專利名稱：高精度數(shù)控特大型立式磨削中心的裝卸機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種安裝及拆卸技術(shù)，特別是涉及一種應(yīng)用于高精度數(shù)控特大型立式 磨削中心的砂輪主軸上的裝卸機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
眾所周知，立式磨床可對(duì)圓柱、圓錐、球軸承內(nèi)外套圈、滾道及端面各表面的多批 量、多品種、多規(guī)格的精加工磨削，也適用於齒輪類、套筒類等零件的高精度磨削加工，所以 其發(fā)展速度相當(dāng)驚人，所述立式磨床通過采用先進(jìn)的部件，例如砂輪交換裝置、刀具交換裝 置、機(jī)械手、自動(dòng)測(cè)量裝置，形成集成程度更高的復(fù)合機(jī)床，即業(yè)內(nèi)稱之為磨削中心。我們知道，在磨削中心工作時(shí)，往往需要針對(duì)不同工件的形狀、材料、或硬度等等 要更換各種規(guī)格的砂輪以適應(yīng)磨削加工的需要，而在特大型立式磨削中心上，由于所述特 大型立式磨削中心可加工種類繁多的工件，具有萬能性，而且由于機(jī)床巨大，人工調(diào)換砂輪 極為不便，也不安全，再加上所述立式磨削中心高度自動(dòng)化，可配置除砂輪以外其他各種刀 具，所有程序均自動(dòng)進(jìn)行(包括換刀)，若因?yàn)橐獡Q砂輪而停機(jī)進(jìn)行人事干預(yù)幾乎不可能。在調(diào)換砂輪的過程中，由于每次調(diào)換砂輪不可避免的機(jī)械誤差，也會(huì)引起砂輪不 平衡的改變而直接影響加工質(zhì)量，另外，由于砂輪更換后新舊砂輪的尺寸變化，要由人工修 正，很容易產(chǎn)生人工修正誤差，直接影響到主軸的運(yùn)動(dòng)精度，導(dǎo)致影響到磨削作業(yè)的質(zhì)量。所以，如何提供一種高精度數(shù)控特大型立式磨削中心的裝卸機(jī)構(gòu)，以避免現(xiàn)有技 術(shù)中的缺點(diǎn)，已經(jīng)成為相關(guān)領(lǐng)域之業(yè)者目前亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種高精度數(shù)控特大型立 式磨削中心的裝卸機(jī)構(gòu)，以使立式磨削中心具有自動(dòng)換刀(換砂輪)的功能，進(jìn)而擴(kuò)展實(shí)用 范圍和節(jié)省調(diào)換砂輪的時(shí)間和勞動(dòng)強(qiáng)度。為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種高精度數(shù)控特大型立式磨削中 心的裝卸機(jī)構(gòu)，用于對(duì)所述高精度數(shù)控特大型立式磨削中心的砂輪主軸進(jìn)行安裝及拆卸作 業(yè)，所述裝卸機(jī)構(gòu)至少包括砂輪主軸，驅(qū)動(dòng)裝置，推力套以及多個(gè)鋼球，其中，所述砂輪主 軸具有一椎體端，所述椎體端套設(shè)于一具有錐形內(nèi)腔的砂輪夾板體中，且所述椎體端外徑 具有一大圓柱面及一小圓柱面；所述驅(qū)動(dòng)裝置包括油缸推桿以及蝶形彈簧，所述蝶形彈簧 產(chǎn)生軸向力驅(qū)動(dòng)所述油缸推桿正向或反向運(yùn)動(dòng)；所述推力套連接所述油缸推桿，于油缸推 桿正向或反向運(yùn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)所述推力套于正向或反向運(yùn)動(dòng)；所述多個(gè)鋼球設(shè)置于所述推力 套、砂輪主軸及砂輪夾板體之間，并圍設(shè)于所述大圓柱面或小圓柱面上，當(dāng)所述推力套的正 向運(yùn)動(dòng)時(shí)，推動(dòng)所述鋼球自小圓柱面爬上大圓柱面的同時(shí)推動(dòng)所述砂輪夾板體與砂輪主軸 的椎體端鎖緊，當(dāng)所述推力套的反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述鋼球自大圓柱面回落至小圓柱面，所述砂 輪夾板體與砂輪主軸分離。本發(fā)明的高精度數(shù)控特大型立式磨削中心的裝卸機(jī)構(gòu)還包括一砂輪自動(dòng)平衡及防撞裝置，設(shè)置于所述砂輪主軸的椎體端，用以保證砂輪能隨時(shí)得到平衡，以及用于保證砂 輪與其他物件快速相遇時(shí)能及時(shí)地“剎車”，確保主軸的高精度回轉(zhuǎn)。在本發(fā)明的高精度數(shù)控特大型立式磨削中心的裝卸機(jī)構(gòu)中，當(dāng)所述鋼球圍設(shè)于小 圓柱面上時(shí)，所述鋼球形成的圓外徑小于所述砂輪夾板體之錐形內(nèi)腔的內(nèi)徑，以使所述砂 輪夾板體就自動(dòng)落下，完成卸下動(dòng)作。在本發(fā)明的高精度數(shù)控特大型立式磨削中心的裝卸機(jī)構(gòu)中，所述驅(qū)動(dòng)裝置為液壓 油缸，所述驅(qū)動(dòng)裝置具有發(fā)訊開關(guān)，且所述發(fā)訊開關(guān)可以發(fā)出卸下、鎖緊、及抓空3種信號(hào)。本發(fā)明的高精度數(shù)控特大型立式磨削中心的裝卸機(jī)構(gòu)還包括一保持架以及防脫套。如上所述，本發(fā)明的高精度數(shù)控特大型立式磨削中心的裝卸機(jī)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)相 比，所述立式磨削中心具有自動(dòng)換刀(換砂輪)的功能，不但擴(kuò)展了實(shí)用范圍，而且大大節(jié) 省了調(diào)換砂輪的時(shí)間和勞動(dòng)強(qiáng)度。本發(fā)明還采用了自動(dòng)平衡技術(shù)及自動(dòng)防撞技術(shù)，保證了 交換后的砂輪能自動(dòng)進(jìn)行平衡處理以及安全地進(jìn)行工作程序，采用了本本發(fā)明所提供的裝 卸機(jī)構(gòu)后能大大地縮短砂輪更換時(shí)間，保證了工作的安全性，保證整個(gè)電主軸系統(tǒng)的高精 度、高效率運(yùn)轉(zhuǎn)。


圖1為本發(fā)明高精度數(shù)控特大型立式磨削中心的裝卸機(jī)構(gòu)示意圖。圖2為圖1的A處放大示意圖。圖3本發(fā)明的裝卸機(jī)構(gòu)的鋼球滾動(dòng)示意圖。圖4本發(fā)明的裝卸機(jī)構(gòu)的鋼球受力示意圖。
具體實(shí)施例方式以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書 所揭示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實(shí) 施方式加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在不背離本 發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。請(qǐng)參閱圖1至圖4，圖1及圖2為本發(fā)明的高精度數(shù)控特大型立式磨削中心的裝卸 機(jī)構(gòu)示意圖，圖3及圖4為本發(fā)明的裝卸機(jī)構(gòu)實(shí)施方式示意圖。需要說明的是，本實(shí)施例中 所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組 件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及 比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。如圖所示，本發(fā)明提供一種高精度數(shù)控特大型立式磨削中心的裝卸機(jī)構(gòu)，用于對(duì) 所述高精度數(shù)控特大型立式磨削中心的砂輪主軸11進(jìn)行安裝及拆卸作業(yè)，所述裝卸機(jī)構(gòu) 至少包括砂輪主軸11，驅(qū)動(dòng)裝置13，推力套14以及多個(gè)鋼球15。請(qǐng)一并參閱圖2，圖2為圖1的A處放大示意圖，如圖所示，所述砂輪主軸11具有 一椎體端(未標(biāo)示)，所述椎體端套設(shè)于一具有錐形內(nèi)腔的砂輪夾板體12中，且所述椎體端 外徑具有一大圓柱面111及一小圓柱面112。于具體的實(shí)施方式中，當(dāng)所述鋼球16圍設(shè)于 小圓柱面111上時(shí)，所述鋼球16形成的圓外徑小于所述砂輪夾板體12之錐形內(nèi)腔的內(nèi)徑，
4以使所述砂輪夾板體12就自動(dòng)落下，完成卸下動(dòng)作。所述驅(qū)動(dòng)裝置13包括油缸推桿131以及蝶形彈簧134，所述蝶形彈簧134產(chǎn)生軸 向力驅(qū)動(dòng)所述油缸推桿131正向或反向運(yùn)動(dòng)；于具體的實(shí)施方式中，所述驅(qū)動(dòng)裝置13為液 壓油缸，所述驅(qū)動(dòng)裝置13具有發(fā)訊開關(guān)(未圖示)，且所述發(fā)訊開關(guān)可以發(fā)出卸下、鎖緊、及 抓空3種信號(hào)。所述推力套15連接所述油缸推桿131，于油缸推桿131正向或反向運(yùn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)所 述推力套15于正向或反向運(yùn)動(dòng)。所述多個(gè)鋼球16設(shè)置于所述推力套15、砂輪主軸11及砂 輪夾板體12之間，具體的，所述多個(gè)鋼球16圍設(shè)于砂輪主軸11的大圓柱面111或小圓柱 面112上，且所述鋼球16的外面與砂輪夾板體12相配合。本發(fā)明的關(guān)鍵是采用鋼球16作為力傳遞的載體，來傳遞所述驅(qū)動(dòng)裝置13產(chǎn)生的 力來拉動(dòng)所述砂輪夾板體12與砂輪主軸11的錐體密合鎖緊，所述鋼球16的第二作用是利 用其自由滾動(dòng)特性，跟著所述推力套15后退時(shí)，鋼球16滾動(dòng)到砂輪主軸11前端的小圓柱 面112，使數(shù)粒鋼球16最高點(diǎn)形成的圓周直徑小于砂輪夾板體12的最小孔徑，使砂輪夾板 體12輕松地與砂輪主軸11，完成卸下動(dòng)作。請(qǐng)一并參閱圖3及圖4，所述驅(qū)動(dòng)裝置13的發(fā)訊開關(guān)發(fā)出鎖緊信號(hào)時(shí)，所述蝶形彈 簧134產(chǎn)生軸向力驅(qū)動(dòng)所述油缸推桿131正向運(yùn)動(dòng)(如圖示中箭頭所指右方向)，進(jìn)而帶動(dòng) 所述推力套15的正向運(yùn)動(dòng)，推力套15推動(dòng)所述鋼球16自小圓柱面112爬上大圓柱面111 的同時(shí)推動(dòng)所述砂輪夾板體12與砂輪主軸11的椎體端緊密鎖緊，以完成鎖緊動(dòng)作。此時(shí)， 所述鋼球16的受力呈如圖4所示，鋼球16的力F為兩個(gè)力Fx與Fy的合力。所述驅(qū)動(dòng)裝置13的發(fā)訊開關(guān)發(fā)出卸下信號(hào)時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)裝置13向左運(yùn)動(dòng)，在壓縮 碟形彈簧132同時(shí)又通過油缸推桿131推動(dòng)推力套15反向運(yùn)動(dòng)(如圖示中箭頭所指左方 向)，使所述推力套15反向運(yùn)動(dòng)把鋼球16拉到砂輪主軸11的小圓柱面112，呈如圖3所示， 當(dāng)所述鋼球16圍設(shè)于小圓柱面111上時(shí)，所述鋼球16形成的圓外徑小于所述砂輪夾板體 12之錐形內(nèi)腔的內(nèi)徑，以使所述砂輪夾板體12就自動(dòng)落下，完成卸下動(dòng)作。于具體的實(shí)施方式中，所述裝卸機(jī)構(gòu)還包括一砂輪自動(dòng)平衡及防撞裝置16，設(shè)置 于所述砂輪主軸11的椎體端，用以保證砂輪能隨時(shí)得到平衡，以及用于保證砂輪與其他物 件快速相遇時(shí)能及時(shí)地“剎車”，確保主軸的高精度回轉(zhuǎn)。于具體的實(shí)施方式中，所述裝卸機(jī)構(gòu)還包括一設(shè)置于所述砂輪主軸11的椎體端 的保持架17以及防脫套18。綜上所述，本發(fā)明的高精度數(shù)控特大型立式磨削中心的裝卸機(jī)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)相 比，所述立式磨削中心具有自動(dòng)換刀(換砂輪)的功能，不但擴(kuò)展了實(shí)用范圍，而且大大節(jié) 省了調(diào)換砂輪的時(shí)間和勞動(dòng)強(qiáng)度。本發(fā)明還采用了自動(dòng)平衡技術(shù)及自動(dòng)防撞技術(shù)，保證了 交換后的砂輪能自動(dòng)進(jìn)行平衡處理以及安全地進(jìn)行工作程序，采用了本本發(fā)明所提供的裝 卸機(jī)構(gòu)后能大大地縮短砂輪更換時(shí)間，保證了工作的安全性，保證整個(gè)電主軸系統(tǒng)的高精 度、高效率運(yùn)轉(zhuǎn)。而且，本發(fā)明的裝卸機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作性能可靠，實(shí)施成本較低，加 工精度高，運(yùn)行安全可靠的特性。故，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種 種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟 習(xí)此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完 成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種高精度數(shù)控特大型立式磨削中心的裝卸機(jī)構(gòu)，用于對(duì)所述高精度數(shù)控特大型立 式磨削中心的砂輪主軸進(jìn)行安裝及拆卸作業(yè)，其特征在于，所述裝卸機(jī)構(gòu)至少包括砂輪主軸，其具有一椎體端，所述椎體端套設(shè)于一具有錐形內(nèi)腔的砂輪夾板體中，且所 述椎體端外徑具有一大圓柱面及一小圓柱面；驅(qū)動(dòng)裝置，包括油缸推桿以及蝶形彈簧，所述蝶形彈簧產(chǎn)生軸向力驅(qū)動(dòng)所述油缸推桿 正向或反向運(yùn)動(dòng)；推力套，連接所述油缸推桿，于油缸推桿正向或反向運(yùn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)所述推力套于正向或 反向運(yùn)動(dòng)；以及多個(gè)鋼球，設(shè)置于所述推力套、砂輪主軸及砂輪夾板體之間，并圍設(shè)于所述大圓柱面或 小圓柱面上，當(dāng)所述推力套的正向運(yùn)動(dòng)時(shí)，推動(dòng)所述鋼球自小圓柱面爬上大圓柱面的同時(shí) 推動(dòng)所述砂輪夾板體與砂輪主軸的椎體端鎖緊，當(dāng)所述推力套的反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述鋼球自 大圓柱面回落至小圓柱面，所述砂輪夾板體與砂輪主軸分離。
2.如權(quán)利要求1所述的高精度數(shù)控特大型立式磨削中心的裝卸機(jī)構(gòu)，其特征在于所 述裝卸機(jī)構(gòu)還包括一砂輪自動(dòng)平衡及防撞裝置，設(shè)置于所述砂輪主軸的椎體端，用以保證 砂輪能隨時(shí)得到平衡，以及用于保證砂輪與其他物件快速相遇時(shí)能及時(shí)地“剎車”，確保主 軸的高精度回轉(zhuǎn)。
3.如權(quán)利要求1所述的高精度數(shù)控特大型立式磨削中心的裝卸機(jī)構(gòu)，其特征在于所 述鋼球圍設(shè)于小圓柱面上時(shí)，所述鋼球形成的圓外徑小于所述砂輪夾板體之錐形內(nèi)腔的內(nèi)徑。
4.如權(quán)利要求1所述的高精度數(shù)控特大型立式磨削中心的裝卸機(jī)構(gòu)，其特征在于所 述裝卸機(jī)構(gòu)還包括一設(shè)置于所述砂輪主軸的椎體端的保持架。
5.如權(quán)利要求1所述的高精度數(shù)控特大型立式磨削中心的裝卸機(jī)構(gòu)，其特征在于所 述裝卸機(jī)構(gòu)還包括一設(shè)置于所述砂輪主軸的椎體端的防脫套。
6.如權(quán)利要求1所述的高精度數(shù)控特大型立式磨削中心的裝卸機(jī)構(gòu)，其特征在于所 述驅(qū)動(dòng)裝置為液壓油缸。
7.如權(quán)利要求6所述的高精度數(shù)控特大型立式磨削中心的裝卸機(jī)構(gòu)，其特征在于所 述驅(qū)動(dòng)裝置具有發(fā)訊開關(guān)。
8.如權(quán)利要求7所述的高精度數(shù)控特大型立式磨削中心的裝卸機(jī)構(gòu)，其特征在于所 述發(fā)訊開關(guān)可以發(fā)出卸下、鎖緊、及抓空3種信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高精度數(shù)控特大型立式磨削中心的裝卸機(jī)構(gòu)，用于對(duì)所述高精度數(shù)控特大型立式磨削中心的砂輪主軸進(jìn)行安裝及拆卸作業(yè)，所述裝卸機(jī)構(gòu)至少包括砂輪主軸，驅(qū)動(dòng)裝置，推力套以及多個(gè)鋼球，藉由所述推力套帶動(dòng)內(nèi)置鋼球，利用其自由滾動(dòng)特性，隨推力套后正向或反向運(yùn)動(dòng)以完成砂輪主軸進(jìn)行安裝及拆卸作業(yè)，以使所述立式磨削中心具有自動(dòng)換刀(換砂輪)的功能，進(jìn)而擴(kuò)展實(shí)用范圍和節(jié)省調(diào)換砂輪的時(shí)間和勞動(dòng)強(qiáng)度。
文檔編號(hào)B24B41/00GK102001037SQ20101013924
公開日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月2日
發(fā)明者吳一峰, 沈惠廉, 蘇安翔, 錢敏 申請(qǐng)人:上海萊必泰數(shù)控機(jī)床股份有限公司