雙磨頭自適應(yīng)超精密球面數(shù)控珩磨的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種雙磨頭自適應(yīng)超精密球面數(shù)控珩磨機(jī)，包括機(jī)座以及設(shè)置在機(jī)座上的由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的主軸裝置和擺軸裝置，在擺軸裝置上相對(duì)被加工球面零件球心的鏡像對(duì)稱設(shè)置有兩個(gè)分別由氣動(dòng)結(jié)構(gòu)力矩伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的磨頭，兩磨頭與其對(duì)應(yīng)的力矩伺服電機(jī)之間分別通過一個(gè)自適應(yīng)彈性金屬聯(lián)軸器連接。本實(shí)用新型采用對(duì)稱雙磨頭磨削原理，磨頭和力矩伺服電機(jī)之間通過一個(gè)有彈性自動(dòng)調(diào)節(jié)功能的自適應(yīng)彈性金屬聯(lián)軸器連接，可確保磨頭始終緊貼球面，壓力指向球心，并通過共模抑制技術(shù)克服了球面磨削中的速度差分效應(yīng)，具有結(jié)構(gòu)原理先進(jìn)、高效率、精度高、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，可加工多種材料及多品種規(guī)格的精密球面零件。
【專利說明】雙磨頭自適應(yīng)超精密球面數(shù)控珩磨機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于機(jī)械零件加工設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種用于加工精密球面零件的雙磨頭自適應(yīng)超精密球面數(shù)控珩磨機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]精密球面零件是機(jī)械工程領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的精密機(jī)械基礎(chǔ)件，以往在機(jī)械加工行業(yè)傳統(tǒng)的精密球面加工方法都是用內(nèi)外圓磨床用碗型砂輪用磨切法磨削凸球面或者凹球面，或者用研磨的方法采用范成法研磨球面。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)精密球面零件的材料、品種、精度、數(shù)量等均有了各種不同的要求，特別是對(duì)球面精度的要求越來越來高，已從過去的圓度< 0.005mm提高到0.0003mm?，F(xiàn)代球面精密加工已形成高效率、多品種、多規(guī)格的趨勢(shì)，傳統(tǒng)的精密球面加工方法顯然已經(jīng)不能滿足市場(chǎng)需求和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需求，在此背景下，研發(fā)一種高精度、高效的精密磨削設(shè)備已成為當(dāng)前精密球面加工的迫切需要。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的在于對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題加以解決，提供一種結(jié)構(gòu)原理先進(jìn)、高效率、精度高、操作簡(jiǎn)單、可以加工多種材料及多品種規(guī)格的球面零件的雙磨頭自適應(yīng)超精密球面數(shù)控珩磨機(jī)。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的而采用的技術(shù)解決方案是這樣的:所提供的雙磨頭自適應(yīng)超精密球面數(shù)控珩磨機(jī)為一種采用了對(duì)稱雙磨頭磨削結(jié)構(gòu)的珩磨裝置，它包括機(jī)座以及設(shè)置在機(jī)座上的由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的主軸裝置和擺軸裝置，在擺軸裝置上相對(duì)被加工球面零件球心的鏡像對(duì)稱設(shè)置有兩個(gè)分別由氣動(dòng)結(jié)構(gòu)力矩伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的磨頭，兩磨頭與其對(duì)應(yīng)的力矩伺服電機(jī)之間分別通過一個(gè)自適應(yīng)彈性金屬聯(lián)軸器連接。
[0005]本實(shí)用新型進(jìn)一步的技術(shù)解決方案在于:所述的氣動(dòng)結(jié)構(gòu)力矩伺服電機(jī)具有通過彈性金屬聯(lián)軸器與磨頭連接的力矩伺服電機(jī)，力矩伺服電機(jī)設(shè)置在一個(gè)由氣動(dòng)元件驅(qū)動(dòng)的精密滾動(dòng)滑臺(tái)上，當(dāng)氣動(dòng)元件工作后，可帶動(dòng)力矩伺服電機(jī)和磨頭沿被加工球面零件球心方向壓向或退離被加工球面零件的表面。
[0006]本實(shí)用新型進(jìn)一步的技術(shù)解決方案還在于:彈性金屬聯(lián)軸器的一端與力矩伺服電機(jī)軸連接，另一端與磨頭的卡頭連接，力矩伺服電機(jī)軸通過彈性金屬聯(lián)軸器伺服連接磨頭的卡頭，構(gòu)成一個(gè)柔性連接。
[0007]本實(shí)用新型進(jìn)一步的技術(shù)解決方案還在于:兩個(gè)磨頭旋轉(zhuǎn)速度的相位差為180。。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)如下所述。
[0009]1、本實(shí)用新型采用了對(duì)稱雙磨頭磨削原理,針對(duì)被加工零件的不同材料特性和尺寸范圍參數(shù)，由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)主軸裝置、擺軸裝置和裝在擺軸裝置上的兩個(gè)磨頭裝置，相對(duì)傳統(tǒng)的球面精密磨削加工方式，磨削原理先進(jìn)、磨削精度高、效率高。[0010]2、磨頭和力矩伺服電機(jī)之間通過一個(gè)自適應(yīng)彈性金屬聯(lián)軸器連接，這種聯(lián)軸方式具有彈性自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，可確保磨頭始終緊貼球面，壓力指向球心。
[0011]3、由于球面的幾何特性，在對(duì)被加工零件的球面磨削中必然要產(chǎn)生速度差分效應(yīng)，本實(shí)用新型巧用雙磨頭對(duì)稱分布結(jié)構(gòu)，使磨頭轉(zhuǎn)速相位差180°，采用共模抑制技術(shù)，克服了球面磨削中的速度差分效應(yīng)。
[0012]4、本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)捷，對(duì)操作人員的技術(shù)水平要求不高，加工成本低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為該珩磨機(jī)在一個(gè)磨頭偏置狀態(tài)時(shí)的工作結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3為自適應(yīng)金屬聯(lián)軸器的連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]附圖中各數(shù)字標(biāo)號(hào)的名稱分別是:1 一力矩伺服電機(jī)，2 —彈性金屬聯(lián)軸器，3 —磨頭，4 一磨頭，5 —精密滾動(dòng)滑臺(tái)，6 —?dú)鈩?dòng)元件，7 —主軸裝置，8 —被加工球面零件，9 一氣動(dòng)元件，10 一力矩伺服電機(jī)，11 一擺軸裝置，12 一磨頭卡頭，13 一聯(lián)軸器限位套，14 -電機(jī)支架，15 —電機(jī)軸封。
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型內(nèi)容做進(jìn)一步說明，但本實(shí)用新型的實(shí)際制作結(jié)構(gòu)并不僅限于下述的實(shí)施例。
[0018]參見圖1，本實(shí)用新型所述的雙磨頭自適應(yīng)超精密球面數(shù)控珩磨機(jī)包括機(jī)座、設(shè)置在機(jī)座上的由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的主軸裝置7和擺軸裝置11以及用于被加工球面零件8的自動(dòng)裝卡、自動(dòng)停機(jī)、在線測(cè)量、珩磨液自動(dòng)噴淋及安全保護(hù)裝置，在擺軸裝置11上設(shè)置有兩個(gè)分別由氣動(dòng)結(jié)構(gòu)力矩伺服電機(jī)1、10驅(qū)動(dòng)的磨頭3、4。兩個(gè)磨頭裝置3、4相對(duì)被加工球面零件8球心鏡像對(duì)稱分布，工作時(shí)在氣動(dòng)元件6、9的作用下，推動(dòng)兩個(gè)精密滾動(dòng)滑臺(tái)5帶動(dòng)對(duì)應(yīng)的力矩伺服電機(jī)1、10和磨頭3、4壓向被加工球面零件8的表面，磨頭3、4和力矩伺服電機(jī)1、10之間分別通過一個(gè)自適應(yīng)彈性金屬聯(lián)軸器2連接，這種聯(lián)軸方式具有彈性自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，確保磨頭3、4始終緊貼被加工球面零件8的球面，壓力指向球心。附圖1中α為主軸裝置旋轉(zhuǎn)速度，β為擺軸裝置擺動(dòng)速度，Y 1、Y 2為磨頭裝置旋轉(zhuǎn)速度，Y 1、Y 2的相位差180°。由于球面的幾何特性，在球面磨削中必然產(chǎn)生速度差分效應(yīng)，本實(shí)用新型巧用雙磨頭對(duì)稱分布結(jié)構(gòu)，使磨頭轉(zhuǎn)速相位差180°，采用共模抑制技術(shù)，克服了球面磨削中的速度差分效應(yīng)。又由于被加工球面零件8的結(jié)構(gòu)千差萬別，對(duì)于球面赤道不對(duì)稱零件，可使兩個(gè)磨頭對(duì)稱的相對(duì)球面球心偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度，此調(diào)整角度稱為偏置角，保證了球面磨削精度。
[0019]圖2為該珩磨機(jī)在一個(gè)磨頭偏置狀態(tài)時(shí)的工作結(jié)構(gòu)示意圖。由于零件的球面相對(duì)赤道不對(duì)稱,使兩個(gè)磨頭對(duì)稱的相對(duì)球面球心偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度Φ,此調(diào)整角Φ稱為偏置角，保證了相對(duì)赤道不對(duì)稱球面的磨削精度。
[0020]本實(shí)用新型中采用的自適應(yīng)彈性金屬聯(lián)軸器2具有自適應(yīng)性，其工作連接結(jié)構(gòu)如圖3所示。圖3中，彈性金屬聯(lián)軸器2的右端與力矩伺服電機(jī)軸連接，左端與磨頭卡頭12連接，力矩電機(jī)軸通過彈性金屬聯(lián)軸器2連接磨頭卡頭12構(gòu)成一個(gè)柔性連接，當(dāng)磨頭4壓向被加工球面零件8球面時(shí)，在反作用壓力的作用下，自然精密貼合在球面，完全滿足范成法球面展成原理的充分必要條件。聯(lián)軸器限位套13用于限制彈性金屬聯(lián)軸器的偏擺范圍和保護(hù)在安裝磨頭組件時(shí)對(duì)聯(lián)軸器精度的影響。電機(jī)軸封15用于密封力矩伺服電機(jī)10的軸伸，以免珩磨液流入力矩伺服電機(jī)10內(nèi)。電機(jī)支架14用于支承力矩伺服電機(jī)10，電機(jī)支架安裝在精密滑臺(tái)上。
【權(quán)利要求】
1.一種雙磨頭自適應(yīng)超精密球面數(shù)控珩磨機(jī)，包括機(jī)座以及設(shè)置在機(jī)座上的由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的主軸裝置(7)和擺軸裝置(11)，其特征在于:在擺軸裝置(11)上相對(duì)被加工球面零件(8)球心的鏡像對(duì)稱設(shè)置有兩個(gè)分別由氣動(dòng)結(jié)構(gòu)力矩伺服電機(jī)(1、10)驅(qū)動(dòng)的磨頭(3、4)，兩磨頭(3、4)與其對(duì)應(yīng)的力矩伺服電機(jī)(1、10)之間分別通過一個(gè)自適應(yīng)彈性金屬聯(lián)軸器(2)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙磨頭自適應(yīng)超精密球面數(shù)控珩磨機(jī)，其特征在于:所述的氣動(dòng)結(jié)構(gòu)力矩伺服電機(jī)具有通過彈性金屬聯(lián)軸器(2)與磨頭連接的力矩伺服電機(jī)，力矩伺服電機(jī)設(shè)置在一個(gè)由氣動(dòng)元件驅(qū)動(dòng)的精密滾動(dòng)滑臺(tái)上，當(dāng)氣動(dòng)元件工作后，可帶動(dòng)力矩伺服電機(jī)和磨頭沿被加工球面零件(8)球心方向壓向或退離被加工球面零件(8)的表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙磨頭自適應(yīng)超精密球面數(shù)控珩磨機(jī)，其特征在于:彈性金屬聯(lián)軸器(2)的一端與力矩伺服電機(jī)軸連接，另一端與磨頭的卡頭連接，力矩伺服電機(jī)軸通過彈性金屬聯(lián)軸器伺服連接磨頭的卡頭，構(gòu)成一個(gè)柔性連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙磨頭自適應(yīng)超精密球面數(shù)控珩磨機(jī)，其特征在于:兩個(gè)磨頭(3、4)旋轉(zhuǎn)速度的相位差為180°。
【文檔編號(hào)】B24B33/10GK203636581SQ201320728261
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2013年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月15日
【發(fā)明者】馬波, 馬志奎 申請(qǐng)人:西安航志機(jī)電設(shè)備科技有限公司