[发明专利]砂带无心磨削与研抛的粗/精加工一体化加工装置

说明书

技术领域

本发明属于机械制造技术领域，特别涉及一种砂带无心磨削与研抛的粗/精加工一体化加工装置。

背景技术

目前对外圆表面的磨削加工研究多数集中于单项磨削(包括固结磨具磨削和涂覆磨具磨削)或单纯研磨抛光(简称研抛)的研发与应用。

在固结磨具磨削方面：包括砂轮外圆磨削、砂轮无心磨削、金刚石砂轮精密镜面磨削、油石振动超精研磨，如北京第一机床厂开发了超精加工油石抛光专机，仅涉及研抛部分，未涉前期的磨削部分。

在涂覆磨具磨削方面：包括砂带外圆磨削、砂带无心外圆磨削，如重庆大学开发了适于粗磨、半精磨的砂带无心磨床，由于砂带粒度受限，不能涉及精细研抛；清华大学开展了硬磁盘的开式砂带振动精密研抛技术，但同样未涉及粗磨、精磨等磨削部分；广东潮汕地区诸多企业对于外圆表面多数采用仿制美国专利的微粉级金刚石带振动抛光，但效率不高，成本太昂贵，仅用于精磨工序。某些造纸厂采用德国进口精细砂带(800#～1000#)外圆磨削、研抛造纸滚筒，同样存在砂带断裂问题。

对于外圆的单纯研磨抛光方法有：

1、在车床上，采用铸铁研磨套内涂研磨膏的手动进给操作方式，通用性差、效率低、表面加工质量不稳定。

2、采用高速运行的羊毛轮夹带研磨膏对外圆表面进行手持工具研抛，由于羊毛轮弹性好，能根据与工件接触的状况而产生弹性变形，接触面积大，研抛效率较高，研磨膏最细可达W0.5，能达到镜面效果。

3、采用聚氨酯发泡磨料混成的弹性砂轮对外圆面抛光，此方式接触面积受限、磨料粒度不够精细(市面限于600#)。

现有细长圆杆件外圆磨削所用的外圆(砂带或砂轮)磨床磨削存在中心孔夹持工件刚性差，圆柱度难于保证，砂轮无心磨床因其刚性接触，易于使工件振动不太适于长径比过大的工件。现有的磨削、研抛技术都采用多工序的工序分散方式，未能将前期的磨削和后续的研抛达到有机的结合，而形成一体化综合工艺。

发明内容

为了解决细长圆杆件外圆粗磨、精磨、抛光等刚性差、多工序加工、设备多、转运多、操作复杂、安装不便等现存工艺问题，本发明的目的在于提供一种对外圆表面进行磨削加工的砂带无心磨削与研抛的粗/精加工一体化加工装置。该装置提高总体效率、降低加工成本、扩大加工范围；集粗、半精、精加工(单磨头更换砂带或不同粒度号多磨头实现)、研磨抛光(可调羊毛轮夹带研磨膏)于一体。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：一种砂带无心磨削与研抛的粗/精加工一体化加工装置，包括工件托轮、导轮、研磨头、过渡齿轮、固定齿轮、双轴电动机和砂带无心磨头，所述加工装置工件轴向进给方向的一端设置一导轮和一砂带无心磨头，另一端设置两个导轮，所述导轮和砂带无心磨头均垂直于工件轴向进给方向，所述工件托轮支承工件，所述砂带无心磨头由磨头驱动轮、砂带和磨头接触轮组成，磨头驱动轮通过砂带与磨头接触轮连接；所述双轴电动机一端与磨头驱动轮固定连接，另一端与固定齿轮连接；固定齿轮与过渡齿轮齿合，过渡齿轮与研磨头齿合连接，固定齿轮将回转运动通过过渡齿轮(也可以是多级过渡齿，视结构尺寸而定)传递给研磨头，实现对工件的研抛主运动。

所述研磨头包括复位弹簧、带齿轴套、固定轴承座、球轴承、弧楔型压块、离心球、端盖、羊毛轮和内含磨料的研磨膏，所述带齿轴套通过球轴承与固定轴承座连接，带齿轴套与过渡齿轮齿合，带齿轴套在过渡齿轮带动下高速回转。所述羊毛轮一端与带齿轴套内端面定位连接，另一端与端盖相连接，端盖与带齿轴套通过螺钉固定连接；羊毛轮外表面通过弧楔形压块与带齿轴套内锥面相连。所述弧楔形压块一端通过复位弹簧与带齿轴套相连接，另一端通过离心球与端盖相连接，弧楔形压块与端盖之间形成沟槽。当速度较低和静止时，复位弹簧使弧楔形压块始终移向端盖，离心球沿沟槽向中心轴方向移动，放松羊毛轮外表面。当带齿轴套运动时，端盖、羊毛轮和离心球都回转，离心力迫使离心球沿沟槽外移，推动弧楔形压块远离端盖并压缩复位弹簧，由于锥面配合性质，弧楔形压块对羊毛轮均匀施加正压力，使内含磨料的研磨膏与工件表面产生研抛作用，这个施力过程是自动完成。

所述羊毛轮为弹性开口套结构，便于收紧，其内圆表面开槽，槽内可以夹带研磨膏。所述内含磨料的研磨膏通过自身的粘性将磨料游离固定在羊毛轮内表面及其开槽内。内含磨料的研磨膏从带齿轴套的一端加入并在工件轴向进给带动进入羊毛轮和工件的外表面之间。