轮毂超精机的制作方法

本发明涉及超精机领域，具体涉及轮毂超精机。

背景技术：

轮毂超精机一般包括床身、上下料机构、工件回转机构、工件夹具、摆动机构和超精头，其中摆动机构包括异步电机、皮带、过渡轴、偏心轴、连杆和摆动主轴，异步电机通过皮带连接过渡轴，过渡轴端部安装有偏心轴，偏心轴通过连杆连接摆动主轴，以实现安装于摆动主轴以及安装于摆动主轴端部的超精头同时摆动。使用该摆动机构的轮毂超精机振动较大，影响产品加工质量。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供了轮毂超精机，其能解决现有轮毂超精机振动大的技术问题，其能减少过渡环节，避免精度丧失，提高平衡性，进而降低振动。

其技术方案是这样的，轮毂超精机，其包括摆动机构，所述摆动机构包括偏心轴、连杆和摆动主轴，其特征在于：所述摆动机构还包括过渡电主轴，所述过渡电主轴的端部安装有所述偏心轴，所述连杆的两端分别连接所述偏心轴和所述摆动主轴。

进一步的，所述过渡电主轴包括过渡套筒、过渡芯轴和电机，所述过渡芯轴沿轴向安装于所述过渡套筒内腔，所述过渡芯轴的前端部位与所述过渡套筒通过轴承配合，所述过渡芯轴的后端部位通过轴承与过渡后盖配合，所述过渡后盖与所述过渡套筒的后端部位固定连接，所述电机的转子套设于所述过渡芯轴的外缘面并与所述过渡芯轴固定连接，所述电机的定子套设于转子的外缘面并与所述过渡套筒固定连接。

更进一步的，所述过渡芯轴的前端部位安装有基座，所述基座上设有摆角调节结构、配重平衡结构和所述偏心轴，所述摆角调节结构包括第一导向单元、可拆卸的第一锁止件和第一刻度单元，所述偏心轴能够沿所述第一导向单元移动并通过第一锁止件与基座相对固定，所述第一刻度单元用于示出所述偏心轴的平移量，所述配重平衡结构包括配重单元、第二导向单元、可拆卸的第二锁止件和第二刻度单元，所述配重单元能够沿第二导向单元定向移动并通过第二锁止件与所述偏心轴相对固定，所述第二导向单元和所述第一导向单元平行设置，所述第二刻度单元用于示出所述配重单元的平移量。

更进一步的，所述第一导向单元包括固定于偏心轴的轴体下端的第一滑块和设置于基座上的第一滑槽，所述第一滑块与所述第一滑槽滑动配合，所述第一锁止件包括第一锁紧螺栓，所述基座由座体和拼接块构成，所述座体形成有第一滑槽左侧壁和第一滑槽底壁，所述拼接块形成有第一滑槽右侧壁，所述第一锁紧螺栓穿过所述拼接块、所述第一滑块后与所述座体螺纹连接，所述第一滑块设有与所述第一锁紧螺栓配合并且沿第一滑槽长度方向延伸的第一腰形穿孔；所述拼接块的下部向左凸设有第三滑块，所述座体的右侧设有第三滑槽，所述第三滑块与所述第三滑槽滑动配合；

所述配重单元是由左侧配重块、右侧配重块、前侧配重块和后侧配重块拼合形成的框体结构，所述配重单元围绕于所述第一滑槽外，所述第二导向单元包括固定于所述座体的右侧的第二滑块和设置于所述右侧配重块的底部的第二滑槽，所述第二滑块与所述第二滑槽滑动配合，所述第二锁止件包括第二锁紧螺栓，所述第二锁紧螺栓穿过所述左侧配重块后与所述座体螺纹连接，所述左侧配重块设有与所述第二锁紧螺栓配合并且沿第一滑槽长度方向延伸的第二腰形穿孔，所述前侧配重块上螺纹连接有顶紧所述第一滑块前端部位的前侧调节螺栓，所述后侧配重块上螺纹连接有顶紧所述第一滑块后端部位的后侧调节螺栓；

所述第一滑槽和所述第二滑槽平行设置并且均为燕尾结构。

更进一步的，所述第一刻度单元包括相互配合的第一主尺和第一游标，所述第一主尺固定于所述座体的右侧下部，所述第一游标通过贯穿所述第一滑槽的右侧壁的连杆与所述第一滑块固定连接，所述第一滑槽的右侧壁设有与所述连杆配合并且沿第一滑槽长度方向延伸的第三腰形穿孔；

所述第二刻度单元包括相互贴合并平行设置的第二主尺和第二游标，所述第二主尺固定于所述座体的左侧上部，所述第二游标固定于所述左侧配重块上。

进一步的，所述摆动主轴包括摆动芯轴、摆动套筒、摆动过渡轴、跳进结构和摆头结构，所述摆动芯轴为空心结构，所述摆动芯轴沿轴向贯穿所述摆动套筒并通过轴承与所述摆动套筒配合，所摆动过渡轴连接所述摆动芯轴，所述跳进结构包括气缸和拉杆，所述气缸固定于所述摆动主轴的后端部位，所述拉杆连接所述气缸的活塞并沿轴线贯穿所述摆动主轴的摆动芯轴，所述拉杆与所述摆动芯轴固定连接，所述摆头结构包括跳进翘板、摆头座、支座和复位单元，所述跳进翘板固定于所述拉杆的前端部位，所述摆头座设置于所述跳进翘板的前侧并且两侧转动支撑于支座上，所述摆头座右侧部位与所述跳进翘板的右侧部位相抵、所述摆头座的左侧部位与所述跳进翘板的左侧部位间隔设置，所述支座与所述摆动芯轴的前端部位固定连接，所述复位单元向前弹性抵靠所述摆头座的左侧部位。

更进一步的，所述复位单元包括导向块、导向螺栓和复位弹簧，所述导向块开设有导向孔并且固定于所述摆动芯轴的前端部位，所述导向螺栓安装于导向孔内并且螺帽部位抵靠所述摆头座的左侧部位，所述复位弹簧套设于所述导向螺栓并且两端分别弹性抵靠所述导向块和导向螺栓的螺帽部位。

更进一步的，所述摆头座的右侧部位固定有u形限位套，所述跳进翘板的右侧部位伸入所述u形限位套内。

进一步的，所述轮毂超精机还包括床身，安装于床身的上下料机构、工件回转机构、工件夹具，以及安装于摆动主轴前端部位的超精头，

所述上下料机构包括第一x轴平移单元、第一y轴平移单元和第一z轴平移单元，所述第一x轴平移单元的滑台上安装有第一y轴平移单元，所述第一y轴平移单元的滑台上安装有第一z轴平移单元，所述第一z轴平移单元的滑台上安装有夹爪气缸，所述夹爪气缸的输出端安装有与所述轮毂配合的夹爪；

所述工件回转机构包括工件轴电机和工件轴，所述工件轴与所述工件轴电机的输出轴固定连接；

所述工件夹具固定于所述工件轴的端部；

所述超精头包括摆头支架和油石，所述摆头支架与所述摆动主轴的输出端固定连接，所述油石与所述摆头支架固定连接。

本发明通过将摆动机构的传统异步电机、皮带、过渡轴整合为一个过渡电主轴，减少了过渡环节，避免了精度丧失，提高了平衡性，进而有效降低设备振动，确保产品加工质量，并且设备整体空间紧凑。

附图说明

图1为本发明的第一视角结构示意图。

图2为本发明的第二视角结构示意图。

图3为图1中摆动机构部分放大后的结构示意图。

图4为图1中上下料机构部分放大后的结构示意图。

图5为本发明的过渡电主轴、偏心轴、摆角调节结构和配重平衡结构装配后的剖面示意图。

图6为本发明的偏心轴、摆角调节结构和配重平衡结构配合安装的的剖面示意图。

图7为本发明的基座的剖面结构示意图。

图8为本发明的配重平衡结构的左侧结构示意图。

图9为本发明的配重平衡结构的右侧结构示意图。

图10为本发明的过渡电主轴、偏心轴、摆角调节结构和配重平衡结构配合安装的第一视角的状态示意图。

图11为本发明的过渡电主轴、偏心轴、摆角调节结构和配重平衡结构配合安装的第二视角的状态示意图。

图12为本发明的摆动主轴的剖面结构示意图。

图13为本发明的摆头结构和摆动主轴的前端部位配合安装的剖面结构示意图。

图14为本发明的摆头结构和摆动主轴的前端部位配合安装的立体结构示意图。

图15为本发明的摆动主轴的剖面结构示意图。

图16为本发明的跳进结构和摆动主轴的后端部位配合安装的剖面结构示意图。

具体实施方式

如图1~图16所示，轮毂超精机，包括床身100，安装于床身100的上下料机构200、工件回转机构300、工件夹具、摆动机构，以及安装于摆动机构输出端的超精头800。

上下料机构包括第一x轴平移单元、第一y轴平移单元和第一z轴平移单元，第一x轴平移单元的滑台上安装有第一y轴平移单元，第一y轴平移单元的滑台上安装有第一z轴平移单元，第一z轴平移单元的滑台上安装有夹爪气缸，夹爪气缸的输出端安装有与轮毂配合的夹爪；

工件回转机构300包括工件轴电机和工件轴，工件轴与工件轴电机的输出轴固定连接；

工件夹具固定于工件轴的端部；

摆动机构包括过渡电主轴400、摆动主轴600、偏心连杆机构和第二z轴平移单元700，过渡电主轴400通过偏心连杆机构带动摆动主轴600偏摆，第二z轴平移单元700用于驱动过渡电主轴400、摆动主轴600沿z轴移动；

超精头800包括摆头支架和油石（图中油石未示出），摆头支架与摆动主轴600前端的摆头座601固定连接，油石与摆头支架固定连接。

上下料机构200的第一x轴移动单元包括第一x轴气缸211、第一x轴滑台212、第一x轴滑块和第一x轴导轨213，第一x轴气缸211和一对第一x轴导轨213固定于床身100上，第一x轴气缸211的活塞杆连接第一x轴滑台212，第一x轴滑台的两侧固定有第一x轴滑块，第一x轴滑块与第一x轴导轨213滑动配合；第一y轴移动单元包括第一y轴气缸、第一y轴滑台221、第一y轴滑块和第一y轴导轨222，第一y轴气缸和一对第一y轴导轨222固定于第一x轴滑台212上，第一y轴气缸的活塞杆连接第一y轴滑台221的水平主体，第一y轴滑台221的水平主体两侧固定有第一y轴滑块，第一y轴滑块与第一y轴导轨222滑动配合；第一z轴移动单元包括第一z轴气缸、第一z轴滑台232、第一z轴滑块234和第一z轴导轨233，第一z轴气缸231固定于第一y轴滑台221的水平主体上，一对第一z轴导轨233固定于第一y轴滑台221的竖向支撑上，第一z轴气缸231的活塞杆连接第一z轴滑台232，第一z轴滑台232的两侧固定有第一z轴滑块234，第一z轴滑块234与第一z轴导轨233滑动配合；第一z轴滑台232上安装有夹紧气缸241，夹紧气缸241的两侧输出端分别安装有与轮毂配合的夹爪242。

过渡电主轴400包括过渡套筒402、过渡芯轴401和电机，过渡芯轴401沿轴向安装于过渡套筒402内腔，过渡芯轴401的前端部位与过渡套筒402通过轴承405配合，过渡芯轴401的后端部位通过轴承406与过渡后盖407配合，过渡后盖407与过渡套筒402的后端部位固定连接，电机的转子403套设于过渡芯轴401的外缘面并与过渡芯轴401固定连接，电机的定子404套设于转子403的外缘面并与过渡套筒402固定连接。

摆动主轴600包括摆动芯轴605、摆动套筒606、摆动过渡轴609、跳进结构和摆头结构，摆动芯轴605为空心结构，摆动芯轴605沿轴向贯穿摆动套筒606并通过轴承607、608与摆动套筒606配合，所摆动过渡轴609的一端通过销轴与杆体501的另一端连接、另一端连接摆动芯轴605，跳进结构包括气缸和拉杆604，气缸固定于摆动主轴600的后端部位，具体的，气缸包括缸体613和活塞614，缸体613的前端部位固定有连接套610，连接套610通过轴承611与摆动芯轴605配合，拉杆604的一端伸入缸体613并通过轴承615与活塞614配合，拉杆604的另一端沿轴线贯穿摆动主轴600的摆动芯轴605，拉杆604、摆动芯轴605与同步套612的内、外侧分别过盈配合以实现两者固定、同步，气缸的活塞后端连接有发讯拉杆616，发讯拉杆616与发讯开关配合，反馈拉杆的相对位置，摆头结构包括跳进翘板602、摆头座601、支座624和复位单元，跳进翘板602通过第三锁紧螺栓603固定于拉杆604的前端部位，摆头座601设置于跳进翘板602的前侧并且两侧通过转轴转动支撑于支座624上，支座624内设有与转轴配合的轴承并通过盖板625封装，两个支座624的两侧分别通过弧形的挡板626连接，摆头座601右侧部位与跳进翘板602的右侧部位相抵、摆头座601的左侧部位与跳进翘板602的左侧部位间隔设置，支座624与摆动芯轴605的前端部位固定连接，复位单元向前弹性抵靠摆头座601的左侧部位，摆头座601的内侧设有内凹斜面620，内凹斜面620的设置能够避免摆头座偏转时与跳进翘板602发生干涉。通过将跳进结构和摆头结构设置于摆动主轴上，能够简化超精头800的结构，降低超精头800的质量，进而能够实现超精头800摆动频率的提升；同时，跳进结构在跳进功能的基础上通过跳进翘板驱动摆头座偏摆，即实现超精头800的偏摆操作，整体结构更加紧凑，质量低，降低了摆动主轴输出端的质量，能够进一步促进超精头800摆动频率的提升。

摆动主轴的复位单元包括导向块623、导向螺栓622和复位弹簧621，导向块623开设有导向孔并且固定于摆动芯轴605的前端部位，导向螺栓622安装于导向孔内并且螺帽部位抵靠摆头座601的左侧部位，复位弹簧621套设于导向螺栓622并且两端分别弹性抵靠导向块和导向螺栓622的螺帽部位。导向螺栓能够在复位弹簧的作用下沿导向孔向前弹性抵靠摆头座1的左侧部位，使得每次拉杆回退后，摆头座能够回转、复位。

摆动主轴的摆头座601和跳进翘板602右侧相互撞击的部位分别嵌设有硬质合金材质的上撞块617、下撞块618，进而延长摆头座和跳进翘板的使用寿命；摆头座601的右侧部位固定有u形限位套619，跳进翘板602的右侧部位伸入u形限位套619内，确保摆头座601和跳进翘板602右侧相互撞击的部位的位置相对固定。

偏心连杆机构包括偏心轴、连杆和基座，偏心轴安装于基座，基座安装于过渡电主轴400的端部，连杆的两端分别连接偏心轴和摆动主轴600，具体的，连杆的杆体501一端通过套筒502套设于偏心轴的轴体505上并通过轴承503配合、端盖504封装，基座上设有摆角调节结构、配重平衡结构，摆角调节结构包括第一导向单元、可拆卸的第一锁止件和第一刻度单元，偏心轴能够沿第一导向单元移动并通过第一锁止件与基座相对固定，第一刻度单元用于示出偏心轴的平移量，配重平衡结构包括配重单元、第二导向单元、可拆卸的第二锁止件和第二刻度单元，配重单元能够沿第二导向单元定向移动并通过第二锁止件与偏心轴相对固定，第二导向单元和第一导向单元平行设置，第二刻度单元用于示出配重单元的平移量；摆角调节结构在平移偏心轴以改变摆角的同时，通过配重平衡结构同步对配重单元的相对位置进行调节，以实现配重平衡，进而有效降低振动，避免共振，以提高产品的超精质量，并且确保超精机摆动频次的进一步提升，提高产品的超精效率；第一刻度单元和第二刻度单元的设置，能够实现配重单元和偏心轴的快速精准平移；配重平衡机构安装于过渡轴的轴体端部，即安装在传动的输出端，并未安装在摆头上，即并未安装在传动的最终端，能够有效避免悬臂、传动比对配重平衡调节的影响。

偏心连杆机构的第一导向单元包括固定于偏心轴的轴体504下端的第一滑块506和设置于基座上的第一滑槽，第一滑块506与第一滑槽滑动配合，第一锁止件包括第一锁紧螺栓516，基座由座体507和拼接块508构成，座体507形成有第一滑槽左侧壁509和第一滑槽底壁510，拼接块508形成有第一滑槽右侧壁511，第一锁紧螺栓516穿过拼接块508、第一滑块506后与座体507螺纹连接，第一滑块506设有与第一锁紧螺栓516配合并且沿第一滑槽长度方向延伸的第一腰形穿孔；拼接块508的下部向左凸设有第三滑块513，座体507的右侧设有第三滑槽514，第三滑块513与第三滑槽514滑动配合；第一滑槽和第二滑槽平行设置并且均为燕尾结构；配重单元是由左侧配重块521、右侧配重块522、前侧配重块523和后侧配重块524拼合形成的框体结构，配重单元围绕于第一滑槽外，第二导向单元包括卡合固定于座体507右侧卡槽515的第二滑块529和设置于右侧配重块522的底部的第二滑槽，第二滑块529与第二滑槽滑动配合，第二锁止件包括第二锁紧螺栓527，第二锁紧螺栓527穿过左侧配重块521后与座体507螺纹连接，左侧配重块521设有与第二锁紧螺栓527配合并且沿第一滑槽长度方向延伸的第二腰形穿孔528，前侧配重块523上螺纹连接有顶紧第一滑块506前端部位的前侧调节螺栓526，后侧配重块524上螺纹连接有顶紧第一滑块506后端部位的后侧调节螺栓525。

偏心连杆机构的第一刻度单元包括相互配合的第一主尺518和第一游标517，第一主尺518固定于座体507的右侧下部，第一游标517通过贯穿第一滑槽的右侧壁的连接臂与第一滑块506固定连接，第一滑槽的右侧壁设有与连接臂配合并且沿第一滑槽长度方向延伸的第三腰形穿孔512；第二刻度单元包括相互贴合并平行设置的第二主尺519和第二游标520，第二主尺519固定于座体507的左侧上部，第二游标520固定于左侧配重块521上。调节配重平衡时，松开第二锁紧螺栓，解除对配重单元的压装束缚，然后沿第二滑槽调节配重单元的相对位置，配重单元的固定则为相反操作。将配重单元设置为框体结构并将前侧调节螺栓和后侧调节螺栓设置于框体的前侧、后侧部位，一方面，配重单元在配重平衡的同时起到支架的作用，结构更加简洁紧凑，另一方面，前侧调节螺栓和后侧调节螺栓能够在拼接块、座体和第一滑块连接固定时保持第一滑块的相对位置，确保调节的精准性。

第二z轴平移单元驱动包括伺服电机701、丝杆702、第二z轴滑台704、第二z轴滑块705和第二z轴导轨706，伺服电机701、一对第二z轴导轨706固定于机座上，伺服电机701的输出端连接丝杆702，第二z轴滑台704固定有与第二z轴导轨706配合的第二z轴滑块705以及与丝杆702配合的丝杠螺母座，机座固定于床身100上并设有与丝杠702配合的丝杠轴承座703，过渡电主轴400和摆动主轴600固定于第二z轴滑台704。