一种内表面磨削装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及磨削加工领域，具体为一种内表面磨削装置。该装置的主轴台由固定在机床上的主轴下部台、装配在主轴下部台且在X轴方向往复移动的主轴工作台、装配在主轴工作台且可以在水平面内回转的主轴部构成；或者，主轴台由固定在机床上的主轴下部台、装配在主轴下部台且在X轴方向往复移动的主轴工作台、装配在主轴工作台的主轴部构成，并且在砂轮台回转轴的下方设置检测工件弯曲程度的传感器。本实用新型通过低精度磨削、高精度磨削以及无火花切削的各种工程进行，通过控制装置把砂轮修正成相应的锥度，使内表面磨削加工更精确，更符合工件安装要求。
【专利说明】
一种内表面磨削装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及磨削加工领域，具体为一种内表面磨削装置。
【背景技术】
[0002]如图1所示，原来的内表面磨削装置对圆筒状工件内表面的磨削加工方法一般是:工件W安装在主轴20上，工件W的主轴20与砂轮22的回转轴21呈预设角度Θ，砂轮22安装在回转轴21的前端，二者插入工件内，通过砂轮22外表面和圆筒状工件W内表面的滑动接触进行加工。
[0003]但是，由于砂轮22的外径发生改变，表面切削质量一直处于变化之中。所以，无论怎样改变砂轮22尺寸，即使在同一磨削条件下进行磨削加工，磨削精度也会发生变化。也就是说，砂轮直径较大的话，因为砂轮22的锐利度会不好，回转轴21的弯曲变形会比较大，所以粗加工结束之后，工件W两个端面的内径之差(锥度)会很大。因而，进行过更高精度的磨削加工以及无火花磨削之后，仍会产生切削残留，锥度也不会太小。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种内表面磨削装置，解决现有技术中存在的切削残留等问题，以获得高精度加工工件。
[0005]本实用新型的技术方案是:
[0006]—种内表面磨削装置，在机床上安装主轴台和砂轮台，具体结构如下:
[0007]主轴台由固定在机床上的主轴下部台、装配在主轴下部台且在X轴方向往复移动的主轴工作台、装配在主轴工作台且可以在水平面内回转的主轴部构成，主轴工作台与切削伺服电机连接，在主轴工作台上，安装着以支轴为中心能自主回转的主轴部，主轴部与主轴回转用伺服电机连接;主轴部的一端安装有卡盘，在卡盘上固定着圆筒状的工件，主轴部通过卡盘与工件共同回转；
[0008]砂轮台由砂轮台本体、砂轮工作台、磨头构成，砂轮台本体上设置砂轮工作台，磨头固定在砂轮工作台上，在从磨头延伸出来的回转轴的前端固定着磨削砂轮，砂轮工作台与工作面驱动伺服电机连接。
[0009]所述的内表面磨削装置，切削伺服电机、主轴回转用伺服电机、工作台驱动伺服电机分别与控制装置连接。
[0010]—种内表面磨削装置，在机床上安装主轴台和砂轮台，具体结构如下:
[0011 ]主轴台由固定在机床上的主轴下部台、装配在主轴下部台且在X轴方向往复移动的主轴工作台、装配在主轴工作台的主轴部构成，主轴工作台与切削伺服电机连接;主轴部的一端安装有卡盘，在卡盘上固定着圆筒状的工件，主轴部通过卡盘与工件W共同回转；
[0012]砂轮台由砂轮台本体、砂轮工作台、磨头构成，砂轮台本体上设置砂轮工作台，磨头固定在砂轮工作台上，在从磨头延伸出来的回转轴的前端固定着磨削砂轮，在回转轴的下方设置检测工件弯曲程度的传感器，砂轮工作台与工作面驱动伺服电机连接。
[0013]所述的内表面磨削装置，切削伺服电机、工作台驱动伺服电机分别与控制装置连接。
[0014]本实用新型的优点及有益效果是:
[0015]1、本实用新型通过低精度磨削、高精度磨削以及无火花切削的各种工程进行，由于粗磨和精磨的切入进给位置会随砂轮半径变化而变化，在砂轮半径大的情况下粗磨和精磨结束时切削残余量更小。
[0016]2、本实用新型采用检测砂轮轴加工时期弯曲程度，在回转轴的下方设置检测工件弯曲程度的传感器，检测完毕反馈控制装置，控制装置把砂轮修正成相应的锥度，使内表面磨削加工更精确，更符合工件安装要求。
【附图说明】
[0017]图1为现有内表面磨削装置的示意图。
[0018]图2为本实用新型内表面磨削装置的示意图。
[0019]图3为本实用新型内表面磨削装置的示意图。
[0020]图中，I机床;2主轴台；3砂轮台；4主轴下部台；5主轴工作台；6主轴部;7切削伺服电机;8支轴;9主轴回转用伺服电机;10卡盘;11砂轮台本体;12砂轮工作台；13磨头；14工作面驱动伺服电机;15回转轴；16磨削砂轮。
【具体实施方式】
[0021]实施例1
[0022]如图2所示，本实用新型内表面磨削装置，在机床I上安装主轴台2和砂轮台3，具体结构如下:
[0023]主轴台2由固定在机床I上的主轴下部台4、装配在主轴下部台4且在X轴方向(图2中上下方向)往复移动的主轴工作台5、装配在主轴工作台5且可以在水平面内回转的主轴部6构成，主轴工作台5与切削伺服电机7连接，主轴工作台5通过安装在主轴下部台4上的切削伺服电机7的驱动，使其位置确定在Z轴方向(图2中左右方向)规定位置。在主轴工作台5上，安装着以支轴8为中心能自主回转的主轴部6。主轴部6与主轴回转用伺服电机9连接，主轴部6的回转位置能够通过主轴回转用伺服电机9的驱动进行调整。主轴部6的一端安装有卡盘10，在卡盘10上固定着圆筒状的工件W，主轴部6通过卡盘10与工件W共同回转。
[0024]砂轮台3由砂轮台本体11、砂轮工作台12、磨头13构成，砂轮台本体11上设置砂轮工作台12，磨头13固定在砂轮工作台12上，在从磨头13延伸出来的回转轴15的前端固定着磨削砂轮16，通过回转轴15使磨削砂轮16进行回转，对工件W的内表面进行磨削也变得可能了。砂轮工作台12与工作面驱动伺服电机14连接，砂轮工作台12通过工作面驱动伺服电机14的驱动，在砂轮台本体11范围内，能在Z轴方向(图2中左右方向)上往复移动，使其位置确定在Z轴方向的规定位置。
[0025]切削伺服电机7、主轴回转用伺服电机9、工作台驱动伺服电机14分别与控制装置连接，切削伺服电机7、主轴回转用伺服电机9、工作台驱动伺服电机14等电机被来自控制装置的输入信号驱动控制。
[0026]本实施例内表面磨削加工方法，通过低精度磨削、高精度磨削以及无火花切削的各种工程进行。并且，上述的磨削砂轮16的切入进给速度是一个定值。磨削加工中，由于回转轴15的弯曲，工件W的内径不能变得同切入进给量一样大，产生了切除残余。由于磨削砂轮16的锐利度是随着砂轮直径的大小变化的，切削残余量也是变化的。即使是在不使用加工中测量的尺寸加工中，为了尽可能使实际的精加工磨削量一定和工件W的内表面的圆柱度以及表面粗糙度稳定，切入进给位置应该根据磨削砂轮16的外径尺寸的不同而不同。粗磨时，切入进给位置会随着砂轮16的外径尺寸变化而变化。
[0027]也就是说，如果砂轮16的外径尺寸越大，对于工件W的磨削面的磨削角度越小，砂轮锐利度越低，会在砂轮16的外径尺寸大时取大值，同时改变磨削速度切换的时间，实质上使精磨量固定。通过上述方法，即使是外径尺寸很大、锐利度很低的砂轮16，也不会使工件W内表面的锥度变得很大。
[0028]之后，磨削一定数目的工件，砂轮16的表面变粗糙、加工精度变低后，通过修整成形使砂轮表面回归正常。而且，通过修整成形砂轮16的外径尺寸会逐渐减小，随着外径尺寸减小，砂轮16的对工件W磨削面的磨削角度会变大、锐利度会变高。但是，根据砂轮16的外径尺寸，粗磨切入进给尺寸BI既能实现多阶段控制，也能实现无极控制。
[0029]精磨与上述粗磨时相同，切入进给位置根据砂轮16的外径尺寸的变化而变化。
[0030]在无火花磨削中，砂轮16对于工件W的切入进给结束时，工件W和砂轮16保持之前的状态继续回转。这种情况下，无火花磨削时间是根据砂轮16的外径尺寸而变化的。砂轮16的外径尺寸大时，对工件W的磨削角度很小，能得到所期望的表面粗糙度。当外径尺寸变小时，砂轮16的锐利度变高，表面粗糙程度变差。
[0031 ]由于粗磨和精磨的切入进给位置会随砂轮半径变化而变化，在砂轮16半径大的情况下粗磨和精磨结束时切削残余量更小。
[0032]然而，即便依照前述的磨削方法，在砂轮直径大的情况下，收尾磨削以及无火花磨削结束时的锥角并没有得到改善。那么，本实施例的磨削方法就是进一步使与砂轮直径变化相应的回转轴15的轴心关于主轴部6的倾斜角也更改。
[0033]砂轮直径大的条件下，回转轴15的轴心对应的主轴部6的倾斜角，与砂轮16外径小的时候的倾斜角相比较增大了α，这个倾斜角的变更与粗磨削的进给的位置的改变一样，相应于砂轮16的径向尺寸不仅适用于分级控制，也适用于无极控制。
[0034]按照原来的工件W的切入速度，所对应的砂轮直径会在一定范围没有变化，与此同时不仅能得到所希望的表面粗糙度，也能使内径的精加工尺寸确定在一定范围内，并且能够消除磨削面的倾斜。
[0035]进而，根据调整主轴部6的回转位置，来修正工件W的磨削面的话，根据砂轮16的外表面形状自身保持倾斜，即便修正之后也就没有改变。也就是说砂轮16的断面随着沿着前端方向慢慢的变大并修整成型。这种情况下砂轮16的外径越大，所取得的基于前述磨削结果的修整成型时的倾斜就会越大，外径尺寸小的时候，倾斜随之减小的事情就不必多说了。
[0036]从以上的说明，可以清楚地认识到，如果利用与本实用新型相关的内面磨削装置，调整工件与砂轮的回转中心的角度，砂轮会按照规定的倾斜修整成型，再考虑到磨削加工时回转的挠度，就可以得到没有倾斜度的合适的磨削面。但是这种磨削装置由于靠机械来使磨削加工时减小加工工件内表面产生锥度，为此我们需要研发更高质量完成内表面磨削加工的装置。
[0037]实施例2
[0038]如图3所示，本实用新型内表面磨削装置，在机床I上安装主轴台2和砂轮台3，具体结构如下:
[0039]主轴台2由固定在机床I上的主轴下部台4、装配在主轴下部台4且在X轴方向(图3中上下方向)往复移动的主轴工作台5、装配在主轴工作台5的主轴部6构成，主轴工作台5与切削伺服电机7连接，主轴工作台5通过安装在主轴下部台4上的切削伺服电机7的驱动，使其位置确定在Z轴方向(图3中左右方向)规定位置。主轴部6的一端安装有卡盘10，在卡盘10上固定着圆筒状的工件W，主轴部6通过卡盘10与工件W共同回转。
[0040]砂轮台3由砂轮台本体11、砂轮工作台12、磨头13构成，砂轮台本体11上设置砂轮工作台12，磨头13固定在砂轮工作台12上，在从磨头13延伸出来的回转轴15的前端固定着磨削砂轮16，在回转轴15的下方设置检测工件弯曲程度的传感器G，通过回转轴15使磨削砂轮16进行回转，对工件W的内表面进行磨削也变得可能了。砂轮工作台12与工作面驱动伺服电机14连接，砂轮工作台12通过工作面驱动伺服电机14的驱动，在砂轮台本体11范围内，能在Z轴方向(图3中左右方向)上往复移动，使其位置确定在Z轴方向的规定位置。
[0041]切削伺服电机7、工作台驱动伺服电机14分别与控制装置连接，切削伺服电机7、工作台驱动伺服电机14等电机被来自控制装置的输入信号驱动控制。
[0042]本实施例内表面磨削加工方法，通过低精度磨削、高精度磨削以及无火花切削的各种工程进行。并且，上述的磨削砂轮16的切入进给速度是一个定值。磨削加工中，由于回转轴15的弯曲，工件W的内径不能变得同切入进给量一样大，产生了切除残余。由于磨削砂轮16的锐利度是随着砂轮直径的大小变化的，切削残余量也是变化的。即使是在不使用加工中测量的尺寸加工中，为了尽可能使实际的精加工磨削量一定和工件W的内表面的圆柱度以及表面粗糙度稳定，切入进给位置应该根据磨削砂轮16的外径尺寸的不同而不同。粗磨时，切入进给位置会随着砂轮16的外径尺寸变化而变化。
[0043]如图3所示，本实施例的内表面磨削装置，改进了利用主轴回转伺服电机调整主轴部6的角度，取消了支轴、主轴回转用伺服电机，换成检测砂轮轴加工时期弯曲程度，在回转轴15的下方设置检测工件弯曲程度的传感器G，检测完毕反馈控制装置，控制装置把砂轮修正成相应的锥度，使内表面磨削加工更精确，更符合工件安装要求。
[0044]本实施例内表面磨削加工方法，通过低精度磨削、高精度磨削以及无火花切削的各种工程进行。并且，上述的磨削砂轮16的切入进给速度是一个定值。磨削加工中，由于回转轴15的弯曲，工件W的内径不能变得同切入进给量一样大，产生了切除残余。由于磨削砂轮16的锐利度是随着砂轮直径的大小变化的，切削残余量也是变化的。即使是在不使用加工中测量的尺寸加工中，为了尽可能使实际的精加工磨削量一定和工件W的内表面的圆柱度以及表面粗糙度稳定，切入进给位置应该根据磨削砂轮16的外径尺寸的不同而不同。粗磨时，切入进给位置会随着砂轮16的外径尺寸变化而变化。
【主权项】
1.一种内表面磨削装置，其特征在于，在机床上安装主轴台和砂轮台，具体结构如下: 主轴台由固定在机床上的主轴下部台、装配在主轴下部台且在X轴方向往复移动的主轴工作台、装配在主轴工作台且可以在水平面内回转的主轴部构成，主轴工作台与切削伺服电机连接，在主轴工作台上，安装着以支轴为中心能自主回转的主轴部，主轴部与主轴回转用伺服电机连接;主轴部的一端安装有卡盘，在卡盘上固定着圆筒状的工件，主轴部通过卡盘与工件共同回转； 砂轮台由砂轮台本体、砂轮工作台、磨头构成，砂轮台本体上设置砂轮工作台，磨头固定在砂轮工作台上，在从磨头延伸出来的回转轴的前端固定着磨削砂轮，砂轮工作台与工作面驱动伺服电机连接。2.按照权利要求1所述的内表面磨削装置，其特征在于，切削伺服电机、主轴回转用伺服电机、工作台驱动伺服电机分别与控制装置连接。3.—种内表面磨削装置，其特征在于，在机床上安装主轴台和砂轮台，具体结构如下: 主轴台由固定在机床上的主轴下部台、装配在主轴下部台且在X轴方向往复移动的主轴工作台、装配在主轴工作台的主轴部构成，主轴工作台与切削伺服电机连接;主轴部的一端安装有卡盘，在卡盘上固定着圆筒状的工件，主轴部通过卡盘与工件W共同回转； 砂轮台由砂轮台本体、砂轮工作台、磨头构成，砂轮台本体上设置砂轮工作台，磨头固定在砂轮工作台上，在从磨头延伸出来的回转轴的前端固定着磨削砂轮，在回转轴的下方设置检测工件弯曲程度的传感器，砂轮工作台与工作面驱动伺服电机连接。4.按照权利要求3所述的内表面磨削装置，其特征在于，切削伺服电机、工作台驱动伺服电机分别与控制装置连接。
【文档编号】B24B5/10GK205438045SQ201620243552
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月28日
【发明人】郑师光, 杨琳, 王树伟, 姜滨
【申请人】沈阳海默数控机床有限公司