹持工装(72)；所述夹持工装(72)包括的固定部(721)和旋转部(722)，所述旋转部(722)安装在机架(7)上，所述固定部(721)安装在旋转部(722)上；所述固定部(721)上设置有供磨削杆(21)插设的磨削孔(731)，所述固定部(721)位于磨削孔(731)周围设置有用于固定工件(1)的螺孔(7311)。

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