CN210024871U

CN210024871U - 一种用于轧辊孔型抛光的专用数控抛光机

Info

Publication number: CN210024871U
Application number: CN201920531017.8U
Authority: CN
Inventors: 缪飞军
Original assignee: Zhejiang Textile and Fashion College
Current assignee: Zhejiang Textile and Fashion College
Priority date: 2019-04-18
Filing date: 2019-04-18
Publication date: 2020-02-07
Anticipated expiration: 2029-04-18

Abstract

本实用新型公开了一种用于轧辊孔型抛光的专用数控抛光机，包括回转进给传动装置、直线进给传动装置、主传动装置和辅助装置，所述回转进给传动装置作为一个具有大传动比的消隙减速箱，用于减速并消除传动间隙、实现抛光机C轴方向的回转进给；所述直线进给传动装置用于实现抛光机X轴和Z轴两个方向的直线进给；所述主传动装置上设置有抛光轮，用于带动抛光轮实现主传动以及抛光作业；所述辅助装置包括若干电气控制设备和附件，用于完成电气控制以及相应辅助功能。本实用新型具有结构和控制简单、体积小、成本较低和性价比高等优点，用于轧辊“环状孔型工作曲面”在淬火到磨削精加工后的最后一道抛光加工。

Description

一种用于轧辊孔型抛光的专用数控抛光机

技术领域

本实用新型属于机械加工技术领域，涉及到抛光机，具体涉及一种用于轧辊孔型抛光的专用数控抛光机。

背景技术

数控设备属于作为“工作母机”的机床大类，在我国智能制造领域中起着重要作用。数控设备一般都以计算机作为控制***，自动完成机械切削、切割、抛光和成型等加工。

专用数控抛光机属于数控设备的一种，是专用于某一、两类零件中一至两道工序的抛光加工，其特点是抛光工艺范围窄，结构较简单，但需要进行研发、设计和制造，适用于成批大量生产。

与二辊式冷轧管机相配套的轧制工具是轧辊和芯棒，根据轧辊孔型的形状特征，整个孔型可划分为三个区域：回转送进区(ab段)、轧制变形区(bc段)和均整定径区(cd段)，如图1所示。

回转送进区的展开图是一段半圆柱段，精度较低。均整定径区的展开图也是一段呈半圆柱形的孔型，其半径与轧制变形区的最小半径相等。

轧制变形区是指孔型工作部分的开始处直至均整定径段开始处为止，中间用平滑曲线逐渐过渡，其起始点具有最大半径，终点处具有最小半径。该段孔型的周向展开是一条呈接近圆锥母线的曲线，而与孔型中心面(A—A剖面)垂直的任一剖面均为半径逐渐减小的半圆，相邻半圆实现曲线间的平滑连接，这样便生成了光滑的环状孔型工作曲面。轧制变形区是形状复杂、受力最大的工作表面，它是轧辊孔型加工的重点和难点。

轧辊加工的关键表面是“环状孔型工作曲面”，包括轧制变形区和均整定径区，轧辊材料一般为轴承钢GCr15，工作表面须淬火，硬度达58～62HRC，其加工精度为IT6，表面粗糙度为Ra0.2～0.4μm，要求孔型圆度小于0.05mm。所以对轧辊孔型工作曲面的精加工工序为粗磨→精磨→抛光。而目前轧辊孔型抛光对单件小批量生产主要靠手工抛光，对中大批量生产主要采用简易机械装置抛光。手工抛光或简易机械抛光的主要缺陷和不足包括以下几个方面：

一、采用手工抛光或简易机械抛光，工人劳动强度大、速度慢、效率低，机械化和自动化程度低下；

二、抛光时接触面积与切削力不均匀，导致抛光表面粗糙度不均匀，抛光表面质量较差；

三、手工抛光或简易机械抛光已成为轧辊实现批量化、规模化生产的最后一道工艺瓶颈。

目前采用简易机械装置进行抛光的企业不多，且效率和精度均较低，其自制的机械抛光装置一般只能满足自用，不能作为批量产品投放市场，同时市场上几乎找不到专用于轧辊孔型抛光的专用数控抛光机。

实用新型内容

随着国内冷轧管行业的迅猛发展，与冷轧管机相配套的轧辊需求量剧增，当前轧辊制造已逐渐成为专业化的成批大量生产类型，为了提高生产率和加工精度，降低工人的劳动强度，必须及时解决轧辊孔型工作曲面最后一道抛光的工艺瓶颈，改进和创新抛光工艺，研发和设计专用数控抛光机，以适应轧辊的批量化、规模化和机械化生产。

针对现有技术中存在的缺陷和不足，本实用新型提供了一种用于轧辊孔型抛光的专用数控抛光机，具有结构和控制简单、体积小、成本较低和性价比高等优点，用于轧辊“环状孔型工作曲面”在淬火到磨削精加工后的最后一道抛光加工。

为此，本实用新型采用了以下技术方案：

一种用于轧辊孔型抛光的专用数控抛光机，包括回转进给传动装置、直线进给传动装置、主传动装置和辅助装置，所述回转进给传动装置作为一个具有大传动比的消隙减速箱，用于减速并消除传动间隙、实现抛光机C轴方向的回转进给；所述直线进给传动装置用于实现抛光机X轴和Z轴两个方向的直线进给；所述主传动装置上设置有抛光轮，用于带动抛光轮实现主传动以及抛光作业；所述辅助装置包括若干电气控制设备和附件，用于完成电气控制以及相应辅助功能。

优选地，所述回转进给传动装置主要由箱体、箱盖、箱盖油标、箱体油标、三爪卡盘、主轴、轴承透盖、主轴前轴承、被动齿轮、主轴后轴承、轴承端盖、轴承压板、回转进给伺服电机、伺服电机专用减速机、套筒联轴器、主动轴、主动齿轮、圆柱弹簧、圆螺母、调心轴承、轴承端盖和油封挡板组成；其中箱体和箱盖是回转进给传动装置的基础支撑零件，二者通过结合面配合、两个定位销定位、若干个螺钉固定，组成一个封闭箱体，内装一对齿轮传动机构；所述箱盖油标位于箱盖顶面，用于添加润滑油；所述箱体油标位于箱体的前侧面，用于观察润滑油面的高度；所述三爪卡盘位于主轴的右端，二者通过锥端面定位，采用三个螺钉紧固，用于装夹轧辊；所述主轴是回转进给传动装置的主要零件，右端安装三爪卡盘，前后两端安装向心推力球轴承，其中前端采用两个背靠背组合安装的向心推力球轴承，用于同时承受径向力和双向轴向力；后端采用单个向心推力球轴承，主要承受径向力；所述被动齿轮与主轴之间，通过轴毂联接安装于主轴的中间位置，并通过平键传递转矩；所述轴承端盖和轴承透盖分别与箱体左、右端的大孔配合，并各自顶住两端轴承的外圈，两边各用八个螺钉与箱体固定；在透盖内孔凹槽处设置一个油封，采用油封挡板并以六个小螺钉固定；所述轴承压板与主轴左端通过四个螺钉连接，并对左端轴承的内圈进行压紧和固定；所述回转进给伺服电机和伺服电机专用减速机均是标准部件，两者通过轴肩与内孔定位，所述伺服电机的输出轴直接***到减速机的内孔并与之配合，通过平键传递运动；伺服电机与减速机两者采用四个螺钉固定为一体，伺服电机专用减速机用于实现对主轴的减速，同时增大主轴的输出转矩；所述伺服电机专用减速机输出端的大外圆和端面分别与箱体左端的对应孔和端平面配合定位，并用四个螺钉固定；所述伺服电机专用减速机的输出轴通过套筒联轴器与主动轴的输入轴连接，两者通过轴毂联接和平键传递转矩；所述主动轴的左端通过套筒联轴器与减速机的输出轴实现刚性连接，右端轴径安装双列调心轴承，所述调心轴承用于对主动轴起径向浮动作用；所述主动齿轮由两个较薄的同向同斜角的斜齿轮组成，安装在主动轴的中间位置，同时与被动大斜齿轮相啮合；所述圆柱弹簧套在主动轴的右边轴径上，左端顶住右边的主动齿轮，右端顶住两个圆螺母；所述两个圆螺母中，一个用于轴向调整，另一个用于锁紧；所述轴承端盖与箱体右端的对应孔相配合，并用四个螺钉固定，同时轴承端盖左端与调心轴承的外圈顶住，用于轴向定位。

优选地，所述直线进给传动装置主要由数控十字滑台、Z轴进给伺服电机、Z轴联轴器、X轴进给伺服电机和X轴联轴器组成；所述数控十字滑台是标准模块，上下双层十字结构，每层均内藏着单独的滚珠丝杠螺母机构，是实现X轴和Z轴双向移动的工作台；所述数控十字滑台位于抛光机的后侧，与抛光机底座通过四个螺钉固定，滑台面上安装主传动装置；所述Z轴进给伺服电机位于数控十字滑台的左侧，两者通过轴肩与孔配合定位，用四个螺钉固定连接，Z轴伺服电机的输出轴与数控十字滑台上层的丝杠输入轴采用Z轴联轴器连接，用于传递Z轴方向的运动；所述X轴进给伺服电机位于数控十字滑台的后侧，两者通过轴肩与孔配合定位，用四个螺钉固定连接，X轴伺服电机的输出轴与数控十字滑台下层的丝杠输入轴采用X轴联轴器连接，用于传递X轴方向的运动。

优选地，所述数控十字滑台与Z轴进给伺服电机和X轴进给伺服电机配合，用于将旋转运动转化为直线移动、以实现抛光轮的二轴联动。

优选地，所述主传动装置主要由变极多速电动机、电动机垫块、主电机接长轴、配合轴套、抛光轮和抛光轮固定压盖组成；所述变极多速电动机具备两种转速，用于直接带动抛光轮实现主传动；所述电动机垫块用于增高变极多速电动机与抛光轮的高度，电动机垫块通过四个螺钉与数控十字滑台连接；所述变极多速电动机通过四个螺钉与电动机垫块连接固定；所述主电机接长轴用于接长电动机的输出轴，主电机接长轴的左端内孔与电动机的输出轴外径配合连接，并用紧定螺钉定位，主电机接长轴的右端外径与配合轴套的内孔配合；所述轴套的外径与抛光轮的内孔配合，并用右端的抛光轮固定压盖，通过一个螺钉压紧固定。

优选地，所述轴套的外径根据抛光轮的内孔尺寸作相应调整。

优选地，整个主传动装置位于数控十字滑台上面，随着数控十字滑台作X和Z两轴的直线进给运动。

优选地，所述辅助装置主要由电控箱与盖板、抛光机底座和机床附件组成；所述抛光机底座是抛光机的基础大件，其底面与地面直接接触并固定，上面安装着抛光机的回转进给传动装置、直线进给传动装置、主传动装置和辅助装置，并保持各部件相对正确的位置关系；所述电控箱位于抛光机底座的左前侧内部，内置电气控制***，外面用盖板封闭；机床附件根据需要配置，采用标准件。

优选地，所述机床附件包括导轨防护罩、履带式拖链和照明灯，所述导轨防护罩用于保护导轨，防止抛光屑、灰尘等杂质进入导轨面，所述履带式拖链用于支撑和导向抛光机工作时需要移动的Z轴伺服电机之电控接线，所述照明灯用于抛光机工作时的照明之用。

优选地，所述电气控制***采用开环数控***，用于控制抛光机的三轴联动。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)摒弃了专用工装和配套工具，抛光精度和效率大大提高，而且抛光均匀，自动化程度高，并极大地降低了工人的劳动强度。

(2)抛光机采用工件卧式抛光方式，采用“模组化封闭式优化设计”，简化了结构设计过程，缩短了设计与制造周期，降低了成本，保证了产品的质量与可靠性。

(3)设备具有刚性和互换性好、结构简单紧凑、加工尺寸大、性价比高和编程操作方便等优点。

(4)抛光不同于精磨，抛光时三轴联动的进给速度均较高，从而极大地提高了抛光效率。同时能实现环状孔型数控抛光工艺参数的智能选择和模拟抛光，也简化了各种规格孔型抛光的数控编程；

(5)由于抛光的主要目的是为了减小轧辊孔型工作曲面的表面粗糙度，抛光时的切削用量和切削力都很小，故无需冷却，也不需配置冷却装置，并且对抛光轨迹精度要求不高，所以采用了开环数控***，简化了数控装置。

(6)为适应轧辊实现专业化、批量化、规模化和机械化生产，解决了轧辊系列孔型的最后一道工艺瓶颈。

附图说明

图1是轧辊孔型的三个区域示意图。

图2是孔型曲面数控抛光的加工原理图。

图3是本实用新型所提供的一种用于轧辊孔型抛光的专用数控抛光机的主视图。

图4是本实用新型所提供的一种用于轧辊孔型抛光的专用数控抛光机的俯视图。

图5是本实用新型所提供的一种用于轧辊孔型抛光的专用数控抛光机的A-A旋转剖面图。

图6是本实用新型所提供的一种用于轧辊孔型抛光的专用数控抛光机中回转进给传动装置的主视图。

图7是本实用新型所提供的一种用于轧辊孔型抛光的专用数控抛光机中回转进给传动装置的C-C剖面图。

图8是本实用新型所提供的一种用于轧辊孔型抛光的专用数控抛光机中回转进给传动装置的B-B旋转剖面图。

附图标记说明：1、回转进给传动装置；2、变极多速电动机；3、电动机垫块；4、数控十字滑台；5、电控箱与盖板；6、抛光机底座；7、Z轴进给伺服电机；8、Z轴联轴器；9、X轴进给伺服电机；10、X轴联轴器；11、主电机接长轴；12、配合轴套；13、抛光轮固定压盖；14、抛光轮；1-1、箱体；1-2、箱盖；1-3、箱盖油标；1-4、箱体油标；1-5、三爪卡盘；1-6、主轴；1-7、轴承透盖；1-8、主轴前轴承；1-9、被动齿轮；1-10、主轴后轴承；1-11、轴承端盖；1-12、轴承压板；1-13、回转进给伺服电机；1-14、伺服电机专用减速机；1-15、套筒联轴器；1-16、主动轴；1-17、主动齿轮；1-18、圆柱弹簧；1-19、圆螺母；1-20、调心轴承；1-21、轴承端盖；1-22、油封挡板。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，其中的具体实施例以及说明仅用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

抛光机的抛光原理如下：

针对轧制变形区和均整定径区的孔型，其数控抛光的加工原理图如图2所示。

先利用“球面抛光轮修整器”，把抛光轮的外圆周面打磨成半径为抛光轮宽度一半之常数R₀的整圈半圆柱面；再卸下修整器，将轧辊以内孔与端面组合定位，采用“反爪法”装夹在轧辊回转进给装置输出端的三爪卡盘上。

为了把孔型的每个截面抛光成半径为R_i(是逐渐增大的变数)的半圆型，在抛光轮高速旋转的同时，还必须使抛光轮半圆头的圆心O1，沿着以O为圆心，以R＝R_i－R₀(R₀＜R_i)为半径的半圆轨迹内，作来回进给运动，圆心O刚好位于轧辊的外圆周面上，这样对于轨迹点O₁，在水平面内必须有两轴(Z、X)联动的功能。

为了抛光整条孔型段，轧辊还需较慢的间歇回转进给运动(转轴C)，即O₁点沿半径为R的半圆轨迹内来回进给1至2次后，轧辊需间歇回转一个微小的转角θ，R_i逐渐增大，所以O₁点轨迹半径R也要随之增大。数控编程时，选半圆抛光截面圆心O为坐标原点，在水平面内建立Z—X直角坐标系，并与轧辊转轴C组成三轴联动。半圆轨迹满足曲线方程：圆Z²+X²＝(R_i-R_o)²，参数R_i、θ及每次来回重复进给次数等，均可根据孔型设计尺寸、抛光精度要求等，通过编程进行确定和调整。

由图2可知，抛光时抛光轮与轧辊是点接触，抛光轮左右沿着半径为R的半圆轨迹来回进给时，均形成半径为R_i的半圆形抛光曲线，且抛光轮与轧辊接触点的位置在不断地变化。由于每个孔型截面圆心O与编程半圆轨迹的圆心重合，且半圆轨迹半径为R＝R_i－R₀，而抛光轮头上的抛光点始终处在半径为常数R₀的半圆线上，两者叠加后就形成了半经为R_i的半圆抛光线。再通过轧辊无数次的间歇微小回转进给，最终形成了由轧制变形区(R_i在变)和均整定径区(R_i不变)组成的整段环孔型工作曲面。

由于均整定径区的起始点c至回转送进过度区的交接点为止，是一段半径等于成品管半径(定值)的半圆柱孔型，且包含了均整定径区cd段。在抛光此段半圆柱孔型时，轧辊可采用连续快速的回转进给，以提高该半圆柱段孔型的抛光效率和表面质量。同时还可通过编程，使轧辊孔型的抛光加工与开口倒角处的抛光，均能先后在该抛光机上自动完成，到此就完成了轧辊孔型曲面的数控抛光加工工序。

本抛光机采用了“模块组合化”(简称“模组化”)的研发与设计方法。其设计理念是：为了减少自制件，应尽量选用标准外购件(零部件)为模块，进行组合装配后形成专用数控机床。所选用的标准模块(零部件)均由专业厂家，实行“三化”(专用化、标准化、系列化)生产，因此质量保证、价格不高、互换性好。

由以上数控抛光的加工原理可知，在抛光轧辊孔型时要求形成的轨迹是：轴向剖面是按同一方向半径逐渐减小的半圆，所以径向任一剖面的轮廓线都是非圆曲线，这就要求该专用抛光机具有三轴(两个移动轴Z、X和一个回转轴C)联动的功能；并且抛光机整机要符合结构简单、传动和控制方便、制造成本较低、实用可靠和性价比高等要求。

实施例

如图3-图5所示，本实用新型公开了一种用于轧辊孔型抛光的专用数控抛光机，主要由回转进给(C轴)传动装置、直线进给(X、Z轴)传动装置、主传动装置和辅助装置组成，每个装置均由各种零部件构成。

其中回转进给(C轴)传动装置1如图6-图8所示，该装置主要由箱体1-1、箱盖1-2、箱盖油标1-3、箱体油标1-4、三爪卡盘1-5、主轴1-6、轴承透盖1-7、主轴前轴承1-8、被动齿轮1-9、主轴后轴承1-10、轴承端盖1-11、轴承压板1-12、回转进给伺服电机1-13、伺服电机专用减速机1-14、套筒联轴器1-15、主动轴1-16、主动齿轮1-17、圆柱弹簧1-18、圆螺母1-19、调心轴承1-20、轴承端盖1-21和油封挡板1-22等零部件组成；

直线进给(X、Z轴)传动装置如图3-图5所示，该装置主要由数控十字滑台4、Z轴进给伺服电机7、Z轴联轴器8、X轴进给伺服电机9和X轴联轴器10等零部件组成；

主传动装置如图3-图5所示，该装置主要由变极多速电动机2、电动机垫块3、主电机接长轴11、配合轴套12、抛光轮14和抛光轮固定压盖13等零部件组成；

辅助装置如图3-图5所示，该装置主要由电控箱与盖板5、抛光机底座6和其它机床附件等零部件组成，其中置于电控箱内的“电气控制***”和“其它机床附件”图中未画出。

下面具体描述各主要零部件的相互位置关系、安装联接方式及其各自功能：

一、回转进给(C轴)传动装置：

如图6-图8所示，其中箱体1-1和箱盖1-2是回转进给(C轴)传动装置的基础支撑零件，两者通过结合面配合、两个定位销定位、若干个螺钉固定后，组成一个封闭箱体，内装一对齿轮传动机构；箱盖油标1-3位于箱盖1-2的顶面，其作用是可打开用于添加润滑油；箱体油标1-4位于箱体1-1的前侧面，其作用是用于观察润滑油面的高度；三爪卡盘1-5位于主轴1-6的右端，两者通过锥端面定位，三个螺钉紧固，三爪卡盘1-5是标准件，具有自定心功能，用于装夹工件(轧辊)，由于轧辊内孔较大，装夹时一般以轧辊的左端面和内孔组合定位，采用“反爪法”夹紧轧辊。

主轴1-6是回转进给(C轴)传动装置的主要零件，右端安装三爪卡盘1-5，前后两端安装向心推力球轴承，其中前端采用两个背靠背组合安装的向心推力球轴承1-8，能同时承受很大的径向力和双向轴向力，后端采用单个向心推力球轴承1-10，以承受径向力为主；被动齿轮1-9与主轴1-6之间，通过轴毂联接安装于主轴的中间位置，并以平键传递转矩。

轴承端盖1-11和轴承透盖1-7分别与箱体左、右端的大孔配合，并各顶住两端轴承的外圈，两边各用八个螺钉与箱体固定。轴承端盖1-11和轴承透盖1-7分别对箱体的左、右端大孔起封闭作用，由于轴承透盖1-7的内孔与主轴1-6的轴径处有相对转动，所以在透盖内孔凹槽处加了一个油封，并用油封挡板1-22以六个小螺钉固定；轴承压板1-12与主轴1-6的左端通过四个螺钉连接，并对左端轴承的内圈进行压紧和固定。

回转进给伺服电机1-13和伺服电机专用减速机1-14都是标准部件，两者通过轴肩与内孔定位，并使伺服电机1-13的输出轴直接***到减速机1-14的内孔进行配合，通过平键传递运动，伺服电机1-13与减速机1-14两者采用四个螺钉固定为一体，伺服电机专用减速机1-14在结构上已消除了正反转传动间隙，其功能是实现对主轴的减速(减速传动比为100)，同时增大了主轴的输出转矩；伺服电机专用减速机1-14的输出端的大外圆和端面分别与箱体左端的对应孔和端平面配合定位，并用四个螺钉固定；伺服电机专用减速机1-14的输出轴通过套筒联轴器1-15与主动轴1-16的输入轴连接，两者通过轴毂联接和平键传递转矩，结构简单又紧凑。

主动轴1-16的左端通过套筒联轴器1-15与减速机1-14的输出轴实现刚性连接，右端轴径安装了双列调心轴承1-20进行传动，调心轴承1-20能对主动轴1-16起到径向浮动作用；主动齿轮1-17由两个较薄的同向同斜角的斜齿轮组成，安装在主动轴1-16的中间位置，同时与被动大斜齿轮1-9相啮合，减速传动比为3；圆柱弹簧1-18套在主动轴1-16的右边轴径上，左端顶住右边的主动齿轮1-17，右端顶住两个圆螺母1-19，采用轴向压簧错齿调整法，消除齿轮的传动间隙；两个圆螺母1-19中一个作轴向调整用，另一个作锁紧用；最后的轴承端盖1-21与箱体右端的对应孔相配合，并用四个螺钉固定，同时轴承端盖1-21左端与调心轴承1-20的外圈顶住，起轴向定位作用。

总之，回转进给(C轴)传动装置是一个具有大传动比(减速传动比为300)的消隙减速箱，采用一对斜齿轮机构，用轴向压簧错齿调整法，消除其传动间隙，以便实现微小进给，并提高回转进给的精度与灵敏度，其传动路线为：回转进给伺服电机1-13→伺服电机专用减速机1-14→一对斜齿轮传动机构(1-17和1-9)→三爪卡盘1-5(轧辊)，即通过回转进给伺服电机1-13最终带动安装在三爪卡盘1-5上的轧辊，实现回转进给。

二、直线进给(X、Z轴)传动装置：

如图3-图5所示，数控十字滑台4是标准模块，上下双层十字结构，每层都内藏着单独的滚珠丝杠螺母机构，并在结构上已消除了轴向传动间隙，是实现X、Z轴双向移动的工作台；数控十字滑台4布置于抛光机的后侧，与抛光机底座6通过四个螺钉固定，滑台面上安装着主传动装置，数控十字滑台4配两个伺服电机(7和9)后，将旋转运动转化为直线移动，以实现抛光轮的二轴(X轴、Z轴)联动；Z轴进给伺服电机7位于数控十字滑台的左侧，两者通过轴肩与孔配合定位，用四个螺钉固定连接，Z轴伺服电机7的输出轴与数控十字滑台4上层的丝杠输入轴采用Z轴联轴器8连接传递运动；X轴进给伺服电机9位于数控十字滑台4的后侧，两者也通过轴肩与孔配合定位，用四个螺钉固定连接，X轴伺服电机9的输出轴与数控十字滑台4下层的丝杠输入轴采用X轴联轴器10连接传递运动。

三、主传动装置：

如图3-图5所示，其中变极多速电动机2能实现两种转速，直接带动抛光轮14实现主传动；电动机垫块3的作用是增高变极多速电动机2与抛光轮14的高度，电动机垫块3通过四个螺钉与数控十字滑台4连接；变极多速电动机2又通过四个螺钉与电动机垫块3连接固定；主电机接长轴11的作用是接长电动机2的输出轴，接长轴11的左端内孔与电动机2的输出轴外经配合连接，并用紧定螺钉定位，接长轴11的右端外经与配合轴套12的内孔配合；轴套12的外经与抛光轮14的内孔配合，并最终用右端的抛光轮固定压盖13，通过一个螺钉压紧固定，其中轴套12的外经可根据抛光轮14的内孔系列尺寸作相应调整。

整个主传动装置位于数控十字滑台4上面，随着数控十字滑台4作X和Z两轴的直线进给运动。

四、辅助装置：

如图3-图5所示，抛光机底座6是抛光机的基础大件，其底面与地面直接接触并固定，上面安装着抛光机的回转进给(C轴)传动装置、直线进给(X、Z轴)传动装置、主传动装置和辅助装置，并保持各部件的相对正确的位置关系。

电控箱5位于抛光机底座6的左前侧内部，内置电气控制***，外面用盖板5封闭，电气控制***由专业的机床电气工程师完成，采用开环数控***，主要用于控制抛光机的三轴(Z、X、C)联动。

其它机床附件是根据需要配置的外购标准件，如导轨防护罩、履带式拖链和照明灯等，可在抛光机总装时现场配作(图中未画出)，其中导轨防护罩用于保护导轨，防止抛光屑、灰尘等杂质进入导轨面，履带式拖链用于支撑和导向本设备工作时需要移动的Z轴伺服电机7之电控接线，照明灯用于抛光机工作时作照明之用等。

该抛光机的主要技术参数和工艺参数配置分别见表1和表2所示。

表1专用数控抛光机主要技术参数

表2专用数控抛光机的工艺参数配置表

下面针对该专用数控抛光机，在抛光加工时的轧辊装夹与工作原理作进一步介绍：

由于轧辊内孔较大，装夹时一般以轧辊的左端面和内孔组合定位，采用“反爪法”夹紧轧辊，并把抛光轮的外圆周面打磨成半径为抛光轮宽度一半的整圈半圆柱面，孔型抛光时是从大口至小口方向进行的，同截面孔型内可作一、二次来回进给；变极多速电动机直接带动抛光轮，能实现两种高速旋转的主运动速度，电动机转速根据轧辊外径选择，具体见表2；回转进给伺服电机通过专用减速机和一对齿轮机构进行减速传动，并通过编程控制轧辊的回转速度与转角，以实现轧辊的回转进给(C轴)；Z轴进给伺服电机通过数控十字滑台上层的滚珠丝杠螺母机构，将旋转运动转化为直线移动，并通过编程控制数控十字滑台的左右进给速度，最终对抛光轮实现Z轴方向的进给运动；同理，X轴进给伺服电机通过数控十字滑台下层的滚珠丝杠螺母机构，将旋转运动转化为直线移动，并通过编程控制数控十字滑台的前后进给速度，最终对抛光轮实现X轴方向的进给运动。

孔型抛光时，轧辊回转进给(C轴)与抛光轮的左右进给(Z轴)、前后进给(X轴)的两个移动轴必须实现三轴联动，三轴分别通过对应的三个伺服电机来控制与传动，抛光轨迹是三轴运动合成的结果。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则范围之内所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种用于轧辊孔型抛光的专用数控抛光机，包括回转进给传动装置、直线进给传动装置、主传动装置和辅助装置，其特征在于：所述回转进给传动装置作为一个具有大传动比的消隙减速箱，用于减速并消除传动间隙、实现抛光机C轴方向的回转进给；所述直线进给传动装置用于实现抛光机X轴和Z轴两个方向的直线进给；所述主传动装置上设置有抛光轮，用于带动抛光轮实现主传动以及抛光作业；所述辅助装置包括若干电气控制设备和附件，用于完成电气控制以及相应辅助功能。

2.根据权利要求1所述的一种用于轧辊孔型抛光的专用数控抛光机，其特征在于：所述回转进给传动装置主要由箱体、箱盖、箱盖油标、箱体油标、三爪卡盘、主轴、轴承透盖、主轴前轴承、被动齿轮、主轴后轴承、轴承端盖、轴承压板、回转进给伺服电机、伺服电机专用减速机、套筒联轴器、主动轴、主动齿轮、圆柱弹簧、圆螺母、调心轴承、轴承端盖和油封挡板组成；其中箱体和箱盖是回转进给传动装置的基础支撑零件，二者通过结合面配合、两个定位销定位、若干个螺钉固定，组成一个封闭箱体，内装一对齿轮传动机构；所述箱盖油标位于箱盖顶面，用于添加润滑油；所述箱体油标位于箱体的前侧面，用于观察润滑油面的高度；所述三爪卡盘位于主轴的右端，二者通过锥端面定位，采用三个螺钉紧固，用于装夹轧辊；所述主轴是回转进给传动装置的主要零件，右端安装三爪卡盘，前后两端安装向心推力球轴承，其中前端采用两个背靠背组合安装的向心推力球轴承，用于同时承受径向力和双向轴向力；后端采用单个向心推力球轴承，主要承受径向力；所述被动齿轮与主轴之间，通过轴毂联接安装于主轴的中间位置，并通过平键传递转矩；所述轴承端盖和轴承透盖分别与箱体左、右端的大孔配合，并各自顶住两端轴承的外圈，两边各用八个螺钉与箱体固定；在透盖内孔凹槽处设置一个油封，采用油封挡板并以六个小螺钉固定；所述轴承压板与主轴左端通过四个螺钉连接，并对左端轴承的内圈进行压紧和固定；所述回转进给伺服电机和伺服电机专用减速机均是标准部件，两者通过轴肩与内孔定位，所述伺服电机的输出轴直接***到减速机的内孔并与之配合，通过平键传递运动；伺服电机与减速机两者采用四个螺钉固定为一体，伺服电机专用减速机用于实现对主轴的减速，同时增大主轴的输出转矩；所述伺服电机专用减速机输出端的大外圆和端面分别与箱体左端的对应孔和端平面配合定位，并用四个螺钉固定；所述伺服电机专用减速机的输出轴通过套筒联轴器与主动轴的输入轴连接，两者通过轴毂联接和平键传递转矩；所述主动轴的左端通过套筒联轴器与减速机的输出轴实现刚性连接，右端轴径安装双列调心轴承，所述调心轴承用于对主动轴起径向浮动作用；所述主动齿轮由两个较薄的同向同斜角的斜齿轮组成，安装在主动轴的中间位置，同时与被动大斜齿轮相啮合；所述圆柱弹簧套在主动轴的右边轴径上，左端顶住右边的主动齿轮，右端顶住两个圆螺母；所述两个圆螺母中，一个用于轴向调整，另一个用于锁紧；所述轴承端盖与箱体右端的对应孔相配合，并用四个螺钉固定，同时轴承端盖左端与调心轴承的外圈顶住，用于轴向定位。

3.根据权利要求1所述的一种用于轧辊孔型抛光的专用数控抛光机，其特征在于：所述直线进给传动装置主要由数控十字滑台、Z轴进给伺服电机、Z轴联轴器、X轴进给伺服电机和X轴联轴器组成；所述数控十字滑台是标准模块，上下双层十字结构，每层均内藏着单独的滚珠丝杠螺母机构，是实现X轴和Z轴双向移动的工作台；所述数控十字滑台位于抛光机的后侧，与抛光机底座通过四个螺钉固定，滑台面上安装主传动装置；所述Z轴进给伺服电机位于数控十字滑台的左侧，两者通过轴肩与孔配合定位，用四个螺钉固定连接，Z轴伺服电机的输出轴与数控十字滑台上层的丝杠输入轴采用Z轴联轴器连接，用于传递Z轴方向的运动；所述X轴进给伺服电机位于数控十字滑台的后侧，两者通过轴肩与孔配合定位，用四个螺钉固定连接，X轴伺服电机的输出轴与数控十字滑台下层的丝杠输入轴采用X轴联轴器连接，用于传递X轴方向的运动。

4.根据权利要求3所述的一种用于轧辊孔型抛光的专用数控抛光机，其特征在于：所述数控十字滑台与Z轴进给伺服电机和X轴进给伺服电机配合，用于将旋转运动转化为直线移动、以实现抛光轮的二轴联动。

5.根据权利要求3所述的一种用于轧辊孔型抛光的专用数控抛光机，其特征在于：所述主传动装置主要由变极多速电动机、电动机垫块、主电机接长轴、配合轴套、抛光轮和抛光轮固定压盖组成；所述变极多速电动机具备两种转速，用于直接带动抛光轮实现主传动；所述电动机垫块用于增高变极多速电动机与抛光轮的高度，电动机垫块通过四个螺钉与数控十字滑台连接；所述变极多速电动机通过四个螺钉与电动机垫块连接固定；所述主电机接长轴用于接长电动机的输出轴，主电机接长轴的左端内孔与电动机的输出轴外径配合连接，并用紧定螺钉定位，主电机接长轴的右端外径与配合轴套的内孔配合；所述轴套的外径与抛光轮的内孔配合，并用右端的抛光轮固定压盖，通过一个螺钉压紧固定。

6.根据权利要求5所述的一种用于轧辊孔型抛光的专用数控抛光机，其特征在于：所述轴套的外径根据抛光轮的内孔尺寸作相应调整。

7.根据权利要求5所述的一种用于轧辊孔型抛光的专用数控抛光机，其特征在于：整个主传动装置位于数控十字滑台上面，随着数控十字滑台作X和Z两轴的直线进给运动。

8.根据权利要求1所述的一种用于轧辊孔型抛光的专用数控抛光机，其特征在于：所述辅助装置主要由电控箱与盖板、抛光机底座和机床附件组成；所述抛光机底座是抛光机的基础大件，其底面与地面直接接触并固定，上面安装着抛光机的回转进给传动装置、直线进给传动装置、主传动装置和辅助装置，并保持各部件相对正确的位置关系；所述电控箱位于抛光机底座的左前侧内部，内置电气控制***，外面用盖板封闭。

9.根据权利要求8所述的一种用于轧辊孔型抛光的专用数控抛光机，其特征在于：所述机床附件包括导轨防护罩、履带式拖链和照明灯，所述导轨防护罩用于保护导轨，防止抛光屑、灰尘等杂质进入导轨面，所述履带式拖链用于支撑和导向抛光机工作时需要移动的Z轴伺服电机之电控接线，所述照明灯用于抛光机工作时的照明之用。

10.根据权利要求8所述的一种用于轧辊孔型抛光的专用数控抛光机，其特征在于：所述电气控制***采用开环数控***，用于控制抛光机的三轴联动。