[发明专利]金刚石砂轮的自动化修整装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种金刚石砂轮的多点超声椭圆振动自动化修整装置，属于机械加工技术领域。

背景技术

目前，国内外常用的砂轮修整方法对于高硬度难加工砂轮来说普遍存在着修整效率低，修整精度低，修整费用高的缺点。此外，对于此类砂轮来说，常用的高效修整方法也各有特点。ELID在线电解修整法虽然可以使其处于实时控制修整阶段，使砂轮获得较高的修整精度，但是加工设备过于庞大，加工成本较高。杯型砂轮修整主要是依靠杯型砂轮自身脱落的磨料来进行修整，所以砂轮修整精度难以直接控制，表面修整质量低。激光砂轮修整则利用激光束对砂轮的局部加热，使其结合剂熔融，气化从而实现外形的修整，不会损伤高硬度难加工砂轮的磨粒，因此砂轮磨粒可以获得一定的修锐效果，但激光砂轮修整的自动控制技术并不完善，此外整套设备价格不菲。单点超声波砂轮修整则是对单个金刚石笔或砂轮施加超声波振动，此类修整装置结构简单，操作简便，但是在该修整过程中金刚石笔由于需要承受较大的切削力与切削热，使其服役期限受到一定的限制。此外，由于单点超声波砂轮修整装置中电机输出轴的刚度较弱，所以使得砂轮最终修整的精度很难满足设计要求。

发明内容

针对以上问题，本发明提出了一种金刚石砂轮的多点超声波椭圆振动自动化修整装置，尤其适用于类似密实型金刚石砂轮及陶瓷结合剂金刚石砂轮等超、高硬度砂轮的高效高精度的修整。

本发明为解决上述技术问题所提供的技术方案如下：

一种金刚石砂轮的自动化修整装置，主要由工作台，卡盘，筒体组成，其中：

所述工作台包括上顶板，立板和底板，

所述卡盘固定在上顶板下方，卡盘包括相互啮合的小锥齿轮与大锥齿轮，大锥齿轮与滑块相连接，在滑块上分别安装换能器、变幅杆与金刚石笔，其中换能器与超声波发生器相连，

所述筒体由上、下两个半筒体组成，下筒体安装在底板上，上、下筒体连接处设置静支撑板，下筒体底部设置伺服电机，滚珠丝杠穿过静支撑板与伺服电机相连，滚珠丝杠上端设置方螺母，动支撑板安装在方螺母上，导向轴穿过动支撑板与上筒体、静支撑板相连接，在动支撑板上设置三相异步电机，三相异步电机通过主轴与砂轮相连，所述砂轮在径向上与金刚石笔的端头相对应，在下筒体底部设置电路板，在上筒体内设置接近开关，电路板的一端与接近开关相连，另一端分别与伺服电机和三相异步电机相连。

进一步，所述大锥齿轮大端设置有平面矩形螺纹，滑块上设置平面矩形螺纹，滑块上的平面矩形螺纹螺距与大锥齿轮的平面矩形螺纹螺距相匹配，所述滑块为四个。

进一步，所述变幅杆通过螺栓固定在滑块上，变幅杆前端与后端分别与金刚石笔和换能器相连。

进一步，所述金刚石笔的数量与滑块的数量一致且对称布置，金刚石笔通过螺纹连接方式安装于变幅杆的前端。

进一步，所述换能器通过电缆与超声波发生器相连。

进一步，所述滚珠丝杠为阶梯轴形式。

进一步，在底板与立板连接处及立板与上顶板连接处分别设置加强筋。

再进一步，所述变幅杆为指数型、圆锥型、悬链型或阶梯型。

本发明的有益效果如下：与传统的金刚石砂轮修整方法相比，本发明的特点在于：

1.与砂轮的单点修整方法相比，本发明由四个金刚石笔同时参与切削，砂轮的修整时间缩短为原来的1/4，极大的提高了砂轮的加工效率。此外，在砂轮的修整过程中，由于金刚石笔的对称布置，使得砂轮输出轴所承担的切削力相互抵消，增大了切削系统的刚度与稳定性，提高砂轮的加工精度。

2.本发明另外的一个比较鲜明的特点是采用的超声椭圆振动的辅助加工手段，本发明利用螺纹连接方式，将金刚石笔安装于变幅杆的顶端，并借助换能器的纵弯耦合振动，实现金刚石笔的超声波椭圆振动。与普通超声波砂轮修整方法相比，该方法的金刚石笔与砂轮进行切削的时间较短，两者之间产生的摩擦与切削热得到了有效降低，延长金刚石笔使用寿命。因此，该方法比较适合材质较硬砂轮的修整。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的左视图；

图3为本发明中卡盘的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

一种金刚石砂轮的自动化修整装置，如图1所示，主要由工作台，卡盘，筒体组成，其中：所述工作台包括上顶板1，立板2和底板3。