CN202438887U - 车磨床磨削中凸或凹轴类零件的微进给装置 - Google Patents

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闫克泉
付振鲁
王一岭
梁斌顺
陈海玲
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Abstract

本实用新型公开了一种车磨床磨削中凸或凹轴类零件的微进给装置,包括:偏心轴,为该微进给装置的输出构件;传动链,至少含有减速机构,且该传动链的输出端连接所述偏心轴,以驱动所述偏心轴绕其转轴转动;以及驱动装置,连接所述传动链的输入端。依据本实用新型的车磨床磨削中凸或凹轴类零件的微进给装置能够有效保证中凸或凹类零件的加工精度。

Description

车磨床磨削中凸或凹轴类零件的微进给装置
技术领域
在车磨床上中凸或凹曲面轴类磨削加工过程中,需要径向平稳控制微进给,以完成中凸或凹曲面轴类零件的精密磨削加工,本实用新型涉及用于此类加工中实现径向微进给的装置。 
背景技术
目前,中凸或凹轴类零件的加工有两种方法可以利用。 
第一种加工方法是以数控车床为加工设备实现的加工,在该加工方法中,中凸或凹轴类零件的精密加工首先采用数控车床通过编程,实现X、Z轴插补,将工件表面粗加工成型,然后再通过砂带、布轮等抛光的方法来提高表面粗糙度。 
上述的第一种方法明显的缺点是中凸或凹轴类零件在车削过程中,X轴进给由伺服电机驱动滚珠丝杠实现。由于X轴进给量极其微小,交流伺服电机加以匹配的转速很低,电机本身转动会出现抖动现象,造成磨头进给爬行;另一方面,磨头进给速度过低,加之滚珠丝杠较差的传动刚性,进一步加重了低速爬行,在这种条件下很难保证工件的加工精度。 
上述方法成型加工采用的是车削,只能加工未淬火的零件。而表面最终处理采用砂带、布轮等抛光的方法,抛光的纹路没有规律,显得非常的凌乱,感官效果不好。 
上述方法的另一个缺点是必须精车完后,再抛光,加工工序多,效率低。 
第二种加工方法所采用的加工设备是数控外圆磨床,通过编程,采用X、Z轴插补,直至将工件表面磨削完成。当工件长度为4000mm-5000mm时,所采用的中凸或凹量只有0.5mm-2mm。这种加工方法明显的缺点同第一种加工方法的过程一样,X轴进给由伺服电机驱动滚珠丝杠实现,X轴进给量极其微小,交流伺服电机转速很低,电机本身转动就会出现抖动现象,造成磨头进给爬行,另外磨头进给速度过低,滚珠丝杠传动刚性差,也会产生低速爬行,很难保证工件的加工精度和表面粗糙度。而且在加工过程中需经反复的局部磨削,才能勉强使用,加工效率低,而且表面存在轻微的接刀痕,表面精度给人的感观也非常不好。 
发明内容
因此,本实用新型的目的在于提供一种能够有效保证中凸或凹类零件加工精度的车磨床磨削中凸或凹轴类零件的微进给装置。 
为了实现上述发明目的,所采用的技术方案为: 
一种车磨床磨削中凸或凹轴类零件的微进给装置,包括:
偏心轴,为该微进给装置的输出构件;
传动链,至少含有减速机构,且该传动链的输出端连接所述偏心轴,以驱动所述偏心轴绕其转轴转动;以及
驱动装置,连接所述传动链的输入端。
使用中,砂轮架空套在偏心轴上,同时使用状态下,偏心轴的轴线应平行于机床主轴轴线,换言之,平行于工件轴线,那么通过偏心轴转动,就会驱动砂轮架靠近或者远离工件,而这种靠近或者远离正是所要实现的微进给。 
进而,由于偏心轴能够实现与砂轮架的刚性连接,可以从根本上解决磨头微进给时出现爬行的问题,尤其是偏心轴的轮廓平稳连续,能够实现平稳的进给。 
需要保证的是,对于驱动装置的输入进行减速,以满足对微进给的方大驱动,从而,保证进给的精度。 
从而,依据本实用新型的微进给装置,能够有效地保证中凸或凹类零件的加工精度。 
上述车磨床磨削中凸或凹轴类零件的微进给装置,所述减速机构为蜗轮蜗杆减速机构。 
上述车磨床磨削中凸或凹轴类零件的微进给装置,所述传动链还包括连接于所述蜗轮蜗杆减速机构的丝母丝杠机构,其中丝母丝杠机构的丝杠与所述偏心轴的轴线正交,且所述传动链进一步含有一端固定连接于所述偏心轴、另一端铰接于对应丝母上的连杆; 
其中,所述连杆的丝母端在连杆延伸方向上开有与铰链轴配合以形成铰接的条形孔。
上述车磨床磨削中凸或凹轴类零件的微进给装置,还包括一铰接于所述连杆中部的阻尼缸,该阻尼缸的座部铰接于机架上,并与连杆成大于等于45度而小于等于90度的夹角。 
上述车磨床磨削中凸或凹轴类零件的微进给装置,所述连杆为板面法线与所述偏心轴的轴线平行的板件。 
上述车磨床磨削中凸或凹轴类零件的微进给装置,所述驱动装置为伺服电机。 
上述车磨床磨削中凸或凹轴类零件的微进给装置,所述偏心轴包括一固定设置的支撑轴和套装在该支撑轴上的偏心轴套,其中偏心轴套与所述传动链连接。 
下面结合说明书附图对本发明的技术方案作具体的描述,并对所用术语和手段给出具体的解释,本发明的优点较多地体现在以下内容中。 
附图说明
图1为依据本实用新型的车磨床磨削中凸或凹轴类零件的微进给装置的一种驱动装置与减速机构部分装配结构示意图,该图亦为图2的E-E剖视图,省略无关部分。 
图2为依据本实用新型的一种车磨床磨削中凸或凹轴类零件的微进给装置的使用状态图。 
图3为液压阻尼缸的结构配置图,以为图2的G-G剖视图。 
图4为车磨床含有微进给装置的布局图。 
图5为铰链轴与条形孔的配合结构图。 
图6为图5的俯剖结构示意图。 
图中:1、减速箱体,2、伺服电机,3、联轴器,4、蜗杆轴,5、蜗轮,6、阻尼缸,7、丝母,8、丝杠,9、连接板,10、支撑轴,11、偏心轴套,12、连接销,13、活塞杆,14、密封圈,15、缸体,16、连接销,17、主电机,18、床头箱,19、微进给装置,20、尾座,21、床体,22、精密减速机,23、拖板,24、铰链轴,25、条形孔,26、螺母。 
具体实施方式
说明附图1至6为例示的一种深孔珩磨内孔的测量装置的结构示意,但不构成对权利要求的限制,图中采用了简化画法,仅用于清楚表达,不代表真实产品的加工结构。 
在示例的描述中选用的术语名称可能包含特定的结构或者特性,但仅用表达于实例的技术条件,不应对本实用新型请求保护的技术方案构成限定。 
首先对微进给进行一个简单说明,在图4所示的车磨床的整体布局图上,工件装夹在床头箱18与尾座20之间,工件的旋转由主电机17通过床头箱18上的主轴实现,X轴的微进给通过图中所示的微进给装置19实现,X轴即为工件的水平径向;Z轴的移动则由伺服电机通过精密减速机22和装在床体21上的齿条带动拖板23沿床身导轨做Z向移动。从而,通过Z轴与X轴的统控,完成中凸或凹轴类零件的精密磨削加工。 
依据本实用新型的一个较佳的实施例,一种车磨床磨削中凸或凹轴类零件的微进给装置,包括: 
偏心轴,为该微进给装置的输出构件;
传动链,至少含有减速机构,且该传动链的输出端连接所述偏心轴,以驱动所述偏心轴绕其转轴转动;以及
驱动装置,连接所述传动链的输入端。
参见说明书附图2,在其左端,一偏心轴的偏心距为R,图中为简化结构,仅表示了偏心轴与传动链的连接部分的型面结构,偏心轴工作不分的名义结构为圆柱形,转动中心与截面形心距离为R。柱面结构有利于与砂轮架配合形成用于驱动砂轮架的运动副。砂轮架空套在偏心轴上而具有一个被偏心轴驱动的力。 
那么,如图4所示,偏心轴的轴线应当平行于工件轴线。 
偏心轴也是轴类件,可以直接被驱动,传动链可以比较复杂,也可以比较简单,不过应尽可能的减少传动链的环节,减小传动的累积误差。 
由于机床普遍采用电机驱动,转速都比较高,因此,传动链必须有减速机构,最好在传动环节且结构尺寸比较小的情况下,满足所需要的减速比。因此,一种较佳的选择是所述减速机构为蜗轮蜗杆减速机构。 
蜗轮蜗杆减速机构的单级传动比最大300,且通过合理配置,该类减速机构中的最大减速比可在5000以上,满足微进给的精确控制。 
另一种可选的结构是行星轮机构,也可以获得比较大的传动比。 
如前所述,偏心轴可以直接为减速机构所驱动,为了更好地配置传动链,还可以辅助其他结构。 
参见说明书附图2,所述传动链还包括连接于所述蜗轮蜗杆减速机构的丝母丝杠机构,图2种,丝杠8与蜗轮轴连接,蜗杆则通过联轴器3与一伺服电机2连接,以被驱动。 
其中丝母丝杠机构的丝杠8与所述偏心轴的轴线正交,且所述传动链进一步含有一端固定连接于所述偏心轴、另一端铰接于对应丝母上的连杆,如图2中的连接板9。 
连杆为机械领域的理想模型,为了简化计算,为名义杆性件,在本文中不构成对所限定结构的约束。 
需要保证的结构是,所述连杆的丝母端在连杆延伸方向上开有与铰链轴24配合以形成铰接的条形孔25,从而,当丝母7上下运行时,使含有连杆的传动部分的自由度为1,而能够具有确定的运动形式。 
优选地,参见说明书附图2和3,还包括一铰接于所述连杆中部的阻尼缸,该阻尼缸的座部铰接于机架上,用于对传动进行减震,缓冲连杆运动时产生的震动,避免磨头因震动而产生振纹,以至于不能很好地完成中凸或凹轴类零件的机密加工。 
当然,还可以选用其他的阻尼装置,如弹簧阻尼器,也可以满足所需要的减震效果。 
阻尼缸主要类型是气-也阻尼缸,是利用液体不可压缩性及液体流量易于控制性设计而成从而达到使活塞杆稳速运动目的的气缸,是引导活塞在其中进行直线往复运动的圆筒形金属机件。气-液阻尼缸结合了气动和液压的优点,通过调节阻尼油液(液体流量易于控制)从而使活塞的速率快速而平稳的变化,操作简便,使用速度范围广。 
并与连杆成大于等于45度而小于等于90度的夹角,以保证减震的效果,主要是阻尼缸6的作用方向在连杆的转动方向上的分力尽可能大,本领域的技术人员据此容易理解。 
为了保证驱动的刚度,所述连杆为板面法线与所述偏心轴的轴线平行的板件,如图2所示的连接板9,这种结构可以有效的在消耗材料较少的情况下,保证连接板的动刚度。 
进一步地,所述驱动装置为伺服电机,便于系统集成,尤其是能够与Z轴电机协同控制。 
如图2所示,所述偏心轴包括一固定设置的支撑轴和套装在该支撑轴上的偏心轴套,其中偏心轴套与所述传动链连接,利于装配。 

Claims (7)

1.一种车磨床磨削中凸或凹轴类零件的微进给装置,其特征在于,包括:
偏心轴,为该微进给装置的输出构件;
传动链,至少含有减速机构,且该传动链的输出端连接所述偏心轴,以驱动所述偏心轴绕其转轴转动;以及
驱动装置,连接所述传动链的输入端。
2.根据权利要求1所述的车磨床磨削中凸或凹轴类零件的微进给装置,其特征在于,所述减速机构为蜗轮蜗杆减速机构。
3.根据权利要求2所述的车磨床磨削中凸或凹轴类零件的微进给装置,其特征在于,所述传动链还包括连接于所述蜗轮蜗杆减速机构的丝母丝杠机构,其中丝母丝杠机构的丝杠与所述偏心轴的轴线正交,且所述传动链进一步含有一端固定连接于所述偏心轴、另一端铰接于对应丝母上的连杆;
其中,所述连杆的丝母端在连杆延伸方向上开有与铰链轴配合以形成铰接的条形孔。
4.根据权利要求2所述的车磨床磨削中凸或凹轴类零件的微进给装置,其特征在于,还包括一铰接于所述连杆中部的阻尼缸,该阻尼缸的座部铰接于机架上,并与连杆成大于等于45度而小于等于90度的夹角。
5.根据权利要求3或4所述的车磨床磨削中凸或凹轴类零件的微进给装置,其特征在于,所述连杆为板面法线与所述偏心轴的轴线平行的板件。
6.根据权利要求1所述的车磨床磨削中凸或凹轴类零件的微进给装置,其特征在于,所述驱动装置为伺服电机。
7.根据权利要求1所述的车磨床磨削中凸或凹轴类零件的微进给装置,其特征在于,所述偏心轴包括一固定设置的支撑轴和套装在该支撑轴上的偏心轴套,其中偏心轴套与所述传动链连接。
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