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CN106903579A - 一种非圆曲面零件自适应打磨机 - Google Patents

一种非圆曲面零件自适应打磨机 Download PDF

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CN106903579A CN201710203892.9A CN201710203892A CN106903579A CN 106903579 A CN106903579 A CN 106903579A CN 201710203892 A CN201710203892 A CN 201710203892A CN 106903579 A CN106903579 A CN 106903579A
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解明利
张孟晗
张义超
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Abstract

本发明公开一种非圆曲面零件自适应打磨机，主要包括步进电机、丝杠、矩形滑台、工件驱动部分、主轴、立式轴承座、应变片、控制系统单片机、台式打磨机等，应变片固定在立式轴承座侧壁上，工件在直流电机驱动下随主轴旋转，砂轮对工件的磨削力传递到立式轴承座上，使之产生应变，应变信号传递到控制系统单片机中，通过检测到应变超出预设范围的大小，调整步进电机的转向和进给，通过力的反馈作用，使磨削力保持恒定。本发明可有效提高非圆曲面零件的表面磨削质量并改善人工打磨过程中打磨噪声、粉尘对工人健康的危害，具有结构简单，操作方便，工件夹持容易，造价低，产品系列化程度高等特点，适用于小型非圆曲面零件的打磨加工。

Description

一种非圆曲面零件自适应打磨机
技术领域
本发明涉及一种打磨机，具体涉及一种非圆曲面零件自适应打磨机
背景技术
非圆曲面零件的加工和抛磨需要有相应的数控设备来完成，由于非圆曲面零件轮廓上各点的曲率不一致导致磨削过程复杂，用传统的数控机床加工精度不易保证。当前抛磨设备比较多的是采用砂带磨削技术，但砂带磨削技术通常适用于工件尺寸较大，结构复杂的工件，采用机械手夹持方法打磨比较经济，打磨时依赖于工人操作的熟练程度主观感受磨削力的大小来控制打磨余量，这样的磨削效率低，加工精度不高，因此开发一种力的自适应打磨机，一方面能准确定量的控制打磨余量，同时还能提高加工效率，改善工人工作环境，是一种高效环保的机加设备，具有广泛的应用前景。
发明内容
本发明旨在提供一种针对小型非圆曲面零件，如凸轮类零件，能够检测砂轮与工件之间的磨削力，并保持磨削力不变的装置，即具有力的自适应的打磨机。
本发明目的通过下述技术方案实现：一种非圆曲面零件自适应打磨机，包括底座、台式打磨机，台式打磨机通过打磨机支座固定在底座上，其特征在于，所述底座上还设有打磨机自适应机构，所述打磨机自适应机构包括步进电机，步进电机轴通过联轴器A与丝杠连接，丝杠通过设置在其两端且结构相同的丝杠-导向杆支撑座A和丝杠-导向杆支撑座B内的轴承支承，丝杠-导向杆支撑座A和丝杠-导向杆支撑座B固定在底座上，丝杠上设有一个矩形滑台，矩形滑台上有三个通孔，中间孔为螺纹孔，与丝杠配合可实现矩形滑块的移动，两边为对称分布的光孔，两个导向杆穿过其中起支撑导向作用，导向杆两端通过顶丝固定在丝杠-导向杆支撑座A和丝杠-导向杆支撑座B上，矩形滑块与工件驱动部分相连接，所述工件驱动部分包括直流电机，直流电机轴通过联轴器B与主轴相连接，工件紧套在主轴上，主轴轴线与台式打磨机上的砂轮轴线重合，主轴由立式轴承座支撑，立式轴承座与支撑平板相连接，立式轴承座的侧壁上固定有应变片，应变片方向与主轴轴线垂直；使用时，工件在直流电机驱动下随主轴旋转，砂轮对工件的磨削力传递到立式轴承座上，使之产生应变，应变片检测到应变并将信号传递到控制系统单片机中，当检测到应变大于预设值，单片机发出信号，使步进电机反转，驱动矩形滑台载着工件向远离砂轮的方向移动，当检测到应变小于预设值，单片机发出信号，使步进电机正转，驱动矩形滑台载着工件靠近砂轮，从而实现打磨过程中力的自适应。
作为优选，所述立式轴承座通过垫块A和垫块B与支撑平板相连接，以调整其距离轴承中心和支撑平板的高度；所述工件驱动部分还包括支撑平板、L型支撑板、直流电机支架，所述支撑平板为一带孔的方形平板，其与矩形滑块固定连接，所述L型支撑板通过四个内六角螺栓固定在支撑平板上，直流电机支架形状为L形，其通过四个外六角螺栓与L型支撑板连接，所述直流电机支架通过两个螺钉与直流电机固定；所述工件两端设有尼龙垫片和夹盘对称套装在主轴上，尼龙垫片紧贴工件端面，夹盘紧贴尼龙垫片，并通过设在主轴头部的两个螺母锁紧。
本发明通过检测应变超出预设范围的大小，调整步进电机的转向和进给，通过力的反馈作用，使磨削力保持恒定。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：可有效提高非圆曲面零件的表面磨削质量，并改善人工打磨过程中打磨噪声、粉尘对工人健康的危害，具有结构简单，操作方便，工件夹持容易，造价低，产品系列化程度高等特点，适用于小型非圆曲面零件的打磨加工。
附图说明
图1为非圆曲面零件自适应打磨机的轴测图。
图2为图1所示打磨机的主视图。
图3为图1所示应打磨机的俯视图。
图4为图1所示打磨机的左视图。
图5为图1所示打磨机的工件驱动部分主视图。
图中：1-步进电机，2-联轴器支撑座，3-联轴器A，4-丝杠-导向杆支撑座A，5-导向杆，6-丝杠，7-矩形滑台，8-丝杠-导向杆支撑座B，9-支撑平板，10-内六角螺栓，11-L型支撑板，12-直流电机支架，13-外六角螺栓，14-直流电机、15-螺钉，16-联轴器B，17-主轴，18-立式轴承座，19-夹盘，20-尼龙垫片，21-工件，22-螺母，23-垫块A，24-垫块B，25-外六角螺栓，26-外六角螺栓，27-应变片，28-控制系统单片机，29-台式打磨机，30-打磨机支座，31-底座。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明：
本发明实施例的非圆曲面零件自适应打磨机，如图1～5所示，步进电机1通过联轴器A3与丝杠6链接，联轴器A3放置在联轴器支撑座2内，丝杠6通过设置在其两端且结构相同的丝杠-导向杆支撑座A4和丝杠-导向杆支撑座B8内的轴承支撑，丝杠-导向杆支撑座A和丝杠-导向杆支撑座B固定在底座31上，丝杠上设有一个矩形滑台7，矩形滑台上有三个通孔，中间孔为螺纹孔，与丝杠6配合可实现矩形滑台的移动，两边为对称分布的光孔，两个导向杆5穿过其中起支撑导向作用，导向杆5两端通过顶丝固定在丝杠-导向杆支撑座A4和丝杠-导向杆支撑座B8上，矩形滑台7与工件驱动部分连接，工件驱动部分由支撑平板9、L型支撑板11、直流电机支架12和直流电机14组成，通过支撑平板9、L型支撑板11和直流电机支架12与直流电机14连接，支撑平板为一带孔的方形平板，L型支撑板通过四个内六角螺栓10固定在支撑平板上，直流电机支架形状为L形，其通过四个外六角螺栓13与L型支撑板连接，直流电机支架12与直流电机14通过两个螺钉15固定。直流电机通过联轴器B16与主轴17相连，主轴由立式轴承座18支撑，立式轴承座通过垫块A23、垫块B24放置在支撑平板上，保证轴承中心与底面高度，立式轴承座、垫块A、垫块B、支撑平板由外六角螺栓25、外六角螺栓26连接固定，应变片27贴在立式轴承座18的侧壁上，应变片方向与主轴轴线垂直。应变片采集到的信号会输入到控制系统单片机28内进行分析。工件21套在主轴17上，工件两侧对称设有尼龙垫片20和夹盘19，尼龙垫片紧贴工件端面，夹盘紧贴尼龙垫片，通过设在主轴头部的两个螺母22锁紧。打磨装置直接选用小型台式打磨机29，用螺栓连接于打磨机支座30上，保证砂轮与工件高度一致。
本发明在使用时，砂轮对工件的磨削力传递到立式轴承座18上，使之产生应变，应变片27检测到应变，将信号传递到控制系统单片机28中，当检测到应变超出预设值范围，单片机发出信号，使步进电机1反转，从而驱动丝杆6反转，使滑台7载着工件21向远离台式打磨机29的方向移动，相反的，当检测到应变小于预设范围，单片机发出信号，使步进电机1正转，从而驱动丝杆6正转，使滑台7载着工件21向靠近台式打磨机29的方向移动，通过力的反馈作用，使磨削力保持恒定，进而提高非圆曲面零件的表面磨削质量。
以上仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其设计构思等同的替换或改变，都应该涵盖在本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种非圆曲面零件自适应打磨机，包括底座、台式打磨机，台式打磨机通过打磨机支座固定在底座上，其特征在于，所述底座上还设有打磨机自适应机构，所述打磨机自适应机构包括步进电机，步进电机轴通过联轴器A与丝杠连接，丝杠通过设置在其两端且结构相同的丝杠-导向杆支撑座A和丝杠-导向杆支撑座B内的轴承支承，丝杠-导向杆支撑座A和丝杠-导向杆支撑座B固定在底座上，丝杠上设有一个矩形滑台，矩形滑台上有三个通孔，中间孔为螺纹孔，与丝杠配合可实现矩形滑块的移动，两边为对称分布的光孔，两个导向杆穿过其中起支撑导向作用，导向杆两端通过顶丝固定在丝杠-导向杆支撑座A和丝杠-导向杆支撑座B上，矩形滑块与工件驱动部分相连接，所述工件驱动部分包括直流电机，直流电机轴通过联轴器B与主轴相连接，工件紧套在主轴上，主轴轴线与台式打磨机上的砂轮轴线重合，主轴由立式轴承座支撑，立式轴承座与支撑平板相连接，立式轴承座的侧壁上固定有应变片，应变片方向与主轴轴线垂直；使用时，工件在直流电机驱动下随主轴旋转，砂轮对工件的磨削力传递到立式轴承座上，使之产生应变，应变片检测到应变并将信号传递到控制系统单片机中，当检测到应变大于预设值，单片机发出信号，使步进电机反转，驱动矩形滑台载着工件向远离砂轮的方向移动，当检测到应变小于预设值，单片机发出信号，使步进电机正转，驱动矩形滑台载着工件靠近砂轮，从而实现打磨过程中力的自适应。
2.根据权利要求1所述的一种非圆曲面零件自适应打磨机，其特征在于，所述立式轴承座通过垫块A和垫块B与支撑平板相连接，以调整其距离轴承中心和支撑平板的高度。
3.根据权利要求1所述的一种非圆曲面零件自适应打磨机，其特征在于，所述工件驱动部分还包括支撑平板、L型支撑板、直流电机支架，所述支撑平板为一带孔的方形平板，其与矩形滑块固定连接，所述L型支撑板通过四个内六角螺栓固定在支撑平板上，直流电机支架形状为L形，其通过四个外六角螺栓与L型支撑板连接，所述直流电机支架通过两个螺钉与直流电机固定。
4.根据权利要求1所述的一种非圆曲面零件自适应打磨机，其特征在于，所述工件两端设有尼龙垫片和夹盘对称套装在主轴上，尼龙垫片紧贴工件端面，夹盘紧贴尼龙垫片，并通过设在主轴头部的两个螺母锁紧。
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