CN111922802A - 一种外圆磨床 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种外圆磨床，其包括磨床主体、设在磨床主体上表面上的工作台、与磨床主体上表面滑动连接的磨削装置和安装在磨床主体上的冷却***，还包括与工作台滑动连接的头架、设在工作台上的尾座、设在工作台上用于检测冷却液温度的温度传感器、与温度传感器的信号输出端连接的控制器；所述冷却***包括与磨床主体可拆卸连接的冷却液箱、设在冷却液箱内的调速水泵和一端与调速水泵连接的冷却液管道；所述调速水泵与控制器的一控制信号输出端连接。本申请属于具有精加工设备的技术领域，解决了相关技术中的外圆磨床加工工件时加工精度差的问题，其具有能提高加工精度的优点。

Description

一种外圆磨床
技术领域
本申请涉及精加工设备的技术领域，尤其是涉及一种外圆磨床。
背景技术
目前，轴类工件或轴套类工件需要使用外圆磨床进行精加工。一般的外圆磨床由基础部分的铸铁床身、工作平台、支承并带动工件旋转的头架、尾座、安装磨削砂轮的砂轮架（磨头）、控制磨削工件尺寸的横向进给机构、控制机床运动部件动作的电器和液压装置等主要部件组成。
在使用过程中，由于砂轮和工件的外表面发生摩擦，且工件和砂轮均处于高速运转状态，因此会产生大量的热，一般的外圆磨床都会用到冷却液对进行降温冷却，避免工件损坏，延长砂轮的使用寿命。经过外圆磨床加工后的工件的圆度一般不超过3微米，表面粗糙度Ra为0.63到0.32微米。
针对上述中的相关技术，发明人认为存在工件加工精度差缺陷。
发明内容
为了提高外圆磨床的加工精度，本申请提供一种外圆磨床。
本申请提供的一种外圆磨床采用如下的技术方案：
一种外圆磨床，包括磨床主体、设在磨床主体上表面上的工作台、与磨床主体上表面滑动连接的磨削装置和安装在磨床主体上的冷却***，还包括与工作台滑动连接的头架、设在工作台上的尾座、设在工作台上用于检测冷却液温度的温度传感器、与温度传感器的信号输出端连接的控制器；
所述冷却***包括与磨床主体可拆卸连接的冷却液箱、设在冷却液箱内的调速水泵和一端与调速水泵连接的冷却液管道；
所述调速水泵与控制器的一控制信号输出端连接。
通过采用上述技术方案，温度传感器能检测冷却液和工件附近的温度，并将检测的温度输送到控制器中，一旦温度过高，控制器会输出控制信号，使调速水泵转速加快，进而提高冷却液的供应速度，避免工件因温度升高产生变形或损坏进而影响工件的加工精度。
优选的，还包括多个与工作台上表面螺栓连接的托辊。
通过采用上述技术方案，当加工重量大的工件时，托辊能减少头架和尾架的负荷，能防止工件在被加工时发生径向的位移，从而影响工件的加工精度。
优选的，所述头架包括与工作台上表面滑动连接的底座、与底座上表面螺栓连接的头架机壳、与头架机壳可拆卸连接的驱动组件、一端与驱动组件的动力输出端连接的主轴、与主轴另一端螺栓连接的拨动组件和一端穿设在拨动组件中的顶尖；
所述主轴通过套在顶尖上的轴承与顶尖相配合。
通过采用上述技术方案，驱动组件能驱动主轴转动，从而主轴带动拨动组件转动，拨动组件带动工件发生转动，进行磨削作业。顶尖与工件的端面抵接，对工件进行轴向的限位，但并不随着主轴转动，在加工重量大的工件时，减少了主轴的负荷。
优选的，所述主轴的侧面上沿径向设有螺纹孔，所述主轴上设有通过螺纹孔与主轴螺纹连接的限位螺栓；
所述限位螺栓的一端穿过螺纹孔后与顶尖螺纹连接。
通过采用上述技术方案，当需使顶尖不转时，如为了节省工件加工时间对工件线进行粗磨后再精磨时，可通过向主轴径向拧入限位螺栓，使主轴与顶尖连接，实现力的传递，在主轴转动时，顶尖也能随之转动。
优选的，所述冷却液箱内设有多个隔板，所述隔板使冷却液箱沿冷却液流动方向被分隔成多个腔室，每个腔室之间通过连接管连通。
通过采用上述技术方案，多个隔板使冷却液箱分隔成多个腔室，使得冷却液在冷却箱里的降温效果和碎屑沉淀效果更好，能避免因冷却液喷洒在工件上时温度过高或有碎屑对工件的加工精度造成影响。
优选的，所述冷却液箱内的冷却液沿腔室的流动路径呈几字形路径。
通过采用上述技术方案，使冷却液的降温效果和碎屑沉淀效果更好，进一步使磨床的加工精度增高。
优选的，还包括与控制器的一控制信号输入端连接的比较器和与控制器的一控制信号输出端连接的报警器。
通过采用上述技术方案，比较器能将温度传感器采集到的温度数值与预先设定的安全数值进行比较，一旦超过设定的安全数值，控制器会输出控制信号使报警器发出报警信号，使工作人员能及时停止外圆磨床的加工，避免工件一直处于高温状态下磨削加工，影响加工精度。
优选的，所述报警器为警示灯和/或蜂鸣器。
通过采用上述技术方案，警示灯能发出视觉上的报警信号，便于外圆磨床附件的工作人员观察，蜂鸣器能发出声音，警示外圆磨床附件的工作人员。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.温度传感器能检测冷却液和工件附近的温度，并将检测的温度输送到控制器中，一旦温度过高，控制器会输出控制信号，使调速水泵转速加快，进而提高冷却液的供应速度，避免工件因温度升高产生变形或损坏进而影响工件的加工精度；
2.多个隔板使冷却液箱分隔成多个腔室，使得冷却液在冷却箱里的降温效果和碎屑沉淀效果更好，能避免因冷却液喷洒在工件上时温度过高或有碎屑对工件的加工精度造成影响；
3.比较器能将温度传感器采集到的温度数值与预先设定的安全数值进行比较，一旦超过设定的安全数值，控制器会输出控制信号使报警器发出报警信号，使工作人员能及时停止外圆磨床的加工，避免工件一直处于高温状态下磨削加工，影响加工精度。
附图说明
图1是本申请实施例的整体结构示意图。
图2是图1的A向视图。
图3是为了展示本申请实施例中的头架内部结构的剖视图。
图4是本申请实施例中冷却***的结构示意图。
图5是本申请实施例中的控制原理框图。
图6是本申请实施例中的控制器的控制原理图。
附图标记说明：1、磨床主体；11、操作面板；12、手轮；13、脚踏操纵板；2、工作台；21、头架；211、底座；212、头架机壳；213、驱动组件；2131、驱动电机；2132、减速器；214、主轴；215、拨动组件；2151、拨盘；2152、拨杆；2153、夹头；216、顶尖；217、轴承；218、螺纹孔；219、限位螺栓；22、温度传感器；23、托辊；3、磨削装置；31、尾座；311、砂轮架；312、砂轮机；4、冷却***；41、冷却液箱；411、隔板；412、腔室；413、连接管；42、调速水泵；43、冷却液管道；51、控制器；61、比较器；71、报警器。
具体实施方式
以下结合附图对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开了一种外圆磨床。参照图1和图2，该外圆磨床包括磨床主体1、工作台2、头架21、温度传感器22、磨削装置3、尾座31、冷却***4、控制器51、比较器61和报警器71。
磨床主体1可采用铸铁制成的矩形床身，其前侧面上靠近顶部的位置设置了操作面板11和两个手轮12，其前侧面上靠近底部的位置设置了脚踏操纵板13。操作面板11用于启动磨床，其中一个手轮12用于操纵磨削装置3做进给运动的，另一个手轮12则是用于调节头架21和尾座31之间的间距，从而使外圆磨床对工件进行磨削操作。
工作台2可采用铸铁制成的矩形板，可通过螺栓固定安装在磨床主体1的上表面上，工作台2的上表面上设置了两条滑轨，以便头架21和尾座31移动。
参照图2和图3，头架21与工作台2上的滑轨滑动连接，其包括底座211、头架机壳212、驱动组件213、主轴214、拨动组件215、顶尖216和轴承217。
底座211为矩形钢构件，与工作台2上的滑轨滑动连接。头架机壳212与底座211的上表面的螺栓连接，头架机壳212为两端开设通孔且中空的壳体，通孔用于安装轴承座。驱动组件213由安装在头架机壳212上表面上的驱动电机2131和与驱动电机2131键连接的减速器2132组成，减速器2132的动力输出轴与主轴214通过联轴器连接。
主轴214穿设在头架机壳212中，两个轴承座分别套在主轴214的两端，当驱动组件213启动时，驱动电机2131运转，带动减速器2132转动，进而带动主轴214转动。主轴214上沿径向还开设了螺纹孔218，并设置了限位螺栓219，限位螺栓219的一端沿螺纹孔218拧入后与顶尖216螺纹连接，用于使顶尖216与主轴214同步发生转动。当然，不需要顶尖216转动时，可将限位螺栓219拧松，使其与顶尖216脱离。
主轴214的另一端上螺纹连接有拨动组件215，拨动组件215由与主轴端面螺纹连接的拨盘2151、垂直与拨盘2151并与拨盘2151螺纹连接的拨杆2152和与拨杆2152螺栓连接的夹头2153。拨盘2151能随主轴214的转动而发生转动，进而带动拨杆2152和夹头2153转动，夹头2153将代加工工件的端部夹紧，使工件能随之发生转动。
顶尖216的一端为圆柱体，该部分穿设在主轴214内，并通过套在顶尖216上的轴承217与主轴214配合。顶尖216的另一端为椎体，椎体的尖端用于抵在待加工工件的端面上，对工件起到限位的作用。
参照图1，温度传感器22安装在工作台2上表面上，位于磨削装置3滑移方向上，温度传感器22的信号输出端与控制器51连接。当磨削装置3与待加工工件发生摩擦时，冷却液被喷洒到磨削装置3和待加工工件的表面上，完成冷却功能后，冷却液落在温度传感器22的探头上，温度传感器22将采集到的数据传递给控制器51。一般情况下，温度传感器22可采用ST-30探头。
参照图1和图2，托辊23由支架和安装在支架上的辊轴组成，可采用PE塑料或不锈钢制成圆柱的辊轴。托辊23可采用焊接或螺栓连接的方式居中安装在工作台2上，用于支撑待加工工件。
参照图1和图2，磨削装置3由安装在工作台2上的砂轮架311和安装在砂轮架311上、安装在砂轮架311上的砂轮机312组成，砂轮架311与工作台2的上表面滑动连接，砂轮架311的滑动方向与头架21的滑动方向垂直。砂轮机312与砂轮架311通过螺栓连接，能垂直于代加工工件轴线做进给运动。
尾座31由与工作台2上表面滑动连接的尾座外壳、和设在尾座外壳内的尾座顶尖、套在尾座顶尖上的弹簧和设在尾座外壳上的调节杆组成。尾座31的尾座顶尖顶卡待加工工件，尾座31与头架21配合使用。
参照图2和图4，冷却***4包括冷却液箱41、调速水泵42和冷却液管道43。其中，冷却液箱41与磨床主体1的侧面螺栓连接，也可以侧面与磨床主体1的后侧面抵接，放置在外圆磨床的地面上。
冷却液箱41可采用不锈钢冲压成型的箱体，调速水泵42放置在冷却液箱41内的底面上，冷却液箱41内还焊接有两块隔板411，两个隔板411相互垂直，使冷却液箱41沿冷却液的流动方向分隔成了四个腔室412，腔室412之间通过连接管413连通，连接管413与隔板411螺纹连接，而且，冷却液在冷却液箱41内的流通路径呈几字形。
调速水泵42用于将冷却液从冷却液箱41中抽取出来，并送到冷却液管道43的排液口处。调速水泵42与冷却液管道43的进液口螺纹连接，且调速水泵42与控制器51的一控制信号输出端连接，便于通过控制器51实时调节调速水泵42的转速，从而使冷却液的输送速度发生变化。一般情况下，调速水泵42可采用WNY1000调速泵。冷却液管道43可使用软管，通过接头与调速水泵42连接。
参照图1和图5，控制器51作为控制冷却***4的控制中心，能接收从温度传感器22采集的数据，经控制器51处理后，将控制信号传输至调速水泵42，使其实现转速的变化。
参照图5和图6，控制器51可以是一个CPU，微处理器，ASIC或一个CPU或一个或多个用于控制上述内容的程序执行的集成电路。控制器51主要由CPU511、RAM512、ROM513和***总线514等组成，其中CPU511，RAM512和ROM513均连接在***总线511上。温度传感器22通过外设输入端接口515与***总线514连接，调速水泵42通过外设输出端接口516与***总线514连接。一般情况下，控制器51采用是AT86C51单片机的集成电路。
比较器61可采用数值比较器，其通过外设输入端接口517与***总线514连接。使用时预先设定一个安全温度数值，当温度传感器22采集的数值相较于安全温度数值大时，将该种比较结果输送至控制器51，控制器51发出控制信号，使调速水泵42的转速加快，从而使外圆磨床的冷却效果更好。
报警器71通过外设输入端接口518与***总线514连接，一旦加工时因摩擦生热导致待加工工件表面的温度升高，即控制器51使报警器71发出报警信号，操作人员一旦发现有报警信号，即能停止外圆磨床的作业，避免造成工件的加工精度差的情况。一般情况下，报警器71可采用警示灯和/或蜂鸣器，报警器71用螺钉安装在磨床主体1的侧面上即可。
本申请实施例一种外圆磨床的实施原理为：
当使用本申请实施例公开的一种外圆磨床加工潜水泵的泵轴时，首先，根据泵轴的长度，调整尾座31的位置，并用头架21和尾座31将工件固定，然后调整磨削装置3上的砂轮架311，使砂轮机312上的砂轮侧面与工件表面相切，然后启动外圆磨床，使外圆磨床对工件进行磨削加工。
工件的磨削加工过程中，一旦从工件表面和砂轮表面上流下的冷却液温度变高，温度传感器22采集到的温度数值输送至比较器61，经过与安全温度数值比较后，并将比较器61的结果输送至控制器51中。若采集的温度数值比安全温度数值大，则控制器51发出控制信号，使调速水泵42的转速加快，增加从冷却液管道43中排出的冷却液的量，反之则调速水泵42的速度不变。
在精加工过程中，需要顶尖216随工件一起转动时，可用限位螺栓219穿过主轴214上的螺纹孔218后与顶尖216的侧面螺纹连接。使顶尖216能随主轴214的转动一起转动。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种外圆磨床，包括磨床主体（1）、设在磨床主体（1）上表面上的工作台（2）、与磨床主体（1）上表面滑动连接的磨削装置（3）和安装在磨床主体（1）上的冷却***（4），其特征在于：还包括与工作台（2）滑动连接的头架（21）、设在工作台（2）上的尾座（31）、设在工作台（2）上用于检测冷却液温度的温度传感器（22）、与温度传感器（22）的信号输出端连接的控制器（51）；
所述冷却***（4）包括与磨床主体（1）可拆卸连接的冷却液箱（41）、设在冷却液箱（41）内的调速水泵（42）和一端与调速水泵（42）连接的冷却液管道（43）；
所述调速水泵（42）与控制器（51）的一控制信号输出端连接。
2.根据权利要求1所述的一种外圆磨床，其特征在于：还包括多个与工作台（2）上表面螺栓连接的托辊（23）。
3.根据权利要求1所述的一种外圆磨床，其特征在于：所述头架（21）包括与工作台（2）上表面滑动连接的底座（211）、与底座（211）上表面螺栓连接的头架机壳（212）、与头架机壳（212）可拆卸连接的驱动组件（213）、一端与驱动组件（213）的动力输出端连接的主轴（214）、与主轴（214）另一端螺栓连接的拨动组件（215）和一端穿设在拨动组件（215）中的顶尖（216）；
所述主轴（214）通过套在顶尖（216）上的轴承（217）与顶尖（216）相配合。
4.根据权利要求3所述的一种外圆磨床，其特征在于：所述主轴（214）的侧面上沿径向设有螺纹孔（218），所述主轴（214）上设有通过螺纹孔（218）与主轴（214）螺纹连接的限位螺栓（219）；
所述限位螺栓（219）的一端穿过螺纹孔（218）后与顶尖（216）螺纹连接。
5.根据权利要求1所述的一种外圆磨床，其特征在于：所述冷却液箱（41）内设有多个隔板（411），所述隔板（411）使冷却液箱（41）沿冷却液流动方向被分隔成多个腔室（412），每个腔室（412）之间通过连接管（413）连通。
6.根据权利要求5所述的一种外圆磨床，其特征在于：所述冷却液箱（41）内的冷却液沿腔室（412）的流动路径呈几字形路径。
7.根据权利要求1所述的一种外圆磨床，其特征在于：还包括与控制器（51）的一控制信号输入端连接的比较器（61）和与控制器（51）的一控制信号输出端连接的报警器（71）。
8.根据权利要求7所述的一种外圆磨床，其特征在于：所述报警器（71）为警示灯和/或蜂鸣器。
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