8]圖中:回轉(zhuǎn)工作臺(tái)1、床身2、立柱3、砂輪架4、轉(zhuǎn)筒4-1、回轉(zhuǎn)座4-2、主軸III 4-3、雙導(dǎo)程消隙蝸輪副4-4、圓光柵4-5、夾緊拉桿4-7、夾緊機(jī)構(gòu)4-8、卸荷機(jī)構(gòu)4_9、活塞定位銷4-10、體殼4-11、卸荷機(jī)構(gòu)活塞4-12、頂桿4-13、碟簧4-14、卸荷滾動(dòng)軸承4-15、碟簧4-16、夾緊機(jī)構(gòu)活塞4-17、夾緊油缸4-18、環(huán)狀T型槽4-19、溝槽4_20、卸荷機(jī)構(gòu)伸縮孔4_21、夾緊機(jī)構(gòu)伸縮孔4-22、雙列圓柱滾子軸承4-23、圓錐滾子軸承4-24、圓弧狀T型結(jié)構(gòu)4_25、砂輪修整裝置5、外齒磨削裝置6、在機(jī)測(cè)量裝置7、內(nèi)孔及端面磨削裝置8、支架9、罩殼10、內(nèi)齒磨削裝置11、流體靜壓導(dǎo)軌12、預(yù)壓滾珠絲桿13、直線光柵尺14、靜電吸霧系統(tǒng)15、磨削油冷卻過濾系統(tǒng)16、機(jī)床安全系統(tǒng)17、圓臺(tái)面18、液冷式無槽力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子19、液冷式無槽力矩電機(jī)定子20、底座21、流體靜壓軸承22、圓光柵尺23、砂輪I 24、修整器I 25、修整器II 26、第二伺服電機(jī)27、修整底座28、第一伺服電機(jī)29、內(nèi)裝式主軸電機(jī)的定子30、體殼31、內(nèi)裝式主軸電機(jī)的轉(zhuǎn)子32、主軸I 33、砂輪組件34、AE裝置35、磨削臂36、第三伺服電機(jī)37、修整器III38、砂輪II 39、電主軸40、托盤41、精密轉(zhuǎn)臺(tái)軸承42、主軸II 43、力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子44、力矩電機(jī)定子45、圓光柵46。
【具體實(shí)施方式】
[0039]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)的說明。
[0040]參見圖1?圖8,本發(fā)明所述大型高精度齒輪復(fù)合磨削中心,包括回轉(zhuǎn)工作臺(tái)1、外齒磨削功能模塊和內(nèi)齒、內(nèi)孔及端面磨削功能模塊,所述外齒磨削功能模塊布置在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)I的一側(cè),內(nèi)齒、內(nèi)孔及端面磨削功能模塊布置在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)I的另一側(cè),外齒磨削功能模塊包括第一床身、第一立柱、砂輪修整裝置5、外齒磨削裝置6以及在機(jī)測(cè)量裝置7 ;內(nèi)齒、內(nèi)孔及端面磨削功能模塊包括第二床身、第二立柱、內(nèi)齒磨削裝置11以及內(nèi)孔及端面磨削裝置8 ;所述第一床身以及第二床身分別設(shè)置在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)I兩側(cè),所述第一立柱以及第二立柱對(duì)應(yīng)設(shè)置于第一床身以及第二床身上,第一立柱以及第二立柱與回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的距離可調(diào);所述第一立柱上設(shè)置有可回轉(zhuǎn)且沿第一立柱可升降的砂輪架4,砂輪修整裝置5、外齒磨削裝置6以及在機(jī)測(cè)量裝置7設(shè)置在砂輪架4上,所述第二立柱上設(shè)置有可升降的支架9,內(nèi)齒磨削裝置11以及內(nèi)孔及端面磨削裝置8通過設(shè)置在支架9上的精密端齒盤副與支架相連,使內(nèi)齒磨削裝置和內(nèi)孔以及端面磨削裝置可以進(jìn)行快速更換,滿足不同的加工需求。
[0041]所述回轉(zhuǎn)工作臺(tái)包括圓臺(tái)面18、液冷式無槽力矩電機(jī)以及底座21,圓臺(tái)面18通過設(shè)置在底座上的流體靜壓軸承22支撐,圓臺(tái)面18的下端面與所述力矩電機(jī)的轉(zhuǎn)子相連,所述力矩電機(jī)的定子固定在底座21的上端面,圓臺(tái)面18中心的內(nèi)孔內(nèi)設(shè)置有圓光柵尺23。
[0042]所述外齒磨削裝置6包括第一伺服電機(jī)29、主軸I 33、體殼31以及設(shè)置在體殼內(nèi)的內(nèi)裝式主軸電機(jī),主軸I 33通過設(shè)置在體殼內(nèi)的滾動(dòng)軸承支撐,主軸I 33與所述內(nèi)裝式主軸電機(jī)的轉(zhuǎn)子32相連,砂輪I 24與主軸I 33的一端相連,主軸I內(nèi)部設(shè)置有動(dòng)平衡裝置及AE (聲發(fā)射)裝置35,所述體殼31通過設(shè)置在砂輪架4上的精密滾動(dòng)導(dǎo)軌支撐,第一伺服電機(jī)設(shè)置在砂輪架上,第一伺服電機(jī)通過設(shè)置在砂輪架上的精密滾珠絲桿副帶動(dòng)體殼31沿砂輪I的軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。所述主軸電機(jī)采用獨(dú)立水冷系統(tǒng),所述滾動(dòng)軸承采用油氣潤滑。
[0043]所述砂輪修整裝置5包括修整器I 25、修整器II 26、設(shè)置在砂輪架4上的修整底座28以及設(shè)置在修整底座28上的第二伺服電機(jī)27,修整器I 25和修整器II 26通過M/V直線滾針導(dǎo)軌支撐在修整底座28上,第二伺服電機(jī)通過設(shè)置在修整底座上的精密滾珠絲桿副帶動(dòng)修整器I 25和修整器II 26沿砂輪I 24的徑向往復(fù)移動(dòng)。
[0044]所述第一床身以及第二床身采用高剛性框架式結(jié)構(gòu),第一以及第二床身熱關(guān)鍵點(diǎn)處預(yù)埋溫度傳感器并安裝冷卻系統(tǒng),所述復(fù)合磨削中心外罩有全封閉式防護(hù)罩殼10。
[0045]所述第一以及第二立柱采用設(shè)置在對(duì)應(yīng)床身上的流體靜壓導(dǎo)軌12支撐,對(duì)應(yīng)床身上設(shè)置有高分辨率直線光柵尺14以及用于驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)立柱移動(dòng)的高剛性精密復(fù)合絲桿軸承和預(yù)壓滾珠絲桿13,預(yù)壓滾珠絲桿支撐在高剛性精密復(fù)合絲桿軸承上。
[0046]所述復(fù)合磨削中心還包括靜電吸霧系統(tǒng)15、磨削油冷卻過濾系統(tǒng)16以及機(jī)床安全系統(tǒng)17。
[0047]參見圖9a?圖9g,砂輪架回轉(zhuǎn)裝置包括轉(zhuǎn)筒4-1、回轉(zhuǎn)座4_2、主軸III 4_3、砂輪架4、圓光柵4-5、雙導(dǎo)程消隙蝸輪副4-4、用于定位砂輪架回轉(zhuǎn)角度的若干個(gè)夾緊機(jī)構(gòu)4-8以及用于在砂輪架回轉(zhuǎn)中由回轉(zhuǎn)座的前端面下部向外頂推砂輪架的若干個(gè)卸荷機(jī)構(gòu)4-9,所述主軸III 4-3固定在回轉(zhuǎn)座4-2上,所述圓光柵4-5設(shè)置在主軸III 4-3前端,砂輪架旋轉(zhuǎn)位置由圓光柵4-5控制,圓光柵4-5靠近砂輪架4,減小了阿貝誤差,真實(shí)可靠的反饋砂輪架實(shí)際位置,提高了控制精度。主軸III 4-3上設(shè)置有圓錐滾子軸承4-24以及雙列圓柱滾子軸承4-23,圓錐滾子軸承4-24設(shè)置在主軸III4-3的后端,雙列圓柱滾子軸承4_23設(shè)置在圓錐滾子軸承4-24與所述圓光柵4-5之間,轉(zhuǎn)筒4-1通過雙列圓柱滾子軸承4-23與圓錐滾子軸承4-24組成的軸承組支撐在主軸III 4-3上。砂輪架4的后端面與轉(zhuǎn)筒4-1相連,回轉(zhuǎn)座4-2的前端面與砂輪架4的后端面相對(duì),構(gòu)成滑動(dòng)導(dǎo)軌副。砂輪架回轉(zhuǎn)伺服電機(jī)通過雙導(dǎo)程消隙蝸輪副驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)筒,實(shí)現(xiàn)砂輪架回轉(zhuǎn)。所述砂輪架回轉(zhuǎn)伺服電機(jī)為抱閘電機(jī),可在砂輪架回轉(zhuǎn)到目標(biāo)位置后鎖住蝸桿,進(jìn)一步提高剛度;根據(jù)受力分析,所述雙導(dǎo)程消隙蝸輪副的蝸桿安裝在遠(yuǎn)離砂輪架重心一側(cè),使負(fù)載扭矩施加在蝸桿上的力為軸向壓力,提高穩(wěn)定性。
[0048]所述回轉(zhuǎn)座4-2為雙層筋板圓筒狀結(jié)構(gòu),回轉(zhuǎn)座4-2的前端面沿徑向方向開設(shè)有溝槽4-20,溝槽4-20將回轉(zhuǎn)座的前端面均勻分割為多份,分割份數(shù)與所述夾緊機(jī)構(gòu)數(shù)量相等,即所述夾緊機(jī)構(gòu)4-8布置在分割后的回轉(zhuǎn)座的前端面對(duì)應(yīng)區(qū)域內(nèi),所述溝槽4-20中設(shè)置有壓縮空氣釋放管路。所述夾緊機(jī)構(gòu)4-8為液壓夾緊、碟簧放松,包括設(shè)置于回轉(zhuǎn)座4-2的前端內(nèi)的夾緊油缸4-18、設(shè)置于夾緊油缸內(nèi)的相互配合的夾緊機(jī)構(gòu)活塞4-17和碟簧4-16,以及與夾緊機(jī)構(gòu)活塞相連的夾緊拉桿4-7,砂輪架4的后端面上開設(shè)有環(huán)狀T型槽4-19,所述夾緊拉桿4-7前端為圓弧狀T型結(jié)構(gòu)4-25,夾緊拉桿4_7由回轉(zhuǎn)座4_2的前端面伸出,夾緊拉桿4-7的前端插入所述環(huán)狀T型槽4-19中并與環(huán)狀T型槽形成間隙配合,砂輪架可通過夾緊機(jī)構(gòu)鎖緊在回轉(zhuǎn)座上。所述卸荷機(jī)構(gòu)4-9包括設(shè)置在回轉(zhuǎn)座前端內(nèi)底部的體殼4-11、設(shè)置在該體殼4-11內(nèi)的卸荷機(jī)構(gòu)活塞4-12,以及與卸荷機(jī)構(gòu)活塞相連的頂桿4-13,頂桿4-13的前端設(shè)置有可以與砂輪架4的后端面相對(duì)滾動(dòng)的卸荷滾動(dòng)軸承4-15,卸荷滾動(dòng)軸承4-15由回轉(zhuǎn)座4-2的前端面伸出或收回,該體殼4-11內(nèi)的前端設(shè)置有活塞限位臺(tái)階,該體殼4-11內(nèi)的后端設(shè)置有與頂桿后端配合的活塞定位銷4-10,經(jīng)過預(yù)緊的碟簧4-14設(shè)置于卸荷機(jī)構(gòu)活塞4-12與卸荷滾動(dòng)軸承4-15之間。
[0049]砂輪架回轉(zhuǎn)裝置的回轉(zhuǎn)控制方法為:
[0050]I)利用所述夾緊機(jī)構(gòu)4-8將砂輪架4沿預(yù)定角度位置定位并夾緊在回轉(zhuǎn)座4-2上;
[0051]2)當(dāng)需要重新轉(zhuǎn)動(dòng)砂輪架4時(shí),所述夾緊機(jī)構(gòu)4-8停止夾緊砂輪架4,然后在回轉(zhuǎn)座4-2的前端面釋放壓縮空氣,同時(shí),所述卸荷機(jī)構(gòu)4-9向外頂推砂輪架4,然后驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)筒4-1帶動(dòng)砂輪架4轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)砂輪架4轉(zhuǎn)動(dòng)至新的預(yù)定角度位置后,使卸荷機(jī)構(gòu)4-9停止頂推砂輪架4,同時(shí),停止在回轉(zhuǎn)座4-2的前端面釋放壓縮空氣,然后按照步驟I)對(duì)砂輪架4進(jìn)行定位并夾緊。
[0052]具體而言,砂輪架4需要轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),所述夾緊機(jī)構(gòu)4-8的夾緊油缸4-18中油壓卸去,夾緊拉桿4-7隨夾緊機(jī)構(gòu)活塞4-17運(yùn)動(dòng)而向外伸出,使夾緊拉桿4-7前端放松,卸荷機(jī)構(gòu)4-9中卸荷機(jī)構(gòu)活塞4-12在油壓作用下運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng)頂桿4-13頂出,克服由于砂輪架重心靠前,在砂輪架回轉(zhuǎn)導(dǎo)軌面下半部形成的壓力,使砂輪架回轉(zhuǎn)導(dǎo)軌面壓力分布均勻,壓縮空氣從溝槽4-20中噴出,在砂輪架回轉(zhuǎn)導(dǎo)軌面與回轉(zhuǎn)座導(dǎo)軌面(即回轉(zhuǎn)座前端面)之間形成氣墊,準(zhǔn)備工作完成后,伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)雙導(dǎo)程消隙蝸輪副4-4帶動(dòng)砂輪架4平穩(wěn)回轉(zhuǎn),頂桿4-13端部的卸荷滾動(dòng)軸承4-15貼著砂輪架后端導(dǎo)軌面滾動(dòng),在砂輪架回轉(zhuǎn)過程