隨動式雙砂輪架曲軸磨床砂輪架的制作方法
【專利摘要】一種隨動式雙砂輪架曲軸磨床砂輪架，該裝置包括砂輪架主體、主軸水冷系統(tǒng)、砂輪架潤滑系統(tǒng)；主軸的兩端分別固定在在前軸承和后軸承上；砂輪架潤滑系統(tǒng)中，油泵通過化纖過濾器將油箱內(nèi)的油泵出，通過兩個進油孔分別進入前軸承、后軸承內(nèi)，實現(xiàn)主軸和軸承之間純液體摩擦；主軸水冷系統(tǒng)中，水泵將經(jīng)過過濾器的冷卻水輸送到電機冷卻水套的環(huán)形管內(nèi)，冷卻水通過進水口進入，冷卻水從電機冷卻水套中帶走熱量，冷卻水從出水口回流至冷卻水箱。本發(fā)明在保證砂輪架整體剛性強、體積小、質(zhì)量輕的基礎(chǔ)上，在砂輪架箱體一個部件上設(shè)計主軸前、后軸承潤滑、冷卻的多重油路、水路，可以保證電主軸在高速旋轉(zhuǎn)過程中保持較高的回轉(zhuǎn)精度、切削剛度。
【專利說明】隨動式雙砂輪架曲軸磨床砂輪架

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)控磨床【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為一種隨動式雙砂輪架曲軸磨床砂輪架。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的曲軸的磨削方法是:曲軸的主軸頸磨削、連桿頸磨削、止推面磨削需要在三臺磨床上加工。這種加工方式缺點是場地占用大、人力和物力的浪費?，F(xiàn)有曲軸磨床的砂輪架在磨削過程中，存在工件多次定位、精度差、加工效率低等諸多缺點，因此傳統(tǒng)曲軸磨床的砂輪架已不能適應目前汽車發(fā)動機曲軸零件加工的高精度、高效率、低成本、低能耗的需求。雙砂輪架隨動磨削技術(shù)的基本工作原理，是通過控制曲軸的旋轉(zhuǎn)運動(Cl軸、C2軸)和砂輪的橫向進給運動(XI軸、X2軸)形成同步與聯(lián)動的混合復雜控制，左砂輪架和右砂輪架的砂輪外圓同時與曲軸不同部位的表面輪廓始終相切，從而實現(xiàn)在一臺磨床上對曲軸的完整磨削加工。采用最新的雙砂輪架隨動磨削技術(shù)對砂輪架又提出了更多的要求，主要包括砂輪架及主軸的精度、砂輪架的剛度、砂輪架質(zhì)量要保證高加減速、砂輪架與工件之間的干涉區(qū)、雙砂輪架之間的干涉區(qū)等。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供了一種隨動式雙砂輪架曲軸磨床砂輪架，以解決目前曲軸的磨削過程中存在的場地占用大、人力和物力的浪費現(xiàn)象，并解決發(fā)動機曲軸零件加工的高精度、高效率、低成本、低能耗的需求問題。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為隨動式雙砂輪架曲軸磨床砂輪架，該裝置包括砂輪架主體、主軸水冷系統(tǒng)、砂輪架潤滑系統(tǒng)；其中，砂輪架主體包括砂輪架體、主軸、空氣濾清器、電機冷卻水套、電機定子、后軸承、后密封蓋、走線孔、電機轉(zhuǎn)子、環(huán)形管、前軸承、內(nèi)裝式動平衡、前密封蓋、CBN砂輪、螺釘孔a、螺釘孔b ;主軸水冷系統(tǒng)包括進水口、出水口、冷卻水箱、過濾器、水泵、溢流閥、壓力表a;砂輪架潤滑系統(tǒng)包括出油口、進油口、油冷機、蓄能器、單向閥、燒結(jié)式過濾器、油泵、化纖過濾器、壓力表b、溢流閥、油箱。
[0005]具體而言，主軸的兩端分別固定在在前軸承和后軸承上，主軸的前軸承和后軸承分別通過砂輪架體兩側(cè)的螺釘孔a固定，對主軸起支承作用；所述的主軸的端面處安裝有CBN砂輪，通過主軸端面均布的螺釘孔b將CBN砂輪與主軸固定；所述主軸結(jié)構(gòu)為空心軸，內(nèi)裝式動平衡安裝在所述主軸的內(nèi)部通孔中，內(nèi)裝式動平衡可通過動平衡自身的漲緊方式與主軸連接；所述主軸的中間部分安裝有內(nèi)裝式電機轉(zhuǎn)子，電機轉(zhuǎn)子與主軸通過內(nèi)孔配合并通過鎖緊螺母固定；電機定子設(shè)置在電機轉(zhuǎn)子外部，電機冷卻水套套裝在電機定子的外圓上；電機冷卻水套的外端設(shè)置有環(huán)形管，通過環(huán)形管提升電機冷卻效果。
[0006]所述砂輪架體的上方增加有通氣孔可使回油更加順暢，并在通氣孔上安裝空氣濾清器。
[0007]所述前密封蓋和后密封蓋通過螺釘分別固定在前軸承和后軸承的外側(cè)的砂輪架體端面上，前密封蓋和后密封蓋既可以阻止外界灰塵雜質(zhì)進入砂輪架內(nèi)部，同時還可以阻止砂輪架內(nèi)部潤滑油向外泄露。
[0008]所述后軸承上設(shè)置有可走線孔，通過走線孔以實現(xiàn)與內(nèi)置電機的電氣連接。
[0009]主軸水冷系統(tǒng)中，水泵將經(jīng)過過濾器的冷卻水輸送到電機冷卻水套的環(huán)形管內(nèi)，冷卻水通過進水口進入，在進水口和水泵之間設(shè)有溢流閥和壓力表a，冷卻水從電機冷卻水套中帶走熱量，冷卻水從出水口回流至冷卻水箱。
[0010]砂輪架潤滑系統(tǒng)中，油泵通過化纖過濾器將油箱內(nèi)的油泵出，潤滑油沿管路進入兩個串聯(lián)的燒結(jié)式過濾器及單向閥后進入進油口，通過兩個進油孔分別進入前軸承、后軸承內(nèi)，實現(xiàn)主軸和軸承之間純液體摩擦；所述油泵通過化纖過濾器將油箱內(nèi)的油泵出后，在其支路上設(shè)置有溢流閥和壓力表b，以保證油路的安全。潤滑油經(jīng)過軸承后在砂輪架體的內(nèi)部匯集后通過回油孔流入到潤滑系統(tǒng)的油箱內(nèi)；油冷機對油箱進行冷卻處理，避免主軸系統(tǒng)溫升過高而導致抱軸。
[0011]所述兩個進油孔設(shè)置在砂輪架體上前軸承和后軸承處；所述三個出油口設(shè)置在砂輪架體底部并呈均勻分布。
[0012]所述單向閥設(shè)置在兩個串聯(lián)的燒結(jié)式過濾器中間。
[0013]所述主軸與電機采用直連的方式，保證主軸的旋轉(zhuǎn)精度。
[0014]所述砂輪架體的結(jié)構(gòu)緊湊，防止在磨削過程中砂輪架與曲軸發(fā)生碰撞，保證兩個砂輪架加工過程中具有有效的運動空間。
[0015]所述的主軸與軸承處于完全液體摩擦狀態(tài)，可以吸收磨削過程中產(chǎn)生的振動。
[0016]所述砂輪架體的結(jié)構(gòu)緊湊，防止在磨削過程中砂輪架與曲軸發(fā)生碰撞，保證兩個砂輪架加工過程中具有有效的運動空間。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果。
[0018]本發(fā)明采取電機直連技術(shù)，簡化了結(jié)構(gòu)，減少了振源，實現(xiàn)了高回轉(zhuǎn)精度及同步性，而且可顯著地提高曲軸的加工精度和表面質(zhì)量。其安裝在一臺曲軸磨床上，可在一次裝夾中同時完成曲軸止推面、主軸頸和連桿頸的磨削加工任務，既減少了工件裝卡時間又提高了產(chǎn)品精度。本發(fā)明在保證砂輪架整體剛性強、體積小、質(zhì)量輕的基礎(chǔ)上，在砂輪架箱體一個部件上設(shè)計主軸前、后軸承潤滑、冷卻的多重油路、水路，可以保證電主軸在高速旋轉(zhuǎn)過程中保持較高的回轉(zhuǎn)精度、切削剛度，砂輪架承載力大，適用于汽車曲軸的高精度、高速、高加減速隨動式加工。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是隨動式雙砂輪架曲軸磨床砂輪架結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2是圖1的左視圖。
[0021]圖3是圖1的后視圖。
[0022]圖4是電主軸冷卻管路示意圖。
[0023]圖5是隨動式雙砂輪架曲軸磨床砂輪架潤滑系統(tǒng)示意圖。
[0024]圖6是隨動式雙砂輪架曲軸磨床布局圖。
[0025]圖中:1、砂輪架體，2、主軸，3、空氣濾清器，4、電機冷卻水套，5、電機定子，6、后軸承，7、后密封蓋,8、走線孔,9、電機轉(zhuǎn)子，10、環(huán)形管，11、前軸承，12、內(nèi)裝式動平衡，13、前密封蓋，14、CBN砂輪，15、螺釘孔a，16、螺釘孔b，18、出油口，19、進油口，20、進水口，21、出水口，22、冷卻水箱，23、過濾器，24、水泵，25、溢流閥，26、壓力表a，27、油冷機，28、蓄能器，29、單向閥，30、燒結(jié)式過濾器，31、油泵，32、化纖過濾器，33、壓力表b，34、溢流閥，35、油箱。

【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步說明。
[0027]如圖1-6所示，隨動式雙砂輪架曲軸磨床砂輪架，該裝置包括砂輪架主體、主軸水冷系統(tǒng)、砂輪架潤滑系統(tǒng)；其中，砂輪架主體包括砂輪架體1、主軸2、空氣濾清器3、電機冷卻水套4、電機定子5、后軸承6、后密封蓋7、走線孔8、電機轉(zhuǎn)子9、環(huán)形管10、前軸承11、內(nèi)裝式動平衡12、前密封蓋13、CBN砂輪14、螺釘孔al5、螺釘孔bl6 ;主軸水冷系統(tǒng)包括進水口 20、出水口 21、冷卻水箱22、過濾器23、水泵24、溢流閥25、壓力表a26 ;砂輪架潤滑系統(tǒng)包括出油口 18、進油口 19、油冷機27、蓄能器28、單向閥29、燒結(jié)式過濾器30、油泵31、化纖過濾器32、壓力表b33、溢流閥34、油箱35。
[0028]具體而言，主軸2的兩端分別固定在在前軸承11和后軸承6上，主軸2的前軸承11和后軸承6分別通過砂輪架體I兩側(cè)的螺釘孔al5固定，對主軸2起支承作用；所述的主軸2的端面處安裝有CBN砂輪14，通過主軸2端面均布的螺釘孔bl6將CBN砂輪14與主軸2固定；所述主軸2結(jié)構(gòu)為空心軸，內(nèi)裝式動平衡12安裝在所述主軸2的內(nèi)部通孔中，內(nèi)裝式動平衡12可通過動平衡自身的漲緊方式與主軸2連接；所述主軸2的中間部分安裝有內(nèi)裝式電機轉(zhuǎn)子9，電機轉(zhuǎn)子9與主軸2通過內(nèi)孔配合并通過鎖緊螺母固定；電機定子5設(shè)置在電機轉(zhuǎn)子9外部，電機冷卻水套4套裝在電機定子5的外圓上；電機冷卻水套4的外端設(shè)置有環(huán)形管10，通過環(huán)形管10提升電機冷卻效果。
[0029]所述砂輪架體I的上方增加有通氣孔可使回油更加順暢，并在通氣孔上安裝空氣濾清器3。
[0030]所述前密封蓋13和后密封蓋7通過螺釘分別固定在前軸承11和后軸承6的外側(cè)的砂輪架體I端面上，前密封蓋13和后密封蓋7既可以阻止外界灰塵雜質(zhì)進入砂輪架內(nèi)部，同時還可以阻止砂輪架內(nèi)部潤滑油向外泄露。所述后軸承6上設(shè)置有可走線孔8，通過走線孔8以實現(xiàn)與內(nèi)置電機的電氣連接。
[0031]主軸水冷系統(tǒng)中，水泵24通過過濾器23與電機冷卻水套4的環(huán)形管10相連，環(huán)形管10—端為進水口 20，另一端為出水口 21 ;冷卻水通過進水口 20進入，在進水口和水泵24之間設(shè)有溢流閥25和壓力表a26，出水口 21與水箱22相連。
[0032]砂輪架潤滑系統(tǒng)中，油泵31通過化纖過濾器32與油箱35相連，油泵31通過兩個串聯(lián)的燒結(jié)式過濾器30及單向閥29與兩個進油口 19相連，兩個進油孔19分別與前軸承
11、后軸承6相連；所述油泵31通過兩個串聯(lián)的燒結(jié)式過濾器30及單向閥29與兩個進油口 19相連的支路上設(shè)置有溢流閥34和壓力表b33 ;回油孔18與油箱35相連；所述油箱35與油冷機27相連。
[0033]所述兩個進油孔19設(shè)置在砂輪架體I上前軸承11和后軸承6處；所述三個出油口 18設(shè)置在砂輪架體I底部并呈均勻分布。
[0034]所述單向閥29設(shè)置在兩個串聯(lián)的燒結(jié)式過濾器30中間。
[0035]所述主軸2與電機采用直連的方式，保證主軸2的旋轉(zhuǎn)精度。
[0036]所述砂輪架體I的結(jié)構(gòu)緊湊，防止在磨削過程中砂輪架與曲軸發(fā)生碰撞，保證兩個砂輪架加工過程中具有有效的運動空間。
[0037]所述的主軸2與軸承處于完全液體摩擦狀態(tài)，可以吸收磨削過程中產(chǎn)生的振動。
[0038]所述砂輪架體I的結(jié)構(gòu)緊湊，防止在磨削過程中砂輪架與曲軸發(fā)生碰撞，保證兩個砂輪架加工過程中具有有效的運動空間。
[0039]本實施方式中采用液體靜壓軸承的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)是主軸2和軸承之間處于純液體摩擦，使電主軸能夠在高速旋轉(zhuǎn)的過程中，保持較高的回轉(zhuǎn)精度和剛度，能夠保證隨動式雙砂輪架曲軸磨床砂輪架對曲軸的加工精度。
[0040]本實施方式的主軸2和電機的轉(zhuǎn)子9集成一體，電機轉(zhuǎn)子9和電機定子5之間沒有摩擦力矩，電機直接驅(qū)動主軸2進行磨削，主軸2支撐在前軸承11和后軸承6之間，CBN砂輪14直接與主軸端面相連。
[0041 ] 主軸水冷系統(tǒng)中，水泵24將經(jīng)過過濾器23的冷卻水輸送到電機冷卻水套4的環(huán)形管10內(nèi)，冷卻水通過進水口 20進入，在進水口和水泵24之間設(shè)有溢流閥25和壓力表26，冷卻水從電機冷卻水套4中帶走熱量，冷卻水從出水口 21回流至冷卻水箱22。
[0042]砂輪架潤滑系統(tǒng)中，油泵31通過化纖過濾器32將油箱35內(nèi)的油泵出，潤滑油沿管路進入兩個串聯(lián)的通過燒結(jié)式過濾器30及單向閥29后進入進油口 19，通過兩個進油孔19分別進入前軸承11、后軸承6內(nèi)，實現(xiàn)主軸2和軸承之間純液體摩擦；所述油泵31通過化纖過濾器32將油箱35內(nèi)的油泵出后，在其支路上設(shè)置有溢流閥34和壓力表b33，以保證油路的安全。潤滑油經(jīng)過軸承后在砂輪架體I的內(nèi)部匯集后通過回油孔18流入到潤滑系統(tǒng)的油箱35內(nèi)；油冷機27對油箱35進行冷卻處理，避免主軸系統(tǒng)溫升過高而導致抱軸。
[0043]本實施方式中采用液體靜壓軸承的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)是主軸2和軸承之間處于純液體摩擦，使電主軸能夠在高速旋轉(zhuǎn)的過程中，保持較高的回轉(zhuǎn)精度和剛度，能夠保證隨動式雙砂輪架曲軸磨床砂輪架對曲軸的加工精度。本實施方式的主軸2結(jié)構(gòu)為空心軸，這樣的設(shè)計既方便安裝內(nèi)裝式動平衡，又減少主軸2的重量，慣性較小，更有利于主軸2的高速旋轉(zhuǎn)。砂輪架體I是保證主軸系統(tǒng)剛度的核心部件，所述前后軸承外表面與砂輪架的軸承孔的內(nèi)表面配合，這種結(jié)構(gòu)省去了套筒，從而降低了成本，但是要求砂輪架體在加工過程中保證砂輪架體的兩個軸承孔的同軸度，這樣才能滿足砂輪架高回轉(zhuǎn)精度的要求。
[0044]本發(fā)明采用了電機內(nèi)置的結(jié)構(gòu)，大大減小了砂輪架的軸向長度，更有利于提高主軸2的剛度和減小主軸的彈性變形，具有結(jié)構(gòu)緊湊的特點。
【權(quán)利要求】
1.隨動式雙砂輪架曲軸磨床砂輪架，其特征在于:該裝置包括砂輪架主體、主軸水冷系統(tǒng)、砂輪架潤滑系統(tǒng)；其中，砂輪架主體包括砂輪架體(I)、主軸(2)、空氣濾清器(3)、電機冷卻水套(4)、電機定子(5)、后軸承￠)、后密封蓋(7)、走線孔(8)、電機轉(zhuǎn)子(9)、環(huán)形管(10)、前軸承(11)、內(nèi)裝式動平衡(12)、前密封蓋(13)、CBN砂輪(14)、螺釘孔a (15)、螺釘孔b (16);主軸水冷系統(tǒng)包括進水口(20)、出水口(21)、冷卻水箱(22)、過濾器(23)、水泵(24)、溢流閥(25)、壓力表a(26);砂輪架潤滑系統(tǒng)包括出油口(18)、進油口(19)、油冷機(27)、蓄能器(28)、單向閥(29)、燒結(jié)式過濾器(30)、油泵(31)、化纖過濾器(32)、壓力表b(33)、溢流閥(34)、油箱(35)； 具體而言，主軸(2)的兩端分別固定在在前軸承(11)和后軸承(6)上，主軸(2)的前軸承(11)和后軸承(6)分別通過砂輪架體(I)兩側(cè)的螺釘孔a(15)固定；所述的主軸(2)的端面處安裝有CBN砂輪(14)，通過主軸(2)端面均布的螺釘孔b (16)將CBN砂輪(14)與主軸(2)固定；所述主軸(2)結(jié)構(gòu)為空心軸，內(nèi)裝式動平衡(12)安裝在所述主軸(2)的內(nèi)部通孔中，內(nèi)裝式動平衡(12)可通過動平衡自身的漲緊方式與主軸(2)連接；所述主軸(2)的中間部分安裝有內(nèi)裝式電機轉(zhuǎn)子(9)，電機轉(zhuǎn)子(9)與主軸(2)通過內(nèi)孔配合并通過鎖緊螺母固定；電機定子(5)設(shè)置在電機轉(zhuǎn)子(9)外部，電機冷卻水套(4)套裝在電機定子(5)的外圓上；電機冷卻水套(4)的外端設(shè)置有環(huán)形管(10)； 所述砂輪架體(I)的上方增加有通氣孔可使回油更加順暢，并在通氣孔上安裝空氣濾清器⑶； 所述前密封蓋(13)和后密封蓋(7)通過螺釘分別固定在前軸承(11)和后軸承(6)的外側(cè)的砂輪架體(I)端面上； 所述后軸承(6)上設(shè)置有可走線孔(8)； 主軸水冷系統(tǒng)中，水泵(24)通過過濾器(23)與電機冷卻水套(4)的環(huán)形管(10)相連，環(huán)形管(10) —端為進水口(20)，另一端為出水口(21);冷卻水通過進水口(20)進入，在進水口和水泵(24)之間設(shè)有溢流閥(25)和壓力表a(26)，出水口 (21)與水箱(22)相連； 砂輪架潤滑系統(tǒng)中，油泵(31)通過化纖過濾器(32)與油箱(35)相連，油泵(31)通過兩個串聯(lián)的燒結(jié)式過濾器(30)及單向閥(29)與兩個進油口(19)相連，兩個進油孔(19)分別與前軸承(11)、后軸承(6)相連；所述油泵(31)通過兩個串聯(lián)的燒結(jié)式過濾器(30)及單向閥(29)與兩個進油口(19)相連的支路上設(shè)置有溢流閥(34)和壓力表b(33);回油孔(18)與油箱(35)相連；所述油箱(35)與油冷機(27)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨動式雙砂輪架曲軸磨床砂輪架，其特征在于:所述兩個進油孔(19)設(shè)置在砂輪架體(I)上前軸承(11)和后軸承(6)處；所述三個出油口(18)設(shè)置在砂輪架體(I)底部并呈均勻分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨動式雙砂輪架曲軸磨床砂輪架，其特征在于:所述單向閥(29)設(shè)置在兩個串聯(lián)的燒結(jié)式過濾器(30)中間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨動式雙砂輪架曲軸磨床砂輪架，其特征在于:所述主軸(2)與電機米用直連的方式。
【文檔編號】B24B41/04GK104175216SQ201410400200
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月14日
【發(fā)明者】盧振洋, 穆東輝, 范晉偉, 劉勇軍 申請人:北京工業(yè)大學