CN117103125B - 一种多段复合轮廓加工用磨削加工设备及其磨削加工系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多段复合轮廓加工用磨削加工设备及其磨削加工系统，具体涉及磨削加工设备领域，该磨削加工设备包括砂轮主轴、工件主轴、砂轮与圆盘，砂轮固定安装在砂轮主轴的一端，圆盘滑动套设在砂轮主轴上，工件主轴的一侧固定安装有砂轮修整器；圆盘内开设有环形空腔，圆盘的一侧开设多组呈环形阵列排布的气孔，一组气孔包括多个气孔，气孔与环形空腔相连通。本发明可以在对砂轮的修整过程中有效的减小在砂轮的修整过程中因为修整力大造成砂轮变形的问题，并且可以在对工件的磨削过程中避免气孔堵塞，有效的解决了会因为气孔堵塞影响后期修整砂轮时影响圆盘与砂轮之间吸附效果的问题。

Description

一种多段复合轮廓加工用磨削加工设备及其磨削加工系统

技术领域

本发明涉及磨削加工设备技术领域，更具体地说，本发明涉及一种多段复合轮廓加工用磨削加工设备及其磨削加工系统。

背景技术

多段复合轮廓工件是指具有多个不同轮廓线或曲线的工件，这些轮廓线或曲线在工件的不同方向或不同位置上相互交叉或重叠，形成复杂的几何形状。

目前对于多段复合轮廓工件的磨削加工通常需要采用砂轮磨削加工，为了更好的适应多段复合轮廓工件的形状，在多段复合轮廓工件的狭窄空间或窄槽中进行磨削，需要采用薄砂轮进行磨削加工。

在实际使用过程中，通过薄砂轮对多段复合轮廓工件进行磨削加工前后，都需要对薄砂轮进行修整平整，目前在对薄砂轮的修整通常会采用机械设备对薄砂轮进行修整，通过预设的修整参数和程序，机械设备可以自动进行修整操作，通过机械设备进行修整的方式提高了修整的精度和一致性，减少了操作者的人为因素。

薄砂轮相对较厚的砂轮来说比较薄，且刚度较低，容易受到外力的影响而发生弯曲和形变，刚度不足以抵抗修整过程中施加的力量和振动，因此在对于薄砂轮进行修整时，需要使用较小的修整力度，但是对于高温材料进行磨削时，如高温合金、陶瓷等，在磨削过程中由于高温的作用，工件表面会出现熔化或软化现象，导致工件材料会粘附在砂轮表面形成杂质，这些杂质会导致砂轮表面失去平整度，并且会对磨削质量产生负面影响，当需要去除砂轮表面的粘着杂质时，就需要施加较大的修整力度，以去除砂轮表面杂质恢复砂轮表面的平整度，当采用较大的修整力度来去除砂轮表面杂质时，又会因为其修整力过大，导致薄砂轮发生弯曲、扭曲或形变的问题。

发明内容

本发明提供的一种多段复合轮廓加工用磨削加工设备及其磨削加工系统，所要解决的问题是：砂轮的修整过程中，会因为其修整力过大，导致薄砂轮发生弯曲、扭曲或形变的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多段复合轮廓加工用磨削加工设备及其磨削加工系统，包括砂轮主轴、工件主轴、砂轮与圆盘，砂轮固定安装在砂轮主轴的一端，圆盘滑动套设在砂轮主轴上，工件主轴的一侧固定安装有砂轮修整器；圆盘内开设有环形空腔，圆盘的一侧开设多组呈环形阵列排布的气孔，一组气孔包括多个气孔，气孔与环形空腔相连通，圆盘上通过阀门可拆卸连接有气泵；磨削加工设备还包括有安装机构，安装机构用于将圆盘固定在砂轮主轴上。

在一个优选的实施方式中，安装机构包括有圆环，圆环内螺纹设置有螺栓，螺栓螺纹连接在砂轮主轴内。

在一个优选的实施方式中，砂轮主轴上开设有两个螺纹孔，螺栓与螺纹孔相适配。

在一个优选的实施方式中，圆环的内侧固定安装有限位块一，砂轮主轴的外侧开设有限位槽一，限位块一滑动连接在限位槽一内。

在一个优选的实施方式中，磨削加工设备还包括有气孔防堵机构，气孔防堵机构包括有套环，套环转动安装在环形空腔内，套环上安装有挡盘，挡盘上开设有多组呈环形阵列排布的通孔一，一组通孔一包括多个通孔一，通孔一与气孔一一对应，圆盘的一侧开设有凹槽，挡盘嵌设在凹槽内，圆盘的另一侧固定安装有动力部件一，动力部件一的输出端与套环传动连接。

在一个优选的实施方式中，磨削加工设备还包括有通孔防堵机构，通孔防堵机构包括有卡环，卡环滑动套设在套环的外侧，卡环与挡盘固定连接，圆盘的一侧固定安装有动力部件二，动力部件二的输出端伸至环形空腔内并固定安装有卡条，卡条滑动连接在套环内，挡盘上开设有多组呈环形阵列排布的通孔二，一组通孔二包括多个通孔二，通孔二与气孔一一对应，凹槽的内壁上固定设置有多组呈环形阵列排布的堵块，一组堵块包括多个堵块，通孔二与堵块一一对应，当圆盘与砂轮分离时，转动挡盘通过挡盘对于气孔进行遮挡，此时堵块插入相对应的通孔一内，当圆盘与砂轮接触时，转动挡盘使得通孔一与气孔相连通，此时堵块插入相对应的通孔二内。

在一个优选的实施方式中，卡环的内侧固定安装有限位块二，套环的外侧开设有限位槽二，限位块二滑动连接在限位槽二内。

在一个优选的实施方式中，卡环的外侧开设有环形槽，卡条滑动连接在环形槽内。

在一个优选的实施方式中，动力部件一的输出端伸至环形空腔内并固定安装有主动齿轮，套环的外侧固定套设有从动齿轮，主动齿轮与从动齿轮相啮合。

本发明还提供一种多段复合轮廓加工用磨削加工系统，包括：基座，基座上安装有Z轴驱动机构与X轴驱动机构，砂轮主轴安装在Z轴驱动机构上，Z轴驱动机构用于驱动砂轮主轴沿Z轴运动；X轴驱动机构上安装有工件转动机构，工件主轴安装在工件转动机构上，X轴驱动机构用于驱动工件沿X轴运动，工件转动机构用于驱动工件主轴与砂轮修整器横向转动调节角度。

本发明的有益效果在于：

1、本发明通过在砂轮主轴上滑动设置可固定的圆盘，并通过气泵抽气将圆盘吸附在砂轮上，使得在对砂轮进行修整的过程中，可以对砂轮起到一定稳定的支撑力，可以减小在砂轮的修整过程中因为修整力大造成砂轮变形的可能性。

2、本发明通过设置气孔防堵机构，使得在对工件的磨削过程中避免工件材料飞溅入气孔内造成气孔堵塞，同时通过通孔防堵机构避免工件材料飞溅入通孔内造成通孔堵塞，从而可以解决气孔堵塞影响圆盘与砂轮之间吸附效果的问题。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明的砂轮与圆盘的截面图。

图3为本发明的A部分的放大结构示意图。

图4为本发明的B部分的放大结构示意图。

图5为本发明的圆盘与挡盘的一种工作状态示意图。

图6为本发明的圆盘与挡盘的另一种工作状态示意图。

图7为本发明的圆盘与挡盘的拆分结构示意图。

附图标记为：1、砂轮主轴；2、砂轮；3、圆盘；31、环形空腔；32、气孔；33、气泵；4、安装机构；41、圆环；42、螺栓；43、螺纹孔；44、限位块一；45、限位槽一；5、气孔防堵机构；51、套环；52、挡盘；53、通孔一；54、凹槽；55、动力部件一；56、主动齿轮；57、从动齿轮；6、通孔防堵机构；61、卡环；62、限位块二；63、限位槽二；64、动力部件二；65、卡条；66、环形槽；67、通孔二；68、堵块；7、基座；8、Z轴驱动机构；9、X轴驱动机构；10、工件转动机构；11、工件主轴；12、砂轮修整器。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。

参照说明书附图1-图7，一种多段复合轮廓加工用磨削加工设备及其磨削加工系统，包括砂轮主轴1、工件主轴11、砂轮2与圆盘3，砂轮2固定安装在砂轮主轴1的一端，圆盘3滑动套设在砂轮主轴1上，工件主轴11的一侧固定安装有砂轮修整器12；圆盘3内开设有环形空腔31，圆盘3的一侧开设多组呈环形阵列排布的气孔32，一组气孔32包括多个气孔32（如设置四个），气孔32与环形空腔31相连通，圆盘3上通过阀门可拆卸连接有气泵33；磨削加工设备还包括有安装机构4，安装机构4用于将圆盘3固定在砂轮主轴1上。

需要说明的是，砂轮修整器12可以为金刚笔，安装机构4可以为一个螺钉，通过螺钉将圆盘3安装在砂轮主轴1上，阀门可以为气动快速接头开关，气动快速接头开关与气泵33的输出端螺纹连接，使得气泵33可以与环形空腔31相连通。

实施场景具体为：在对砂轮2进行修整时，通过滑动圆盘3，使得圆盘3的一侧与砂轮2接触，随后通过气泵33抽取气体，使得圆盘3可以吸附在砂轮2上，然后再关闭气动快速接头开关，随后将气泵33从气动快速接头开关上拆卸下来，再通过安装机构4将圆盘3固定安装在砂轮主轴1上，即可在通过砂轮修整器12对砂轮2进行修整时，通过圆盘3对砂轮2起到一定的吸附支撑力，使其可以在砂轮2的修整过程中减小造成砂轮2变形的可能性。

参照图2，具体的，安装机构4包括有圆环41，圆环41内螺纹设置有螺栓42，螺栓42螺纹连接在砂轮主轴1内，使其可以方便实现对圆盘3的固定。

进一步的，砂轮主轴1上开设有两个螺纹孔43，螺栓42与螺纹孔43相适配，使其可以通过螺栓42与两个螺纹孔43将圆盘3固定在砂轮主轴1上。

进一步的，圆环41的内侧固定安装有限位块一44，砂轮主轴1的外侧开设有限位槽一45，限位块一44滑动连接在限位槽一45内，使得在滑动圆盘3时，可以对圆盘3起到限位作用。

需要说明的是，通过圆环41、螺栓42以及两个螺纹孔43，一个螺纹孔43靠近砂轮2，另一个螺纹孔43远离砂轮2，可以通过将圆盘3固定在砂轮主轴1的两个位置上，在靠近砂轮2的位置上，使得圆盘3可以更加稳定的吸附在砂轮2上，在远离砂轮2的位置上，可以使得砂轮2与圆盘3分离，避免磨削时圆盘3对磨削过程造成影响，同时可以通过限位块一44与限位槽一45，可以在圆盘3滑动时，对圆盘3起到横向的限位作用。

然而，在上述技术方案中，当需要通过砂轮2对工件进行磨削加工时，为了防止圆盘3对磨削加工造成影响，需要移动圆盘3使得圆盘3与砂轮2分离，避免圆盘3对磨削加工造成影响，但是当通过砂轮2对工件进行磨削加工的过程中，其磨削产生的工件材料会飞溅入气孔32内，若是气孔32堵塞，则会影响修整过程中圆盘3与砂轮2的吸附效果，因此提出了一种气孔防堵机构5。

参照图3与图7，具体的，磨削加工设备还包括有气孔防堵机构5，气孔防堵机构5包括有套环51，套环51转动安装在环形空腔31内，套环51上安装有挡盘52，挡盘52上开设有多组呈环形阵列排布的通孔一53，一组通孔一53包括多个通孔一53，通孔一53与气孔32一一对应，圆盘3的一侧开设有凹槽54，挡盘52嵌设在凹槽54内，圆盘3的另一侧固定安装有动力部件一55，动力部件一55的输出端与套环51传动连接。

需要说明的是，动力部件一55可以为电机，在对砂轮2进行修整时，可以保持通孔一53与气孔32相连通，使其可以保证圆盘3与砂轮2之间的吸附效果，当需要通过砂轮2对工件进行磨削加工时，动力部件一55通过套环51带动挡盘52转动，使得挡盘52可以对气孔32进行遮挡，使其可以避免在工件的磨削加工过程中造成气孔堵塞的问题。

上述技术方案中，在转动挡盘52之后，通孔一53暴露在外，虽然挡盘52对气孔32起到了遮挡防堵塞的效果，但是在工件的磨削加工过程中，工件材料还可能会飞溅入通孔一53内造成通孔一53的堵塞，若通孔一53堵塞，会影响修整过程中圆盘3与砂轮2的吸附效果，因此提出了通孔防堵机构6。

参照图4、图5和图7，具体的，磨削加工设备还包括有通孔防堵机构6，通孔防堵机构6包括有卡环61，卡环61滑动套设在套环51的外侧，卡环61与挡盘52固定连接，圆盘3的一侧固定安装有动力部件二64，动力部件二64的输出端伸至环形空腔31内并固定安装有卡条65，卡条65滑动连接在套环51内，挡盘52上开设有多组呈环形阵列排布的通孔二67，一组通孔二67包括多个通孔二67，通孔二67与气孔32一一对应，凹槽54的内壁上固定设置有多组呈环形阵列排布的堵块68，一组堵块68包括多个堵块68，通孔二67与堵块68一一对应，当圆盘3与砂轮2分离时，转动挡盘52通过挡盘52对于气孔32进行遮挡，此时堵块68插入相对应的通孔一53内，当圆盘3与砂轮2接触时，转动挡盘52使得通孔一53与气孔32相连通，此时堵块68插入相对应的通孔二67内。

需要说明的是，动力部件二64可以为电动推杆，当通过砂轮2对工件进行磨削加工时，动力部件二64通过卡条65推动卡环61移动，使得卡环61可以带动挡盘52移动，使得挡盘52可以滑出凹槽54，同时可以使得通孔二67可以滑出堵块68，然后动力部件一55通过套环51带动挡盘52转动，使得挡盘52可以转动至通孔一53与堵块68处于同一轴线上时，动力部件二64通过卡条65带动卡环61复位移动，使得卡环61可以带动挡盘52复位移动，使得堵块68可以滑入通孔一53内，并通过挡盘52可以对气孔32进行遮挡，从而可以通过挡盘52与堵块68防止在对工件磨削加工的过程中，造成气孔32与通孔一53堵塞的问题。

参照图4，卡环61的内侧固定安装有限位块二62，套环51的外侧开设有限位槽二63，限位块二62滑动连接在限位槽二63内。

需要说明的是，可以通过限位块二62与限位槽二63对卡环61起到限位作用，使得卡环61可以滑动套设在套环51的外侧，且套环51在转动时，也可以带动卡环61转动。

参照图3，卡环61的外侧开设有环形槽66，卡条65滑动连接在环形槽66内。

需要说明的是，可以通过环形槽66对卡条65起到一定的限位作用，使得卡环61在转动时，卡条65可以始终保持在环形槽66内，且在卡条65横向移动时，可以通过卡条65带动卡环61同步运动。

参照图3，动力部件一55的输出端伸至环形空腔31内并固定安装有主动齿轮56，套环51的外侧固定套设有从动齿轮57，主动齿轮56与从动齿轮57相啮合。

需要说明的是，动力部件一55通过主动齿轮56与从动齿轮57的啮合传动，可以使其通过套环51与卡环61带动挡盘52转动。

参照图1，一种多段复合轮廓加工用磨削加工系统，包括：基座7，基座7上安装有Z轴驱动机构8与X轴驱动机构9，砂轮主轴1安装在Z轴驱动机构8上，Z轴驱动机构8用于驱动砂轮主轴1沿Z轴运动；X轴驱动机构9上安装有工件转动机构10，工件主轴11安装在工件转动机构10上，X轴驱动机构9用于驱动工件沿X轴运动，工件转动机构10用于驱动工件主轴11与砂轮修整器12横向转动调节角度。

需要说明的是，Z轴驱动机构8与X轴驱动机构9均可为丝杆配合线轨机构，工件转动机构10可以为高精度DD电机。

工作原理：动力部件一55与动力部件二64均采用电刷环供电，在使用时，在对工件进行磨削加工前，需要预先对砂轮2进行修整处理，可以先滑动圆盘3使得圆盘3可以与砂轮2的一侧接触，并通过安装机构4将圆盘3固定安装在砂轮主轴1上，然后可以通过气泵33抽气，使得圆盘3可以吸附在砂轮2上，使得在对砂轮2修整时，可以减小因为修整力过大造成砂轮2变形的可能性，对砂轮2修整后需要对工件进行磨削时，可以通过安装机构4并滑动圆盘3使得圆盘3可以与砂轮2分离，动力部件二64通过卡条65推动卡环61移动，使得卡环61带动挡盘52移动，随后动力部件一55通过主动齿轮56与从动齿轮57带动套环51转动，使得套环51可以通过卡环61带动挡盘52转动，通孔一53可以转动至与堵块68处于同一轴线上，然后动力部件一55通过通过卡条65与卡环61带动挡盘52复位移动，使得堵块68可以插入通孔一53内，并通过挡盘52对气孔32进行遮挡，同时可以通过堵块68避免工件材料飞溅入通孔一53内，即可有效的避免气孔32与通孔一53造成堵塞的问题。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种多段复合轮廓加工用磨削加工设备，其特征在于：包括砂轮主轴（1）、工件主轴（11）、砂轮（2）与圆盘（3），所述砂轮（2）固定安装在砂轮主轴（1）的一端，所述圆盘（3）滑动套设在砂轮主轴（1）上，所述工件主轴（11）的一侧固定安装有砂轮修整器（12）；

所述圆盘（3）内开设有环形空腔（31），所述圆盘（3）的一侧开设多组呈环形阵列排布的气孔（32），一组气孔（32）包括多个气孔（32），所述气孔（32）与所述环形空腔（31）相连通，所述圆盘（3）上通过阀门可拆卸连接有气泵（33）；

磨削加工设备还包括有安装机构（4），所述安装机构（4）用于将圆盘（3）固定在砂轮主轴（1）上；

所述安装机构（4）包括有圆环（41），所述圆环（41）内螺纹设置有螺栓（42），所述螺栓（42）螺纹连接在所述砂轮主轴（1）内；

所述砂轮主轴（1）上开设有两个螺纹孔（43），所述螺栓（42）与所述螺纹孔（43）相适配；

所述圆环（41）的内侧固定安装有限位块一（44），所述砂轮主轴（1）的外侧开设有限位槽一（45），所述限位块一（44）滑动连接在所述限位槽一（45）内。

2.根据权利要求1所述的一种多段复合轮廓加工用磨削加工设备，其特征在于：磨削加工设备还包括有气孔防堵机构（5），所述气孔防堵机构（5）包括有套环（51），所述套环（51）转动安装在所述环形空腔（31）内，所述套环（51）上安装有挡盘（52），所述挡盘（52）上开设有多组呈环形阵列排布的通孔一（53），一组通孔一（53）包括多个通孔一（53），所述通孔一（53）与所述气孔（32）一一对应，所述圆盘（3）的一侧开设有凹槽（54），所述挡盘（52）嵌设在所述凹槽（54）内，所述圆盘（3）的另一侧固定安装有动力部件一（55），所述动力部件一（55）的输出端与所述套环（51）传动连接。

3.根据权利要求2所述的一种多段复合轮廓加工用磨削加工设备，其特征在于：磨削加工设备还包括有通孔防堵机构（6），所述通孔防堵机构（6）包括有卡环（61），所述卡环（61）滑动套设在所述套环（51）的外侧，所述卡环（61）与所述挡盘（52）固定连接，所述圆盘（3）的一侧固定安装有动力部件二（64），所述动力部件二（64）的输出端伸至所述环形空腔（31）内并固定安装有卡条（65），所述卡条（65）滑动连接在所述套环（51）内，所述挡盘（52）上开设有多组呈环形阵列排布的通孔二（67），一组通孔二（67）包括多个通孔二（67），所述通孔二（67）与所述气孔（32）一一对应，所述凹槽（54）的内壁上固定设置有多组呈环形阵列排布的堵块（68），一组堵块（68）包括多个堵块（68），所述通孔二（67）与所述堵块（68）一一对应，当圆盘（3）与砂轮（2）分离时，转动挡盘（52）通过挡盘（52）对于气孔（32）进行遮挡，此时堵块（68）插入相对应的通孔一（53）内，当圆盘（3）与砂轮（2）接触时，转动挡盘（52）使得通孔一（53）与气孔（32）相连通，此时堵块（68）插入相对应的通孔二（67）内。

4.根据权利要求3所述的一种多段复合轮廓加工用磨削加工设备，其特征在于：所述卡环（61）的内侧固定安装有限位块二（62），所述套环（51）的外侧开设有限位槽二（63），所述限位块二（62）滑动连接在所述限位槽二（63）内。

5.根据权利要求3所述的一种多段复合轮廓加工用磨削加工设备，其特征在于：所述卡环（61）的外侧开设有环形槽（66），所述卡条（65）滑动连接在所述环形槽（66）内。

6.根据权利要求2所述的一种多段复合轮廓加工用磨削加工设备，其特征在于：所述动力部件一（55）的输出端伸至所述环形空腔（31）内并固定安装有主动齿轮（56），所述套环（51）的外侧固定套设有从动齿轮（57），所述主动齿轮（56）与所述从动齿轮（57）相啮合。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种多段复合轮廓加工用磨削加工设备的磨削加工系统，其特征在于：包括：

基座（7），所述基座（7）上安装有Z轴驱动机构（8）与X轴驱动机构（9），所述砂轮主轴（1）安装在Z轴驱动机构（8）上，Z轴驱动机构（8）用于驱动砂轮主轴（1）沿Z轴运动；

所述X轴驱动机构（9）上安装有工件转动机构（10），所述工件主轴（11）安装在所述工件转动机构（10）上，所述X轴驱动机构（9）用于驱动工件沿X轴运动，工件转动机构（10）用于驱动工件主轴（11）与砂轮修整器（12）横向转动调节角度。