專利名稱：一種隨動(dòng)磨削數(shù)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種隨動(dòng)磨削數(shù)控裝置，解決非圓磨削和偏心圓 磨削結(jié)構(gòu)繁雜、生產(chǎn)效率低、精度差的問題，該裝備主要用于偏心圓 磨削，非圓磨削。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的偏心圓磨削和非圓磨削是采用偏心夾具及分度裝置和靠 模，采用普通砂輪磨削。這種方法和裝置存在以下問題1、在通常 的生產(chǎn)中，偏心圓的加工是采用偏心夾具和分度裝置，這樣分度精度 不高，生產(chǎn)效率低；2、非圓磨削時(shí)采用靠模，靠模的精度直接影響 加工零件的精度；3、非圓零件繁多，少則有上千種， 一種零件一種 靠模，靠模制造麻煩、周期長(zhǎng)，無法滿足生產(chǎn)要求；4、傳統(tǒng)的磨削 方法采用普通鋼玉砂輪磨削，生產(chǎn)效率低，精度差。因此，對(duì)現(xiàn)有的 非圓磨削和偏心圓磨削方法及其裝備加以改進(jìn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有的偏心圓磨削和非 圓磨削方法及其裝置的不足，提供一種磨削效率高、加工精度好、簡(jiǎn) 捷方便的隨動(dòng)磨削數(shù)控裝置。
為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供的隨動(dòng)磨削數(shù)控裝置， 包括頭架、尾架、砂輪架、砂輪、砂輪架進(jìn)給裝置及數(shù)控系統(tǒng)，所述 的頭架、尾架采用伺服電機(jī)或力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述的砂輪架進(jìn)給裝置 上采用砂輪架伺服電機(jī)加滾珠絲桿或砂輪架直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述的砂 輪架上設(shè)有動(dòng)平衡裝置和驅(qū)動(dòng)所述的砂輪的主軸電機(jī)，所述的砂輪與 工件垂直設(shè)置，所述的數(shù)控系統(tǒng)與所述的伺服電機(jī)或力矩電機(jī)、所述 的砂輪架進(jìn)給伺服電機(jī)或砂輪架進(jìn)給直線電機(jī)電連接控制所述的砂 輪架進(jìn)給伺服電機(jī)或砂輪架進(jìn)給直線電機(jī)與頭架伺服電機(jī)或力矩電 機(jī)聯(lián)動(dòng)驅(qū)動(dòng)砂輪與工件在任一角度相切并作進(jìn)給。
所述的驅(qū)動(dòng)砂輪回轉(zhuǎn)的主軸電機(jī)是內(nèi)置式主軸電機(jī)或外置式主 軸電機(jī)。
所述的內(nèi)置式主軸電機(jī)或外置式主軸電機(jī)是普通變頻電機(jī)或其 他三相電機(jī)。
所述的數(shù)控系統(tǒng)是由伺服電機(jī)或力矩電機(jī)、直線電機(jī)、電源模塊、 驅(qū)動(dòng)模塊、光柵和計(jì)算機(jī)組成。所述的動(dòng)平衡裝置為內(nèi)置式動(dòng)平衡裝置或外置式動(dòng)平衡裝置。 采用上述技術(shù)方案的隨動(dòng)磨削數(shù)控裝置，采用計(jì)算機(jī)、伺服電機(jī)、 驅(qū)動(dòng)模塊、電源模塊、數(shù)字伺服控制方法，采用兩軸或多軸聯(lián)動(dòng)磨削 偏心圓和非圓。機(jī)床床身上安裝有頭架、尾架和砂輪架，偏心圓工件 和非圓工件安裝在頭架、尾架中間，砂輪架安裝在砂輪架導(dǎo)軌上，砂 輪架上安裝有砂輪，砂輪垂直于工件，頭架、尾架的工件主軸上安裝 有伺服電機(jī)，砂輪架進(jìn)給導(dǎo)軌中間安裝有伺服電機(jī)或直線電機(jī)，可驅(qū) 動(dòng)砂輪前進(jìn)、后退。當(dāng)頭架、尾架伺服電機(jī)帶動(dòng)工件回轉(zhuǎn)時(shí)，砂輪架 進(jìn)給伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)砂輪對(duì)應(yīng)工件每一角度位置進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，砂輪既作高 速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)又作前后移動(dòng)進(jìn)給，使砂輪和工件在每點(diǎn)相切并使切屑厚 度相同，這里建立了點(diǎn)、位控制數(shù)學(xué)模型和速度控制數(shù)學(xué)模型并已開 發(fā)出相應(yīng)軟件。
本實(shí)用新型的工作原理是利用現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)，采用伺服電機(jī)， 數(shù)字控制方法，實(shí)現(xiàn)兩軸、多軸聯(lián)動(dòng)，并開發(fā)出偏心圓、非圓磨削軟 件，實(shí)現(xiàn)多種型號(hào)多種規(guī)格的偏心圓、非圓零件在一臺(tái)機(jī)床進(jìn)行磨削 加工。
本實(shí)用新型解決了多種偏心圓、非圓零件不能在一臺(tái)設(shè)備上加工 難題，它不需靠模和偏心夾具，從而大大降低了生產(chǎn)成本，縮短了生 產(chǎn)周期，使零件制造精度、生產(chǎn)效率大大提高。

圖1為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施結(jié)構(gòu)示意圖，用于加工偏心圓零件； 圖2為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施砂輪架進(jìn)給示意圖； 圖3為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施的曲軸磨削進(jìn)給原理圖； 圖4為本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施結(jié)構(gòu)示意圖，用于加工非圓零件； 圖5為本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施砂輪架進(jìn)給示意圖； 圖6為本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施的凸輪軸磨削進(jìn)給原理圖。
具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述，但本實(shí) 用新型的保護(hù)范圍并不局限于實(shí)施例所描述的范圍。
本實(shí)用新型采用伺服電機(jī)或力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)工件回轉(zhuǎn)，工件在每一 角度位置速度都是可變的，同時(shí)控制砂輪進(jìn)退的伺服電機(jī)或直線電機(jī) 驅(qū)動(dòng)砂輪在工件的任一角度位置相切，并保持切屑厚度相同，這樣工 件在作勻線速度的回轉(zhuǎn)過程中、控制砂輪進(jìn)退的伺服電機(jī)或直線電機(jī) 和工件頭架伺服電機(jī)或力矩電機(jī)聯(lián)動(dòng)，磨削出我們所需要的偏心圓零 件，如曲軸連桿頸。
本實(shí)用新型方法的結(jié)構(gòu)是設(shè)計(jì)一種磨床，工件頭架采作伺服電 機(jī)或力矩電機(jī)控制其工件回轉(zhuǎn)角速度，砂輪進(jìn)給系統(tǒng)采用伺服電機(jī)或直線電機(jī)控制其進(jìn)給速度，加速度，在與頭架伺服電機(jī)或力矩電機(jī) 聯(lián)動(dòng)的同時(shí)還作進(jìn)給，并對(duì)應(yīng)工件的每一角度進(jìn)行聯(lián)動(dòng)使砂輪與工件 在任一位置相切并使切屑厚度相同，這樣在磨削非圓和偏心圓時(shí)，工 件角速度是瞬時(shí)變化的，保證加工零件的圓度和精度。 實(shí)施例1:
從圖1、圖2和圖3可以看出，機(jī)床床身上安裝有工作臺(tái)進(jìn)給伺
服電機(jī)1、頭架3、尾架9和砂輪架5，曲軸工件13安裝在頭架3、 尾架9的頭架夾具4和尾架夾具8中間，砂輪架5安裝在砂輪架進(jìn)給 裝置上，砂輪架5上安裝有砂輪12，砂輪12為CBN砂輪，砂輪12 垂直于曲軸工件13，砂輪架5上設(shè)有內(nèi)置式動(dòng)平衡裝置6和驅(qū)動(dòng)砂輪 12的內(nèi)置式主軸電機(jī)7，內(nèi)置式主軸電機(jī)7是普通變頻電機(jī)或其他三 相電機(jī)，頭架3、尾架9的工件主軸上安裝有頭架力矩電機(jī)2和尾架 力矩電機(jī)10，砂輪架進(jìn)給裝置中間安裝有砂輪架進(jìn)給直線電機(jī)11， 可驅(qū)動(dòng)砂輪架5及砂輪12前進(jìn)、后退，數(shù)控系統(tǒng)與頭架力矩電機(jī)2 工尾架力矩電機(jī)10、砂輪架進(jìn)給直線電機(jī)11電連接控制砂輪架進(jìn)給 直線電機(jī)11與頭架力矩電機(jī)2聯(lián)動(dòng)驅(qū)動(dòng)砂輪12與砂輪架進(jìn)給直線電 機(jī)11在任一角度相切并作進(jìn)給，數(shù)控系統(tǒng)是由伺服電機(jī)或力矩電機(jī)、 直線電機(jī)、電源模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、光柵和計(jì)算機(jī)組成。
從圖1、圖2和圖3可以看出，設(shè)置于頭架3上的頭架力矩電機(jī) 2、砂輪架進(jìn)給直線電機(jī)11在計(jì)算機(jī)控制下產(chǎn)生聯(lián)動(dòng)，曲軸工件13 在回轉(zhuǎn)的過程中其角速度是變化的，實(shí)現(xiàn)工件表面恒線速。砂輪架5 上的砂輪12在內(nèi)置式主軸電機(jī)7的驅(qū)動(dòng)下，進(jìn)行高速回轉(zhuǎn)，同時(shí)砂 輪架5在砂輪架進(jìn)給直線電機(jī)11的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)退，使曲軸工件13的外 表面在任一回轉(zhuǎn)位置和砂輪12相切，并產(chǎn)生相同的切屑厚度，這一 磨削加工過程，曲軸工件13的回轉(zhuǎn)角速度、相位角、砂輪進(jìn)退位置、 進(jìn)給速度、加速度都是計(jì)算機(jī)控制的。隨動(dòng)磨削裝置，設(shè)置于砂輪架 進(jìn)給系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)裝置直線電機(jī)也可以是伺服電機(jī)加滾珠絲桿。
設(shè)置于頭架3上的頭架力矩電機(jī)2，設(shè)置于尾架9上的尾架力矩
電機(jī)10也可以是伺服電機(jī)。
設(shè)置于砂輪架5上的主軸主機(jī)也可以是外置式主軸電機(jī)或變頻電機(jī)。
設(shè)置于砂輪架5上的動(dòng)平衡裝置也可以是外置式動(dòng)平衡裝置。 本實(shí)例的是顯著特點(diǎn)是
1、設(shè)有由頭架力矩電機(jī)2，砂輪架進(jìn)給直線電機(jī)11組成的隨動(dòng) 磨削裝置，在兩軸聯(lián)動(dòng)過程中，即在曲軸工件13回轉(zhuǎn)的任一角度， 砂輪12的表面和曲軸工件13的表面相切，使切屑厚度相同，可磨削 偏心圓和非圓零件。提供了一種有效的磨削偏心圓和非圓的方法。
52、設(shè)置于砂輪架進(jìn)給系統(tǒng)上的砂輪架進(jìn)給直線電機(jī)11在砂輪高 速回轉(zhuǎn)過程中， 一方面和頭架力矩電機(jī)2聯(lián)動(dòng)使砂輪12和曲軸工件 13相切，一方面作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)使砂輪12對(duì)應(yīng)高速曲軸工件13的任一角 度切下相同的切屑厚度。
3、設(shè)置于頭架3上的頭架力矩電機(jī)2和尾架力矩電機(jī)10，為保持 曲軸工件13始終和砂輪12相切，并使切屑厚度相同，則頭架力矩電 機(jī)2和尾架力矩電機(jī)10帶動(dòng)曲軸工件13作變角速度回轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)工件 表面恒線速。 實(shí)施例2:
圖4、圖5和圖6給出了另一實(shí)施例，從圖4、圖5和圖6可以 看出頭架3采用頭架伺服電機(jī)15驅(qū)動(dòng)凸輪軸工件14回轉(zhuǎn)，由頭架伺 服電機(jī)15控制凸輪軸工件14的轉(zhuǎn)速，凸輪軸工件14轉(zhuǎn)速在任一角 度位置都是可變的，同時(shí)控制砂輪12進(jìn)給的砂輪架伺服電機(jī)加滾珠 絲桿16與頭架伺服電機(jī)15聯(lián)動(dòng)并進(jìn)給，使砂輪12與凸輪軸工件14 在任一位置相切，并保持切屑厚度相同，這樣凸輪軸工件14在作勻 線速的回轉(zhuǎn)過程中，砂輪12在作高速回轉(zhuǎn)的同時(shí)控制砂輪12進(jìn)退的 砂輪架伺服電機(jī)加滾珠絲桿16 —面作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)， 一面和伺服電機(jī)15 聯(lián)動(dòng)，磨削出所需要的非圓零件如凸輪軸工件14。
權(quán)利要求1、一種隨動(dòng)磨削數(shù)控裝置，包括頭架(3)、尾架(9)、砂輪架(5)、砂輪(12)、砂輪架進(jìn)給裝置及數(shù)控系統(tǒng)，其特征在于所述的頭架(3)、尾架(9)采用伺服電機(jī)或力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述的砂輪架進(jìn)給裝置上采用砂輪架進(jìn)給伺服電機(jī)加滾珠絲桿(16)或砂輪架進(jìn)給直線電機(jī)(11)驅(qū)動(dòng)，所述的砂輪架(5)上設(shè)有動(dòng)平衡裝置和驅(qū)動(dòng)所述的砂輪(12)的主軸電機(jī)，所述的砂輪(12)與工件垂直設(shè)置，所述的數(shù)控系統(tǒng)與所述的伺服電機(jī)或力矩電機(jī)、所述的砂輪架進(jìn)給伺服電機(jī)或砂輪架進(jìn)給直線電機(jī)電連接，控制所述的砂輪架進(jìn)給伺服電機(jī)或砂輪架進(jìn)給直線電機(jī)與頭架伺服電機(jī)或力矩電機(jī)聯(lián)動(dòng)驅(qū)動(dòng)所述的砂輪(12)與工件在任一角度相切并作進(jìn)給。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨動(dòng)磨削數(shù)控裝置，其特征在于所 述的驅(qū)動(dòng)砂輪回轉(zhuǎn)的主軸電機(jī)是內(nèi)置式主軸電機(jī)(7)或外置式主軸電
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的隨動(dòng)磨削數(shù)控裝置，其特征在于所 述的內(nèi)置式主軸電機(jī)(7)或外置式主軸電機(jī)是普通變頻電機(jī)或其他三 相電機(jī)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1、 2或3所述的隨動(dòng)磨削數(shù)控裝置，其特征在 于所述的數(shù)控系統(tǒng)是由伺服電機(jī)或力矩電機(jī)、直線電機(jī)、電源模塊、 驅(qū)動(dòng)模塊、光柵和計(jì)算機(jī)組成。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的隨動(dòng)磨削數(shù)控裝置，其特征在 于所述的動(dòng)平衡裝置為內(nèi)置式動(dòng)平衡裝置(6)或外置式動(dòng)平衡裝置。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種隨動(dòng)磨削數(shù)控裝置，所述的頭架(3)、尾架(9)采用伺服電機(jī)或力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述的砂輪架進(jìn)給裝置上采用砂輪架進(jìn)給伺服電機(jī)加滾珠絲桿(16)或砂輪架進(jìn)給直線電機(jī)(11)驅(qū)動(dòng)，所述的砂輪架(5)上設(shè)有動(dòng)平衡裝置和驅(qū)動(dòng)所述的砂輪(12)的主軸電機(jī)，所述的砂輪(12)與工件垂直設(shè)置，所述的數(shù)控系統(tǒng)與所述的伺服電機(jī)或力矩電機(jī)、所述的砂輪架進(jìn)給伺服電機(jī)或砂輪架進(jìn)給直線電機(jī)電連接，控制所述的砂輪架進(jìn)給伺服電機(jī)或砂輪架進(jìn)給直線電機(jī)與頭架伺服電機(jī)或力矩電機(jī)聯(lián)動(dòng)驅(qū)動(dòng)所述的砂輪(12)與工件在任一角度相切并作進(jìn)給。本實(shí)用新型是一種磨削效率高、加工精度好、簡(jiǎn)捷方便的隨動(dòng)磨削數(shù)控裝置。
文檔編號(hào)B24B49/12GK201385250SQ20092006394
公開日2010年1月20日 申請(qǐng)日期2009年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月3日
發(fā)明者胡惜時(shí) 申請(qǐng)人:湖南杰克數(shù)控磨床有限公司;湖南大學(xué)