CN216265449U - 铣磨加工设备及其所使用的铣磨轮、基体 - Google Patents

Abstract

本实用新型针对现有技术中，冷却水经过输出轴的中空内腔流出时，流量小，冷却效果不佳的不足，提供一种铣磨加工设备及其所使用的铣磨轮、基体；基体包括支撑环、基体芯和圆环，基体芯设置在支撑环内腔，支撑环与基体芯之间设置出水口；圆环连接在支撑环的一端，圆环与基体芯之间为冷却水流通通道，此通道和出水口尺寸可以足够大，因此提高了冷却速度和冷却效果；铣磨轮，包括料环和上述基体，料环设置在与圆环相对的一端，料环内腔为冷却水流通通道，可以对料环内部的工件进行冷却；铣磨加工设备中，冷却水套固定在壳体上，水套与基体为非接触无连接关系，基体转动时，水套固定不动，基体的转速不受水套的影响，适应高速磨削。

Description

铣磨加工设备及其所使用的铣磨轮、基体

技术领域

本实用新型涉及金刚石磨轮技术领域，特别涉及一种铣磨加工设备及其所使用的铣磨轮、基体。

背景技术

在进行球面范成法铣磨或平面加工时，铣磨轮的高速运转会产生磨削热，铣磨轮和工件的温度均会升高，影响铣磨质量，因此，需要用冷却水对其进行冷却。现有技术中，通常采用如下方式进行冷却：1、将铣磨轮的输出轴设置成中空结构，冷却水管设置在输出轴的中空内腔中，冷却水由冷却水管进入至铣磨轮和工件。由于冷却水管设置在旋转轴的中空内腔中，冷却水管较细，水流量较小，因此，进入到铣磨轮和工件上的冷却水较少，能够带走的磨削热较少，此种结构尚能满足低速铣磨，对于高速铣磨则冷却效果不佳。2、将旋转轴通过旋转接头对接冷却水管，冷却水直接进入到旋转轴的中空内腔。此种结构，虽然冷却水的流量稍有增大，但是，其水流量仍不足以将磨削热充分带走，而且，旋转接头通常无法承受旋转轴的高速运转，极易损坏。上述两种现有技术中，中空结构的输出轴加工难度大，制作成本高。3、采用外喷的方式进行冷却，即，在设备外部设置喷水管，由喷水管向铣磨轮和工件喷射冷却水。但是，由于冷却水由铣磨轮外部喷射，磨料层对冷却水产生一定的阻挡作用，特别是在球面范成法加工中，磨料层采用筒型，筒型磨料层端面整体与工件接触，外部喷射的冷却水几乎完全被磨料层阻挡在其外部，而无法进入到磨料层内部，因此，冷却水只能将磨料层外部的磨削热带走，冷却不充分，冷却效果不佳。

实用新型内容

本实用新型的目的是，针对现有技术中，冷却水经过输出轴的中空内腔流向工件和铣磨轮时，冷却水流量小，冷却效果不佳，输出轴加工难度大、制作成本高；或者，采用外喷式冷却方式时，冷却水不能进入到磨料层内部，磨料层内部热量无法或不能充分带走的不足，提供一种铣磨加工设备及其所使用的铣磨轮、基体。

本实用新型的目的是通过下述技术方案实现的：

一种磨轮基体，包括同轴设置的用于设置磨料层的支撑环、用于连接驱动装置的输出轴的基体芯以及用于容纳冷却水的圆环，基体芯套设在支撑环中，支撑环与基体芯之间通过刚性支撑固定连接，刚性支撑上和/或刚性支撑之间设置有冷却水的出水口，基体芯上设置有用于与驱动装置的输出轴固定连接的连接结构，支撑环的一端与圆环的一端密封固定连接，圆环的另一端为自由端，支撑环的另一端设置料层；

基体芯的与圆环同侧的一端设置有连接柄，连接柄与基体芯固定连接，基体芯和连接柄同轴设置，与驱动装置的输出轴固定连接的连接结构设置在基体芯和连接柄上；还包括冷却水套，冷却水套包括环形套、挡水板和连接环，环形套一端开口，另一端与挡水板密封连接，环形套的开口端与圆环活动配合并与圆环和支撑环的内腔形成冷却水流通的通道，挡水板为环形板，挡水板的内孔的直径小于环形套的内径、用于驱动装置的输出轴通过,在环形套的圆周壁上设置进水孔，进水孔与环形套的内腔相连通，连接环的一端与环形套或挡水板固定连接，连接环的另一端设置有用于与磨削设备连接的连接结构；

环形套的开口端端部外圆周上设置有环形台阶面，环形台阶面位于圆环的内部，环形台阶面与圆环间隙配合；

挡水板至少一侧的表面上，沿内孔圆周方向设置有凸台；

刚性支撑采用支撑杆，多个支撑杆沿支撑环的半径方向设置，相邻支撑杆之间的间隙为出水口；圆环的自由端用于与冷却水套连接；

连接柄呈柱形或锥形，连接柄及基体芯的轴线上设置有连接孔作为与驱动装置的输出轴固定连接的连接结构，连接柄伸出到圆环外位于环形套内；

圆环内、外径与支撑环内、外径相等；

一种铣磨轮，包括料环和上述1-7项任意一项所述的基体，料环设置在支撑环的与设置圆环相对的一端，料环与支撑环同轴设置，料环的内径与支撑环的内径相适应；

一种铣磨加工设备，包括驱动装置和壳体及上述铣磨轮，驱动装置的输出轴与基体同轴设置，通过连接结构与输出轴固定连接，冷却水套通过连接板与壳体固定连接；

连接结构为沿基体芯、或基体芯与连接柄的轴线设置的连接孔，通过在连接孔内设置紧定螺丝连接输出轴和基体芯，输出轴穿过挡水板上设置的内孔，与挡水板的内孔间隙配合，在输出轴上与挡水板位置相应处设置有轴肩，轴肩与挡水板端面相对，二者间隙配合，配合间隙≤0.05mm，挡水板的内孔直径小于铣磨轮输出轴轴肩的直径，挡水板与输出轴二者间隙配合，配合间隙≤0.05mm，但互不干涉或摩擦。

采用本实用新型提供的磨轮基体，包括同轴设置的支撑环、基体芯和圆环，基体芯设置在支撑环的内腔中，支撑环与基体芯之间通过刚性支撑连接，在刚性支撑上和/或刚性支撑之间设置用于喷射冷却水的出水口，由于刚性支撑上或刚性支撑之间可以提供足够大的空间，因此可以设置较大尺寸的出水口；圆环设置在支撑环的一端，与支撑环密封连接，圆环与基体芯之间为空腔，该空腔作为冷却水的流通通道，冷却水由此通道流向出水口，并由出水口喷向工件，由于圆环与基体芯之间的空腔以及出水口的尺寸可以足够大，因此满足了冷却水的供给量，能够对工件进行充分冷却，提高工件的冷却速度和冷却效果。

进一步地，在靠近圆环的一端设置冷却水套，冷却水套的开口端与圆环端部动配合，冷却水套的另一端设置有挡水板，这样，圆环的内腔与冷却水套内腔相连通，形成一端相对封闭的冷却水通道，挡水板阻止冷却水反向流出，由于环形套与圆环动配合，因此，环形套在磨轮转动的过程中不转动，因此，可根据所需的冷却水的流量设置冷却通道的宽度，从而满足冷却水的供给量，保证有充足的冷却液冷却工件。

采用本实用新型提供的铣磨轮，包括料环和上述基体，料环设置在与圆环相对的一端，采用料环作为磨料层，料环端部与支撑环端部固定连接，料环内径与支撑环的内径相适应，由于料环不仅适用于球面范成法加工，而且，料环内腔可以为冷却水提供足够大的流通通道，保证大量冷却水能够顺畅地通过料环内腔流向位于料环内部的工件，从而对位于料环内部的工件进行冷却；在球面范成法加工中，可以实现对磨料层内部和外部的同时冷却，即，采用本实用新型提供的铣磨轮对料环内部工件进行冷却，同时采用外喷式冷却方法对料环外部工件进行冷却，从而提高冷却效果，以实现高速磨削，磨削线速度可以达到62M/S,加工效率提高50%以上。

采用本实用新型提供的铣磨加工设备，驱动装置设置在壳体内，冷却水套通过连接板固定在壳体上，连接方便，操作简单，节约了劳动时间，提高了劳动效率，同时壳体为冷却水套提供了支撑，水套与基体为非接触无连接的位置关系，因此基体转动时，水套固定不动，基体的转速不受水套的影响，可适应高速磨削。

采用本实用新型结构的磨轮和冷却水套，特别适用于转速在10000RPM以上需要内冷却的磨削工况。

附图说明

图1为本实用新型铣磨加工设备主视图剖视图示意图；

图2为本实用新型基体的左视图示意图；

图3为本实用新型中冷却水套主视图剖视图示意图；

图4为本实用新型铣磨加工设备另一实施例主视图剖视图示意图。

附图标记说明

1、基体；11、支撑环；12、刚性支撑、13、基体芯；14、连接孔；15、圆环；16、出水口；17-连接柄；2、冷却水套；21、环形套；22、挡水板；221、凸台；23、连接板；24、连接螺栓；25、台阶面；26、进水孔；27、内孔；28、垂直面；3、进水管；4、驱动装置；41、输出轴；411、轴肩上 ；42、壳体；5、料环；6、紧定螺栓；7、冷却水通道。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型做进一步地描述：

如图1-图3所示，本实用新型提供一种磨轮基体，包括支撑磨料层的支撑环11、用于连接输出轴的基体芯13、用于容纳冷却水的圆环15，支撑环11、基体芯13、圆环15同轴设置，支撑环和圆环的内径大于基体芯13的外径，支撑环11设置在基体芯13外，支撑环11和基体芯13之间通过刚性支撑12固定连接，刚性支撑12可以是支撑杆或支撑板，当采用支撑杆时，各支撑杆沿支撑环的径向设置，最好均匀分布，可以采用多个支撑杆，相邻支撑杆之间设置空隙，采用该空隙作为冷却水的出水口，优选设置三根支撑杆，三根支撑杆均匀分布分别固定连接支撑环的内圆周壁和基体芯的外圆周壁，形成Y字型结构；当采用支撑板时，支撑板与支撑板同轴设置，可以采用与支撑杆相同结构的“Y”字支撑结构，同时在保证强度的前提下，在支撑板上可开设通孔，采用该通孔和支撑板之间的间隙作为冷却水的出水口,或者，支撑板为完整的环形板，在支撑板上开设通孔作为出水口。圆环15一端与支撑环11密封固定连接或一体设置，圆环的另一端为自由端。基体芯的长度可小于圆环和支撑环的长度之和，全长套设在圆环15和支撑环内，也可小于支撑环的长度，全长仅套设在支撑环内。最好，圆环15的内、外径与支撑环11的内、外径相等二者一体式连接，圆环的内径大于基体芯的外径，二者之间为空腔结构。在基体芯上设置连接结构作为与驱动器的输出轴连接的连接结构，通过连接结构与输出轴连接，连接结构可以是设置在基体芯轴线上的连接孔，也可以是圆心连线与基体芯轴线同轴的多个连接孔，这样设置连结结构有利于基体1的稳定性，减少支撑环11的径向跳动，提高磨料层的稳定性，进而提高铣磨面的平滑度。最好基体芯的轴心上沿轴线方向设置通孔，该通孔作为用于设置紧定螺栓6的连接孔14。支撑环的与连接圆环的一端相对的一端用于设置料层称为料层端，最好基体芯和刚性支撑的端面均位于支撑环的料层端的端面内侧。为便于叙述，基体芯的位于支撑环外的一端设置连接柄17，连接柄与基体芯同轴设置，连接柄17呈锥形或柱形，其长度以伸出到圆环外为宜，这样便于和驱动器的连接轴连接，同时为冷却水套提供安装空间。

冷却水套2相邻圆环15的自由端设置，冷却水套2包括环形套21、连接板23。环形套21的一端设置有挡水板22，另一端为开口端，挡水板22呈环形，设置在环形套内，挡水板的外圆周与环形套21的内圆周面密封连接，挡水板的内孔27用于穿过输出轴，内孔27与输出轴间隙配合，挡水板与输出轴的轴肩411间隙配合，由于冷却水会从该间隙溢出，因此，沿内孔27圆周方向至少一侧设置环形凸台221，环形凸台221可以使挡水板与输出轴的配合面加长，从而减缓冷却水的溢出。环形套的开口端与圆环15的自由端活动配合使圆环内腔与冷却水套的内腔相连通，形成用于冷却水通过的冷却水通道7。环形套21的外径可以大于圆环内径，也可以小于圆环内径，当环形套21外径小于圆环内径时，环形套21的开口端插入到圆环15内部，反之亦然，但无论如何环形套与圆环间隙配合，二者不相互接触。由于冷却水会从环形套与圆环间的间隙溢出，因此，优选环形套21的外径大于圆环内径，在环形套21的开口端的外圆周上设置环形台阶面25，环形台阶面25的直径略小于圆环15内径，将台阶面25插入到圆环内腔中与圆环间隙配合，这样，位于环形套21外圆周与台阶面25之间的垂直面28与圆环的端面间隙配合，垂直面28可以起到阻挡冷却水溢出的作用，减少或阻止冷却水的溢出。最好，环形台阶底面（25）与磨轮基体的圆环的配合间隙≤0.05mm，且互不干涉或摩擦。

在环形套21的圆周壁上至少设置有一个冷却水的进水孔26。冷却水源与环形套之间设置进水管3，进水管的一端与进水孔26连通，另一端与冷却水源连通，冷却水通过进水管3进入到冷却水通道7中。连接板23优选呈筒形，与环形套同轴设置，连接板的一端与环形套或挡水板固定连接，另一端通过连接螺栓24与设备主体固定连接，从而将冷却水套2固定。

本实用新型提供一种铣磨轮，包括磨料层和上述基体1，料环5作为磨料层固定设置在支撑环11上与圆环15相反的一端，料环5一端与支撑环11的端部固定连接，料环5的内、外径最好与支撑环的内、外径大小接近或相等，料环的内腔与出水口16相连通。

本实用新型提供一种铣磨加工设备，包括上述铣磨轮和驱动装置4，驱动装置4设置在壳体42内，驱动装置的输出轴41与基体连接，优选地，采用高速电动机作为驱动装置4，高速电动主轴为高速电动机的输出轴高速电动机的壳体42为支撑输出轴41的支撑体，输出轴41的输出端贯穿挡水板的内孔27后与基体芯13通过紧定螺栓6固定连接，输出轴驱动基体旋转带动料环转动。连接板23通过连接螺栓24与壳体42固定连接，从而将冷却水套2固定在电动主轴的壳体上。

在输出轴上与挡水板位置相对应处设置轴肩，输出轴的轴肩与挡水板的端面相对，挡水板（22）的端面与输出轴的轴肩的端面间隙配合。采用此种结构，再次减缓和阻止冷却水反向溢出。挡水板（22）的内孔（27）小于铣磨轮输出轴轴肩的直径，与输出轴端面间隙≤0.05mm。

Claims (10)

1.一种磨轮基体，其特征在于，包括同轴设置的用于设置磨料层的支撑环（11）、用于连接驱动装置的输出轴的基体芯（13）以及用于容纳冷却水的圆环（15），所述基体芯（13）套设在所述支撑环（11）中，所述支撑环（11）与所述基体芯（13）之间通过刚性支撑（12）固定连接，所述刚性支撑（12）上和/或刚性支撑（12）之间设置有冷却水的出水口（16），所述基体芯（13）上设置有用于与驱动装置的输出轴固定连接的连接结构，所述支撑环（11）的一端与所述圆环（15）的一端密封固定连接，圆环的另一端为自由端，所述支撑环的另一端设置料层。

2.如权利要求1所述的磨轮基体，其特征在于，所述基体芯的与圆环同侧的一端设置有连接柄（17），连接柄（17）与基体芯固定连接，基体芯和连接柄同轴设置，与驱动装置的输出轴固定连接的连接结构设置在基体芯和连接柄上；还包括冷却水套（2），所述冷却水套（2）包括环形套（21）、挡水板（22）和连接板（23），所述环形套（21）一端开口，另一端与所述挡水板（22）密封连接，所述环形套（21）的开口端与所述圆环（15）活动配合并与所述圆环（15）和支撑环（11）的内腔形成冷却水流通的通道，所述挡水板（22）为环形板，所述挡水板（22）的内孔（27）的直径小于所述环形套的内径、用于驱动装置的输出轴通过,在所述环形套（21）的圆周壁上设置进水孔（26），进水孔（26）与所述环形套（21）的内腔相连通，所述连接板（23）的一端与所述环形套（21）或挡水板（22）固定连接，所述连接板（23）的另一端设置有用于与磨削设备连接的连接结构。

3.如权利要求2所述的磨轮基体，其特征在于，所述环形套（21）的开口端端部外圆周上设置有环形台阶面（25），所述环形台阶面（25）位于所述圆环（15）的内部，所述环形台阶面（25）与所述圆环（15）间隙配合。

4.如权利要求2所述的磨轮基体，其特征在于，所述挡水板（22）至少一侧的表面上，沿内孔（27）圆周方向设置有凸台（221）。

5.如权利要求1所述的磨轮基体，其特征在于，所述刚性支撑（12）采用支撑杆，多个支撑杆沿所述支撑环（11）的半径方向设置，相邻支撑杆之间的间隙为出水口（16）；所述圆环（15）的自由端用于与冷却水套连接。

6.如权利要求2所述的磨轮基体，其特征在于，所述连接柄（17）呈柱形或锥形，所述连接柄（17）及基体芯的轴线上设置有连接孔（14）作为与驱动装置的输出轴固定连接的连接结构，连接柄伸出到圆环外位于环形套内。

7.如权利要求1所述的磨轮基体，其特征在于，所述圆环（15）内、外径与所述支撑环（11）内、外径相等。

8.一种铣磨轮，其特征在于，包括料环（5）和如权利要求1-7任意一项所述的基体（1），所述料环（5）设置在所述支撑环的与设置所述圆环（15）相对的一端，所述料环（5）与所述支撑环同轴设置，所述料环（5）的内径与所述支撑环（11）的内径相适应。

9.一种铣磨加工设备，其特征在于，包括驱动装置（4）和壳体（42）及权利要求8所述的铣磨轮，所述驱动装置（4）的输出轴（41）与所述基体（1）同轴设置，通过所述连接结构与输出轴固定连接，冷却水套（2）通过连接板（23）与所述壳体（42）固定连接。

10.如权利要求9所述的一种铣磨加工设备，其特征在于，所述连接结构为沿基体芯、或基体芯与连接柄的轴线设置的连接孔，通过在连接孔内设置紧定螺丝(6)连接所述输出轴（41）和基体芯，所述输出轴穿过挡水板上设置的内孔，与挡水板的内孔间隙配合，在所述输出轴上与挡水板位置相应处设置有轴肩，轴肩与挡水板端面相对，二者间隙配合，配合间隙≤0.05mm，挡水板（22）的内孔（27）直径小于铣磨轮输出轴轴肩的直径，挡水板与输出轴二者间隙配合，配合间隙≤0.05mm，但互不干涉或摩擦。

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