CN103921213B - 多点超声波振动cbn砂轮修整装置 - Google Patents

多点超声波振动cbn砂轮修整装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种多点超声波振动CBN砂轮修整装置，主要由床身、三相异步电机、砂轮、支撑板及四点定位卡盘组成，三相异步电机设置在床身的左端上方，砂轮设置在三相异步电机的右端，三相异步电机与床身之间设置上下调整装置，支撑板与床身滑动连接，四点定位卡盘固定在支撑板上端，本发明结构简单，易于操作，通过转动伏打扳手，实现四个滑块同时沿着法线方向进行运动，使得对称位置的切削力相互抵消，提高了切削***的刚度及切削的稳定性。滑块结构采用超声波振动技术，使修整的CBN砂轮表面磨粒锋利，容屑空间大。与激光修整法相比，本发明使得CBN砂轮表面的变形量与切削力大幅减小，切削温度显著降低，延长了CBN砂轮的使用寿命。

Description

多点超声波振动 CBN 砂轮修整装置
技术领域
本发明涉及一种多点车削修整装置,并涉及超声波振动修整技术，适用于CBN砂轮的高效精密修整。
背景技术
目前常用的CBN砂轮的加工方法有普通车削法、激光修整法和放电修整法等等。普通的车削法修整砂轮装置一般采用单点聚晶金刚石笔车削，以达到修整目的。但是效率太低，刀具和砂轮磨损快，切削不均匀，砂轮的表面质量无法保证。为了达到高效修整，人们往往采用激光修整法和放电修整法等等。激光修整法通过控制砂轮与激光之间的相对运动以及各项参数，实现砂轮材料有效的去除，达到修整目的。但是激光修整必须采用完善的自动控制***，使得价格昂贵。在放电修整法中，广泛采用电火花加工技术，其通过电腐蚀现象来修整砂轮。虽能达到很高的精度，但是由于存在放电间隙，需多次调整电极尺寸和电参数，加工繁琐，效率低下。
发明内容
针对以上问题，本发明提出了一种多点车削修整装置，并采用超声振动修整技术，实现CBN砂轮的修整。
本发明为解决上述技术问题所提供的技术方案如下：
一种多点超声波振动CBN砂轮修整装置，主要由床身、三相异步电机、砂轮、支撑板及四点定位卡盘组成，其中：
所述三相异步电机设置在床身的左端上方，砂轮设置在三相异步电机的右端，三相异步电机与床身之间设置上下调整装置,
所述支撑板与床身滑动连接，四点定位卡盘固定在支撑板上端,
所述四点定位卡盘包括卡座、滑块、大锥齿轮和小锥齿轮，滑块均匀分布在卡座上，大锥齿轮与滑块相连接，在滑块上安装换能器、变幅杆与金刚石笔，换能器与超声波发生器相连。
进一步，所述上下调整装置由第一斜齿轮、第二斜齿轮、轴及底板组成，所述第一斜齿轮的轴端设置有螺纹，第二斜齿轮穿过轴与第一斜齿轮相啮合，底板底部设置有螺纹孔，所述底板设置在三相异步电机的底部。
进一步，所述上下调整装置还包括小手柄，所述小手柄设置在轴的外端，控制第一斜齿轮与第二斜齿轮转动。
进一步，所述滑块为四个，所述变幅杆通过螺栓固定在滑块上，变幅杆前端与后端分别与金刚石笔和换能器相连。
进一步，所述床身上部设置齿条，支撑板底部设置直齿圆柱齿轮，支撑板通过齿轮齿条结构和燕尾槽导轨与床身滑动连接。
进一步，支撑板与床身连接处设置大手柄。
进一步，所述支撑板的上端通过螺钉与四点定位卡盘固定连接。
进一步，所述三相异步电机与砂轮通过键连接。
再进一步，所述大锥齿轮的背面带有阿基米德螺旋槽，大锥齿轮通过阿基米德螺旋槽与滑块啮合。
本发明的有益效果如下：本发明采用手动多点修整装置，突破了以往单点修整砂轮技术中存在的效率低，精度差等各项问题，且结构简单，易于操作。多点修整装置中采用均匀分布在卡盘上的四个超声波振动滑块，通过转动伏打扳手，实现四个滑块同时沿着法线方向进行运动，使得对称位置的切削力相互抵消，并提高了切削***的刚度及切削的稳定性。滑块结构中采用超声波振动技术，使修整的CBN砂轮表面磨粒锋利，容屑空间大。与激光修整法相比，多点超声波修整法使得CBN砂轮表面的变形量与切削力大幅减小，切削温度显著降低，延长了CBN砂轮的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的主视图；
图2为本发明的俯视图；
图3为四点定位卡盘的主视图；
图4为去掉四点定位卡盘结构中的超声波振动滑块以后的结构示意图；
图5为图4的剖视图；
图6为超声波振动滑块的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
一种多点超声波振动CBN砂轮修整装置，如图1、2所示（图2为图1的俯视图），主要由床身7、三相异步电机2、CBN砂轮1、支撑板12及四点定位卡盘13组成，其中：
所述三相异步电机设置在床身的左端上方，砂轮设置在三相异步电机的右端，所述三相异步电机与砂轮通过键连接。三相异步电机与床身之间设置上下调整装置，所述上下调整装置由第一斜齿轮4、第二斜齿轮6、轴及底板3组成，所述第一斜齿轮4的轴端设置有螺纹，第二斜齿轮6穿过轴与第一斜齿轮相啮合，底板3底部设置有螺纹孔，所述底板设置在三相异步电机的底部， 小手柄5设置在轴的外端，控制第一斜齿轮与第二斜齿轮转动。
所述支撑板与床身滑动连接，支撑板的上端通过螺钉与四点定位卡盘固定连接。支撑板与床身连接处设置大手柄11。如图3、4、5所示，所述四点定位卡盘包括卡座14、滑块15、大锥齿轮17和小锥齿轮20，所述大锥齿轮17的背面带有阿基米德螺旋槽。大锥齿轮17通过阿基米德螺旋槽与滑块15啮合(也可通过其他方式与滑块啮合)，在滑块上安装换能器21、变幅杆22与金刚石笔23，换能器与超声波发生器相连。如图3所示，所述滑块15为四个。如图6所示，所述变幅杆22通过螺栓固定在滑块上，变幅杆前端与后端分别与金刚石笔23和换能器21相连。
所述滑动连接的方式为：床身上部设置齿条8，支撑板底部设置直齿圆柱齿轮10，支撑板通过齿轮齿条结构和燕尾槽导轨与床身滑动连接。本发明所述滑动连接也可以为现有技术中其他起类似作用的方式。
图1-6中的附图标记说明：1为CBN砂轮，2为三相异步电机，3为底板，4为第一斜齿轮，5为小手柄，6为第二斜齿轮，7为床身，8 为齿条，9为燕尾槽导轨，10为直齿圆柱齿轮，11为大手柄，12为支撑板，13为四点定位卡盘，14为卡座，15为滑块，16为前端盖，17为大锥齿轮，18为后端盖，19为定位环，20为小锥齿轮，21为换能器，22为变幅杆，23为金刚石笔。
在一个实施例中，多点超声波振动CBN砂轮修整装置，包括床身7，床身左端设有三相异步电机2，三相异步电机与床身的连接处设有上下调整装置，三相异步电机右端设有CBN砂轮1；床身上方设有齿条8，上下调整装置由小手柄5、轴端带有螺纹的第一斜齿轮4、与其啮合的第二斜齿轮6和带有螺纹孔的底板3组成，通过旋转小手柄调节砂轮的上下高度，使其与四点定位卡盘中心对齐。支撑板12通过内部直齿圆柱齿轮齿轮10与齿条8啮合，通过齿轮齿条结构和燕尾槽导轨与床身滑动连接，实现支撑板以及四点定位卡盘13的左右往复进给，支撑板通过螺钉与四点定位卡盘固定连接；四点定位卡盘由四个超声波振动滑块15、卡座14、背面带有阿基米德螺旋槽的大锥齿轮17、小锥齿轮20和伏打扳手组成，转动伏打扳手，可实现四个均匀分布的超声波振动滑块同时沿着大锥齿轮的法线方向前进或后退。超声波振动滑块包括换能器21、变幅杆22和金刚石笔23。换能器通过压电效应，使变幅杆末端连接的金刚石笔进行高频振动。本发明采用手动驱动，结构简单，易于操作；可实现CBN砂轮的精密高效修整。
具体实施时，转动小手柄5，通过两个互相啮合的斜齿轮4和6使带有螺纹孔的底板3上下移动，以此来调节CBN砂轮1的上下高度，使其与四点定位卡盘13中心对齐。三相异步电机2通过键与CBN砂轮1连接，带动CBN砂轮1旋转，转动大手柄11，其内部直齿圆柱齿轮10与齿条8啮合，由此实现支撑板12与四点定位卡盘13的左右往复运动。四点定位卡盘13内部设有小锥齿轮20，转动伏打扳手，可实现四个均匀分布的超声波振动滑块15同时沿着大锥齿轮17的法线方向前进或后退。超声波振动滑块15结构中换能器21通过压电效应将电信号转换为机械振动，经过变幅杆22提高超声波振幅，使变幅杆末端连接的金刚石笔23进行高频振动。
本发明采用手动多点修整装置，突破了以往单点修整砂轮技术中存在的效率低，精度差等各项问题，且结构简单，易于操作。多点修整装置中采用均匀分布在卡盘上的四个超声波振动滑块，通过转动伏打扳手，实现四个滑块同时沿着法线方向进行运动，使得对称位置的切削力相互抵消，并提高了切削***的刚度及切削的稳定性。滑块结构中采用超声波振动技术，使修整的CBN砂轮表面磨粒锋利，容屑空间大。与激光修整法相比，多点超声波修整法使得CBN砂轮表面的变形量与切削力大幅减小，切削温度显著降低，延长了CBN砂轮的使用寿命。
本发明保护范围不限于上述实施方式，凡是依据本发明技术原理所作的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种多点超声波振动CBN砂轮修整装置，其特征在于，主要由床身(7)、三相异步电机（2）、砂轮（1）、支撑板（12）及四点定位卡盘（13）组成，其中：
所述三相异步电机设置在床身的左端上方，砂轮设置在三相异步电机的右端，三相异步电机与床身之间设置上下调整装置,
所述支撑板与床身滑动连接，四点定位卡盘（13）固定在支撑板上端,
所述四点定位卡盘包括卡座（14）、滑块（15）、大锥齿轮（17）和小锥齿轮（20），滑块均匀分布在卡座上，大锥齿轮与滑块（15）相连接，在滑块上安装换能器（21）、变幅杆（22）与金刚石笔（23），换能器与超声波发生器相连。
2.根据权利要求1所述的多点超声波振动CBN砂轮修整装置，其特征在于，所述上下调整装置由第一斜齿轮（4）、第二斜齿轮（6）、轴及底板（3）组成，所述第一斜齿轮（4）的轴端设置有螺纹，第二斜齿轮（6）穿过轴与第一斜齿轮相啮合，底板（3）底部设置有螺纹孔，所述底板设置在三相异步电机的底部。
3.根据权利要求2所述的多点超声波振动CBN砂轮修整装置，其特征在于，所述上下调整装置还包括小手柄（5），所述小手柄设置在轴的外端，控制第一斜齿轮与第二斜齿轮转动。
4.根据权利要求2所述的多点超声波振动CBN砂轮修整装置，其特征在于，所述滑块（15）为四个，所述变幅杆（22）通过螺栓固定在滑块上，变幅杆前端与后端分别与金刚石笔（23）和换能器（21）相连。
5.根据权利要求3或4所述的多点超声波振动CBN砂轮修整装置，其特征在于，所述床身上部设置齿条（8），支撑板底部设置直齿圆柱齿轮（10），支撑板通过齿轮齿条结构和燕尾槽导轨与床身滑动连接。
6.根据权利要求5所述的多点超声波振动CBN砂轮修整装置，其特征在于，支撑板与床身连接处设置大手柄（11）。
7.根据权利要求6所述的多点超声波振动CBN砂轮修整装置，其特征在于，所述支撑板的上端通过螺钉与四点定位卡盘固定连接。
8.根据权利要求6或7之一所述的多点超声波振动CBN砂轮修整装置，其特征在于，所述三相异步电机与砂轮通过键连接。
9.根据权利要求6或7之一所述的多点超声波振动CBN砂轮修整装置，其特征在于，所述大锥齿轮（17）的背面带有阿基米德螺旋槽， 大锥齿轮通过阿基米德螺旋槽与滑块啮合。
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