專利名稱：油石伺服脹縮進(jìn)給裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制珩磨頭油石脹縮量的傳動與控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種可通過數(shù)控技術(shù)精確控制珩磨頭油石漲縮量以實現(xiàn)工件孔徑精密珩磨的油石伺服脹縮進(jìn)給裝置。
背景技術(shù)：
目前，珩磨頭油石脹縮量的控制與進(jìn)給方式一般采用液壓伺服油缸進(jìn)給裝置，該裝置為定壓式進(jìn)給裝置，即在珩磨工序結(jié)束前由伺服控制下保持進(jìn)給油缸的進(jìn)油壓力不變，進(jìn)而使珩磨內(nèi)孔時珩磨頭油石與孔壁的接觸壓力保持恒定，珩磨初始階段效率較高，但隨著孔壁粗糙度的提高，油石與孔壁間的潤滑效果迅速降低，再加之切削沫在油石上堆積后又不易沖洗，因此，珩磨效率又隨之降低，且不利于油石自銳。另外，該裝置的進(jìn)給動作還受電氣控制系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)頻率響應(yīng)的影響而存在滯后現(xiàn)象，從而會導(dǎo)致磨削過量或欠磨削現(xiàn) 象，因此，內(nèi)孔珩磨精度不夠穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服液壓伺服油缸進(jìn)給裝置的定壓式進(jìn)給方式本身存在的缺陷而造成的油石潤滑不良、自銳性差、珩磨效率不恒定以及珩磨精度不穩(wěn)定的不足，本發(fā)明提供一種油石伺服脹縮進(jìn)給裝置。一種油石伺服脹縮進(jìn)給裝置，包括伺服電機(jī)、滾珠絲杠螺旋傳動副、具有前后開口的殼體及推拉桿，滾珠絲杠螺旋傳動副設(shè)置在殼體內(nèi)，伺服電機(jī)與殼體相對固定且伺服電機(jī)的輸出軸端從前開口穿入殼體并與滾珠絲杠螺旋傳動副的一端連接，推拉桿的一端從后開口插入殼體并與滾珠絲杠螺旋傳動副的另一端連接。推拉桿的另一端露在殼體外，以與珩磨頭內(nèi)的脹縮機(jī)構(gòu)連接并通過滾珠絲杠螺旋傳動副將伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為推拉桿的直線運動，帶動推拉桿產(chǎn)生推拉位移，使珩磨頭內(nèi)的油石產(chǎn)生一定的脹縮量。利用上述油石伺服脹縮進(jìn)給裝置為珩磨頭中的油石提供脹縮量時，數(shù)控系統(tǒng)控制伺服電機(jī)定量脈沖式地為滾珠絲杠螺旋傳動副提供動力，滾珠絲杠螺旋傳動副的螺旋傳動方式將伺服電機(jī)提供的轉(zhuǎn)數(shù)或轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換為軸向直線位移以推拉推拉桿，進(jìn)而使推拉桿也定量脈沖式地為珩磨頭內(nèi)的油石提供脹縮量，以此來克服現(xiàn)有技術(shù)中液壓伺服油缸進(jìn)給裝置的定壓式進(jìn)給方式存在的問題。


圖I是一較佳實施方式的油石伺服脹縮進(jìn)給裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖I中的殼體結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖I中的絲桿結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖I中的絲母結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是圖I中的絲母導(dǎo)向套結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是圖I中的推拉桿結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是另一較佳實施方式的油石伺服脹縮進(jìn)給裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是圖7中的殼體結(jié)構(gòu)示意圖。圖9是圖7中的聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖10是圖7中的撥轉(zhuǎn)套結(jié)構(gòu)示意圖。圖11是圖7中的滾珠絲杠螺旋傳動副結(jié)構(gòu)示意圖。圖12是圖7中的止轉(zhuǎn)套結(jié)構(gòu)示意圖。圖13是油石伺服脹縮進(jìn)給裝置的應(yīng)用控制原理。圖中油石伺服脹縮進(jìn)給裝置10、伺服電機(jī)11、滾珠絲杠螺旋傳動副12、絲桿121、傳動螺紋部1210、階梯式連接部1211、絲母122、小軸端1220、大軸端1221、絲母導(dǎo)向套
123、銷孔1230、前通道1231、中通道1232、后通道1233、止轉(zhuǎn)限位銷124、軸承壓蓋125、端面推力球軸承126、殼體13、軸承孔位131、前開口 132、長孔133、后開口 134、推拉桿14、臺肩141、行星減速器15、聯(lián)軸器16、角接觸推力球軸承17、軸承外圈壓套18、軸承內(nèi)圈壓套19、油石伺服脹縮進(jìn)給裝置20、伺服電機(jī)21、滾珠絲杠螺旋傳動副22、絲桿221、絲母222、小 軸端2220、大軸端2221、止轉(zhuǎn)塊223、殼體23、前開口 231、后開口 232、推拉桿24、臺肩241、聯(lián)軸器25、小軸套端251、大端252、切割槽253、切口 254、槽255、撥轉(zhuǎn)套26、凸起261、止轉(zhuǎn)套27、止轉(zhuǎn)槽271、軸承隔離套28、端蓋29、轉(zhuǎn)接連接板30、角接觸球軸承31、推力球軸承32、軸承鎖緊套33、數(shù)控系統(tǒng)40、輸入模塊41、檢測模塊4具體實施例方式 請參看圖1，油石伺服脹縮進(jìn)給裝置10包括伺服電機(jī)11、滾珠絲杠螺旋傳動副12、具有前后開口的殼體13及推拉桿14。滾珠絲杠螺旋傳動副12設(shè)置在殼體13內(nèi)，伺服電機(jī)11與殼體13相對固定且伺服電機(jī)11的輸出軸端從殼體13的前開口穿入并與滾珠絲杠螺旋傳動副12的一端連接,推拉桿14的一端從殼體13的后開口插入殼體13并與滾珠絲杠螺旋傳動副12的另一端連接。推拉桿14的另一端露在殼體13外，以與珩磨頭連接并通過滾珠絲杠螺旋傳動副12的絲杠絲母傳動方式動態(tài)的為珩磨頭內(nèi)的油石提供脹縮量。在本實施方式中，油石伺服脹縮進(jìn)給裝置10還包括行星減速器15、聯(lián)軸器16，伺服電機(jī)11以法蘭型式連接在行星減速器15的輸入軸端，行星減速器15與殼體13相對固定，滾珠絲杠螺旋傳動副12的一端通過聯(lián)軸器16與行星減速器15的輸出軸連接。請同時參看圖2，殼體13內(nèi)設(shè)置有軸承孔位131，且軸承孔位131靠近殼體13的前開口 132，殼體13上還設(shè)置有與殼體13內(nèi)腔穿透的長孔133，且長孔133靠近殼體13的后開口 134。其中，伺服電機(jī)11可為小型高速電動機(jī)。滾珠絲杠螺旋傳動副12包括絲桿121、絲母122、絲母導(dǎo)向套123、止轉(zhuǎn)限位銷
124、軸承壓蓋125、端面推力球軸承126。絲桿121的靠近傳動螺紋的軸部穿過一對相向安裝在殼體13內(nèi)的軸承孔位上的角接觸推力球軸承17后與聯(lián)軸器16連接，其中角接觸推力球軸承17通過軸承外圈壓套18、軸承內(nèi)圈壓套19固定在殼體13內(nèi)腔的軸承孔中，其中軸承外圈壓套18通過螺釘固定在殼體13上，軸承內(nèi)圈壓套19通過螺釘固定在絲桿121上。絲母122及絲母導(dǎo)向套123安裝在殼體13內(nèi)且靠近殼體13的后開口 123，絲母122的小軸端部分插入絲母導(dǎo)向套123 —端的孔內(nèi)，絲母122的大軸端與絲母導(dǎo)向套123在軸向采用螺釘固定，絲桿121的傳動螺紋端從絲母122的大端旋入絲母122中，絲母導(dǎo)向套123的中間徑向位置開有一個銷孔1230，銷孔1230內(nèi)過盈安裝有一個止轉(zhuǎn)限位銷124，止轉(zhuǎn)限位銷124伸出絲母導(dǎo)向套123的部分插入殼體13的長孔133中，絲母導(dǎo)向套123的另一端與推拉桿14軸向固定連接，且推拉桿14與絲母導(dǎo)向套123可相對轉(zhuǎn)動。推拉桿14具有臺肩141的一端通過設(shè)置在絲母導(dǎo)向套123的孔內(nèi)的一對端面推力球軸承126與絲母導(dǎo)向套123在軸向固定，絲母導(dǎo)向套123的靠近殼體13的后開口安裝有軸承壓蓋125，推拉桿14的桿端伸出軸承壓蓋125的開口以插入珩磨頭內(nèi)推拉油石脹縮機(jī)構(gòu)控制油石的脹縮量。請同時參看圖3至圖6，絲桿121包括傳動螺紋部1210及與傳動螺紋部1210連接的階梯式連接部1211，階梯式連接部1211穿過一對相向安裝在殼體13內(nèi)的軸承孔位上的角接觸推力球軸承17后與聯(lián)軸器16連接；絲母122包括小軸端1220及與小軸端1220連接的大軸端1221 ;絲母導(dǎo)向套123包括前通道1231、中通道1232及后通道1233，前通道1231及后通道1233的通道直徑大于中通道1232的通道直徑，中通道1232的壁上開設(shè)有所述銷孔1230。推拉桿14的一端設(shè)置有圓環(huán)形的臺肩141。請參看圖7所示的另一較佳實施方式的油石伺服脹縮進(jìn)給裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，油石伺服脹縮進(jìn)給裝置20包括伺服電機(jī)21、滾珠絲杠螺旋傳動副22、具有前后開口的殼體23及推拉桿24、聯(lián)軸器25、撥轉(zhuǎn)套26、止轉(zhuǎn)套27、軸承隔離套28、端蓋29。滾珠絲杠螺旋傳動副22包括絲桿221、絲母222、止轉(zhuǎn)塊223 ;伺服電機(jī)21通過轉(zhuǎn)接連接板30連接在殼體23的前開口，撥轉(zhuǎn)套26的兩端對應(yīng)穿過安裝在殼體23內(nèi)的兩個角接觸球軸承31以固定在殼 體23內(nèi)，撥轉(zhuǎn)套26的一端通過聯(lián)軸器25與伺服電機(jī)21的輸出軸端連接，絲母222的小軸端從撥轉(zhuǎn)套26另一端插入并與撥轉(zhuǎn)套26相對固定；軸承隔離套28設(shè)置在殼體23中，且套在撥轉(zhuǎn)套26上并位于兩個角接觸球軸承31之間；殼體23的后開口安裝所述端蓋29，止轉(zhuǎn)套27設(shè)置在絲母222與端蓋29之間且通過螺釘與端蓋29相對固定，止轉(zhuǎn)套27的內(nèi)孔的直徑大于絲桿221的外直徑，且止轉(zhuǎn)套27的內(nèi)孔壁軸向開設(shè)有止轉(zhuǎn)槽271，絲桿221的傳動螺紋端旋入絲母222中，絲桿221的另一端與所述止轉(zhuǎn)塊223的一端固定，止轉(zhuǎn)塊223的另一端插入止轉(zhuǎn)套27的止轉(zhuǎn)槽271內(nèi)，絲桿221的另一端還與推拉桿24軸向固定連接，且推拉桿24與絲桿221可相對轉(zhuǎn)動。其中，伺服電機(jī)21可為中型低速電動機(jī)。請同時參看圖8至圖12，殼體23的內(nèi)腔為階梯結(jié)構(gòu)，殼體23的前開口 231的直徑小于后開口 232的直徑；絲桿221為中空柱狀，絲母222包括小軸端2220及與小軸端2220連接的大軸端2221，止轉(zhuǎn)塊223為長方形；推拉桿24的一端設(shè)置有圓環(huán)形的臺肩241，推拉桿24具有臺肩的一端插入絲桿221的內(nèi)孔中，且通過設(shè)置在絲桿221的內(nèi)孔中的一對推力球軸承32及軸承鎖緊套33將推拉桿24的具有臺肩241的一端軸向固定在絲桿221的內(nèi)孔中；推拉桿24的另一端從端蓋29的開口處伸出以插入珩磨頭內(nèi)推拉油石脹縮機(jī)構(gòu)控制油石的脹縮量；聯(lián)軸器25包括小軸套端251及與小軸套端251連接的大端252，小軸套端251靠近大端252的根部有一條深度超過大端252直徑的切割槽253，聯(lián)軸器25的小軸套端251位于切割槽253的中間軸向有一條穿透性切口 254，在切口 254兩側(cè)用螺釘將聯(lián)軸器25與伺服電機(jī)21的輸出軸連接，撥轉(zhuǎn)套26與聯(lián)軸器25連接的一端的端面具有兩個凸起261，凸起261插入聯(lián)軸器25大端面上凹下的槽255內(nèi)。請同時參看圖13，在使用油石伺服脹縮進(jìn)給裝置10為珩磨頭內(nèi)的油石提供脹縮量時，先將油石伺服脹縮進(jìn)給裝置10與數(shù)控系統(tǒng)40連接，數(shù)控系統(tǒng)40還與輸入模塊41及檢測模塊42連接。檢測模塊42測量油石對工件孔徑的已磨削量，并產(chǎn)生對應(yīng)的已磨削量值。輸入模塊41響應(yīng)操作者的輸入目標(biāo)孔徑約束參數(shù)和已知油石參數(shù)的操作，產(chǎn)生對應(yīng)的目標(biāo)孔徑約束參數(shù)值及已知油石參數(shù)值。油石伺服脹縮進(jìn)給裝置10通過絲杠絲母傳動方式動態(tài)的為珩磨頭內(nèi)的油石提供脹縮量。數(shù)控系統(tǒng)40根據(jù)目標(biāo)孔徑約束參數(shù)值、已知油石參數(shù)值及已磨削量值計算出伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動值，并按照轉(zhuǎn)動值控制油石伺服脹縮進(jìn)給裝置10的推拉桿14產(chǎn)生一定位移，使推拉桿的桿端伸入到珩磨頭內(nèi)推拉油石脹縮機(jī)構(gòu)，以實現(xiàn)油石向珩磨頭徑向產(chǎn)生一定的脹縮量。 圖13中的油石伺服脹縮進(jìn)給裝置10也可以替換為油石伺服脹縮進(jìn)給裝置20。
權(quán)利要求
1.一種油石伺服脹縮進(jìn)給裝置，其特征在于油石伺服脹縮進(jìn)給裝置包括伺服電機(jī)、滾珠絲杠螺旋傳動副、具有前后開口的殼體及推拉桿，滾珠絲杠螺旋傳動副設(shè)置在殼體內(nèi)，伺服電機(jī)與殼體相對固定且伺服電機(jī)的輸出軸端從前開口穿入殼體并與滾珠絲杠螺旋傳動副的一端連接，推拉桿的一端從后開口插入殼體并與滾珠絲杠螺旋傳動副的另一端連接；推拉桿的另一端露在殼體外，以與珩磨頭內(nèi)的脹縮機(jī)構(gòu)連接并通過滾珠絲杠螺旋傳動副將伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為推拉桿的直線運動，以定量脈沖方式適時地為珩磨頭內(nèi)的油石提供脹縮量。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的油石伺服脹縮進(jìn)給裝置，其特征在于油石伺服脹縮進(jìn)給裝置還包括行星減速器、聯(lián)軸器，伺服電機(jī)以法蘭型式連接在行星減速器的輸入軸端，行星減速器的輸出軸端連接在殼體一端，滾珠絲杠螺旋傳動副的一端通過聯(lián)軸器與行星減速器的輸出軸端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的油石伺服脹縮進(jìn)給裝置，其特征在于殼體內(nèi)設(shè)置有軸承孔位，且軸承孔位靠近殼體的前開口，殼體上還設(shè)置有與殼體內(nèi)腔穿透的長孔，且長孔靠近殼體的后開口，滾珠絲杠螺旋傳動副包括絲桿、絲母、絲母導(dǎo)向套；絲桿的靠近傳動螺紋的軸部穿過一對相向安裝在殼體內(nèi)的軸承孔位上的角接觸推力球軸承后與聯(lián)軸器連接，絲母及絲母導(dǎo)向套安裝在殼體內(nèi)且靠近后開口，絲母的小軸端部分插入絲母導(dǎo)向套一端的孔內(nèi)，絲母的大軸端與絲母導(dǎo)向套在軸向采用螺釘固定，絲桿的傳動螺紋端從絲母的大端旋入絲母中，絲母導(dǎo)向套的中間徑向位置開有一個銷孔，銷孔內(nèi)過盈安裝有一個止轉(zhuǎn)限位銷，止轉(zhuǎn)限位銷伸出絲母導(dǎo)向套的部分插入殼體的長孔中，絲母導(dǎo)向套的另一端與推拉桿軸向固定連接，且推拉桿與絲母導(dǎo)向套可相對轉(zhuǎn)動。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的油石伺服脹縮進(jìn)給裝置，其特征在于角接觸推力球軸承通過軸承外圈壓套、軸承內(nèi)圈壓套固定在殼體內(nèi)腔的軸承孔中，其中軸承外圈壓套通過緊定螺釘固定在殼體上，軸承內(nèi)圈壓套通過緊定螺釘固定在絲桿上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的油石伺服脹縮進(jìn)給裝置，其特征在于推拉桿具有臺肩的一端通過設(shè)置在絲母導(dǎo)向套的孔內(nèi)的一對端面推力球軸承與絲母導(dǎo)向套在軸向固定，絲母導(dǎo)向套的靠近殼體后開口的端面安裝有軸承壓蓋，推拉桿的桿端伸出軸承壓蓋的開口以插入珩磨頭內(nèi)推拉油石脹縮機(jī)構(gòu)控制油石的脹縮量。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的油石伺服脹縮進(jìn)給裝置，其特征在于油石伺服脹縮進(jìn)給裝置還包括聯(lián)軸器、撥轉(zhuǎn)套、止轉(zhuǎn)套、軸承隔離套、端蓋，滾珠絲杠螺旋傳動副包括絲桿、絲母、止轉(zhuǎn)塊；伺服電機(jī)通過轉(zhuǎn)接連接板連接在殼體的前開口，撥轉(zhuǎn)套的兩端對應(yīng)穿過安裝在殼體內(nèi)的兩個角接觸球軸承以固定在殼體內(nèi)，撥轉(zhuǎn)套的一端通過聯(lián)軸器與伺服電機(jī)的輸出軸端連接，絲母的小軸端從撥轉(zhuǎn)套另一端插入并與撥轉(zhuǎn)套相對固定；軸承隔離套設(shè)置在殼體中，且套在撥轉(zhuǎn)套上并位于兩個角接觸球軸承之間；殼體的后開口安裝所述端蓋，止轉(zhuǎn)套設(shè)置在絲母與端蓋之間且通過螺釘與端蓋相對固定，止轉(zhuǎn)套的內(nèi)孔的直徑大于絲桿的外直徑，且止轉(zhuǎn)套的內(nèi)孔壁軸向開設(shè)有止轉(zhuǎn)槽，絲桿的傳動螺紋端旋入絲母中，絲桿的另一端與所述止轉(zhuǎn)塊的一端固定，止轉(zhuǎn)塊的另一端插入止轉(zhuǎn)套的止轉(zhuǎn)槽內(nèi)，絲桿的另一端還與推拉桿軸向固定連接，且推拉桿與絲桿可相對轉(zhuǎn)動。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的油石伺服脹縮進(jìn)給裝置，其特征在于絲桿為中空柱狀，推拉桿具有臺肩的一端插入絲桿的內(nèi)孔中，且通過設(shè)置在絲桿的內(nèi)孔中的一對推力球軸承及軸承鎖緊套將推拉桿的具有臺肩的一端軸向固定在絲桿的內(nèi)孔中；推拉桿的另一端從端蓋的開口處伸出以插入珩磨頭內(nèi)推拉油石脹縮機(jī)構(gòu)控制油石的脹縮量。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的油石伺服脹縮進(jìn)給裝置，其特征在于聯(lián)軸器包括小軸套端及與小軸套端連接的大端，小軸套端靠近大端的根部有一條深度超過大端直徑的切割槽， 聯(lián)軸器小軸套端位于此切割槽的中間軸向有一條穿透性切口，在切口兩側(cè)用螺釘將聯(lián)軸器與伺服電機(jī)的主軸連接，撥轉(zhuǎn)套與聯(lián)軸器連接的一端的端面具有兩個凸起，凸起部分插入聯(lián)軸器大端面上凹下的槽內(nèi)。
全文摘要
一種油石伺服脹縮進(jìn)給裝置，該裝置包括伺服電機(jī)、滾珠絲杠螺旋傳動副、具有前后開口的殼體及推拉桿，滾珠絲杠螺旋傳動副設(shè)置在殼體內(nèi)，伺服電機(jī)與殼體相對固定且伺服電機(jī)的輸出軸端從前開口穿入殼體并與滾珠絲杠螺旋傳動副的一端連接，推拉桿的一端從后開口插入殼體并與滾珠絲杠螺旋傳動副的另一端連接，推拉桿的另一端露在殼體外，以與珩磨頭內(nèi)的脹縮機(jī)構(gòu)連接。該裝置通過滾珠絲杠螺旋傳動副將伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為推拉桿的直線運動，以定量脈沖方式適時地為珩磨頭內(nèi)的油石提供脹縮量，以克服現(xiàn)有技術(shù)中液壓伺服油缸進(jìn)給裝置的定壓進(jìn)給方式存在的問題。
文檔編號B24B33/06GK102717327SQ201210238260
公開日2012年10月10日 申請日期2012年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月11日
發(fā)明者孫必武, 朱光壽, 李永東, 王志輝, 麥學(xué)東 申請人:銀川市恒益達(dá)機(jī)械有限公司