CN114454002A - 一种连续定位式转塔结构的磨削装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连续定位式转塔结构的磨削装置，旨在解决现在的磨床无法高效率、高精度的加工机床主轴系套筒的不足。该发明包括工作台和转动连接在工作台上的回转转台，回转转台上设有平行布置的第一磨轴和第二磨轴，回转转台传动连接有转动机构和刹车机构，转动机构和刹车机构驱动回转转台在0°至180度之间转动。通过传动机构和刹车机构，实现了转塔结构在0至180度之间的无极分度，第一磨轴和第二磨轴对平面磨、内圆、外圆、端面面以及内外锥度等多种磨削功能进行复合，以适应机床主轴系绕桶类零件的高精密磨削加工。

Description

一种连续定位式转塔结构的磨削装置

技术领域

本发明涉及机加工领域，更具体地说，它涉及一种连续定位式转塔结构的磨削装置。

背景技术

机床主轴系套筒类零件的高精密磨削加工，按磨削工序类型分内孔、外圆、端面以及肩胛面卧轴两类。需要完成这些磨削工序需要有内圆磨主轴以及外圆及断面磨削的万能主轴，目前中小型单磨架的立式磨床有的只是磨削平面的，有的只是磨削内圆或外圆的，且多数只有一只磨头，因此功能单一，不能适应主轴套筒装备制造业发展的需要。

另有一种立轴圆台磨床，虽然装备有可换刀柄ATC刀库系统，增加了磨削功能。但是，这种机床多数为高速电主轴磨头，磨削主轴的刚度、功率单一，或无法兼容小内孔和大外圆及端面的加工；即使有可回转角度转台，磨削效率较为低下，内圆、外圆、端面磨削兼容性差。

有鉴于此，本申请旨在实现一种连续定位式转塔结构的磨削装置，对平面磨、内圆、外圆、端面面以及内外锥度等多种磨削功能进行复合，以适应机床主轴系绕桶类零件的高精密磨削加工。

发明内容

本发明克服了现在的磨床无法高效率、高精度的加工机床主轴系套筒的不足，提供了一种连续定位式转塔结构的磨削装置，它能对平面磨、内圆、外圆、端面面以及内外锥度等多种磨削功能进行复合，以适应机床主轴系绕桶类零件的高精密磨削加工。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种连续定位式转塔结构的磨削装置，包括工作台和转动连接在工作台上的回转转台，回转转台上设有平行布置的第一磨轴和第二磨轴，回转转台传动连接有转动机构和刹车机构，转动机构和刹车机构驱动回转转台在0°至180度之间转动。

第一磨轴和第二磨轴在其轴身上具有随轴身移动的驱动器，驱动器驱动磨头转动达成磨削功能。

回转转台通过转动机构在工作台的拖板上转动，且转动范围为0至180度。刹车机构用于停机，在回转转台到位后刹车机构工作，提高刹车力矩，实现回转转台在180度的范围内实现高精度的无极分度转动，实现高精度、高刚度、高效率的工位切换。

作为优选，第一磨轴为内圆磨电主轴。第一主轴用于加工套筒的内圆。

作为优选，第二磨轴为外圆端面磨主轴。第二磨轴用于对套筒的外圆和端面进行加工。通过调整回转转台的角度，还可以实现对内外锥度的磨削，可作砂轮周边磨削，还能作砂轮的成型磨削，具有多种磨削形式。

作为优选，第一磨轴和第二磨轴安装在回转转台的偏心对称位置上。所述设置降低了第一磨轴、第二磨头在加工时受力产生的对回转转台的转矩。提高了装置的稳定性。

作为优选，转动机构包括驱动电机、减速器和涡轮蜗杆副。驱动电机通过减速器带动蜗轮蜗杆副带动回转转台进行转动。涡轮蜗杆副具有自锁的特性，回转转台在磨头加工时处于稳定状态，避免振刀。

作为优选，回转转台上设有用于检测角度的编码器。编码器与控制电机工作的控制器电连接。编码器检测回转转台的转动角度，实现闭环式控制。

作为优选，刹车机构包括设置在回转转台底部的刹车片和沿轴向方向形变的液压变形环，所述液压变形环形变推动刹车片产生对回转转台的刹车力矩。刹车片依次与蜗杆、回转转台经紧固件固定连接。刹车片表面粗糙。液压变形环内注油形变，带动液压变形环接触刹车片，产生刹车力矩，回转转台迅速制动，提高了装置的精度。

作为优选，刹车片与回转转台固定连接，液压变形环设有形变腔和注油口，注油口连通形变腔。液压变形环的侧壁上设有沿周向方向开设的窄而深的开槽。在开设开槽后，在开槽口套装有密封圈，密封圈对开槽密封。注油口的开口布设在液压变形环的底部，沿轴向连通开槽，注油口与油缸连接。通过所述结构，使得油液进入到形变腔中，在产生液压后推动液压变形环形变并抵接刹车片，利用压力产生的摩擦力进行制动。

作为优选，液压变形环上还设有磁流变液层和用于控制磁流变液层的电极，装置在到达加工位置后停止传动机构和启动刹车机构，形变腔中的液压增大推动液压变形圈抵接刹车片，回转转台停止后形变腔中的液压降低而电极工作使得磁流变液层硬化使得液压变形环始终抵接在刹车片上，当装置需要转动回转转台时，电极停止使得液压变形环复位。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）通过传动机构和刹车机构，实现了转塔结构在0至180度之间的无极分度；（2）第一磨轴和第二磨轴对平面磨、内圆、外圆、端面面以及内外锥度等多种磨削功能进行复合，以适应机床主轴系绕桶类零件的高精密磨削加工。

附图说明

图1是本发明的主视图；

图2是本发明的左视图；

图3是实施例2的示意图；

图中：工作台1、回转转台2、第一磨轴3、第二磨轴4、转动机构5、刹车机构6、驱动电机7、减速器8、涡轮蜗杆副9、编码器10、刹车片11、液压变形环12、形变腔13、磁流变液层14。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本公开中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本公开中任一部件或元件，不能理解为对本公开的限制。

本公开中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本公开中的具体含义，不能理解为对本公开的限制。

实施例1：

一种连续定位式转塔结构的磨削装置，如图1、2所示，包括工作台1和转动连接在工作台1上的回转转台2。

回转转台2上设有平行布置的第一磨轴3和第二磨轴4，第一磨轴3为内圆磨电主轴。第一主轴用于加工套筒的内圆。第二磨轴4为外圆端面磨主轴。第二磨轴4用于对套筒的外圆和端面进行加工。通过调整回转转台2的角度，还可以实现对内外锥度的磨削，可作砂轮周边磨削，还能作砂轮的成型磨削，具有多种磨削形式。第一磨轴3和第二磨轴4安装在回转转台2的偏心对称位置上。所述设置降低了第一磨轴3、第二磨头在加工时受力产生的对回转转台2的转矩。提高了装置的稳定性。

回转转台2传动连接有转动机构5和刹车机构6。转动机构5包括驱动电机7、减速器8和涡轮蜗杆副9。驱动电机7通过减速器8带动蜗轮蜗杆副带动回转转台2进行转动。涡轮蜗杆副9具有自锁的特性，回转转台2在磨头加工时处于稳定状态，避免振刀。刹车机构6包括设置在回转转台2底部的刹车片11和沿轴向方向形变的液压变形环12，所述液压变形环12形变推动刹车片11产生对回转转台2的刹车力矩。刹车片11依次与蜗杆、回转转台2经紧固件固定连接。刹车片11表面粗糙。液压变形环12内注油形变，带动液压变形环12接触刹车片11，产生刹车力矩，回转转台2迅速制动，提高了装置的精度。

刹车片11与回转转台2固定连接，液压变形环12设有形变腔13和注油口，注油口连通形变腔13。`液压变形环12的侧壁上设有沿周向方向开设的窄而深的开槽。在开设开槽后，在开槽口套装有密封圈，密封圈对开槽密封。注油口的开口布设在液压变形环12的底部，沿轴向连通开槽，注油口与油缸连接。通过所述结构，使得油液进入到形变腔13中，在产生液压后推动液压变形环12形变并抵接刹车片11，利用压力产生的摩擦力进行制动。

转动机构5和刹车机构6驱动回转转台2在0°至180度之间转动。回转转台2上设有用于检测角度的编码器10。编码器10与控制电机工作的控制器电连接。编码器10检测回转转台2的转动角度，实现闭环式控制。

第一磨轴3和第二磨轴4在其轴身上具有随轴身移动的驱动器，驱动器驱动磨头转动达成磨削功能。

回转转台2通过转动机构5在工作台1的拖板上转动，且转动范围为0至180度。刹车机构6用于停机，在回转转台2到位后刹车机构6工作，提高刹车力矩，实现回转转台2在180度的范围内实现高精度的无极分度转动，实现高精度、高刚度、高效率的工位切换。

实施例2：

实施例2在实施例1的基础上还具有以下特征：

如图3所示，液压变形环12上还设有磁流变液层14和用于控制磁流变液层14的电极，装置在到达加工位置后停止传动机构和启动刹车机构6，形变腔13中的液压增大推动液压变形圈抵接刹车片11，回转转台2停止后形变腔13中的液压降低而电极工作使得磁流变液层14硬化使得液压变形环12始终抵接在刹车片11上，当装置需要转动回转转台2时，电极停止使得液压变形环12复位。在磨削过程中，会产生大量的振动，如果无法处理好，就会产生振刀。而本申请只有涡轮蜗杆副9用于自锁，为了吸收振动，同样采用刹车机构6来吸收周向方向的振动。这就要求油液在加工时也需要处于高压状态，这就会带来反应迟钝的情况，在加工后调整回转转台2位置时需要先松开刹车，再来启动传动机构，强行带动传动机构则会加快刹车片11的磨损。通过本实施例的结构，则可以利用磁流变液层14保持住形变的形状，由于磁流变液的磁化硬化及软化的速度在毫米级，比液压的变化更快，可以加快装置的反应速度。同时，克服周向振动需要的刹车力矩也远小于制动经传动系统驱动的回转转台2的刹车力矩，因此磁流变液层14的硬度施加给刹车片11的摩擦力足以充作吸收振动的阻尼。

以上所述的实施例只是本发明的较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (8)

1.一种连续定位式转塔结构的磨削装置，其特征是，包括工作台和转动连接在工作台上的回转转台，

回转转台上设有平行布置的第一磨轴和第二磨轴，

回转转台传动连接有转动机构和刹车机构，

转动机构和刹车机构驱动回转转台在0°至180度之间转动。

2.根据权利要求1所述的一种连续定位式转塔结构的磨削装置，其特征是，第一磨轴为内圆磨电主轴。

3.根据权利要求2所述的一种连续定位式转塔结构的磨削装置，其特征是，第二磨轴为外圆端面磨主轴。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的一种连续定位式转塔结构的磨削装置，其特征是，第一磨轴和第二磨轴安装在回转转台的偏心对称位置上。

5.根据权利要求1所述的一种连续定位式转塔结构的磨削装置，其特征是，转动机构包括驱动电机、减速器和涡轮蜗杆副。

6.根据权利要求5所述的一种连续定位式转塔结构的磨削装置，其特征是，回转转台上设有用于检测角度的编码器。

7.根据权利要求1所述的一种连续定位式转塔结构的磨削装置，其特征是，刹车机构包括设置在回转转台底部的刹车片和沿轴向方向形变的液压变形环，

所述液压变形环形变推动刹车片产生对回转转台的刹车力矩。

8.根据权利要求7所述的一种连续定位式转塔结构的磨削装置，其特征是，刹车片与回转转台固定连接，液压变形环设有形变腔和注油口，注油口连通形变腔。

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