CN201105391Y - 高精度数控螺纹橡胶辊磨床 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高精度数控螺纹橡胶辊磨床，它由工件头架、砂轮架、设置在尾架座上的砂轮修整器、工作台及移动机构组成。工件头架包括电动机，联轴器、蜗轮蜗杆减速机构，主轴，驱动头架拨盘，拔杆，编码器；砂轮架包括砂轮及砂轮主轴，砂轮驱动电动机，多楔带，横向进给伺服电机，传动滚珠丝杆，直线导轨，长光栅；砂轮修整器包括伺服电机，驱动滚珠丝杆副，修整油缸，摆动连杆，金刚摆杆，金刚笔，行程开关，两位四通电磁阀，进给编码器；工作台移动机构包括交流伺服电机，滚珠丝杆，编码器。该磨床能将橡胶辊的外圆、中凸、螺纹一次装夹磨削完工，同一辊面可磨削左旋、右旋螺纹，生产效率能达到每根辊的加工时间为四小时，且磨削精度高。

Description

高精度数控螺纹橡胶辊磨床

技术领域

本实用新型涉及一种钢铁厂硅钢板涂层橡胶辊磨削装置，尤其是一种用于橡胶中凸辊、平辊、螺纹辊磨削装置。

背景技术

螺纹橡胶辊是冷轧硅钢板的涂层工艺中的重要零件，目前这种硅钢板涂层工艺及螺纹橡胶辊的磨削加工属于国际先进的生产技术。

现有的橡胶辊磨削存在三个难点：

(1)、工件材料软(丁氰橡胶)，难磨削。

(2)、橡胶辊磨削精度高。工件最大直径Ф500mm，最大长度3000mm，最大重量1000kg，圆度小于0.005mm，圆柱度1000∶0.005mm，螺纹累积误差，全长小于0.05mm，三角螺纹槽宽深度范围：0.08～0.18mm(深度公差+0.005～+0.01)，齿轮角公差±1°。

(3)、完工后橡胶辊的精度测量很困难(螺纹的齿形角误差、螺距、槽宽、螺距误差等)。

通常磨削橡胶辊的外圆、中凸、螺纹要二次装夹来磨削完工，并且同一辊面无法磨削左旋、右旋螺纹。因此，每根辊的加工时间要长达5～8小时，而且橡胶辊的精度难以保证。

发明内容

本实用新型就是要解决现有橡胶辊磨削中存在的上述技术问题，提供一种高精度数控螺纹橡胶辊磨床，该磨床能将橡胶辊的外圆、中凸、螺纹一次装夹磨削完工，同一辊面可磨削左旋、右旋螺纹，并且磨削精度和生产效率高。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种高精度数控螺纹橡胶辊装置，由工件头架、砂轮架、设置在尾架座上的砂轮修整器、工作台及移动机构组成；

工件头架包括电动机，联轴器、蜗轮蜗杆减速机构，主轴，驱动头架拨盘，拔杆，编码器，电动机输出轴经联轴器与蜗轮蜗杆减速机构中的蜗杆相连接，减速机构中的蜗轮与主轴配合固定连接，主轴前端套装有头架拨盘，头架拨盘上装有固定拔杆，主轴后端上装有编码器W1；

砂轮架包括砂轮及砂轮主轴，砂轮驱动电动机，多楔带，横向进给伺服电机，传动滚珠丝杆，直线导轨，长光栅，砂轮驱动电动机经多楔带传动连接砂轮主轴，横向进给伺服电机输出轴经联轴器与传动滚珠丝杆固定连接，砂轮架下面安装有直线导轨，砂轮架旁与直线导轨平行处设置长光栅；

砂轮修整器包括伺服电机，驱动滚珠丝杆副，修整油缸，摆动连杆，金刚摆杆，金刚笔，行程开关，两位四通电磁阀，进给编码器，砂轮修整器内安装修整油缸，修整油缸经摆动连杆与金刚摆杆连接，金刚摆杆上面装有金刚笔，修整油缸的活塞杆前面设有行程开关，修整油缸进出油口连接两位四通电磁阀，修整油缸后面修整器架上设置有进给编码器W4，修整器架上面安装伺服电机，伺服电机经联轴器与驱动滚珠丝杆副中的丝杆固定连接，砂轮修整器下面安装有直线导轨；

工作台移动机构包括交流伺服电机，滚珠丝杆，编码器，工作台左端安装交流伺服电机，交流伺服电机经联轴器与滚珠丝杆相连接，交流伺服电机后面设有编码器。

修整器修整砂轮齿形角范围为55°～120°。

工作台传动丝杆转速： $Z=N\·\frac{10}{n}$ (转/分)，其中N为工件转速(转/分)，n为工件牙数(牙/吋)。

本实用新型的有益效果是：能将橡胶辊的外圆、中凸、螺纹一次装夹磨削完工，同一辊面可磨削左旋、右旋螺纹，生产效率能达到每根辊的加工时间为4小时，并且磨削精度高，其磨削橡胶辊后达到的技术精度指标如下：

技术指标      单位    本项目              国际水平

圆度          mm      ≤0.005             0.003

圆柱度        mm      ≤0.005/1000        ≤0.005/1000

螺距累积误差  mm      全长上≤0.005       全长上≤0.005

全长上任取    mm      ≤0.003/300         ≤0.003/300

附图说明

图1是本实用新型的传动系统结构示意图；

图2是工件头架传动系统结构示意图；

图3是砂轮架传动系统结构示意图；

图4是砂轮修整器传动系统结构示意图；

图5是工作台移动机构传动系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步的描述。

如图1所示，高精度数控螺纹橡胶辊磨床，由位于工作台左边的工件头架100、砂轮架200、设置在尾架座上的砂轮修整器300、工作台及移动机构400组成。所加工后的橡胶辊采用非接触式测量方法，用光学投影技术，检测完工零件的工作精度。

如图2所示，工件头架100包括电动机M1，联轴器1、蜗轮蜗杆减速机构，主轴6，驱动头架拨盘4，拔杆，编码器W1，电动机Ml输出轴经联轴器1与蜗轮蜗杆减速机构中的蜗杆2相连接，减速机构中的蜗轮3与主轴6配合固定连接，主轴6前端套装有头架拨盘4，头架拨盘4上装有固定拔杆5，主轴6后端上装有编码器W1。

工件由电动机M1，经联轴器1、减速机构(蜗杆2、蜗轮3)驱动头架拨盘4，再由拔杆5带动工件旋转(包括编码器W1)。

工件(C)转速与工作台传动丝杆(Z)转速的关系：

工件螺纹    n牙/吋    n=10～72

工作台丝杆螺距为t=10mm

因工件螺距比工作台丝杆螺距小，故工作台丝杆(Z)的工作转速比工件(C)转速低。

，如工件(C)转速为N转/分，则Z轴转速为

如图3所示，砂轮架200包括砂轮及砂轮主轴13，砂轮驱动电动机M5，多楔带12，横向进给伺服电机M3，传动滚珠丝杆16，直线导轨11，长光栅W3，砂轮驱动电动机M5经多楔带12传动连接砂轮主轴12，横向进给伺服电机M3输出轴经联轴器与传动滚珠丝杆16固定连接，砂轮架200下面安装有直线导轨11，砂轮架200旁与直线导轨11平行处设置长光栅W3。

砂轮主轴13由装在砂轮架200上的电动机M5，经多楔带12，使主轴13旋转。横进给运动由伺服电机M3直接传动滚珠丝杆16，以进口长光栅W3定位，实现砂轮架200快进快退、周期进给、切入进给、中凸(凹)运动和砂轮修整补偿等功能。

如图4所示，砂轮修整器300包括伺服电机M4，驱动滚珠丝杆副7，修整油缸10，摆动连杆14，金刚摆杆15，金刚笔8，行程开关，两位四通电磁阀，进给编码器W4，  砂轮修整器内安装修整油缸10，修整油缸10经摆动连杆与金刚摆杆连接，金刚摆杆上面装有金刚笔8，修整油缸10的活塞杆前面设有行程开关，修整油缸10进出油口连接两位四通电磁阀，修整油缸10后面修整器架上设置有进给编码器W4，修整器架上面安装伺服电机M4，伺服电机M4经联轴器与驱动滚珠丝杆副7中的丝杆固定连接，砂轮修整器300下面安装有直线导轨9。

修整齿形角在55°～120°时，用单线砂轮，采用双面同时修整的型式。当数控系统控制伺服电机M4驱动滚珠丝杆副7带动修整座作进给运动后，又控制伺服电机M3带动砂轮架作补偿运动，使修整器自动进给量和砂轮架自动补偿量是同等的，进给量的大小由数控系统控制。

修整器修整砂轮运动是由液压来实现的。修整时，压力油进入修整油缸10后腔，向前推动活塞，通过连杆推动金刚摆杆，使金刚笔8在砂轮两侧修整所需要的角度。当活塞向前移动，压到行程开关，通过两位四通电磁阀改变油路，使活塞向后移动，此即完成一次修整循环，砂轮修磨角可由调整垫块及挡销定位来实现。修整器的修整量由其上的进给编码器W4读数参照。外圆砂轮的修整器300设置在尾架座上。

如图5所示，工作台移动机构400包括交流伺服电机M2，滚珠丝杆24，编码器W2，工作台左端安装交流伺服电机M2，交流伺服电机M2经联轴器与滚珠丝杆24相连接，交流伺服电机M2后面设有编码器W2。

工作台纵向运动由交流伺服电机M2传动高精度预负荷滚珠丝杆24来实现，并与工件头架100回转联动形成螺旋运动，其行程由编码器W2作参照。

本实用新型解决了橡胶辊磨削的三个难点：

(1)、工件材料软(丁氰橡胶)，难磨削。(2)、橡胶辊磨削精度高。工件最大直径Ф500mm，最大长度3000mm，最大重量1000kg，圆度小于0.005mm，圆柱度1000∶0.005mm，螺纹累积误差，全长小于0.05mm，三角螺纹槽宽深度范围：0.08～0.18mm(深度公差+0.005～+0.01)，齿轮角公差±1°。(3)、完工后橡胶辊的精度测量很困难(螺纹的齿形角误差、螺距、槽宽、螺距误差等)。

磨削冷轧硅钢板的涂层橡胶辊，包括磨削平辊、中凸辊和螺纹辊，用非接触式测量方法来测量工件的工作精度(包括螺纹的齿形角误差、螺距、槽宽和螺距误差等)。

Claims (3)

1.一种高精度数控螺纹橡胶辊磨床，由工件头架(100)、砂轮架(200)、设置在尾架座上的砂轮修整器(300)、工作台及移动机构(400)组成，其特征在于：

所述工件头架(100)包括电动机(M1)，联轴器(1)、蜗轮蜗杆减速机构，主轴(6)，驱动头架拨盘(4)，拔杆(5)，编码器(W1)，电动机(M1)输出轴经联轴器(1)与蜗轮蜗杆减速机构中的蜗杆(2)相连接，减速机构中的蜗轮(3)与主轴(6)配合固定连接，主轴(6)前端套装有头架拨盘(4)，头架拨盘(4)上固定连接有拔杆(5)，主轴(6)后端上装有编码器(W1)；

所述砂轮架(200)包括砂轮及砂轮主轴(13)，砂轮驱动电动机(M5)，多楔带(12)，横向进给伺服电机(M3)，传动滚珠丝杆(16)，直线导轨(11)，长光栅(W3)，砂轮驱动电动机(M5)经多楔带(12)传动连接砂轮主轴(13)，横向进给伺服电机(M3)输出轴经联轴器与传动滚珠丝杆916)固定连接，砂轮架(200)下面安装有直线导轨(11)，砂轮架(200)旁与直线导轨(11)平行处设置长光栅(W3)；

所述砂轮修整器(300)包括伺服电机(M4)，驱动滚珠丝杆副(6)，修整油缸(10)，摆动连杆(14)，金刚摆杆(15)，金刚笔(8)，行程开关，两位四通电磁阀，进给编码器(W4)，砂轮修整器(300)内安装修整油缸(10)，修整油缸(10)经摆动连杆(14)与金刚摆杆(15)连接，金刚摆杆(15)上面装有金刚笔(8)，修整油缸(10)的活塞杆前面设有行程开关，修整油缸(10)进出油口连接两位四通电磁阀，修整油缸(10)后面修整器架上设置有进给编码器(W4)，修整器架上面安装伺服电机(M4)，伺服电机(M4)经联轴器与驱动滚珠丝杆副(7)中的丝杆固定连接，砂轮修整器(300)下面安装有直线导轨(9)；

所述工作台移动机构(400)包括交流伺服电机(M2)，滚珠丝杆(24)，编码器(W2)，工作台左端安装交流伺服电机(M2)，交流伺服电机(M2)经联轴器与滚珠丝杆(24)相连接，交流伺服电机(M2)后面设有编码器(W2)。

2.根据权利要求1所述的高精度数控螺纹橡胶辊磨床，其特征在于，所述砂轮修整器(300)修整砂轮齿形角范围为55°～120°。

3.根据权利要求1所述的高精度数控螺纹橡胶辊磨床，其特征在于，所述工作台传动丝杆(24)的转速： $Z=N\·\frac{10}{n}$ (转/分)，其中N为工件转速(转/分)，n为工件牙数(牙/吋)。

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