一种内孔精密研磨用机头的制作方法

本发明属于先进制造与自动化-精密加工和特殊材料加工的特种加工技术领域，具体涉及精密研磨机用研磨机头。

背景技术：

机械、模具等行业在加工中，经常涉及到对金属工件的内孔进行磨削，使其内孔壁符合粗糙度、直线度等精度要求。普通研磨机床研磨加工圆形内孔工件时，研磨面形成一圈圈直线螺纹轨迹，因此对粗糙度有严格要求的工件，普通研磨机床达不到内孔研磨精度要求。普通研磨机床的局限在于只能加工圆形内孔工件，而对于圆形内孔之外各种异形内孔工件无法研磨加工。市场上的研磨机床大多数是卧式机床，长时间工作会造成操作人员的腰部极度疲劳。

技术实现要素：

本发明为解决上述技术问题，提供了一种可实现旋转研磨和振动研磨两种加工方式，结构简单，便于制作的内孔精密研磨用机头。

为实现本发明目的，提供了以下技术方案：一种内孔精密研磨用机头，包括机头、机头内的机架、安装于机架内的竖直加工轴、带动加工轴旋转的旋转机构，旋转机构包括与竖直加工轴顶端通过联轴器连接的一号伺服电机、与竖直加工轴底端连接的磨石，其特征在于还设置有带动加工轴上下微振的微振动机构，所述微振动机构包括与竖直加工轴垂直设置的偏心轴、与偏心轴左端通过联轴器连接的二号伺服电机、与加工轴嵌合的随动件、安装在随动件上的两个随动轮，偏心轴右端与两个随动轮配合传动。

作为进一步改进，竖直加工轴上另设置有加工轴架，加工轴架与机架固接，加工轴架上安装有竖直齿条，竖直齿条一侧设置有外电机架，外电机架固定于机头上，外电机架上安装有三号伺服电机，三号伺服电机主轴安装有齿轮，齿轮与竖直齿条啮合，竖直齿条与加工轴平行，带动加工轴架上下位移，从而带动加工轴上下运动。三号伺服电机工作时把扭矩传递给齿轮，使得齿轮转动，竖直齿条在齿轮的齿啮合作用下运动，因为三号伺服电机是固定的，且机架和加工轴架在机头内是活动的，所以调节三号伺服电机的正反转可实现齿条相反两个方向运动，因此加工轴可作上下自动往复运动，当齿条的长度是300mm时，一次可加工内孔的最大深度为300mm。

作为优选，随动件由左右两部固接构成，两个随动轮上下间隔安装于左部端面上，并可自由滚动，偏心轴右端位于两个随动轮之间并与两者相切，右部由轴承座、两个圆柱滚子轴承，上下端的螺纹盖以及盖板构成，加工轴上对应设置有扩大段，扩大端上下端各套装一圆柱滚子轴承，加工轴以及圆柱滚子轴承整体嵌合于轴承座内。

作为优选，随动件与机架上内嵌了一根长方体导块。防止随动件因偏心轴旋转时被带着有前后方向的微动。

本发明有益效果：本发明机头在对圆形内孔研磨加工时，一号伺服电机开启加工轴正转，被加工件与加工轴呈相反方向旋转，安装在加工轴端的磨石切向研磨被加工件内孔壁，并且调节三号伺服电机实现自动往复研磨。然而此种方式研磨时内孔壁会形成一圈圈直线螺纹轨迹，向下研磨和向上研磨形成的两条相反的螺纹轨迹交叉形成网格状，相比单向研磨，虽然往复研磨的内孔壁粗糙度小，显然还可提高。

为了研磨的更精细，我们在上述研磨工序中设置了完成上下微振动动作的装置，使得螺纹直线变成了正线曲线，从而提高了研磨精度等级，也提高了研磨效率。

通过上述这种微振动方式还可以解决圆形内孔之外各种异形内孔研磨加工。在加工异形内孔时，换上与之配套的磨石，开启并调节产生微振动的伺服电机，使得磨石可以对异形内孔壁振动研磨，然后开启并调节行程伺服电机的正反转，作自动往复功能。

上述所描述的电机均采用伺服电机，所以正反转速均可以调节，满足了对内孔不同粗糙度要求的研磨加工。微振动功能的应用，不仅可以提高研磨精度、提高研磨效率，而且可以解决其他圆形内孔研磨机床不能完成的异形内孔研磨功能，这在研磨机床的开发与应用上是一大创新。

附图说明

图1是发明机头内部结构示意图。

图2为图1中的局部示意图。

图3为图2的剖视图。

图4为偏心轴与随动轮位置示意图。

图5是本发明圆形内孔壁螺旋直线示意图。

图6是本发明圆形内孔壁螺旋曲线示意图。

具体实施方式

实施例1：一种内孔精密研磨用机头，包括机头001、机头内的机架102、安装于机架102内的竖直加工轴108、带动加工轴108旋转的旋转机构，旋转机构包括与竖直加工轴108顶端通过联轴器连接的一号伺服电机101、与竖直加工轴108底端连接的磨石110，带动竖直加工轴108上下微振的微振动机构，微振动机构包括与竖直加工轴108垂直设置的偏心轴104、与偏心轴104左端通过联轴器连接的二号伺服电机103、与竖直加工轴108嵌合的随动件107、安装在随动件107上的两个随动轮105，偏心轴104右端与两个随动轮105配合传动。随动件107由左右两部（107.1、107.2）固接构成，两个随动轮105上下间隔安装于左部107.1端面上，随动轮105中间有沉头孔，内六角螺栓穿过随动轮105拧进左部107.1的螺纹孔中，使得随动轮105被限制在左部107.1上，但是留有一定间隙，使得随动轮105可以旋转，偏心轴104右端位于两个随动轮105之间并与两者相切；偏心轴104两轴线之间的偏心距0.5mm，所以偏心轴104旋转一周是偏心运动1mm，当偏心轴104向上偏心转动时，带动随动轮105向上运动；当偏心轴104向下偏心转动时，带动随动轮105向下运动。调节二号伺服电机103的转速，也可调节竖直加工轴108作上下1mm微振动的频率。

右部107.2由轴承座体107.2a、两个圆柱滚子轴承115，上下端的螺纹盖107.2b以及盖板107.2c构成，竖直加工轴108上对应设置有扩大段108.1，首先在扩大端108.1上下端各套装一圆柱滚子轴承115，然后将竖直加工轴108以及圆柱滚子轴承115整体嵌合于轴承座体107.2a内，接着盖上盖板107.2c，最后螺纹盖107.2b套上竖直加工轴108拧紧在随动件105上，内部注满润滑油使得圆柱滚子轴承115和竖直加工轴108在工作时得到润滑。

随动件107与机架102上内嵌了一根长方体导块106。

竖直加工轴108上另设置有加工轴架109，加工轴架109与机架102固接，加工轴架109上安装有竖直齿条114，竖直齿条120一侧设置有外电机架111，外电机架111固定于机头001上，外电机架111上安装有三号伺服电机112，三号伺服电机112主轴安装有齿轮113，齿轮113与竖直齿条114啮合，带动加工轴架109上下位移，从而带动竖直加工轴108上下运动。

技术特征：

技术总结
一种内孔精密研磨用机头，包括机头、机头内的机架、安装于机架内的竖直加工轴、带动加工轴旋转的旋转机构，旋转机构包括与竖直加工轴顶端通过联轴器连接的一号伺服电机、与竖直加工轴底端连接的磨石，还设置有带动加工轴上下微振的微振动机构，所述微振动机构包括与竖直加工轴垂直设置的偏心轴、与偏心轴左端通过联轴器连接的二号伺服电机、与加工轴嵌合的随动件、安装在随动件上的两个随动轮，偏心轴右端与两个随动轮配合传动。

技术研发人员：陈承贵
受保护的技术使用者：宜兴市鼎锋模具制造有限公司
技术研发日：2017.08.17
技术公布日：2017.11.21