[发明专利]一种安装于铣床主轴的可变径内孔磨削装置及加工方法

说明书

本发明为一种安装于铣床主轴的可变径内孔磨削装置及加工方法，属于磨削加工技术领域，涉及一种针对碳化硅等硬脆难加工材料的内孔磨削装置及加工方法，由砂轮自转机构、公转机构、偏心量调节机构、主轴减速机构、夹紧机构组成，自转机构由多级齿轮机构组成，公转机构由齿轮机构和调节偏心量调节结构组成，偏心量调节机构由蜗轮蜗杆机构实现，通过改变偏心量可调整螺旋磨削加工的公转半径，减速机构由一级行星齿轮减速和二级摆线针轮减速组成。本发明可实现圆柱形和圆锥形内孔的高效磨削。

技术领域

本发明属于内孔螺旋磨削加工技术领域，涉及一种针对新型材料如碳化硅等难加工材料的内孔磨削装置及加工方法。

背景技术

碳化硅是上个世纪70年代发展起来的新型光学镜面材料，由于碳化硅材料具有比刚度高、导热快、热性能和机械性能各向同性等优点，在空间、天文光学其他光学领域都有重要的应用前景。目前我国已经具备碳化硅反射镜镜坯的生产能力，但将镜坯加工至符合技术要求的碳化硅反射镜的生产周期过长，难以满足我国航空航天领域的要求，因此提高碳化硅等难加工材料反射镜的加工效率具备重要的意义。

目前大型反射镜的各种安装孔的加工多在龙门铣床上进行。大尺寸反射镜上分布的安装孔数量多，而一般大型龙门铣床主轴自身进给速度低，依靠机床插补运动对安装孔进行铣磨加工将占用大量机床时间；不同反射镜的安装孔尺寸差别较大，频繁更换磨头成本高、加工辅助时间长。以上原因使得整个反射镜的加工周期被严重拖后。目前国内的内孔螺旋磨削研究基本处于起步阶段，成果较少。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明公开了一种安装于铣床主轴的可变径内孔磨削装置及加工方法；螺旋磨孔过程由砂轮的“自转”和砂轮绕孔中心的“公转”2个运动复合而成，这种运动方式决定了螺旋磨孔的优势，无需换砂轮即可加工不同直径的内孔；无需换机床就可由铣削变成磨削；同时铣床主轴的转速高，比机床插补运动实现的圆周运动快得多，能够大幅缩短天文望远镜的制造周期；除此之外，该装置能够随主轴的轴向进给同步的改变砂轮偏心量，实现对于圆锥孔和异形孔的加工。

本发明采用的技术方案如下：

一种安装于铣床主轴的可变径内孔磨削装置,包括中心线相互平行的轴I、轴II和砂轮轴，轴I的动力来自铣床主轴,轴Ⅱ通过传动装置I与轴Ⅰ尾端相连,砂轮轴通过传动装置II与轴Ⅱ尾部相连，砂轮轴底部外接砂轮，最终实现砂轮的自转机构；

所述的砂轮轴固定在一个壳体II上，所述的轴I通过一套传动装置驱动所述的壳体II旋转，实现砂轮轴绕轴I的公转,进而实现砂轮的公转；

所述的轴I与砂轮轴偏心设置，同时所述砂轮轴偏心的设置在一个套筒上，所述的套筒偏心设置在所述的壳体II上；且所述的套筒通过驱动装置驱动其旋转；实现砂轮轴公转半径的调整。

进一步的，所述的轴Ⅱ通过齿轮啮合和行星架I与轴Ⅰ尾端相连，所述砂轮轴通过齿轮啮合和行星架II与轴Ⅱ相连，所述的砂轮轴底部外接砂轮，轴Ⅰ尾端通过轴肩与外壳Ⅱ接触；整个自转机构位于外壳Ⅱ内。

进一步的，用外壳Ⅱ端盖通过螺钉连接将外壳Ⅱ封闭。

进一步的，所述的驱动装置包括蜗轮和蜗杆，套筒的底部安装所述的蜗轮，所述的蜗轮随套筒安装在砂轮轴上，蜗杆固定在前端盖和后端盖之间，通过蜗杆轴连接的外部电机提供动力，套筒的转动由蜗轮蜗杆实现。

进一步的，所述的套筒圆锥面上安装有指针，与外壳断面上的刻度盘配合，可以直观的读取套筒的角度进而得到偏心量的大小。

所述蜗杆的转动靠外部电机连接的蜗杆轴提供动力，外部电机通过导电滑环导电和接收数据。

进一步的，所述的外部电机通过导电滑环导电和接收数据，所述导电滑环包括定子部分、转子部分、止转片和螺栓；所述的转子部分通过螺栓固定在所述的壳体II上，所述的定子部分固定在所述的壳体I上，所述转子部分随着所述壳体II旋转。