CN106272079B - 砂轮可在线修整的螺杆磨削装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种砂轮可在线修整的螺杆磨削装置，包括用于安装螺杆并带动螺杆绕轴线自转的螺杆工作台、设置于所述螺杆工作台横向一侧并能沿螺杆径向水平移动的砂轮架、以可沿竖直方向滑动并可绕水平方向转动的方式安装于所述砂轮架的回转工作台以及同时安装于所述回转工作台的砂轮和修整器，本磨削装置在现有的螺杆磨床上集成一套砂轮在线修整装置，直接将工件测量的结果反馈给机床砂轮修整程序，完成对砂轮的在机修整，从而极大的提高了机床加工效率和精度，避免了砂轮修整后的重复定位误差。

Description

砂轮可在线修整的螺杆磨削装置
技术领域
本发明涉及螺杆磨削装置领域，具体是一种砂轮可在线修整的螺杆磨削装置。
背景技术
螺杆是螺杆压缩机、螺杆多相混输泵、螺杆真空泵、螺杆膨胀机、螺杆挤出机等螺杆机械的核心零部件。广泛应用在石油、化工、航空航天、海洋钻井平台、环保、电力等国家亟需发展的重大高端装备主机行业。螺杆的加工是在螺杆磨床上进行的，安装在螺杆磨床上的砂轮通过高速旋转磨削，加工螺杆的螺纹，安装在螺杆磨床上的砂轮修型器能修整由直线和圆弧组成的各种已经成型的砂轮以满足加工的需要，以保证砂轮的角度、厚度和同心度等参数，从而保证螺杆的加工质量。
目前由于缺乏砂轮在机修整技术，现有技术中一般采用离线修整，这种方法会存在两个问题，一是砂轮的拆装会造成多次定位影响砂轮的定位精度，从而影响工件的加工精度；二是随着砂轮修整次数增加，会使得加工周期延长，从而影响了加工效率。
为解决以上问题，需要在现有的螺杆磨床上集成一套砂轮在线修整装置，直接将工件测量的结果反馈给机床砂轮修整程序，完成对砂轮的在机修整，此装置极大的提高了机床加工效率和精度，避免了砂轮修整后的重复定位误差。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供一种砂轮可在线修整的螺杆磨削装置，该装置在现有的螺杆磨床上集成一套砂轮在线修整装置，直接将工件测量的结果反馈给机床砂轮修整装置，完成对砂轮的在机修整，此装置极大的提高了机床加工效率和精度，避免了砂轮修整后的重复定位误差。
本发明的砂轮可在线修整的螺杆磨削装置，包括用于安装螺杆并带动螺杆绕轴线自转的螺杆工作台、设置于所述螺杆工作台横向一侧并能沿螺杆径向水平移动的砂轮架、以可沿竖直方向滑动并可绕水平方向转动的方式安装于所述砂轮架的回转工作台以及同时安装于所述回转工作台的砂轮和修整器；
进一步，所述回转工作台的台面位于竖直平面内，所述砂轮的轴线平行于该台面且该台面上安装有用于驱动砂轮绕轴向转动的砂轮驱动电机；
进一步，所述修整器包括两同轴固定且轴线与所述砂轮的轴线相互平行的砂轮修整盘，两所述砂轮修整盘以可沿其轴向和径向往复滑动的方式与所述回转工作台配合；
进一步，所述回转工作台上还设置有砂轮修整盘驱动电机、砂轮修整盘轴向调节电机和砂轮修整盘径向调整电机，所述砂轮修整盘轴向调节电机和砂轮修整盘径向调整电机分别通过一丝杆螺母机构驱动砂轮修整盘沿其轴向和径向往复滑动；
本发明的砂轮可在线修整的螺杆磨削装置还包括T形床身，所述T形床身上设有沿水平方向设置并相互垂直的纵向滑轨和横向滑轨；所述纵向滑轨和横向滑轨分别用于与螺杆工作台和砂轮架滑动配合；
进一步，所述砂轮架沿竖直方向设有竖直滑轨并通过该竖直滑轨滑动配合有竖直滑块，所述回转工作台可转动安装于该竖直滑块上；
本发明的砂轮可在线修整的螺杆磨削装置还包括用于驱动所述回转工作台转动的转台驱动电机，所述转台驱动电机通过蜗杆蜗轮机构带动所述回转工作台转动；
进一步，所述砂轮驱动电机通过带传动的方式驱动所述砂轮绕轴线转动；
进一步，还包括用于测量螺杆尺寸的检测装置以及可接收测量装置的检测数据并控制修整器对砂轮进行修整的处理器。
本发明的有益效果是：本发明的砂轮可在线修整的螺杆磨削装置，待加工的螺杆安装于螺杆工作台上，并由螺杆工作台驱动自转，砂轮架设置在螺杆工作台一侧并能沿螺杆径向水平移动以实现砂轮的径向进给和砂轮的磨削补偿， 砂轮安装在回转工作台上，回转工作台的垂直滑动保证砂轮的几何中心与待加工螺杆的轴线始终在同一水平面，回转工作台在竖直平面的转动能够对砂轮的安装角进行调整，砂轮绕其轴线的自转可实现对螺杆的磨削加工；本发明的修整器与砂轮一同在在回转工作台上，因此砂轮在发生给进运动、竖直平移以及安装角度调整时，修整器与砂轮的相对位置保持不变，因此砂轮可以在竖直平面内旋转任意角度，并且可以停留在任意角度进行修整，进行实现对砂轮的在机修整，本发明的磨削装置极大的提高了螺杆加工效率和精度，避免了砂轮修整后的重复定位造成的误差。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的修整器的传动结构示意图。
具体实施方式
图1为本发明的结构示意图，如图所示，本实施例的砂轮4可在线修整的螺杆磨削装置，包括用于安装螺杆并带动螺杆绕轴线自转的螺杆工作台3、设置于所述螺杆工作台3横向一侧并能沿螺杆径向水平移动的砂轮4架、以可沿竖直方向滑动并可绕水平方向转动的方式安装于所述砂轮4架的回转工作台7以及同时安装于所述回转工作台7的砂轮4和修整器5，待加工的螺杆安装于螺杆工作台3上，并由螺杆工作台3驱动自转(A轴)，砂轮4架设置在螺杆工作台3一侧并能沿螺杆径向水平移动(Y轴)以实现砂轮4的径向进给和砂轮4的磨削补偿，砂轮4安装在回转工作台7上，回转工作台7的垂直滑动(Z轴)保证砂轮4的几何中心与待加工螺杆的轴线始终在同一水平面，回转工作台7在竖直平面的转动(B轴)能够对砂轮4的安装角进行调整，砂轮4绕其轴线的自转(N轴)可实现对螺杆的磨削加工；本发明的修整器5与砂轮4一同在在回转工作台7上，因此砂轮4在发生给进运动、竖直平移以及安装角度调整时，修整器5与砂轮4的相对位置保持不变，因此砂轮4可以在竖直平面内旋转任意角度，并且可以停留在任意角度进行修整，进行实现对砂轮4的在机修整，本发明的磨削装置极大的提高了螺 杆加工效率和精度，避免了砂轮4修整后的重复定位造成的误差。
本实施例中，所述回转工作台7的台面位于竖直平面内，且回转工作台7的转轴(B轴)通过所述砂轮4的几何中心，因此可以实现对不同螺旋角工件的加工，砂轮4的轴线平行于回转工作台7的台面且该台面上安装有用于驱动砂轮4绕轴向转动(N轴)的砂轮驱动电机14，利用砂轮驱动电机14驱动砂轮4转动，同时，由于砂轮4的轴线平行于回转工作台7的台面，以此保证砂轮4的轴线始终位于竖直平面内。
本实施例中，所述修整器5包括两同轴固定且轴线与所述砂轮4的轴线相互平行的砂轮修整盘10，其中砂轮修整盘10为硬度高于被修整砂轮4硬度的盘体，通常采用金刚石砂轮4作为砂轮4修整器5，两所述砂轮修整盘10以可沿其轴向和径向往复滑动的方式与所述回转工作台7配合，修整器5沿砂轮4轴向运动(U轴)与修整器5垂直砂轮4轴向运动(V轴)组成二联动***，修整器5滑坐安装在回转工作台7上，并保证修整器5金刚石修整轮端面始终平行于砂轮4端面，实现修整器5对砂轮4的在位复杂型面的修整运动，砂轮4的修整可以分为整形和修锐两个步骤，整形是通过改变砂轮4的宏观外形，使砂轮4达到需要的几何形状和尺寸精度，并且使磨粒尖端微细破碎形成锋利的磨刃；修锐是通过去除砂轮4磨粒间的结合剂，使磨粒凸出结合剂表面，形成必要的容屑空间，使砂轮4具有最佳磨削能力，普通砂轮4的整形和修锐通常统一进行或同时完成，结合起来统称为修整，而CBN砂轮4等超硬砂轮4的整形和修锐则根据具体情况，可同时完成，也可分步进行，本实施例中采用金刚石修整轮作为修整工具，将砂轮4的整形和修锐同时完成。
本实施例中，所述回转工作台7上还设置有砂轮修整盘驱动电机11、砂轮修整盘轴向调节电机13和砂轮修整盘径向调节电机15，所述砂轮修整盘轴向调节电机13和砂轮修整盘径向调节电机15分别通过一丝杆螺母机构12驱动砂轮修整盘10沿其轴向(V方向)和径向(U方向)往复滑动，本实施例采用右侧砂轮修整盘10修整砂轮4右侧轮廓，左侧砂轮修整盘10修整砂轮4左侧轮廓的分开方式进行修整，工作时，砂轮4修整器5的砂轮修整盘10与砂轮4分别由各自的进给电 机进行驱动，砂轮4修整器5的安装滑座固定安装在砂轮4头架的旋转工作台上，并采用修整轮平行轴修整的方法，砂轮修整盘10在砂轮修整盘轴向调节电机13和砂轮修整盘径向调节电机15的驱动下，经丝杠传递实现砂轮修整盘10沿砂轮4径向(V方向)和轴向(U方向)的直线进给运动，完成砂轮4的修型。
本实施例的磨削装置还包括T形床身1，所述T形床身1上设有沿水平方向设置并相互垂直的纵向滑轨2(X向)和横向滑轨9(Y向)；所述纵向滑轨2和横向滑轨9分别用于与螺杆工作台3和砂轮4架滑动配合。
本实施例中，所述砂轮4架沿竖直方向设有竖直滑轨8(Z向)并通过该竖直滑轨8滑动配合有竖直滑块，所述回转工作台7可转动安装于该竖直滑块上。
本实施例的磨削装置还包括用于驱动所述回转工作台7转动的转台驱动电机，所述转台驱动电机通过蜗杆蜗轮机构16带动所述回转工作台7转动，其中，涡轮可固定或一体成型与回转工作台7，蜗轮蜗杆的减速比较大，能够实现砂轮4安装角度的精确调节，同时，利用蜗轮蜗杆单向传动的特性对回转工作台7的转动进行锁定。
本实施例中，所述砂轮驱动电机14通过带传动的方式驱动所述砂轮4绕轴线转动。
本实施例的磨削装置还包括用于测量螺杆尺寸的检测装置以及可接收测量装置的检测数据并控制修整器5对砂轮4进行修整的处理器，本实施例中在对砂轮4修整之前需要先对工件进行检测，本机床采用在机检测与误差补偿相结合的方法，即在工件加工过程中需要对工件尺寸进行测量时，机床停机，工件不从机床上取下，利用安装在机床上的配有通信功能的测头测量***，按照待测量的工件尺寸和形位精度要求在测量程序的控制下对工件进行检测，检测结果数据传到处理器中进行分析与处理。
本实施例中，所述检测装置为用于检测螺杆参数的三坐标测量模块，所述处理器可通过测得的螺杆参数计算砂轮4的修整量并控制砂轮4修整器5的修整动作，其中，三坐标测量模块为现有的三坐标测量机，在此不再赘述，三坐标测量模块可采用非接触的方式对被加工螺杆的廓型、导程等参数进行测量并对 测量数据进行自动识别分析，得出砂轮4所需要的修整量，自动生成砂轮4修整程序完成砂轮4的在线修整。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种砂轮可在线修整的螺杆磨削装置，其特征在于：包括用于安装螺杆并带动螺杆绕轴线自转的螺杆工作台、设置于所述螺杆工作台横向一侧并能沿螺杆径向水平移动的砂轮架、以可沿竖直方向滑动并可绕水平方向转动的方式安装于所述砂轮架的回转工作台以及同时安装于所述回转工作台的砂轮和修整器；
所述回转工作台的台面位于竖直平面内，且回转工作台的转轴通过所述砂轮的几何中心，砂轮的轴线平行于回转工作台的台面且该台面上安装有用于驱动砂轮绕轴向转动的砂轮驱动电机；
所述砂轮架沿竖直方向设有竖直滑轨并通过该竖直滑轨滑动配合有竖直滑块，所述回转工作台可转动安装于该竖直滑块上；
所述修整器包括两同轴固定且轴线与所述砂轮的轴线相互平行的砂轮修整盘，两所述砂轮修整盘以可沿其轴向和径向往复滑动的方式与所述回转工作台配合；砂轮修整盘端面平行于砂轮端面。
2.根据权利要求1所述的砂轮可在线修整的螺杆磨削装置，其特征在于：所述回转工作台上还设置有砂轮修整盘驱动电机、砂轮修整盘轴向调节电机和砂轮修整盘径向调整电机，所述砂轮修整盘轴向调节电机和砂轮修整盘径向调整电机分别通过一丝杆螺母机构驱动砂轮修整盘沿其轴向和径向往复滑动。
3.根据权利要求1所述的砂轮可在线修整的螺杆磨削装置，其特征在于：还包括T形床身，所述T形床身上设有沿水平方向设置并相互垂直的纵向滑轨和横向滑轨；所述纵向滑轨和横向滑轨分别用于与螺杆工作台和砂轮架滑动配合。
4.根据权利要求1所述的砂轮可在线修整的螺杆磨削装置，其特征在于：还包括用于驱动所述回转工作台转动的转台驱动电机，所述转台驱动电机通过蜗杆蜗轮机构带动所述回转工作台转动。
5.根据权利要求4所述的砂轮可在线修整的螺杆磨削装置，其特征在于：所述砂轮驱动电机通过带传动的方式驱动所述砂轮绕轴线转动。
6.根据权利要求1所述的砂轮可在线修整的螺杆磨削装置，其特征在于：还包括用于测量螺杆尺寸的检测装置以及可接收测量装置的检测数据并控制修整器对砂轮进行修整的处理器。
7.根据权利要求6所述的砂轮可在线修整的螺杆磨削装置，其特征在于：所述检测装置为用于检测螺杆参数的三坐标测量模块，所述处理器可通过测得的螺杆参数计算砂轮的修整量并控制砂轮修整器的修整动作。
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