CN101152702B

CN101152702B - 平面曲线槽磨削机床

Info

Publication number: CN101152702B
Application number: CN2006100160896A
Authority: CN
Inventors: 曹洋; 刘飞; 高焕明; 蔡智渊; 马明山; 孙定生; 王建敏
Original assignee: 707th Research Institute of CSIC
Current assignee: 707th Research Institute of CSIC
Priority date: 2006-09-30
Filing date: 2006-09-30
Publication date: 2010-07-28
Anticipated expiration: 2026-09-30
Also published as: CN101152702A

Abstract

本发明属于机床设备领域的一种平面曲线槽磨削机床。其主要技术特点是由基座、位置调整机构、曲线合成机构、分度机构、砂轮运行及进给装置构成，位置调整机构安装在基座上，曲线合成机构安装在位置调整机构上，分度机构安装在曲线合成机构上，砂轮运行及进给机构固装在位置调整机构侧边的基座上。本发明的结构简单，制造容易，价格低，定位准确，适用于一般企业使用；且该设备可在工件表面加工出的曲线槽形准确且粗糙度值高，并且可加工出多种复杂曲线槽形，使用范围较广，该机床的自动化程度高，适宜工业化大批量生产。

Description

平面曲线槽磨削机床

技术领域

本发明属于机床设备领域，尤其是一种平面曲线槽磨削机床。

背景技术

对工件表面复杂曲线槽形的加工具有相当的难度，普通加工方法很难在纵向和横向上均达到精确的制作要求。目前普遍采用的加工方法是：先制作出一个与被加工工件上的槽形状相同的模板，然后采用离子刻蚀技术按照该模板对工件进行刻蚀加工。离子刻蚀方法是一种精细加工技术，被广泛用于加工工件表面的复杂槽形，如止推板上的螺旋槽就基本采用该技术方法加工，该方法可以在最大限度上保证纵向刻蚀，并可以有效地控制横向刻蚀。但该方法也存在着一些缺陷：1.该方法使用的设备结构复杂，操作比较繁琐，生产效率较低，不适宜现代化的大批量生产；2.该设备制造成本高，价格昂贵，增加了工件的生产成本，不适宜在一般企业中推广应用；3.采用该工艺方法加工的槽深度较浅，不能加工出较深的复杂槽形，因此缩小了其应用范围。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种平面曲线槽磨削机床，该机床结构简单，生产效率高，价格低廉，可以在工件上加工出多种不同曲线方程且较深的复杂槽形。

本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种平面曲线槽磨削机床，其特征在于：由基座、位置调整机构、曲线合成机构、分度机构、砂轮运行及进给装置构成，位置调整机构安装在基座上，曲线合成机构安装在位置调整机构上，分度机构安装在曲线合成机构上，砂轮运行及进给装置固装在位置调整机构侧边的基座上。

而且，所述的位置调整机构由安装在基座上的横拖板、纵拖板组成，横拖板安装在与基座固装在一起的横导轨上，纵拖板安装在与横拖板固装在一起的纵导轨上，在纵拖板上安装曲线合成机构。

而且，所述的曲线合成机构由上拖板、曲线偏心凸轮、转筒构成，其中上拖板安装在与纵拖板固装在一起的线性导轨上，该线性导轨上导向运行有上拖板、转筒、曲线偏心凸轮、步进电机的组合体，其中转筒通过精密轴承安装在上拖板内，曲线偏心凸轮固装在转筒的轴上，该曲线偏心凸轮的回转中心与转筒的回转中心重合，该曲线偏心凸轮由与其直联的步进电机驱动，并通过转筒的转动带动曲线偏心凸轮与固定板上固装的顶轮相触碰，在转筒的上部固装分度机构。

而且，所述的分度装置由与转筒同轴固装的精密分度转轴、棘轮、外套、横纵气缸构成，棘轮固装在精密分度转轴上，套在棘轮上的外套外延伸出一拨爪，该拨爪位于横纵气缸的活动范围内；在棘轮下方的精密分度转轴与转筒之间对称安装有可精细分度定位的两个滚珠。

而且，所述的转筒的轴上固装的曲线偏心凸轮为1～5个。

而且，在位置调整机构上面安装的固定板上固装的顶轮可上、下调整所需位置。

而且，所述的砂轮运行及进给装置由砂轮轴、电主轴及固定基座构成，砂轮轴安装在电主轴的输出轴上。

本发明的优点和有益效果为：

1.砂轮轴通过高精度线性导轨和高精度滚珠丝杠驱动实现直线进给，且砂轮的旋转通过电主轴实现。砂轮通过直线进给和旋转对工件进行切削加工，并通过移动有效地保证工件的加工深度达到要求。

2.本发明的曲线合成机构依靠靠模组件特性完成对直线运动和旋转运动的分解与合成，形成规定方程的螺旋槽的轨迹。使用不同规则形状的靠模组件，即可以加工出不同形状的复杂曲线槽形，使用一台平面曲线槽磨削设备即可加工出多种复杂曲线，降低了生产成本，并扩大了该平面曲线槽磨削设备的使用范围。

3.分度机构先采用气缸和棘轮进行粗分度，然后通过转筒孔中的滚珠和精密分度转轴上的定位槽实现精密分度定位和锁死，该分度机构结构简单，具有重复定位性，有效地保证了定位的准确性，实现了在圆周上完成多个平面槽形加工。

4.电主轴外部壳体的顶端安装有一配重块，该配重块消除了电主轴移动的力矩和重力使运动更平稳。

5.该平面曲线槽磨削机床可采用PLC及POC对整机运动进行控制，实现了自动化生产，提高了生产效率，使该平面曲线槽磨削设备适宜工业化大批量生产。

6.本发明的结构简单，制造容易，价格低，定位准确，适用于一般企业使用；且该设备可在工件表面加工出较深的槽形，并且可加工出多种复杂曲线槽形，使用范围较广，该机床的自动化程度高，适宜工业化大批量生产。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是图1的曲线合成机构与分度装置的组合外形图；

图3是图2的A-A向截面剖视图；

图4是图2的右视图；

图5是图4的B-B向截面剖视图；

图6是图4的C-C向截面剖视图；

图7是图1的砂轮运行及进给装置的外形图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

该平面曲线槽磨削机床由基座14、位置调整机构、曲线合成机构、分度机构、砂轮运行及进给装置以及电控装置12构成，位置调整机构安装在基座上，曲线合成机构安装在位置调整机构上，分度机构安装在曲线合成机构上，砂轮运行及进给装置固装在位置调整机构侧边的基座上。

为了清楚地描述本发明的技术结构，下面分四个部分进行叙述：

1.位置调整机构

该位置调整机构由固装在基座上的横导轨11、在该横导轨上导向定位的横拖板10、纵拖板16以及安装在该纵拖板上的导向定位纵导轨17构成，横拖板安装在与基座固装在一起的横导轨上，纵拖板安装在与横拖板固装在一起的纵导轨上，在纵拖板平面制有一线性导轨23，该线性导轨上安装曲线合成机构。

2.曲线合成机构

曲线合成机构由线性导轨、上拖板8、曲线偏心凸轮24、25、26、精密轴承20、转筒19组成，上拖板通过线性导轨安装在位置调整机构的上面，转筒通过精密轴承安装在上拖板内，曲线偏心凸轮固装在转筒的轴上，本实施例图示中为三个曲线偏心凸轮，该曲线偏心凸轮可以根据需要设置成1～5个。且曲线偏心凸轮的回转中心与转筒回转中心重合，曲线偏心凸轮的摆动通过与转筒轴端直联的步进电机22驱动，通过转筒的转动带动曲线偏心凸轮与位置调整机构上面固定板9上固装的顶轮21相触碰，该顶轮安装在调整块15上，该调整块可在固定板开的槽上对顶块进行上、下调整定位，以适应不同的曲线偏心凸轮。当步进电机旋转时将曲线偏心凸轮的曲线轨迹分解为直线和旋转运动，当工件在这两种运动的作用下与旋转的砂轮接触时又形成了曲线的合成。

3.分度机构

在转筒的上部固装该分度机构。该分度机构由与转筒同轴固装的精密分度转轴3、棘轮18、外套4、横纵气缸1、7构成，棘轮固装在精密分度转轴上，套在棘轮上的外套外延伸出一拨爪27，该拨爪位于横纵气缸的活动范围内；在棘轮下方的精密分度转轴与转筒之间对称安装有可精细分度定位的两个滚珠28。在棘轮上面的精密分度转轴外套装有一工件定位板2。

4.砂轮运行及进给装置

该砂轮运行及进给装置由砂轮轴5、电主轴6及固定基座13构成，砂轮轴安装在电主轴的输出轴上。该电主轴固定基座的顶端安装有一配重块29，该配重块消除了电主轴移动的力矩和重力使运动更平稳。在电主轴上安装有直线驱动装置，该直线驱动装置由直线滚动导轨、驱动电机和丝杠构成，该直线滚动导轨安装在电主轴的底部并在进给导轨上导向运行，其具体结构是：电主轴均安装在主轴套内，直线滚动导轨安装在主轴套的底部。该电主轴后端通过其固装的丝杠连接驱动电机，驱动电机通过丝杠驱动直线滚动导轨在进给导轨内导向运行，实现电主轴的直线运动。当然，直线驱动装置不仅仅局限于这种结构，可以根据实际生产中的需要，采用其他的直线驱动装置来实现电主轴的直线运动。因直线驱动装置是现有技术，因此没有给出具体的结构及连接关系。

本发明采用PLC及POC对整机运动进行控制。

本发明的工作原理：

将工件安装在工件定位板上，当步进电机按规定角度旋转时，由于曲线偏心凸轮曲线各点曲率半径不同，将旋转运动分解为转筒的旋转运动和上拖板的直线运动。因此将工件送入到旋转的砂轮下，又因砂轮是在固定点进行旋转，与工件是点磨削从而将转筒的旋转运动和上拖板的直线运动合成为与曲线偏心凸轮相同的曲线。即形成单条螺旋槽。步进电机的正反转可使工件形成左、右旋向的曲线。

当工件单条曲线槽加工完成后，在PLC的控制下通过横纵气缸推动外套上的拨爪拨动棘轮移动一定距离，而使精密分度转轴带动棘轮到达规定区域后返回，即完成粗分度。外套由弹簧拉回到原处等待下次分度。当粗分度完成后，将精密分度转轴送到指定区域后被180°方向的两个滚珠进行精确定位。由于滚珠后边有弹簧推动又完成了锁紧。此结构有很好的重复定位性。

Claims

1.一种平面曲线槽磨削机床，其特征在于：由基座、位置调整机构、曲线合成机构、分度机构、砂轮运行及进给装置构成，位置调整机构安装在基座上，曲线合成机构安装在位置调整机构上，分度机构安装在曲线合成机构上，砂轮运行及进给装置固装在位置调整机构侧边的基座上，所述的位置调整机构由安装在基座上的横拖板、纵拖板组成，横拖板安装在与基座固装在一起的横导轨上，纵拖板安装在与横拖板固装在一起的纵导轨上，在纵拖板上安装曲线合成机构；所述的曲线合成机构由上拖板、曲线偏心凸轮、转筒构成，其中上拖板安装在与纵拖板固装在一起的线性导轨上，该线性导轨上导向运行有上拖板、转筒、曲线偏心凸轮、步进电机的组合体，其中转筒通过精密轴承安装在上拖板内，曲线偏心凸轮固装在转筒的轴上，该曲线偏心凸轮的回转中心与转筒的回转中心重合，该曲线偏心凸轮由与其直联的步进电机驱动，并通过转筒的转动带动曲线偏心凸轮与固定板上固装的顶轮相触碰，在转筒的上部固装分度机构。

2.根据权利要求1所述的平面曲线槽磨削机床，其特征在于：所述的分度机构由与转筒同轴固装的精密分度转轴、棘轮、外套、横纵气缸构成，棘轮固装在精密分度转轴上，套在棘轮上的外套外延伸出一拨爪，该拨爪位于横纵气缸的活动范围内；在棘轮下方的精密分度转轴与转筒之间对称安装有可精细分度定位的两个滚珠。

3.根据权利要求1所述的平面曲线槽磨削机床，其特征在于：所述的转筒的轴上固装的曲线偏心凸轮为1～5个。

4.根据权利要求1所述的平面曲线槽磨削机床，其特征在于：在位置调整机构上面安装的所述固定板上固装的顶轮可上、下调整所需位置。

5.根据权利要求1所述的平面曲线槽磨削机床，其特征在于：所述的砂轮运行及进给装置由砂轮轴、电主轴及固定基座构成，砂轮轴安装在电主轴的输出轴上。