專利名稱：無心滾珠絲杠磨床的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及機械加工領域，具體講是一種專業(yè)磨削滾珠絲杠的無心滾珠絲杠 磨床。
背景技術：
滾珠絲杠磨床一般包括床身、砂輪磨架機構、導輪磨架機構、進給機構、砂輪修 正機構、工件托架機構。砂輪磨架機構的砂輪固定安裝在砂輪主軸上，由其傳動機構 帶動旋轉；導輪機構的導輪固定安裝在導輪軸上，旋轉地承托著工件。砂輪和導輪位 于工件的兩側，砂輪旋轉時對工件進行磨削工作。
中國專利網上公開了專利申請?zhí)枮?200510041023.8"的發(fā)明專利"滾珠絲杠 磨床"，它包括床身、工件頭架、工件尾架，加工件夾裝在上述工件頭架和工件尾架 之間，工件頭架與頭架蝸輪蝸桿副相接，上述床身上置有橫躺移動拖板，上述橫向移 動拖板由掛輪驅動橫向滾珠絲杠副橫向移動，上述橫向移動拖板上置有縱向移動拖 板，上述縱向移動拖板由縱向蝸輪蝸桿副驅動縱向滾珠絲杠副作縱向移動，上述縱向 移動拖板上置有磨削裝置。
但是上述這種滾珠絲杠磨床采用磨頭固定式，工件被夾裝在工作臺上，且工件作 軸向移動。它存在著以下的缺點當需要加工細長形的滾珠絲杠時，由于工件本身的 特點，需要在滾珠絲杠的兩端加上頂針，這樣就相當于在滾珠絲杠的兩頭定了兩個支 承點，再加上細長的工件本身容易變形，因此在進行磨削時，細長的滾珠絲杠很容易 在中間部分變形彎曲，這樣會導致磨削出來的工件精度不高。同時，現有的滾珠絲杠 磨床的砂輪上只設有一個磨牙，這樣在進行滾珠絲杠的磨削工作時，效率很低。
實用新型內容
本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種無心滾珠絲杠磨床，它利用已有的 無心磨床的高速高效原理來無心磨削滾珠絲杠，特別是能提高細長形滾珠絲杠的加工 精度和工作效率。
為解決上述技術問題，本實用新型提供的一種無心滾珠絲杠磨床，包括床身、托 架、砂輪、大導輪、砂輪修正器，所述的砂輪、大導輪和托架均安裝在床身上，所述 的托架位于砂輪和大導輪之間，所述的磨床還包括托板，所述的托板安裝在托架上，且與托架之間有一個傾斜角，工件位于托板上；所述的砂輪的外圓面上沿長度方向均 勻設有多個平行排列的磨牙，且砂輪的外圓周面為內凹的弧面；所述的大導輪的外圓 周面為內凹的弧面，且大導輪的軸線與床身水平面之間有一個傾斜角Ch在砂輪磨削 區(qū)域的兩端設有導入裝置和限位裝置，所述的導入裝置和限位裝置均安裝在托架上。 采用以上結構后，本實用新型與現有技術相比，具有以下優(yōu)點本實用新型中的 砂輪外圓面上沿長度方向均勻設有多個(可由50個至500個)平行排列的磨牙，相 當于同時有多個(可由50個至500個)磨牙在工作，這樣明顯提高了磨削的工作效
率和精度。同時，在磨削區(qū)域兩邊各設有工件導入裝置和限位裝置，避免了現有技術 中用兩端頂針定位帶來工件變形的缺陷，從而能大大提高細長形滾珠絲杠的加工精
度，能把原產品精度在磨削前的3-4級提高到磨削后的0-1級。由于滾珠絲杠有螺旋 角度，使托板與托架呈一定的傾斜角度，而且砂輪和大導輪外圓周面為內凹的弧面， 同時大導輪的軸線與床身之間有一個傾斜角a，這些都是為了保證滾珠絲杠的加工精 度。
所述的導入裝置是指，在所述的砂輪磨削區(qū)域兩邊各均勻分布有兩排若干個硬鋼 導輪和一個鴇鋼導牙漕導輪，所述的鴿鋼導牙漕導輪與砂輪之間有若干個硬鋼導輪， 鎢鋼導牙漕導輪上設有一個凸牙；在磨削區(qū)域的入料端還設有一個主動輪，所述的主 動輪位于其中一排硬鋼導輪的頭兩個硬鋼導輪之間。采用這種結構后，先把滾珠絲杠 放在硬鋼導輪上，利用鴇鋼導牙漕導輪上的凸牙與滾珠絲杠的凹牙相配合，來達到磨 削滾珠絲杠牙紋漕的同時主動輪的旋轉也使?jié)L珠絲杠向前移動，這樣避免了細長的滾 珠絲杠工作時的跳動，更加保證了加工精度。
所述的限位裝置是指，在所述的磨削區(qū)域兩端各設有鎢鋼導牙漕導桿，所述的鉤 鋼導牙漕導桿上設有一個凸牙，在所述的砂輪與鎢鋼導牙漕導桿之間安裝有推壓導 輪，所述的推壓導輪的中心高度與滾珠絲杠的中心高度一致。采用這種結構后，使細 長滾珠絲杠通過推壓導輪與大導輪緊貼，使絲杠與大導輪同線速度旋轉，更進一步保 證了加工精度。
所述的磨削區(qū)域的出料端設有測量頭，所述的測量頭安裝在托架上。在磨削區(qū)域 的出料端設了測量頭后，可以通過滾珠絲杠來測出砂輪的磨牙圓中心位置的精確尺 寸，再來確定鉤鋼導牙漕導輪和鴿鋼導牙漕導桿的精確位置，從而來調整相應的砂輪 位置。
所述的硬鋼導輪、鉤鋼導牙漕導輪、測量頭、鉤鋼導牙漕導桿和推壓導輪與托架 均為橫向和縱向移動可微調的連接。采用這種結構后，使?jié)L珠絲杠能更好地與大導輪接觸并通過砂輪磨削，從而更加保證加工精度。
所述的大導輪與床身的傾斜角a為雙向10度。采用雙向可傾斜角度，是由于滾 珠絲杠可以分為右旋螺紋和左旋螺紋，因此大導輪的傾斜角要雙向，同時托板與托架 的傾斜角也要雙向。
所述的砂輪修正器包括軸向移動拖板、徑向移動拖板、金剛石滾輪、光柵尺、高 速電機、伺服電機和直線電機，所述的軸向移動拖板和徑向移動拖板均與床身連接， 所述的金剛石滾輪固定連接在高速電機的主軸上，所述的高速電機與徑向移動拖板連 接；所述的伺服電機固定連接在徑向移動拖板頂面上；所述的光柵尺固定在軸向移動 拖板頂面上，所述的直線電機固定連接在軸向移動拖板內。采用金剛石滾輪的修正器 結構，并同時結合光柵尺與直線電機合作的監(jiān)控作用，使砂輪修正器能更高精度地定 位控制并一牙一牙地修正砂輪，更能保證砂輪的磨削能力。

圖1所示的是本實用新型無心滾珠絲杠磨床的結構示意圖； 圖2所示的是圖1中A向示意圖； 圖3所示的是圖1中B向示意圖4所示的是本實用新型無心滾珠絲杠磨床的砂輪修正器的結構示意圖5所示的是圖4中C向示意圖6所示的是圖4中D向示意圖。
其中1、砂輪；2、大導輪；3、滾珠絲杠；4、托板；5、推壓導輪；6、鎢鋼 導牙漕導桿；7、測量頭；8、鎢鋼導牙漕導輪；9、硬鋼導輪；10、主動輪；11、金 剛石滾輪；12、高速電機；13、伺服電機；14、光柵尺；15、直線電機；16、軸向 移動拖板；17、徑向移動拖板；18、托架。
具體實施方式

以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細地說明。 由圖1 圖3所示的本實用新型無心滾珠絲杠磨床的結構示意圖可知，它包括床 身、托架18、砂輪1、大導輪2、砂輪修正器，所述的砂輪1、大導輪2和托架18 均安裝在床身上，所述的托架18位于砂輪1和大導輪2之間，所述的磨床還包括托 板4，所述的托板4安裝在托架18上，且與托架18之間有一個傾斜角，工件位于托 板4上。所述的砂輪1的外圓面上沿長度方向均勻設有五十個甚至五百個平行排列的 磨牙,且砂輪1的外圓周面為內凹的弧面。所述的大導輪2的外圓周面為內凹的弧面， 且大導輪2的軸線與床身水平面之間有一個傾斜角a,所述的傾斜角a為雙向10度。在砂輪磨削區(qū)域的兩端設有導入裝置和限位裝置，所述的導入裝置和限位裝置均安裝
在托架18上。
以上所述的磨牙，也就是小砂輪，五十至五百個這么多小砂輪，在磨削工件的移 動過程中，變換著凹牙工件與凸牙砂輪的位子，同時又有互相互補缺陷。以上所述的 托架18在實際應用中按每臺磨床的不同是個形狀各異、結構功能多樣、大小多種類 的零部件，所以未注具體形狀。
所述的導入裝置是指，在磨削區(qū)域兩邊各均勻分布有若干個硬鋼導輪9和一個鴇 鋼導牙漕導輪8，所述的鎢鋼導牙漕導輪8與砂輪1之間有若干個硬鋼導輪9，鴿鋼 導牙漕導輪8上設有一個凸牙；在磨削區(qū)域的入料端還還設有一個主動輪10，所述 的主動輪10位于其中一排硬鋼導輪9的頭兩個硬鋼導輪9之間。所述的限位裝置是 指，在磨削區(qū)域兩端各設有鎢鋼導牙漕導桿6，所述的鎢鋼導牙漕導桿6上設有一個 凸牙。
所述的鎢鋼導牙漕導桿6的材質是鎢鋼，其支承力由鋼板傳遞，對滾珠絲杠的徑 向有著一定的彈性和推力，推力約在幾十克到幾百克，這要根據滾珠絲杠的直徑大小 來定，以不會把滾珠絲杠推出位置或卡住為準。按照滾珠絲杠軸向的鋼板剛性要較強， 如用一公斤推力，滾珠絲杠的活動范圍不超過2微米。所述的鎢鋼導牙漕導輪8的材 質也為鎢鋼，其下面下段支承力由鋼板傳遞，其徑向彈性和鎢鋼導牙漕導桿6的支承 鋼板相似，但上面上段與滾珠絲杠接近處則須用無彈性的鋼板，并在鎢鋼導牙漕導輪 8的對傾位置里安裝個硬鋼導輪9，其支承力來自鎢鋼導牙漕導輪8同一塊鋼板，也 是沒有彈性的，并可單獨微調與滾珠絲杠的間距大小。這兩個鎢鋼導牙漕導輪8的中 心高度與滾珠絲杠的中心高度一樣，但這種功能是供磨大又長的滾珠絲杠所用，或滾 珠絲杠長度超過砂輪整體長度時所用。
在所述的砂輪1與鎢鋼導牙漕導桿6之間安裝有推壓導輪5，所述的推壓導輪5 的中心高度與滾珠絲杠的中心高度一致。所述的磨削區(qū)域的出料端設有測量頭7，所 述的測量頭7安裝在托架18上。所述的硬鋼導輪9、鎢鋼導牙漕導輪8、測量頭7、 鎢鋼導牙漕導桿6和推壓導輪5與托架18均為橫向和縱向移動可調的連接。
由圖4 圖6所示的本實用新型無心滾珠絲杠磨床的砂輪修正器的結構示意圖可 知，所述的砂輪修正器包括軸向移動拖板16、徑向移動拖板17、金剛石滾輪11、光 柵尺14、高速電機12、伺服電機13和直線電機15，所述的軸向移動拖板16和徑 向移動拖板17均與床身連接，所述的金剛石滾輪11固定連接在高速電機12的主軸 上，所述的高速電機12與徑向移動拖板17固定連接；所述的伺服電機13固定連接在徑向移動拖板17頂面上；所述的光柵尺14固定在軸向移動拖板16頂面上，所述 的直線電機15固定連接在軸向移動拖板16內。
本實用新型無心滾珠絲杠磨床在進行磨削加工時，它包括以下幾個步驟
① 將滾珠絲杠放在硬鋼導輪9及鎢鋼導牙漕導輪8上，同時鎢鋼導牙漕導輪8 上的凸牙放入滾珠絲杠上的凹牙中；
② 在主動輪10的旋轉作用下，使?jié)L珠絲杠旋轉移動經過鎢鋼導牙漕導桿6的凸 牙，到達推壓導輪5和大導輪2中間；
③ 推壓導輪5作徑向推壓，使?jié)L珠絲杠與大導輪2緊貼，并使?jié)L珠絲杠與大導輪 2同線速度旋轉，同時繼續(xù)移動，這時砂輪1與大導輪2之間的距離要比滾珠絲杠直 徑尺寸大0.5 1.5毫米；
④ 當滾珠絲杠移動到滾珠絲杠全長的30Q/。 80。/。進入砂輪磨削區(qū)或砂輪磨削區(qū) 域全長的30% 80%時，砂輪1開始快速進刀；
⑤ 當砂輪1運動到與滾珠絲杠的距離為0.02 0.1毫米時，砂輪1要慢速進刀， 進刀速度是滾珠絲杠旋轉一圈其進刀量為0.001 0.01毫米；
⑥ 滾珠絲杠的前端運行到砂輪磨削區(qū)域的末端時，砂輪1停止進刀，此時滾珠絲 杠繼續(xù)移動到砂輪1另一端的推壓導輪5、鉤鋼導牙漕導桿6、硬鋼導輪9和測量頭 7，當滾珠絲杠的末端經過推壓導輪5后離開砂輪磨削區(qū)域
⑦ 砂輪1退刀，退刀時間定在砂輪1停止進刀后的0.5 5秒時，或滾珠絲杠后 段剛出砂輪磨削區(qū)域時。
所述的砂輪1和大導輪2在磨削時的進給速度按照滾珠絲杠的長度依次為快、慢、 快、慢、快。
所述的砂輪磨削區(qū)域需要有均勻的機動變溫的冷卻液來冷卻。
本實用新型無心滾珠絲杠磨床的可磨削的滾珠絲杠直徑范圍為010 060毫米， 長度可達10米以上。當磨長絲杠(超過砂輪寬度的)時，如長度為IO米以上的，托 架18底盤必須要固定不能移動，磨削量進給要補上移動量，并通過砂輪磨架來移動， 此時砂輪磨架要有象現有技術中的導輪磨架下的回轉機構。
與原有的無心磨床相比，它們外形相同，雖然增加十幾個零部件，但是作用是完 全不同的，原無心磨床是磨外圓的，本實用新型磨床是磨滾珠絲杠的牙紋漕的。在不 會磨出三角形的情況條件下，也可以牙紋漕、絲杠漕和外圓一起同時磨削。
與原有的滾珠絲杠磨床相比，它們不僅外形也完全不同，而且工作效率完全不同，
操作方法完全不同。所要磨削的產品有些相同，都能磨滾珠絲杠，但本無心滾珠絲杠磨床只專門磨滾珠絲杠，尤其是能磨小而細長的滾珠絲杠，這是原有的滾珠絲杠磨床 所無能為力的。
本無心滾珠絲杠磨床要在恒溫室內工作，砂輪磨頭要單獨預熱恒溫，磨削區(qū)域中 需要大量接觸冷卻液的部位，須有隔溫材料來保持恒溫，這冷卻液要根據磨削量的大 小變化而改變溫度高低，來達到工件的恒溫。
本磨床的大小拖板的移動都要用高精度滾針道軌進行傳遞，并要有足夠的清潔 度、潤滑度。
本磨床的一些零部件，如砂、導輪磨架的移動，砂輪修正器的修正運動，磨削區(qū) 域的量具、儀表、測量頭的監(jiān)控，推壓導輪的壓力大小變換，冷卻液的溫度高低變換 等這些都要用電腦智能化來控制(低溫冷卻液儲存箱、槽，此零部件為后加上的)。
本實用新型并不局限于以上所述的的結構，其中無心滾珠磨床中砂輪的外徑X厚
度可達1米X1米或更大，大導輪的直徑可達0.6 0.7米，厚度可達1.1米以上。這
些變化均落入本實用新型保護范圍之內。
權利要求1、一種無心滾珠絲杠磨床，包括床身、托架(18)、砂輪(1)、大導輪(2)、砂輪修正器，所述的砂輪(1)、大導輪(2)和托架(18)均安裝在床身上，所述的托架(18)位于砂輪(1)和大導輪(2)之間，其特征在于所述的磨床還包括托板(4)，所述的托板(4)安裝在托架(18)上，且與托架(18)之間有一個傾斜角，工件位于托板(4)上；所述的砂輪(1)的外圓面上沿長度方向均勻設有多個平行排列的磨牙，且砂輪(1)的外圓周面為內凹的弧面；所述的大導輪(2)的外圓周面為內凹的弧面，且大導輪(2)的軸線與床身水平面之間有一個傾斜角α；在砂輪磨削區(qū)域的兩端設有導入裝置和限位裝置，所述的導入裝置和限位裝置均安裝在托架(18)上。
2、 根據權利要求1所述的無心滾珠絲杠磨床，其特征在于所述的導入裝置是指， 在所述的砂輪磨削區(qū)域兩邊各均勻分布有兩排若干個硬鋼導輪(9)和一個鉤鋼導牙漕 導輪(8)，所述的鎢鋼導牙漕導輪(8)與砂輪(1)之間有若干個硬鋼導輪(9)，鴇鋼 導牙漕導輪(8)上設有一個凸牙；在磨削區(qū)域的入料端還設有一個主動輪(10)，所述 的主動輪(10)位于其中一排硬鋼導輪(9)的頭兩個硬鋼導輪(9)之間。
3、 根據權利要求1所述的無心滾珠絲杠磨床，其特征在于所述的限位裝置是指， 在所述的磨削區(qū)域兩端各設有鎢鋼導牙漕導桿(6)，所述的鉤鋼導牙漕導桿(6)上設 有一個凸牙，在所述的砂輪(1)與鎢鋼導牙漕導桿(6)之間安裝有推壓導輪(5)，所 述的推壓導輪(5)的中心高度與滾珠絲杠的中心高度一致。
4、 根據權利要求1所述的無心滾珠絲杠磨床，其特征在于所述的磨削區(qū)域的出 料端設有測量頭(7)，所述的測量頭(7)安裝在托架(18)上。
5、 根據權利要求2或3或4所述的無心滾珠絲杠磨床，其特征在于所述的硬鋼 導輪(9)、鎢鋼導牙漕導輪(8)、測量頭(7)、鎢鋼導牙漕導桿(6)和推壓導輪(5) 與托架(18)均為橫向和縱向移動可微調的連接。
6、 根據權利要求1所述的無心滾珠絲杠磨床，其特征在于所述的大導輪(2)與 床身的傾斜角a為雙向10度。
7.根據權利要求1所述的無心滾珠絲杠磨床，其特征在于所述的砂輪修正器包 括軸向移動拖板(16)、徑向移動拖板(17)、金剛石滾輪(11)、光柵尺(14)、高速 電機(12)、伺服電機(13)和直線電機(15)，所述的軸向移動拖板(16)和徑向移 動拖板(17)均與床身連接，所述的金剛石滾輪(11)固定連接在高速電機(12)的主 軸上，所述的高速電機(12)與徑向移動拖板(17)連接；所述的伺服電機(13)連接在徑向移動拖板(17)頂面上；所述的光柵尺(14)固定在軸向移動拖板(16)頂面上，所述的直線電機(15)固定連接在軸向移動拖板(16)內。
專利摘要本實用新型公開了一種無心滾珠絲杠磨床及其磨削加工工藝，所述的砂輪(1)的外圓面上沿長度方向均勻設有多個平行排列的磨牙，且砂輪(1)的外圓周面為內凹的弧面；所述的大導輪(2)的外圓周面為內凹的弧面。它的磨削加工工藝包括以下幾個步驟將滾珠絲杠通過導入裝置和限位裝置在主動輪(10)的旋轉作用下，到達磨削區(qū)域，砂輪(1)開始快速進刀；砂輪(1)運動到與滾珠絲杠的距離為0.02～0.1毫米時，砂輪(1)要慢速進刀；運行到砂輪磨削區(qū)域的末端時，砂輪(1)停止進刀；砂輪(1)退刀。采用以上結構后，利用已有的無心磨床的高速高效原理來無心磨削滾珠絲杠，特別是能提高細長形滾珠絲杠的加工精度和工作效率。
文檔編號B23G11/00GK201324895SQ20082016977
公開日2009年10月14日 申請日期2008年12月12日 優(yōu)先權日2008年12月12日
發(fā)明者周良財 申請人:周良財