专利名称：油石伺服胀缩进给装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及控制珩磨头油石胀缩量的传动与控制技术领域，特别涉及一种可通过数控技术精确控制珩磨头油石涨缩量以实现工件孔径精密珩磨的油石伺服胀缩进给装置。
背景技术：
目前，珩磨头油石胀缩量的控制与进给方式一般采用液压伺服油缸进给装置，该装置为定压式进给装置，即在珩磨工序结束前由伺服控制下保持进给油缸的进油压力不变，进而使珩磨内孔时珩磨头油石与孔壁的接触压力保持恒定，珩磨初始阶段效率较高，但随着孔壁粗糙度的提高，油石与孔壁间的润滑效果迅速降低，再加之切削沫在油石上堆积后又不易冲洗，因此，珩磨效率又随之降低，且不利于油石自锐。另外，该装置的进给动作还受电气控制系统和液压系统频率响应的影响而存在滞后现象，从而会导致磨削过量或欠磨削现 象，因此，内孔珩磨精度不够稳定。
发明内容
为了克服液压伺服油缸进给装置的定压式进给方式本身存在的缺陷而造成的油石润滑不良、自锐性差、珩磨效率不恒定以及珩磨精度不稳定的不足，本发明提供一种油石伺服胀缩进给装置。一种油石伺服胀缩进给装置，包括伺服电机、滚珠丝杠螺旋传动副、具有前后开口的壳体及推拉杆，滚珠丝杠螺旋传动副设置在壳体内，伺服电机与壳体相对固定且伺服电机的输出轴端从前开口穿入壳体并与滚珠丝杠螺旋传动副的一端连接，推拉杆的一端从后开口插入壳体并与滚珠丝杠螺旋传动副的另一端连接。推拉杆的另一端露在壳体外，以与珩磨头内的胀缩机构连接并通过滚珠丝杠螺旋传动副将伺服电机的旋转运动转换为推拉杆的直线运动，带动推拉杆产生推拉位移，使珩磨头内的油石产生一定的胀缩量。利用上述油石伺服胀缩进给装置为珩磨头中的油石提供胀缩量时，数控系统控制伺服电机定量脉冲式地为滚珠丝杠螺旋传动副提供动力，滚珠丝杠螺旋传动副的螺旋传动方式将伺服电机提供的转数或转角转换为轴向直线位移以推拉推拉杆，进而使推拉杆也定量脉冲式地为珩磨头内的油石提供胀缩量，以此来克服现有技术中液压伺服油缸进给装置的定压式进给方式存在的问题。
图I是一较佳实施方式的油石伺服胀缩进给装置的结构示意图。图2是图I中的壳体结构示意图。图3是图I中的丝杆结构示意图。图4是图I中的丝母结构示意图。图5是图I中的丝母导向套结构示意图。图6是图I中的推拉杆结构示意图。图7是另一较佳实施方式的油石伺服胀缩进给装置结构示意图。图8是图7中的壳体结构示意图。图9是图7中的联轴器结构示意图。
图10是图7中的拨转套结构示意图。图11是图7中的滚珠丝杠螺旋传动副结构示意图。图12是图7中的止转套结构示意图。图13是油石伺服胀缩进给装置的应用控制原理。图中油石伺服胀缩进给装置10、伺服电机11、滚珠丝杠螺旋传动副12、丝杆121、传动螺纹部1210、阶梯式连接部1211、丝母122、小轴端1220、大轴端1221、丝母导向套
123、销孔1230、前通道1231、中通道1232、后通道1233、止转限位销124、轴承压盖125、端面推力球轴承126、壳体13、轴承孔位131、前开口 132、长孔133、后开口 134、推拉杆14、台肩141、行星减速器15、联轴器16、角接触推力球轴承17、轴承外圈压套18、轴承内圈压套19、油石伺服胀缩进给装置20、伺服电机21、滚珠丝杠螺旋传动副22、丝杆221、丝母222、小 轴端2220、大轴端2221、止转块223、壳体23、前开口 231、后开口 232、推拉杆24、台肩241、联轴器25、小轴套端251、大端252、切割槽253、切口 254、槽255、拨转套26、凸起261、止转套27、止转槽271、轴承隔离套28、端盖29、转接连接板30、角接触球轴承31、推力球轴承32、轴承锁紧套33、数控系统40、输入模块41、检测模块4具体实施例方式 请参看图1，油石伺服胀缩进给装置10包括伺服电机11、滚珠丝杠螺旋传动副12、具有前后开口的壳体13及推拉杆14。滚珠丝杠螺旋传动副12设置在壳体13内，伺服电机11与壳体13相对固定且伺服电机11的输出轴端从壳体13的前开口穿入并与滚珠丝杠螺旋传动副12的一端连接,推拉杆14的一端从壳体13的后开口插入壳体13并与滚珠丝杠螺旋传动副12的另一端连接。推拉杆14的另一端露在壳体13外，以与珩磨头连接并通过滚珠丝杠螺旋传动副12的丝杠丝母传动方式动态的为珩磨头内的油石提供胀缩量。在本实施方式中，油石伺服胀缩进给装置10还包括行星减速器15、联轴器16，伺服电机11以法兰型式连接在行星减速器15的输入轴端，行星减速器15与壳体13相对固定，滚珠丝杠螺旋传动副12的一端通过联轴器16与行星减速器15的输出轴连接。请同时参看图2，壳体13内设置有轴承孔位131，且轴承孔位131靠近壳体13的前开口 132，壳体13上还设置有与壳体13内腔穿透的长孔133，且长孔133靠近壳体13的后开口 134。其中，伺服电机11可为小型高速电动机。滚珠丝杠螺旋传动副12包括丝杆121、丝母122、丝母导向套123、止转限位销
124、轴承压盖125、端面推力球轴承126。丝杆121的靠近传动螺纹的轴部穿过一对相向安装在壳体13内的轴承孔位上的角接触推力球轴承17后与联轴器16连接，其中角接触推力球轴承17通过轴承外圈压套18、轴承内圈压套19固定在壳体13内腔的轴承孔中，其中轴承外圈压套18通过螺钉固定在壳体13上，轴承内圈压套19通过螺钉固定在丝杆121上。丝母122及丝母导向套123安装在壳体13内且靠近壳体13的后开口 123，丝母122的小轴端部分插入丝母导向套123 —端的孔内，丝母122的大轴端与丝母导向套123在轴向采用螺钉固定，丝杆121的传动螺纹端从丝母122的大端旋入丝母122中，丝母导向套123的中间径向位置开有一个销孔1230，销孔1230内过盈安装有一个止转限位销124，止转限位销124伸出丝母导向套123的部分插入壳体13的长孔133中，丝母导向套123的另一端与推拉杆14轴向固定连接，且推拉杆14与丝母导向套123可相对转动。推拉杆14具有台肩141的一端通过设置在丝母导向套123的孔内的一对端面推力球轴承126与丝母导向套123在轴向固定，丝母导向套123的靠近壳体13的后开口安装有轴承压盖125，推拉杆14的杆端伸出轴承压盖125的开口以插入珩磨头内推拉油石胀缩机构控制油石的胀缩量。请同时参看图3至图6，丝杆121包括传动螺纹部1210及与传动螺纹部1210连接的阶梯式连接部1211，阶梯式连接部1211穿过一对相向安装在壳体13内的轴承孔位上的角接触推力球轴承17后与联轴器16连接；丝母122包括小轴端1220及与小轴端1220连接的大轴端1221 ;丝母导向套123包括前通道1231、中通道1232及后通道1233，前通道1231及后通道1233的通道直径大于中通道1232的通道直径，中通道1232的壁上开设有所述销孔1230。推拉杆14的一端设置有圆环形的台肩141。请参看图7所示的另一较佳实施方式的油石伺服胀缩进给装置的结构示意图，油石伺服胀缩进给装置20包括伺服电机21、滚珠丝杠螺旋传动副22、具有前后开口的壳体23及推拉杆24、联轴器25、拨转套26、止转套27、轴承隔离套28、端盖29。滚珠丝杠螺旋传动副22包括丝杆221、丝母222、止转块223 ;伺服电机21通过转接连接板30连接在壳体23的前开口，拨转套26的两端对应穿过安装在壳体23内的两个角接触球轴承31以固定在壳 体23内，拨转套26的一端通过联轴器25与伺服电机21的输出轴端连接，丝母222的小轴端从拨转套26另一端插入并与拨转套26相对固定；轴承隔离套28设置在壳体23中，且套在拨转套26上并位于两个角接触球轴承31之间；壳体23的后开口安装所述端盖29，止转套27设置在丝母222与端盖29之间且通过螺钉与端盖29相对固定，止转套27的内孔的直径大于丝杆221的外直径，且止转套27的内孔壁轴向开设有止转槽271，丝杆221的传动螺纹端旋入丝母222中，丝杆221的另一端与所述止转块223的一端固定，止转块223的另一端插入止转套27的止转槽271内，丝杆221的另一端还与推拉杆24轴向固定连接，且推拉杆24与丝杆221可相对转动。其中，伺服电机21可为中型低速电动机。请同时参看图8至图12，壳体23的内腔为阶梯结构，壳体23的前开口 231的直径小于后开口 232的直径；丝杆221为中空柱状，丝母222包括小轴端2220及与小轴端2220连接的大轴端2221，止转块223为长方形；推拉杆24的一端设置有圆环形的台肩241，推拉杆24具有台肩的一端插入丝杆221的内孔中，且通过设置在丝杆221的内孔中的一对推力球轴承32及轴承锁紧套33将推拉杆24的具有台肩241的一端轴向固定在丝杆221的内孔中；推拉杆24的另一端从端盖29的开口处伸出以插入珩磨头内推拉油石胀缩机构控制油石的胀缩量；联轴器25包括小轴套端251及与小轴套端251连接的大端252，小轴套端251靠近大端252的根部有一条深度超过大端252直径的切割槽253，联轴器25的小轴套端251位于切割槽253的中间轴向有一条穿透性切口 254，在切口 254两侧用螺钉将联轴器25与伺服电机21的输出轴连接，拨转套26与联轴器25连接的一端的端面具有两个凸起261，凸起261插入联轴器25大端面上凹下的槽255内。请同时参看图13，在使用油石伺服胀缩进给装置10为珩磨头内的油石提供胀缩量时，先将油石伺服胀缩进给装置10与数控系统40连接，数控系统40还与输入模块41及检测模块42连接。检测模块42测量油石对工件孔径的已磨削量，并产生对应的已磨削量值。输入模块41响应操作者的输入目标孔径约束参数和已知油石参数的操作，产生对应的目标孔径约束参数值及已知油石参数值。油石伺服胀缩进给装置10通过丝杠丝母传动方式动态的为珩磨头内的油石提供胀缩量。数控系统40根据目标孔径约束参数值、已知油石参数值及已磨削量值计算出伺服电机转动值，并按照转动值控制油石伺服胀缩进给装置10的推拉杆14产生一定位移，使推拉杆的杆端伸入到珩磨头内推拉油石胀缩机构，以实现油石向珩磨头径向产生一定的胀缩量。 图13中的油石伺服胀缩进给装置10也可以替换为油石伺服胀缩进给装置20。
权利要求
1.一种油石伺服胀缩进给装置，其特征在于油石伺服胀缩进给装置包括伺服电机、滚珠丝杠螺旋传动副、具有前后开口的壳体及推拉杆，滚珠丝杠螺旋传动副设置在壳体内，伺服电机与壳体相对固定且伺服电机的输出轴端从前开口穿入壳体并与滚珠丝杠螺旋传动副的一端连接，推拉杆的一端从后开口插入壳体并与滚珠丝杠螺旋传动副的另一端连接；推拉杆的另一端露在壳体外，以与珩磨头内的胀缩机构连接并通过滚珠丝杠螺旋传动副将伺服电机的旋转运动转换为推拉杆的直线运动，以定量脉冲方式适时地为珩磨头内的油石提供胀缩量。
2.根据权利要求I所述的油石伺服胀缩进给装置，其特征在于油石伺服胀缩进给装置还包括行星减速器、联轴器，伺服电机以法兰型式连接在行星减速器的输入轴端，行星减速器的输出轴端连接在壳体一端，滚珠丝杠螺旋传动副的一端通过联轴器与行星减速器的输出轴端连接。
3.根据权利要求2所述的油石伺服胀缩进给装置，其特征在于壳体内设置有轴承孔位，且轴承孔位靠近壳体的前开口，壳体上还设置有与壳体内腔穿透的长孔，且长孔靠近壳体的后开口，滚珠丝杠螺旋传动副包括丝杆、丝母、丝母导向套；丝杆的靠近传动螺纹的轴部穿过一对相向安装在壳体内的轴承孔位上的角接触推力球轴承后与联轴器连接，丝母及丝母导向套安装在壳体内且靠近后开口，丝母的小轴端部分插入丝母导向套一端的孔内，丝母的大轴端与丝母导向套在轴向采用螺钉固定，丝杆的传动螺纹端从丝母的大端旋入丝母中，丝母导向套的中间径向位置开有一个销孔，销孔内过盈安装有一个止转限位销，止转限位销伸出丝母导向套的部分插入壳体的长孔中，丝母导向套的另一端与推拉杆轴向固定连接，且推拉杆与丝母导向套可相对转动。
4.根据权利要求3所述的油石伺服胀缩进给装置，其特征在于角接触推力球轴承通过轴承外圈压套、轴承内圈压套固定在壳体内腔的轴承孔中，其中轴承外圈压套通过紧定螺钉固定在壳体上，轴承内圈压套通过紧定螺钉固定在丝杆上。
5.根据权利要求3所述的油石伺服胀缩进给装置，其特征在于推拉杆具有台肩的一端通过设置在丝母导向套的孔内的一对端面推力球轴承与丝母导向套在轴向固定，丝母导向套的靠近壳体后开口的端面安装有轴承压盖，推拉杆的杆端伸出轴承压盖的开口以插入珩磨头内推拉油石胀缩机构控制油石的胀缩量。
6.根据权利要求I所述的油石伺服胀缩进给装置，其特征在于油石伺服胀缩进给装置还包括联轴器、拨转套、止转套、轴承隔离套、端盖，滚珠丝杠螺旋传动副包括丝杆、丝母、止转块；伺服电机通过转接连接板连接在壳体的前开口，拨转套的两端对应穿过安装在壳体内的两个角接触球轴承以固定在壳体内，拨转套的一端通过联轴器与伺服电机的输出轴端连接，丝母的小轴端从拨转套另一端插入并与拨转套相对固定；轴承隔离套设置在壳体中，且套在拨转套上并位于两个角接触球轴承之间；壳体的后开口安装所述端盖，止转套设置在丝母与端盖之间且通过螺钉与端盖相对固定，止转套的内孔的直径大于丝杆的外直径，且止转套的内孔壁轴向开设有止转槽，丝杆的传动螺纹端旋入丝母中，丝杆的另一端与所述止转块的一端固定，止转块的另一端插入止转套的止转槽内，丝杆的另一端还与推拉杆轴向固定连接，且推拉杆与丝杆可相对转动。
7.根据权利要求6所述的油石伺服胀缩进给装置，其特征在于丝杆为中空柱状，推拉杆具有台肩的一端插入丝杆的内孔中，且通过设置在丝杆的内孔中的一对推力球轴承及轴承锁紧套将推拉杆的具有台肩的一端轴向固定在丝杆的内孔中；推拉杆的另一端从端盖的开口处伸出以插入珩磨头内推拉油石胀缩机构控制油石的胀缩量。
8.根据权利要求6所述的油石伺服胀缩进给装置，其特征在于联轴器包括小轴套端及与小轴套端连接的大端，小轴套端靠近大端的根部有一条深度超过大端直径的切割槽， 联轴器小轴套端位于此切割槽的中间轴向有一条穿透性切口，在切口两侧用螺钉将联轴器与伺服电机的主轴连接，拨转套与联轴器连接的一端的端面具有两个凸起，凸起部分插入联轴器大端面上凹下的槽内。
全文摘要
一种油石伺服胀缩进给装置，该装置包括伺服电机、滚珠丝杠螺旋传动副、具有前后开口的壳体及推拉杆，滚珠丝杠螺旋传动副设置在壳体内，伺服电机与壳体相对固定且伺服电机的输出轴端从前开口穿入壳体并与滚珠丝杠螺旋传动副的一端连接，推拉杆的一端从后开口插入壳体并与滚珠丝杠螺旋传动副的另一端连接，推拉杆的另一端露在壳体外，以与珩磨头内的胀缩机构连接。该装置通过滚珠丝杠螺旋传动副将伺服电机的旋转运动转换为推拉杆的直线运动，以定量脉冲方式适时地为珩磨头内的油石提供胀缩量，以克服现有技术中液压伺服油缸进给装置的定压进给方式存在的问题。
文档编号B24B33/06GK102717327SQ201210238260
公开日2012年10月10日 申请日期2012年7月11日 优先权日2012年7月11日
发明者孙必武, 朱光寿, 李永东, 王志辉, 麦学东 申请人:银川市恒益达机械有限公司