具有接触轮库的砂带磨削加工装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种磨削加工装置，特别涉及一种具有接触轮库的砂带磨削加工装置。
【背景技术】
[0002]砂带磨削属于冷态、弹性磨削，是一种具有磨削、研磨、抛光多种作用的复合加工工艺。因其加工效率高、应用范围广、适应性强、使用成本低、操作安全方便等特点而深受用户青睐。在国外，砂带磨削技术已有了很大的进步，其加工对象和应用领域日趋广泛，它几乎能加工所有的工程材料，从一般日常生活用具到大型宇航器具无所不可应用，并已成为获取显著经济效益的一种重要手段。而国内的砂带磨削技术是在20世纪70年代末才得以真正发展，所以在一些砂带磨削关键技术上如:砂带磨削基础研究、砂带磨料制品，包括新型砂带磨削机床的开发，存在一定差距。
[0003]在砂带磨削过程中，接触轮的硬度、表面齿形和直径大小对材料的去除效率和零件的表面质量有直接影响。从硬度方面考虑，较软的接触轮磨削时，砂带磨粒上承受的压力较小，且与工件接触长度也长，能较好的适应工件外形，获得更小的磨削量和更光滑的表面，而较硬的接触轮磨削时，虽然与工件外形适应不好，但其磨削量更大；从表面齿形方面考虑，平滑形表面的接触轮能保证工件与砂带最大限度地接触，加工精度高，加工表面粗糙度值小，而齿槽形表面的接触轮能增大砂带磨粒的切入能力，提高磨削性能，也能减少磨肩添堵现象；从接触轮直径大小方面考虑，直径小的接触轮使砂带与工件接触面积小，单位面积压强大，切除率高，粗糙度值大，而直径大的接触轮磨削效果反之。尤其，当磨削自由曲面时，工件表面不同位置处曲率不一致，为实现余量的高效去除和获得较好的表面质量，接触轮的直径也应做相应的调整。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为了解决现有砂带磨削装置存在的问题，而提供的一种通过更换具有不同硬度、表面齿形和直径大小的接触轮，实现磨削平面、回转体、自由曲面零件，且能实现同一工位多工序的集中加工的砂带磨削加工装置。
[0005]本发明包括有升降丝杆、Z向升降鞍座、Y向移动鞍座、工作台X向驱动丝杠、X向移动工作台、旋转台、A向驱动电机、磨头Z向升降驱动电机、磨头X向移动滑枕、第一立柱、砂带、联轴器、砂带驱动电机、磨头支撑横梁、磨头X向驱动电机、接触轮库转盘驱动电机、接触轮库转盘、第二立柱、换轮机械手爪、换轮机械手臂、换轮装置支撑台、换轮驱动电机、底座、工作台升降导轨、接触轮部件、砂带驱动轮、砂带支撑板、夹具、工作台X向移动驱动电机、工作台Y向移动驱动电机、砂带支撑张紧装置和磨头装置；其中，第一立柱与第二立柱固定在底座上；五自由度工作台由升降丝杆、Z向升降鞍座、Y向移动鞍座、工作台X向驱动丝杠、X向移动工作台、旋转台、A向驱动电机、夹具、工作台X向移动驱动电机、工作台Y向移动驱动电机相互装配联接，并与第一立柱上的工作台升降导轨配合；砂带支撑张紧装置和磨头装置通过磨头支撑横梁与第一立柱相配合；换轮机械手爪、换轮机械手臂和换轮驱动电机与换轮装置支撑台配合，并固定在第二立柱上。
[0006]所述的砂带支撑张紧装置，经由螺钉固定在磨头支撑横梁上，砂带支撑张紧装置由砂带支撑板、砂带驱动轮、惰轮、张紧气缸、张紧杆、张紧轮和砂带组成，其中，砂带支撑板通过螺钉固定在磨头支撑横梁上，砂带驱动轮和惰轮安装在砂带支撑板上，张紧杆一端与张紧轮装配，另一端铰接在砂带支撑板上，张紧气缸一端与砂带支撑板装配连接，另一端与张紧杆连接，砂带由砂带驱动轮、惰轮和张紧轮共同作用以支撑张紧。
[0007]所述的磨头装置由夹紧气缸、气缸推杆、磨头Z向升降滑枕、连接块、连接螺钉、连接销、夹紧伸缩杆、连接销、接触轮夹紧固定座、接触轮夹紧臂和接触轮部件组成，其中，夹紧气缸通过螺钉固定在磨头Z向升降滑枕上端，接触轮夹紧固定座通过螺钉固定在磨头Z向升降滑枕下端，气缸推杆穿过磨头Z向升降滑枕上端通过连接螺钉与连接块相连，连接块又通过连接销与夹紧伸缩杆固联，夹紧伸缩杆的下端与接触轮夹紧臂上端的长条孔配合，接触轮夹紧臂的中部与接触轮夹紧固定座铰接，接触轮夹紧臂的下端和接触轮夹紧固定座的下端以及定位锥销共同作用，用于夹紧固定接触轮部件。
[0008]所述的接触轮部件由接触轮、接触轮阶梯轴、定位夹紧套、卡环、密封圈、顶丝和轴承组成，其中，接触轮阶梯轴分别与接触轮、定位夹紧套、卡环、密封圈和轴承同轴装配，并且接触轮、轴承、密封圈、卡环和定位夹紧套依次排列装配，定位夹紧套通过顶丝与接触轮阶梯轴固定联接，两个定位夹紧套上的定位面保持在同一平面内。
[0009]所述的定位夹紧套包括定位锥销孔、定位面、倾角夹紧面、换轮夹持槽、回库夹紧槽和回库定位槽。
[0010]所述的接触轮库由接触轮库转盘、弹性夹持爪、紧固螺钉、定位块和接触轮部件组成，其中，接触轮库转盘装配在第二立柱上，由接触轮库转盘驱动电机驱动实现接触轮的位置控制，弹性夹持爪布置在接触轮库转盘两侧，通过紧固螺钉固定在接触轮库转盘上，并且以圆周方式排列，定位块放置在弹性夹持爪中间位置并与接触轮库转盘固联。
[0011]所述的接触轮部件在磨头装置中的的定位夹紧依靠接触轮夹持固定座上的定位锥销与定位夹紧套上的定位锥销孔配合、接触轮夹持固定座的下端平面与定位夹紧套上的定位面接触和接触轮夹紧臂夹紧面与定位夹紧套上的倾角夹紧面接触这三种装配关系的共同作用保证。
[0012]所述的接触轮部件在接触轮库转盘中的定位夹紧依靠接触轮库转盘上的弹性夹持爪与定位夹紧套上的回库夹紧槽配合和接触轮库转盘上的定位块与定位夹紧套上的回库定位槽配合这两种配合关系的共同作用保证。在换轮过程中换轮机械手爪夹持在定位夹紧套上的换轮夹持槽上。
[0013]本发明的工作原理为:
[0014]机床中设置了接触轮库和具有不同直径、硬度和表面齿形接触轮的接触轮部件，在工作过程中，通过更换接触轮部件实现换轮功能，达到磨削不同表面质量要求、不同工艺要求和不同形状包括平面、回转体、自由曲面的零件的目的。接触轮部件在接触轮库转盘中的定位依靠两对弹性夹持爪和定位块的共同作用，弹性夹持爪可以保证接触轮部件的轴线位置不变，而定位块可以确定接触轮部件相对于接触轮库转盘的相对位置，保证在接触轮库中和换轮过程中不会出现旋转错位现象。而接触轮部件在磨头中的位置和换轮过程的正确定位是靠接触轮夹持固定座上的定位锥销与定位夹紧套上的定位锥销孔配合、接触轮夹持固定座的下端平面与定位夹紧套上的定位面接触和接触轮夹紧臂夹紧面与定位夹紧套上的倾角夹紧面接触这三种装配关系的共同作用保证。定位锥销保证在换轮过程中能准确定位，而接触轮夹持固定座的下端平面和接触轮夹紧臂夹紧面用于保证夹紧的可靠性。另夕卜，砂带支撑张紧装置保证机床既方便换轮，又能保证砂带在脱离接触轮后，不会发生掉带现象。
[0015]本发明的工作过程为:
[0016]砂带驱动电机驱动砂带驱动轮转动，经由惰轮、张紧轮和接触轮带动砂带运动，进行磨削加工。
[0017]第一步，更换接触轮时，在磨头Z向升降驱动电机的驱动下，通过磨头Z向升降驱动丝杠驱动磨头Z向升降滑枕向上移动，进而磨头装置也向上移动。在移动过程中