CN205520952U - 用于修整超硬磨料砂轮的超声振动杯型砂轮修整器 - Google Patents

用于修整超硬磨料砂轮的超声振动杯型砂轮修整器 Download PDF

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Abstract

用于修整超硬磨料砂轮的超声振动杯型砂轮修整器，包括超声波发生器和底座；底座上设有变频电机和圆筒体，圆筒体的中心线沿垂直方向设置，圆筒体上端法兰连接有盖板；圆筒体内同轴向设有上端敞口、下端封堵的空心轴，圆筒体内壁与空心轴外壁之间的设有轴承，变频电机与空心轴下端传动连接；空心轴内设有超声波换能器和变幅杆，变幅杆外部通过可拆卸连接结构固定设在空心轴上，变幅杆上端向上穿过盖板并同轴固定设有顶部敞口杯型砂轮。本实用新型提供轴线方向的超声振动，能够很好的改善修整后砂轮的微观形貌，在完成整形的同时完成对磨粒的修锐，有利于降低磨削热和功率消耗，避免了砂轮堵塞和修整烧伤，提高外圆砂轮的寿命。

Description

用于修整超硬磨料砂轮的超声振动杯型砂轮修整器
技术领域
本实用新型属于精密磨削加工技术领域，具体涉及一种用于修整超硬磨料砂轮的超声振动杯型砂轮修整器。
背景技术
砂轮修整的关键在于得到较高的精度和良好的形貌。微粉级超硬磨料砂轮内部结构致密，磨粒较细，传统的修整方法很难达到理想的砂轮形貌，修整效率较低，质量不稳定。采用普通修整方法，修整工具头和砂轮磨损快，且修整过程中劳动强度大，砂轮容易堵塞，产生修整烧伤等缺陷。
超声加工是利用声学系统将电信号转化为超声频小振幅振动的一种材料去除加工方法。该方法加工力小，加工温度低，表面损伤和残余应力都较小，目前主要用于外圆超声切削和磨削，尚未有用于超硬磨料外圆砂轮修整。
实用新型内容
本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种解决修整效率高、修整过程不易堵塞、自动化程度高、劳动强度小、修整精度高的用于修整超硬磨料砂轮的超声振动杯型砂轮修整器。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：用于修整超硬磨料砂轮的超声振动杯型砂轮修整器，包括超声波发生器和内部呈中空结构的底座；底座上设有变频电机和位于变频电机右侧的圆筒体，圆筒体的中心线沿垂直方向设置，圆筒体下端法兰连接在底座上，圆筒体上端法兰连接有盖板，盖板与圆筒体之间设有密封垫；圆筒体内同轴向设有上端敞口、下端封堵的空心轴，空心轴上端与盖板下表面具有间隙，
圆筒体内壁与空心轴外壁之间的上部设有滚珠轴承，圆筒体内壁与空心轴外壁之间的下部设有圆锥滚子轴承，变频电机的主轴下端设有主动带轮，空心轴下端设有从动带轮，主动带轮和从动带轮通过同步带传动连接且均位于底座内部；
空心轴内设有超声波换能器和变幅杆，变幅杆下端与超声波换能器上端之间通过双头螺栓连接，变幅杆外部通过可拆卸连接结构固定设在空心轴上，盖板上设有通孔，变幅杆上端向上穿过通孔并同轴固定设有顶部敞口杯型砂轮。
底座下端边缘的左侧和右侧分别设有安装板，安装板上设有安装孔。
盖板顶部设有与通孔同轴线且尺寸大于通孔的凹槽，凹槽内设有套在变幅杆外并与变幅杆密封连接的毛毡，盖板上通过安装螺钉设有将毛毡压到凹槽内的压板。
可拆卸连接结构包括空心轴内壁上开设的台阶，台阶上设有下法兰盘，下法兰盘与变幅杆为一整体结构，下法兰盘上设有上法兰盘，上法兰盘下表面边沿设有定位环，下法兰盘位于定位环内，上法兰盘和下法兰盘之间通过紧固螺栓连接，空心轴通过径向设置的紧固螺钉与上法兰盘固定连接。
空心轴上设有内正极孔和位于内正极孔下方的内负极孔，空心轴外壁设有绝缘套，绝缘套外壁设有正极铜环和位于正极铜环下方的负极铜环，正极铜环通过穿过内正极孔的内正极导线与超声波换能器连接，负极铜环通过穿过内负极孔的内负极导线与超声波换能器连接；圆筒体上设有外正极孔和位于外正极孔下方的外负极孔，外正极孔内螺纹连接有上导向管，外负极孔内螺纹连接有下导向管，上导向管和下导向管内端敞口，上导向管和下导向管外端均设有穿线孔，上导向管内滑动设有与上导向管结构相同的上绝缘套，上绝缘套内设有内端与正极铜环顶压接触的正极碳刷，上导向管内设有两端分别与上绝缘套外端和上导向管外端内壁顶压配合的上弹簧，下导向管内滑动设有与下导向管结构相同的下绝缘套，下绝缘套内设有内端与负极铜环顶压接触的负极碳刷，下导向管内设有两端分别与下绝缘套外端和下导向管外端内壁顶压配合的下弹簧，正极碳刷外端连接有外正极导线，负极碳刷外端连接有外负极导线，外正极导线和外负极导线均与超声波发生器连接。
杯型砂轮由金刚石磨料或SiC磨料制成。
盖板下表面设有与滚珠轴承顶压限位的限位环。
采用上述技术方案，底座主要起固定、支撑的功能。本实用新型通过安装板上的安装孔安装于平面磨床或工具磨床的工作台上，底座的底面两侧的安装板为平面，可保证本系统在平面磨床的磁力吸盘上可靠安装。安装孔可在工具磨床的工作台上通过螺栓进行固定安装；
变频电机通过螺栓安装于底座的上平面，变频电机输出的力矩通过同步带能够传递到竖直布置的空心轴，再把旋转动力传递到安装在空心轴内的超声波换能器和变幅杆上；变频电机可方便地实现变换转速与转动方向的功能，较传统的齿轮变速系统，不仅可以实现无级变速，还可以极大地简化结构，减少维修保养工作，提高系统的可靠性。
杯型砂轮安装于变幅杆的上端，并通过螺纹连接方式进行紧固；超声波发生器输出的电能通过电刷和铜环传输到超声波换能器，激励其产生超声振动的机械能，经变幅杆放大后输出到杯型砂轮；空心轴通过滚珠轴承和圆锥滚子轴承安装于圆筒体内部，圆锥滚子轴承可以抵消超声振动系统的自重及砂轮修整时的轴向力；圆筒体安装于底座的上部由螺栓紧固，并通过销钉进行定位。
将本实用新型安装于磨床的磁力吸盘或工作台上，当磨床的外圆砂轮工作一段时间后需要整形与修锐时，将本实用新型的杯型砂轮移动到外圆砂轮下方，选择合适的杯型砂轮转速，开启变频电机与超声波换能器的电源，控制外圆砂轮以合适的修磨量在杯型砂轮上部往复运动即可实现对外圆砂轮的修整；杯型砂轮在回转的同时，还提供轴线方向的超声振动，能够很好的改善修整后砂轮的微观形貌，在完成整形的同时完成对磨粒的修锐，有利于降低磨削热和功率消耗，避免了砂轮堵塞和修整烧伤，提高外圆砂轮的寿命。
综上所述，本实用新型具有以下技术效果：
1、本实用新型具有独立的动力系统为杯型砂轮的旋转提供动力。
2、可方便安装于磨床上，通过磨床的进给对杯型砂轮的位置进行调整，从而使杯型砂轮达到合适的修磨量，保证修磨系统的足够刚度，以满足砂轮修整的要求。
3、利用压电陶瓷的逆压电效应产生的超声振动进行辅助，能够很好的改善修整后砂轮的微观形貌，在完成整形的同时完成对磨粒的修锐，有利于降低磨削热和功率消耗，避免了砂轮堵塞和修整烧伤，提高砂轮的寿命。
4、采用本实用新型修整外圆砂轮无需拆卸，大大减轻了修整砂轮时操作员的劳动量，提高了修整效率。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是图1中A处的放大图；
图3是图1的俯视图。
具体实施方式
如图1、图2和图3所示，本实用新型的用于修整超硬磨料砂轮的超声振动杯型砂轮修整器，包括超声波发生器1和内部呈中空结构的底座2；底座2上设有变频电机3和位于变频电机3右侧的圆筒体4，圆筒体4的中心线沿垂直方向设置，圆筒体4下端法兰连接在底座2上，圆筒体4上端法兰连接有盖板5，盖板5与圆筒体4之间设有密封垫6；圆筒体4内同轴向设有上端敞口、下端封堵的空心轴7，空心轴7上端与盖板5下表面具有间隙，
圆筒体4内壁与空心轴7外壁之间的上部设有滚珠轴承8，圆筒体4内壁与空心轴7外壁之间的下部设有圆锥滚子轴承9，变频电机3的主轴下端设有主动带轮10，空心轴7下端设有从动带轮11，主动带轮10和从动带轮11通过同步带50传动连接且均位于底座2内部；
空心轴7内设有超声波换能器12和变幅杆13，变幅杆13下端与超声波换能器12上端之间通过双头螺栓14连接，变幅杆13外部通过可拆卸连接结构固定设在空心轴7上，盖板5上设有通孔15，变幅杆13上端向上穿过通孔15并同轴固定设有顶部敞口杯型砂轮16。
底座2下端边缘的左侧和右侧分别设有安装板17，安装板17上设有安装孔18。
盖板5顶部设有与通孔15同轴线且尺寸大于通孔15的凹槽，凹槽内设有套在变幅杆13外并与变幅杆13密封连接的毛毡19，毛毡19可避免灰尘杂物进入到圆筒体4内，盖板5上通过安装螺钉20设有将毛毡19压到凹槽内的压板21。
可拆卸连接结构包括空心轴7内壁上开设的台阶，台阶上设有下法兰盘22，下法兰盘22与变幅杆13为一整体结构，下法兰盘22上设有上法兰盘23，上法兰盘23下表面边沿设有定位环24，下法兰盘22位于定位环24内，上法兰盘23和下法兰盘24之间通过紧固螺栓51连接，空心轴7通过径向设置的紧固螺钉25与上法兰盘23固定连接。
空心轴7上设有内正极孔26和位于内正极孔26下方的内负极孔27，空心轴7外壁设有绝缘套28，绝缘套28外壁设有正极铜环29和位于正极铜环29下方的负极铜环30，正极铜环29通过穿过内正极孔26的内正极导线31与超声波换能器12连接，负极铜环30通过穿过内负极孔27的内负极导线32与超声波换能器12连接；圆筒体4上设有外正极孔和位于外正极孔下方的外负极孔，外正极孔内螺纹连接有上导向管33，外负极孔内螺纹连接有下导向管34，上导向管33和下导向管34内端敞口，上导向管33和下导向管34外端均设有穿线孔，上导向管33内滑动设有与上导向管33结构相同的上绝缘套35，上绝缘套35内设有内端与正极铜环29顶压接触的正极碳刷36，上导向管33内设有两端分别与上绝缘套35外端和上导向管33外端内壁顶压配合的上弹簧37，下导向管34内滑动设有与下导向管34结构相同的下绝缘套38，下绝缘套38内设有内端与负极铜环30顶压接触的负极碳刷39，下导向管34内设有两端分别与下绝缘套38外端和下导向管34外端内壁顶压配合的下弹簧40，正极碳刷36外端连接有外正极导线41，负极碳刷39外端连接有外负极导线42，外正极导线41和外负极导线42均与超声波发生器1连接。
杯型砂轮16由金刚石磨料或SiC磨料制成。
盖板5下表面设有与滚珠轴承8顶压限位的限位环43，限位环43与盖板5之间采用一体成型结构。
底座2主要起固定、支撑的功能。本实用新型通过安装板17上的安装孔18安装于平面磨床或工具磨床的工作台上，底座2的底面两侧的安装板17为平面，可保证本系统在平面磨床的磁力吸盘上可靠安装。安装孔18可在工具磨床的工作台上通过螺栓进行固定安装；
变频电机3通过螺栓安装于底座2的上平面，变频电机3输出的力矩通过同步带50能够传递到竖直布置的空心轴7，再把旋转动力传递到安装在空心轴7内的超声波换能器12和变幅杆13上；变频电机3可方便地实现变换转速与转动方向的功能，较传统的齿轮变速系统，不仅可以实现无级变速，还可以极大地简化结构，减少维修保养工作，提高系统的可靠性。
杯型砂轮16安装于变幅杆13的上端，并通过螺纹连接方式进行紧固；超声波发生器1输出的电能通过电刷和铜环传输到超声波换能器12，激励其产生超声振动的机械能，经变幅杆13放大后输出到杯型砂轮16；空心轴7通过滚珠轴承8和圆锥滚子轴承9安装于圆筒体4内部，圆锥滚子轴承9可以抵消超声振动系统的自重及砂轮修整时的轴向力；圆筒体4安装于底座2的上部由螺栓紧固，并通过销钉进行定位。
将本实用新型安装于磨床的磁力吸盘或工作台上，当磨床的外圆砂轮工作一段时间后需要整形与修锐时，将本实用新型的杯型砂轮16移动到外圆砂轮下方，选择合适的杯型砂轮16转速，开启变频电机3与超声波换能器12的电源，控制外圆砂轮以合适的修磨量在杯型砂轮16上部往复运动即可实现对外圆砂轮的修整；杯型砂轮16在回转的同时，还提供轴线方向的超声振动，能够很好的改善修整后砂轮的微观形貌，在完成整形的同时完成对磨粒的修锐，有利于降低磨削热和功率消耗，避免了砂轮堵塞和修整烧伤，提高外圆砂轮的寿命。
以上实施例仅用以说明而非限制本实用新型的技术方案，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.用于修整超硬磨料砂轮的超声振动杯型砂轮修整器，其特征在于：包括超声波发生器和内部呈中空结构的底座；底座上设有变频电机和位于变频电机右侧的圆筒体，圆筒体的中心线沿垂直方向设置，圆筒体下端法兰连接在底座上，圆筒体上端法兰连接有盖板，盖板与圆筒体之间设有密封垫；圆筒体内同轴向设有上端敞口、下端封堵的空心轴，空心轴上端与盖板下表面具有间隙，
圆筒体内壁与空心轴外壁之间的上部设有滚珠轴承，圆筒体内壁与空心轴外壁之间的下部设有圆锥滚子轴承，变频电机的主轴下端设有主动带轮，空心轴下端设有从动带轮，主动带轮和从动带轮通过同步带传动连接且均位于底座内部；
空心轴内设有超声波换能器和变幅杆，变幅杆下端与超声波换能器上端之间通过双头螺栓连接，变幅杆外部通过可拆卸连接结构固定设在空心轴上，盖板上设有通孔，变幅杆上端向上穿过通孔并同轴固定设有顶部敞口杯型砂轮。
2.根据权利要求1所述的用于修整超硬磨料砂轮的超声振动杯型砂轮修整器，其特征在于：底座下端边缘的左侧和右侧分别设有安装板，安装板上设有安装孔。
3.根据权利要求1所述的用于修整超硬磨料砂轮的超声振动杯型砂轮修整器，其特征在于：盖板顶部设有与通孔同轴线且尺寸大于通孔的凹槽，凹槽内设有套在变幅杆外并与变幅杆密封连接的毛毡，盖板上通过安装螺钉设有将毛毡压到凹槽内的压板。
4.根据权利要求1所述的用于修整超硬磨料砂轮的超声振动杯型砂轮修整器，其特征在于：可拆卸连接结构包括空心轴内壁上开设的台阶，台阶上设有下法兰盘，下法兰盘与变幅杆为一整体结构，下法兰盘上设有上法兰盘，上法兰盘下表面边沿设有定位环，下法兰盘位于定位环内，上法兰盘和下法兰盘之间通过紧固螺栓连接，空心轴通过径向设置的紧固螺钉与上法兰盘固定连接。
5.根据权利要求1所述的用于修整超硬磨料砂轮的超声振动杯型砂轮修整器，其特征在于：空心轴上设有内正极孔和位于内正极孔下方的内负极孔，空心轴外壁设有绝缘套，绝缘套外壁设有正极铜环和位于正极铜环下方的负极铜环，正极铜环通过穿过内正极孔的内正极导线与超声波换能器连接，负极铜环通过穿过内负极孔的内负极导线与超声波换能器连接；圆筒体上设有外正极孔和位于外正极孔下方的外负极孔，外正极孔内螺纹连接有上导向管，外负极孔内螺纹连接有下导向管，上导向管和下导向管内端敞口，上导向管和下导向管外端均设有穿线孔，上导向管内滑动设有与上导向管结构相同的上绝缘套，上绝缘套内设有内端与正极铜环顶压接触的正极碳刷，上导向管内设有两端分别与上绝缘套外端和上导向管外端内壁顶压配合的上弹簧，下导向管内滑动设有与下导向管结构相同的下绝缘套，下绝缘套内设有内端与负极铜环顶压接触的负极碳刷，下导向管内设有两端分别与下绝缘套外端和下导向管外端内壁顶压配合的下弹簧，正极碳刷外端连接有外正极导线，负极碳刷外端连接有外负极导线，外正极导线和外负极导线均与超声波发生器连接。
6.根据权利要求1所述的用于修整超硬磨料砂轮的超声振动杯型砂轮修整器，其特征在于：杯型砂轮由金刚石磨料或SiC磨料制成。
7.根据权利要求1所述的用于修整超硬磨料砂轮的超声振动杯型砂轮修整器，其特征在于：盖板下表面设有与滚珠轴承顶压限位的限位环。
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