CN1765575B - 无心磨床 - Google Patents

Abstract

一种横向尺寸缩短的无心磨床，该无心磨床特别适合于用在一个小的安装空间中，并能够满足各种生产线的简化和节省空间的要求。由于磨轮修整单元设置在磨轮之上的倾斜向下的位置上，所以不必在磨轮的侧方保持一个用于磨轮修整单元的空间，该空间与传统的无心磨床的横向尺寸最为紧密相关。从而，可以大大地缩小无心磨床的横向尺寸，并能够将磨床安装到一个小的安装空间内，从而，满足各种生产线的简化和节省空间的要求。

Description

无心磨床

技术领域

本发明涉及一种无心磨床，更详细地说，涉及特别适合于在一个小的安装空间内使用的无心磨床。

背景技术

如3所示，无心磨床按以下方式构成，即，当工件W被调整轮(a)与托板(b)旋转地支承时，工件W的外周被旋转驱动的磨轮(c)研磨，而且，调整轮(a)和磨轮(c)在工件W的一侧相互对向地配置(参照日本专利公开2004-114179)。

并且，调整轮(a)和磨轮(c)分别设有修整单元(d)、(e)，用于修整研磨面，在图3中，两个修整单元(d)、(e)设置在调整轮(a)和磨轮(c)的右侧和左侧。

无心磨床的这种结构用于各种类型的无心磨床，而不管相关的工件W的形状和大小以及施加到工件W上的研磨力的程度如何，同时，在这种结构的情况下，无心磨床的横向尺寸L增加，需要较大的安装空间。

但是，近来，要求简化而且节省空间的生产线，需要诸如工作母机等机械和设备缩小尺寸并简化。从而，也需求横向尺寸缩小的无心磨床，特别是所述无心磨床的横向尺寸与生产线的长度紧密相关。

发明的内容

本发明的主要目的是提供一种解决了所述传统问题的新型的无心磨床。

本发明的另一个目的是提供一种缩小了横向尺寸且特别适合于在小的安装空间内使用的无心磨床，所述无心磨床在结构上能够满足对于简化和节省空间的各种生产线的要求。

本发明的无心磨床按照下述方式构成，即，当工件被调整轮和托板旋转地支承时，借助旋转驱动的磨轮实行在工件的外周上的无心研磨，并且至少一个磨轮修整单元位于磨轮之上的倾斜向下的位置处。

作为一个优选实施例，磨轮的磨轮主轴在结构是一个悬臂，磨轮的更换可以从磨床的前面进行。

而且，作为用于磨轮修整单元的运动的驱动源，优选地使用一个AC伺服马达。

进而，支承调整轮的调整轮滑座的移动机构包括进给螺杆装置，所述进给螺杆装置在结构上如下所述，即，该进给螺杆的一端是固定的，且调整轮滑座连接到在该进给螺杆上前后运动的螺母体上。在这种情况下，希望螺母体在结构上达到与旋转驱动源驱动接合。

而且，希望在机器的床身上配置一个冷却剂通道，用于回收从磨轮与调整轮之间的研磨部分排出的研磨液，该冷却剂通道的一端在研磨部分向下敞开并保持原样向下延伸，其另一端在装置的床身侧向上敞开。

根据本发明，至少磨轮修整单元是一个在磨轮之上的向下倾斜的部分，因此，对于磨轮修整单元而言，无需在与传统的无心磨床的横向尺寸关系最密切的磨轮侧方占据空间，从而，可以大大缩小无心磨床的横向尺寸。

这样，可以提供一种特别适合于在小的空间内使用且能够满足各种生产线简化和节省空间的要求的无心磨床。

并且，由于磨轮修整单元在磨轮之上不是配置于垂直向下的位置上，而是配置在倾斜向下的位置上，所以，在磨轮与调整轮之间可以获得很宽阔的用于研磨操作的空间，并且在磨轮修整单元的结构中，可动侧部分的重量负荷恰当地作用到固定侧部分的滑动表面上，因此，可以有效地防止两个滑动表面的浮动和分离。

此外，优选地，使用一个AC伺服马达作为用于执行磨轮修整单元的各种操作的驱动源，这样可以将磨床制造得很紧凑并且减小振动。

进而，支承调整轮的调整轮滑座的移动机构包括进给螺杆装置，所述进给螺杆装置在结构上如下所述，即，该进给螺杆的一端是固定的，调整轮滑座连接到在该进给螺杆上螺旋式运动的螺母体上。从而，即使由于研磨产生的热而使机器床身热膨胀时，尽管装置床身发生热膨胀，在螺纹啮合到进给螺杆上的螺母体与连接到螺母体上的调整轮之间沿着运动方向的位置关系仍然是确定的并且保持不变的，这是由于它们与进给杆的螺纹啮合的关系的缘故。从而，恰当地保持磨轮与调整轮之间的位置关系。在具有尺寸缩小的机器床身的无心磨床中，这种效果是很显著的。

进而，在这种进给螺杆装置的结构中，由于螺母体连接到诸如驱动马达等的旋转驱动源上，所以，可以使用将旋转驱动源配置在调整轮滑座侧的结构，因此，可以将旋转驱动源保持在处于调整轮滑座的运动范围内的区域中，在一个传统的进给螺杆装置中，该区域在机器床身侧向外延伸。这还有助于缩小无心磨床的横向尺寸。

此外，在机器床身上配置用于回收从磨轮与调整轮之间的研磨部分排出的研磨液的冷却剂通道。该冷却剂通道的一端在研磨部分向下敞开并保持原样向下延伸，其另一端在装置床身侧向上敞开，从而，可以抑制冷却剂通道的水平延伸，有效地防止机器床身的横向尺寸的增加。

在参照附图的详细描述以及在权利要求书所述的新型的方案，本发明的上述的以及其它相关的目的和特征是十分清楚的。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施例中的无心磨床的整个结构的正视图。

图2是表示无心磨床中的调整轮的部分剖开的周围结构的正视图。

图3是表示传统的无心磨床的整个结构的正视图。

具体实施方式

下面将参照附图描述本发明的优选实施例。

本发明的无心磨床示于图1和图2。在图中相同的标号代表相同的结构构件或元件。

特别是，磨床包括用于进行小尺寸工件W外周的无心研磨的节省空间的结构。

其具体结构为，作为主要部件，磨床包括磨轮1，调整轮2，托板3，修整器4、5，以及，特别是，它包括一个用于缩小磨床的横向尺寸的结构。

磨轮1的轮表面(外周)具有对应于工件W的最终形状或者外周的最后加工好的形状的轮廓，该磨轮1可拆卸地固定到磨轮主轴10上。磨轮主轴10可旋转地轴颈支承在以固定的方式配置的轮的主轴箱11上，并直接连接到诸如驱动马达等的驱动源上，建立一个直接驱动结构，以便达到减小尺寸、简化和降低振动等目的。

此外，磨轮主轮10的支承结构是一种考虑到后面将要描述的磨轮修整单元4的位置关系的悬臂结构，并将其制成可以从磨床的前面(从图1中的这一侧)进行磨轮1的更换的结构。

调整轮2用于旋转地支承工件W的外周，同时它的支承表面(外周)具有一个对应于工件W的最终形状或者外周的最后加工好的形状的轮廓，该调整轮可拆卸地固定到调整轮主轴12上。调整轮主轴12孔可旋转地轴颈支承在调整轮箱13(未示出)上，并经由诸如动力传动带和齿轮机构等动力传动机构与诸如驱动马达等驱动源传动接合。在所给出的优选实施例中，采用伺服马达作为驱动源，以便确保工件W借助调整轮2进行稳定的旋转。

此外，调整轮主轴12的支承结构是一种高刚性双重支承结构，而不像磨轮主轴10那样，这是因为对于调整轮2要求高的刚性。但是，由于调整轮2的尺寸和重量比磨轮1小，所以，可以和磨轮1一样，从磨床的前面(图1中的这一侧)进行更换。从而，后面将要描述的调整轮修整单元5也配置在轮的上方，和磨轮修整单元4的情况一样。

此外，调整轮箱13可以在调整轮滑座14上沿着调整轮2的进给方向X(图1和图2的水平方向)运动，调整轮滑座14可以在机器床身6上在进给方向X上运动。

这里没有详细表示出调整轮滑座14，但是它可以在沿着进给方向X线性延伸到机器床身6的顶部的导向面上运动，并与进给螺杆装置15驱动接合。

如图2中所示，将进给螺杆装置15制成如下的结构，即，进给螺杆16的一个端部部分16a以固定的方式配置，调整轮滑座14连接到在进给螺杆16上前后螺纹运动的螺母体17上。

特别是，进给螺杆16的支承结构如下，借助支承螺栓33将旋转台32以可水平旋转的方式安装在机器床身6上，并且，借助支承螺栓18将进给螺杆16的端部部分16a固定到旋转台32上。这样，进给螺杆16在进给方向X上与机器床身6的顶表面6a平行地延伸，并具有调节磨轮主轴10和调整轮主轴12的平行度的作用。

此外，可螺旋移动地啮合到进给螺杆16上的螺母体17，经由轴承19、19可旋转地支承在调整轮滑座14的底部上，并且沿着一个轴向方向成一整体地连接于其上，该进给螺杆16还经由联轴器20与作为旋转驱动源的驱动马达21的驱动轴21a同轴地驱动接合。特别是，驱动马达21由一个伺服马达形成，并且借助未示出的托架或者类似物牢固地固定在调整轮滑座14的底部上。

并且，当螺母体17被驱动马达21旋转时，螺母体17在进给螺栓16上运动，从而，调整轮滑座14在机器床身6上沿着进给方向X移动。

利用这种进给装置的结构，即，进给螺杆16只有一端固定在机器床身6上，另外一端是自由端，即使在研磨过程持续进行、随着时间的流逝由于研磨产生的热而使机器床身6发生热膨胀的情况下，螺纹啮合到进给螺杆16并进一步啮合到调整轮滑座14上的螺母体17在运动方向或者进给方向X上的位置关系是确定的和保持不变的，这是因为与螺杆16螺纹啮合的关系与机器床身6的热膨胀无关，即，不受机器床身6的热膨胀的影响。

此外，如图2所示，螺母体17的结构为，它具有与进给螺杆16的长度对应的长度，并具有空心棒状的形状，其顶端是敞开端，而其后端是一个封闭端，该封闭端经由联轴器20与驱动马达21驱动接合，在内径表面上形成螺纹啮合到进给螺杆16上的阴螺纹。

而且，将调整轮滑座14设置成在螺母体17相对于进给螺杆16后退到最后的位置(在图2中用连续线表示)和螺母体17前进到最前方的位置(图2中进给螺杆16的后端16b到达螺母体17的最后面端17a)之间运动(运动行程S)，而不在退却端位置处从机器床身6的右手端向外部如突出。在这一点上，将驱动马达21设置成在调整轮滑座14的底部不从右手端向外部突出，从而，可以将机器床身6的横向尺寸设置得尽可能地小。

配置在调整轮滑座14上的调整轮箱13可以在沿着进给方向线性延伸到调整轮滑座14顶部的导向面上运动，并与进给螺杆装置22驱动接合，这里该进给螺杆装置22没有详细地表示出来。进给螺杆装置22的具体结构基本上和前面描述的进给螺杆装置15的结构相同，并省略其描述。进给螺杆装置22的驱动源优选地是手动操作的手柄或者一个马达。在所述的优选实施例中使用手手动操作的手柄。

托板3用于和调整轮2一起支承工件W，和调整轮2一样，安装在调整轮滑座14上，并且在磨轮1和调整轮2之间线性延伸(沿着图1中的垂直于纸的方向)，其上端是向调整轮滑座下方倾斜的支承面。

磨轮修整单元4用于矫正(修整)磨轮1的外周轮表面1a的形状，该磨轮修整单元4配置在磨轮1的上方，并且如图1所示，它被配置在一个倾斜向下的位置上。关于这一点，如上面描述过的，磨轮主轴10的支承结构是一个悬臂结构，磨轮1的更换在从磨床的前面(在图1中的这一侧)进行。

磨轮修整单元4的具体结构为，如图所示，装置基座25倾斜地配置在磨轮1的上方，旋转修整器26以如下方式安装在装置基座25上，即，该旋转修整器可以在磨轮1的轴向方向(在图1中的垂直于纸的方向)横移，并且能够沿磨轮1的轴向方向或者磨轮主轴10的轴向方向Y进给。

即，旋转修整器26被设置成能够借助进给螺杆装置28沿进给方向Y在修整器基座27上移动，修整器基座27被设置成能够借助进给螺杆装置29沿着磨轮1的轴向方向在装置基座25上移动。

这样，为什么将磨轮修整单元4设置在稍稍偏离磨轮1的正上方的位置、并且位于一个向下倾斜的位置的原因，如下面所述。

(1)由于在装置基座25和修整器基座27之间的滑槽结构30具有如图所示的带有类似燕尾的部分的燕尾槽结构，所以，如果将磨轮修整单元4垂直向下地配置在磨轮1的正上方，旋转修整器26和修整器基座27的重量负荷将集中在滑槽结构30的下部部分30a上，由于在加工完成的零部件中或者在安装机器时的误差等原因，会导致在滑槽结构30中的滑槽部分地浮动而分离，从而不能以高精度控制旋转修整器26的横移操作。

(2)如果将磨轮修整单元4设置在磨轮1的正上方，则不能在磨轮1和调整轮2之间获得足够宽的研磨空间A，使得很难从研磨部分、装卸工件W，并且不能确保研磨液给料器31的安装空间。

另一方面，在本优选实施例中，将磨轮修整单元4设置在稍稍偏离磨轮1的正上方的位置上，并且配置在向下倾斜的位置上。从而，旋转修整器26和修整器基座27的重量负荷也施加到滑槽结构30的底部部分30b上，因此，可靠地确保整个滑槽在滑槽结构30中的紧密接触状态，能够以高精度控制旋转修整器26的移动操作，并确保宽的研磨空间A。

并且，考虑到磨轮修整单元4设置在相对不很稳定的位置上，即，位于磨轮1的上方这一事实，为了抑制在机器的操作过程中的振动，采取一种振动抑制措施。

具体地说，作为用于磨轮修整单元4中的旋转修整器26的旋转、进给和横移的驱动源，为了缩小机器的尺寸、重量和振动，使用一个AC伺服马达(未示出)。特别是，由于负责进给和横移操作的所有部分(滑槽结构30等等)都是被滑动导向的，所以，将会提高利用AC伺服马达的降低振动的措施的效果。

在所给出的优选实施例中，修整单元4的修整器是一个旋转金刚石修整器，其中，例如，通过利用粘结材料粘结金刚石磨粒形成圆柱形外周的修整面，但是，优选地使用其端部片由金刚石形成的金刚石修整器。

调整轮修整单元5用于矫正(修整)调整轮2的外周轮表面2a的形状，和上面描述的磨轮修整单元4一样，它被设置在调整轮2的上方，并且如图1所示，它被设置在一个向下倾斜的位置上。

调整轮修整单元5的具体结构基本上和磨轮修整单元4的结构相同，并省略其说明。    

此外，将机器床身6的内部结构设计成缩小机器的横向尺寸L。

即，成一整体地配置在机器床身6中的用于回收研磨液的冷却剂通道35，用于回收从磨轮1和调整轮2之间的研磨部分排出的研磨液，它的一端35a向研磨部分的下方敞开并按照其原来的样子延伸，而另一端35b则向侧方向机器床身6的外部侧向敞开。从而，抑制冷却剂通道35的水平延伸，因此缩短机器床身6的横向尺寸，即，缩短机器的横向尺寸L。

进而，从研磨液给料器31进给到研磨部分的研磨液吸收由于在研磨部分处的研磨而产生的热，并向下流到机器床6，通过冷却剂通道35被排出到磨床的外部。研磨液被回收到研磨液储存槽，并由于吸收研磨产生的热而温度升高。由于冷却剂通道35的管道式结构，研磨液不会停留在机器床身6内，而是很快地被排出到机器床身6的外部。结果，最大限度地抑制了向机器床身6的传热，可以有效地抑制由于机器床身6的尺寸缩小造成的温度快速上升。

从而，在具有这种结构的无心磨床中，由于磨轮修整单元4配置在磨轮1上方的一个倾斜下向的位置上，所以，无需在磨轮1的侧面获得一个磨轮修整单元4所占据的空间，而这一空间与传统的无心磨床的横向尺寸L(见图3)是最紧密相关的。

从而，与图3中的传统的无心磨床相比，可以大大缩短无心磨床的横向尺寸L(见图1)。作为一个例子，当与带有和本申请人制造的相等的轮子半径的传统无心磨床的横向尺寸相比时，能够使具有本优选实施例的结构的无心磨床中的横向尺寸L接近减少一半。

此外，由于磨轮修整单元4配置在磨轮1上方的一个倾斜向下的位置上，所以，尽管磨轮修整单元4位于磨轮1的上方，磨轮1和调整轮2之间的研磨空间A仍然和一个传统的无心磨床的的空间一样宽。

进而，在磨轮修整单元4的结构中，可动部分的重量负荷相对于固定部分恰当地施加到滑槽结构30上，可以有效地防止这两部分的滑槽浮动和分离，可以高精度地控制旋转修整器26的横移操作。

进而，支承调整轮2的调整轮滑座14的移动机构包括进给螺杆装置15，在该进给螺杆装置15中，进给螺杆16的一端16a固定在机器床身6上，调整轮滑座14连接到在进给螺杆16上螺纹移动的螺母体17上。由于这种结构，即使由于研磨产生的热而使机器床身6发生热膨胀的情况下，螺纹啮合到进给螺杆16上的螺母体17和连接到螺母体17上的调整轮滑座14在移动方向上的位置关系也是确定的和保持不变的，这是因为与进给螺杆16的螺纹啮合关系与机器床身6的热膨胀无关。

从而，恰当地保持磨轮1和调整轮2之间的位置关系不变，在机器床身6的尺寸被缩小的本优选实施例中的无心磨床中，该效果是很明显的。

进而，在进给螺杆装置15的这种结构中，螺母体7与驱动马达21驱动接合，因此，可以采用使驱动马达21可以安装在调整轮滑座14上的结构。从而，在传统的进给螺杆装置的情况下，在机器床身6的侧方向外突出的配置的驱动马达，被配置在调整轮滑座14的移动范围之内，在这一点上，它有助于缩小本优选实施例的无心磨床的横向尺寸L。

此外，用于回收从磨轮1和调整轮2之间的研磨部分排出的研磨液的冷却剂通道35，配置在机器床身6中，冷却剂通道35的一端35a向研磨部分的下方敞开并保持原样延伸，而其另一端35b向机器床身6的外部侧向敞开。从而，抑制冷却剂通道35的水平延伸，从而可以有效地防止机器床身6的横向尺寸增大，即，有效地防止机器的横向尺寸L的增大。

顺便提及，上面描述的优选实施例只是本发明的一个优选实施例，本发明并不局限于该实施例。在本发明的范围内能够以各种方式改变设计。

例如，在所述优选实施例的无心磨床的情况下，被加工的工件W的形状和尺寸比较小，机器本身具有一个节省空间的结构。特别是，本发明的结构最适合于具有这种节省空间的结构的无心磨床。当然，通过将本发明应用于研磨形状和尺寸大的工件W的大型的无心磨床，也可以达到这种节省空间的目的。

此外，在所述的优选实施例中，其结构为，将磨轮1沿进给方向X固定地配置，而调整轮2在进给方向X上是可动的。本发明也可以应用于具有相反结构的无心磨床。在这种情况下，通过将调整轮修整单元5的结构改变成在优选实施例中所示的磨轮修整单元4的结构，也可以获得类似的效果。

进而，本发明可以应用于所有类型的无心磨床，而不必考虑研磨系统，例如纵向进给贯穿研磨系统，或者横向进给研磨系统。

顺便提及，在本发明的详细说明中所提到的特定的例子，只是试图使本发明的技术细节变得更加清楚。从而，本发明并不受特定例子的限制，不应当作狭义的理解，而应当从广义上加以理解，可以在本发明的主旨和权利要求的范围内，能够以各种不同的方式进行改变。

Claims (4)

1.一种无心磨床，用于当利用调整轮和托板支承工件时，借助旋转驱动的磨轮无心研磨工件的外周，

其特征在于，磨轮修整单元设置在磨轮之上的倾斜向下的位置上，

支承调整轮的调整轮滑座的移动机构包括进给螺杆装置，并且，所述进给螺杆装置的旋转驱动源是驱动马达或手动操作的手柄，

所述进给螺杆装置的进给螺杆的一端被固定设置在机器床身上，并且，调整轮滑座被连接到在所述进给螺杆上螺旋式运动的螺母体上，

所述驱动马达设置在调整轮滑座的底部，不从所述调整轮滑座的右手端向外部突出，并且所述调整轮滑座被构造成不在退却端位置处从机器床身的右手端向外部突出。

2.如权利要求1所述的无心磨床，其特征在于，所述磨轮的轮轴在结构上是一个悬臂，磨轮的更换可以从磨床的前面进行。

3.如权利要求1所述的无心磨床，其特征在于，作为驱动源使用AC伺服马达，用于执行磨轮修整单元的各种操作。

4.如权利要求1所述的无心磨床，其特征在于，在机器床身上配置用于回收从磨轮和调整轮之间的研磨部分排出的切削液的冷却剂通道，

冷却剂通道的一端向研磨部分的下方敞开并延伸，其另一端在机器床身的侧方向外敞开。

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