專利名稱：一種用于類似球閥中密封環(huán)加工的內(nèi)球面磨床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)球面磨削加工技術(shù)，特別是ー種用于類似球閥中的密封環(huán)內(nèi)球面加エ的內(nèi)球面磨床。
背景技術(shù)：
目前，球閥中的密封環(huán)多采用軟密封形式，采用軟密封的缺點是其耐磨性、耐腐蝕及耐高溫性能差，而且更換操作復(fù)雜。另ー種則多是“線接觸”型硬密封，此方法缺點是對加工精度及裝配エ藝技術(shù)要求極高，比較難獲得很好的密封效果。目前，類似球閥中的密封環(huán)內(nèi)球面的加工大多采用“成形法”進(jìn)行磨削加工，需配置砂輪修正器，即將砂輪經(jīng)過砂輪修正器修正成近似于球面R值，后靠緊エ件進(jìn)行磨削加エ。此法的缺點ー是尺寸精度低，較難獲得很好的內(nèi)球面圓度，球面須磨削區(qū)域越大精度越 低，ニ是對于磨削范圍局限性大，當(dāng)エ件要求為凹型內(nèi)球面時則無法實現(xiàn)磨削加工。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是設(shè)計一種能夠?qū)︻愃魄蜷y中的密封環(huán)內(nèi)球面進(jìn)行加工且尺寸精度和加工精度高的內(nèi)球面磨床。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)解決方案ー種用于類似球閥中密封環(huán)加工的內(nèi)球面磨床，它包含滑鞍、移動工作臺、頭架、磨頭和頭架Z向進(jìn)給控制系統(tǒng)，其中在所述滑鞍上設(shè)有Z向?qū)к?，所述移動工作臺設(shè)置在Z向?qū)к壣?，在所述移動工作臺上安裝固定所述的頭架；所述頭架Z向進(jìn)給控制系統(tǒng)包含Z向交流伺服電機(jī)和Z向滾珠絲桿副驅(qū)動裝置，所述Z向滾珠絲桿副驅(qū)動裝置輸出端連接在所述的移動工作臺上；所述頭架包括頭架主軸、電磁無心夾具和頭架主軸電機(jī)驅(qū)動裝置，所述頭架主軸電機(jī)驅(qū)動裝置輸出端連接頭架主軸，所述頭架主軸輸出端連接所述電磁無心夾具；所述磨頭主軸電機(jī)驅(qū)動裝置中的電機(jī)底座安裝固定在所述磨頭墊臺上，所述磨頭主軸電機(jī)驅(qū)動裝置輸出端連接所述磨頭主軸，所述磨頭主軸中心線與所述頭架主軸中心線相垂直，所述磨頭主軸輸出端連接所述砂輪組，所述磨頭主軸通過所述磨頭主軸安裝架固定在所述磨頭墊臺上。本發(fā)明為了加工過程中的對刀需要及要求加工エ件裝卸上、下方便，對技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步設(shè)置設(shè)有頭架X向移動控制裝置，它包含底座、X向驅(qū)動系統(tǒng)，所述底座位于機(jī)床的最底部，在所述底座上設(shè)有用于滑鞍移動的X向?qū)к壓陀糜诎惭b所述磨頭墊臺的固定平臺，所述滑鞍設(shè)置在所述底座的X向?qū)к壣?；所述X向驅(qū)動系統(tǒng)包含X向交流伺服電機(jī)和X向滾珠絲桿副驅(qū)動裝置，所述X向滾珠絲桿副驅(qū)動裝置輸出端連接在所述的滑鞍上。本發(fā)明為了磨頭主軸中心高度調(diào)節(jié)方便，對技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步設(shè)置在所述磨頭上設(shè)有磨頭主軸等高調(diào)節(jié)裝置，所述磨頭主軸等高調(diào)節(jié)裝置包含磨頭主軸安裝過渡板、磨頭主軸連接板、等高調(diào)整螺桿、等高調(diào)整銷，在所述磨頭主軸安裝架上設(shè)有調(diào)整螺桿安裝孔和調(diào)整銷安裝孔，在所述等高調(diào)整銷上設(shè)有螺紋孔，所述等高調(diào)整銷一端固定在所述磨頭主軸安裝過渡板ー邊，所述等高調(diào)整銷另一端安裝在調(diào)整銷安裝孔中，所述等高調(diào)整螺桿穿過調(diào)整螺桿安裝孔與等高調(diào)整銷上的所述螺紋孔相連接，所述等高調(diào)整螺桿由固定螺釘緊固在所述磨頭主軸安裝架上，所述磨頭主軸連接板ー邊固定在磨頭主軸上，所述磨頭主軸連接板另ー邊與所述磨頭主軸安裝過渡板一邊螺釘固定連接。在本發(fā)明中，承載在滑鞍和工作臺上的頭架通過頭架X向移動控制裝置移動到與磨頭主軸相匹配的位置后，頭架主軸通過電磁無心夾具驅(qū)動エ件沿水平X軸作旋轉(zhuǎn)，磨頭主軸驅(qū)動砂輪沿與水平X軸垂直的水平Z軸作旋轉(zhuǎn)，同時頭架Z向進(jìn)給系統(tǒng)通過工作臺帶動頭架移動，使頭架主軸通過電磁無心夾具帶動エ件沿Z軸方向進(jìn)給，從而以“范成法”的加工方法實現(xiàn)砂輪上的砂條與エ件的交互磨削，形成磨削內(nèi)球面的最終效果。本發(fā)明對エ件的磨削加工進(jìn)給是由Z向進(jìn)給系統(tǒng)控制完成的，可以通過控制Z向磨削進(jìn)給量及進(jìn)給速度直接控制磨削球面尺寸大小及精度，加工尺寸及精度易于控制而且·精度高。對于不同規(guī)格不同表面質(zhì)量要求的エ件，可以適時調(diào)整磨頭主軸及頭架主軸的轉(zhuǎn)速及Z向進(jìn)給速度來控制磨削加工精度，加工精度控制、調(diào)整方便。


圖I為本發(fā)明的機(jī)構(gòu)原理2為本發(fā)明產(chǎn)品的外形立體結(jié)構(gòu)圖。圖3為本發(fā)明產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分解圖。圖4為本發(fā)明中磨頭結(jié)構(gòu)分解圖。圖5為磨頭結(jié)構(gòu)主視圖。圖6為圖5中K部位的放大視圖。圖7為本發(fā)明中頭架結(jié)構(gòu)分解圖。圖中1.X向驅(qū)動系統(tǒng)，1-1. X向交流伺服電機(jī)，1-2. X向滾珠絲桿副驅(qū)動裝置；
2.底座；3.頭架Z向進(jìn)給控制系統(tǒng)，3-1. Z向交流伺服電機(jī)，3-2. Z向滾珠絲桿副驅(qū)動裝置；4.滑鞍；5.移動工作臺；6.頭架主軸電機(jī)驅(qū)動裝置，7.頭架主軸；8.電磁無心夾具；9.エ件；11.砂輪組；10.磨頭主軸；12.磨頭主軸電機(jī)驅(qū)動裝置；13.磨頭墊臺；14.頭架；15.磨頭；16. X向?qū)к墸?7.用于安裝磨頭墊臺的固定平臺；18. Z向?qū)к墸?9.磨頭主軸安裝過渡板；20.螺紋孔；21.等高調(diào)整螺桿；22.調(diào)整螺桿安裝孔；23.磨頭主軸安裝架；24.調(diào)整銷安裝孔；25.等高調(diào)整銷；26.磨頭主軸連接板；27.螺釘；28.無心夾具底座；29.電磁線圈；30.電磁線圈蓋；31.鐵芯；32.エ件連接吸盤；33.エ件支承定位裝置；34.頭架箱體。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)ー步進(jìn)行詳細(xì)說明。如圖I-圖3所示，本實施例包含滑鞍4、移動工作臺5、頭架14、磨頭15、頭架Z向進(jìn)給控制系統(tǒng)3和頭架X向移動控制裝置，其中所述頭架X向移動控制裝置主要用于控制頭架14的X向移動，使エ件具有上、下裝卸的適當(dāng)空間，方便加工エ件上、下裝卸，所述頭架X向移動控制裝置包含底座2、X向驅(qū)動系統(tǒng)1，所述底座2位于機(jī)床的最底部，在所述底座2上設(shè)有用于滑鞍4移動的X向?qū)к?6和用于安裝磨頭墊臺的固定平臺17，所述滑鞍4設(shè)置在所述底座的X向?qū)к?6上；所述X向驅(qū)動系統(tǒng)I包含X向交流伺服電機(jī)1-1和X向滾珠絲桿副驅(qū)動裝置1-2，所述X向滾珠絲桿副驅(qū)動裝置1-2輸出端連接在所述的滑鞍4上。在所述滑鞍4上設(shè)有Z向?qū)к?8，所述移動工作臺5設(shè)置在所述的Z向?qū)к?8上，在所述移動工作臺5上安裝固定所述的頭架14。再如圖3所示，所述頭架Z向進(jìn)給控制系統(tǒng)3包含Z向交流伺服電機(jī)3-1和Z向滾珠絲桿副驅(qū)動裝置3-2，所述Z向滾珠絲桿副驅(qū)動裝置3-2輸出端連接在所述的移動工作臺5上，它主要用于控制頭架Z向的進(jìn)給量。再如圖I所示，所述頭架14包括頭架主軸7、電磁無心夾具8和頭架主軸電機(jī)驅(qū)動裝置6，所述頭架主軸電機(jī)驅(qū)動裝置輸出端連接頭架主軸7，所述頭架主軸7輸出端連接所述電磁無心夾具8。

如圖7所示，所述電磁無心夾具包含無心夾具底座28、電磁線圈29、電磁線圈蓋30、鐵芯31、エ件連接吸盤32和エ件支承定位裝置33，所述電磁線圈29安裝在所述無心夾具底座28上，并由所述電磁線圈蓋30固定蓋住，所述無心夾具底座28固定在頭架箱體34上，所述鐵芯31 —端連接所述頭架主軸7，所述鐵芯31另一端連接所述的エ件連接吸盤32，所述エ件支承定位裝置33固定連接在無心夾具底座28上，工作時，エ件9以磨削過的外圈及ー個端面在夾具上的支承定位裝置33定位后，利用電磁線圈29所產(chǎn)生的吸力將エ件的端面緊吸在磁極端面(即エ件連接吸盤32)上，由于エ件與磁極之間的偏心，當(dāng)磁極繞頭架主軸7旋轉(zhuǎn)時，磁極就迫使エ件9繞其本身的中心回轉(zhuǎn)，由于兩者存在偏心，因而磁極與エ件之間產(chǎn)生滑動，于是磁極端面與エ件端面便產(chǎn)生ー個摩擦カ矩和ー個通過エ件軸心并垂直于兩個回旋中心的摩擦合力。前者迫使エ件作回轉(zhuǎn)，后者則使エ件緊帖于磁極上，從而實現(xiàn)エ件獲得穩(wěn)定的回轉(zhuǎn)運動。由于采用了電磁無心夾具裝夾エ件，エ件中心不與主軸中心重合，但エ件的中心位置隨著被磨主面的尺寸和形狀變化而變化，或承受支承面的直徑不同而不同，即エ件加エ時無固定的中心位置，謂為無心裝夾，因此其加工精度不受主軸旋轉(zhuǎn)精度的影響。如圖4所示，所述磨頭15包括磨頭墊臺13、磨頭主軸10、砂輪組11、磨頭主軸安裝架23、磨頭主軸電機(jī)驅(qū)動裝置12和磨頭主軸等高調(diào)節(jié)裝置，所述磨頭墊臺13下端安裝固定在所述底座的固定平臺17上，上端固定連接所述磨頭主軸電機(jī)驅(qū)動裝置12中的電機(jī)底座，磨頭主軸電機(jī)驅(qū)動裝置12輸出端連接所述磨頭主軸10，所述磨頭主軸10中心線與所述頭架主軸7中心線相垂直，所述磨頭主軸10輸出端連接所述砂輪組11。再如圖4、圖5、圖6所示，所述磨頭主軸等高調(diào)節(jié)裝置設(shè)在所述磨頭主軸安裝架23與所述磨頭主軸10之間，其主要作用是方便磨頭主軸中心高度安裝調(diào)試，所述磨頭主軸等高調(diào)節(jié)裝置包含磨頭主軸安裝過渡板19、磨頭主軸連接板26、等高調(diào)整螺桿21、等高調(diào)整銷25，在所述磨頭主軸安裝架23上設(shè)有調(diào)整螺桿安裝孔22和調(diào)整銷安裝孔24，在所述等高調(diào)整銷25上設(shè)有螺紋孔20，所述等高調(diào)整銷25 —端固定在所述磨頭主軸安裝過渡板19ー邊，所述等高調(diào)整銷25另一端安裝在調(diào)整銷安裝孔24中，所述等高調(diào)整螺桿21穿過調(diào)整螺桿安裝孔22與等高調(diào)整銷上的所述螺紋孔20相連接，所述等高調(diào)整螺桿21由固定螺釘27緊固在所述磨頭主軸安裝架23上，所述磨頭主軸連接板26 —邊固定在磨頭主軸10上，所述磨頭主軸連接板26另ー邊與所述磨頭主軸安裝過渡板23 —邊螺釘固定連接。
工作時，頭架X向移動控制裝置通過滑鞍、移動工作臺將頭架移動到與磨頭主軸相匹配的位置后，頭架主軸通過電磁無心夾具驅(qū)動エ件沿水平X軸作旋轉(zhuǎn)，磨頭主軸驅(qū)動砂輪沿與水平X軸垂直的水平Z軸作旋轉(zhuǎn)，同時頭架Z向進(jìn)給系統(tǒng)通過移動工作臺帶動頭架移動，使頭架主軸通過電磁無心夾具帶動エ件沿Z軸方向進(jìn)給，從而以“范成法”的加工方法實現(xiàn)砂輪上的砂條與エ件的交互磨削，形成磨削內(nèi)球面的最終效果。綜上所述，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點I、設(shè)備剛性高、動態(tài)性能良好。由于床身部分導(dǎo)軌采用預(yù)加負(fù)荷的滾動導(dǎo)軌副，各數(shù)控軸交流伺服電機(jī)及滾珠絲桿副驅(qū)動，剛性高、動態(tài)性能良好；2、エ件裝夾方便快捷，由裝夾產(chǎn)生的エ件變形量小。由于采用電磁無心夾具裝夾エ件，裝夾方便快捷，由裝夾產(chǎn)生的エ件變形量小。3、加工適用范圍廣。由于可配備多種規(guī)格尺寸磨頭主軸及砂輪，必要情況下可更換砂輪或磨頭主軸，滿足￠160-(35 510內(nèi)球面直徑大表面接觸球面密封型エ件的磨削加·エ。同時，突破了當(dāng)前多采用“成型法”磨削加工難以滿足要求大表面接觸內(nèi)球面密封型エ件加工的局限性。4、安裝調(diào)試方便。由于設(shè)有磨頭主軸等高調(diào)節(jié)裝置，對磨頭主軸中心安裝高度調(diào)試非常方便，對刀快捷簡単。5、尺寸精度易于控制。由于設(shè)有頭架Z向進(jìn)給系統(tǒng)，可以通過控制Z向磨削進(jìn)給量直接控制磨削尺寸精度，尺寸精度易于控制而且精度高。6、加工精度高且易于控制。對于不同規(guī)格不同表面質(zhì)量要求的エ件，可以適時調(diào)整磨頭主軸及頭架主軸的轉(zhuǎn)速及Z向進(jìn)給速度來控制磨削加工精度，加工精度控制調(diào)整方便。
權(quán)利要求
1.ー種用于類似球閥中密封環(huán)加工的內(nèi)球面磨床，其特征在于它包含滑鞍(4)、移動工作臺(5)、頭架(14)、磨頭(15)和頭架Z向進(jìn)給控制系統(tǒng)(3)，其中 在所述滑鞍⑷上設(shè)有Z向?qū)к?18)，所述移動工作臺(5)設(shè)置在Z向?qū)к?18)上，在所述移動工作臺(5)上安裝固定所述的頭架(14)； 所述頭架Z向進(jìn)給控制系統(tǒng)(3)包含Z向交流伺服電機(jī)(3-1)和Z向滾珠絲桿副驅(qū)動裝置(3-2)，所述Z向滾珠絲桿副驅(qū)動裝置(3-2)輸出端連接在所述的移動工作臺(5)上； 所述頭架(14)包括頭架主軸(7)、電磁無心夾具(8)和頭架主軸電機(jī)驅(qū)動裝置￠)，所述頭架主軸電機(jī)驅(qū)動裝置輸出端連接頭架主軸(7)，所述頭架主軸(7)輸出端連接所述電磁無心夾具(8)； 所述磨頭(15)包括磨頭墊臺(13)、磨頭主軸(10)、砂輪組(11)、磨頭主軸安裝架(23)和磨頭主軸電機(jī)驅(qū)動裝置(12)，所述磨頭主軸電機(jī)驅(qū)動裝置(12)中的電機(jī)底座安裝固定在所述磨頭墊臺(13)上，所述磨頭主軸電機(jī)驅(qū)動裝置(12)輸出端連接所述磨頭主軸(10)，所述磨頭主軸(10)中心線與所述頭架主軸(7)中心線相垂直，所述磨頭主軸(10)輸出端連接所述砂輪組(11)，所述磨頭主軸(10)通過所述磨頭主軸安裝架(23)固定在所述磨頭墊臺(13)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種用于類似球閥中密封環(huán)加工的內(nèi)球面磨床，其特征在于還設(shè)有頭架X向移動控制裝置，它包含底座(2)、X向驅(qū)動系統(tǒng)(I)，所述底座(2)位于機(jī)床的最底部，在所述底座(2)上設(shè)有用于滑鞍(4)移動的X向?qū)к?16)和用于安裝磨頭墊臺(13)的固定平臺(17)，所述滑鞍⑷設(shè)置在所述底座的X向?qū)к?16)上；所述X向驅(qū)動系統(tǒng)(I)包含X向交流伺服電機(jī)(1-1)和X向滾珠絲桿副驅(qū)動裝置(1-2)，所述X向滾珠絲桿副驅(qū)動裝置(1-2)輸出端連接在所述的滑鞍(4)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種用于類似球閥中密封環(huán)加工的內(nèi)球面磨床，其特征在于在所述磨頭上設(shè)有磨頭主軸等高調(diào)節(jié)裝置，所述磨頭主軸等高調(diào)節(jié)裝置包含磨頭主軸安裝過渡板(19)、磨頭主軸連接板(26)、等高調(diào)整螺桿(21)、等高調(diào)整銷(25)，在所述磨頭主軸安裝架(23)上設(shè)有調(diào)整螺桿安裝孔(22)和調(diào)整銷安裝孔(24)，在所述等高調(diào)整銷(25)上設(shè)有螺紋孔(20)，所述等高調(diào)整銷(25) —端固定在所述磨頭主軸安裝過渡板(19) ー邊，所述等高調(diào)整銷(25)另一端安裝在調(diào)整銷安裝孔(24)中，所述等高調(diào)整螺桿(21)穿過調(diào)整螺桿安裝孔(22)與等高調(diào)整銷上的所述螺紋孔(20)相連接，所述等高調(diào)整螺桿(21)由固定螺釘(27)緊固在所述磨頭主軸安裝架(23)上，所述磨頭主軸連接板(26) —邊固定在磨頭主軸(10)上，所述磨頭主軸連接板(26)另ー邊與所述磨頭主軸安裝過渡板(23) —邊螺釘固定連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及內(nèi)球面磨削加工技術(shù)，特別是一種用于類似球閥中的密封環(huán)內(nèi)球面加工的內(nèi)球面磨床，它包含滑鞍、移動工作臺、頭架、磨頭和頭架Z向進(jìn)給系統(tǒng)，其中，在所述滑鞍上設(shè)有Z向?qū)к?；所述移動工作臺設(shè)置在Z向?qū)к壣?，所述頭架安裝固定在所述移動工作臺上，所述頭架Z向進(jìn)給控制系統(tǒng)輸出端連接在所述的移動工作臺上；所述頭架中的頭架主軸輸出端連接電磁無心夾具；所述磨頭中的磨頭主軸中心線與所述頭架主軸中心線相垂直。其目的是為了設(shè)計一種能夠?qū)︻愃魄蜷y中的密封環(huán)內(nèi)球面進(jìn)行加工且尺寸精度和加工精度高的內(nèi)球面磨床。與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有設(shè)備剛性高、動態(tài)性能良好，工件裝夾方便快捷，加工適用范圍廣，尺寸精度和加工精度易于控制等優(yōu)點。
文檔編號B24B41/04GK102785141SQ20121031245
公開日2012年11月21日 申請日期2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月28日
發(fā)明者厲斌, 李相剛 申請人:溫州市木野數(shù)控設(shè)備有限公司