[发明专利]一种磨削小滚子且带修型修锐砂轮的自动磨床使用方法

摘要

一种磨削小滚子且带修型修锐砂轮的自动磨床使用方法，自动磨床包括床身、大理石台面、底板、石墨轮滑板驱动装置、石墨轮驱动装置、砂轮装置、修锐铜环装置、立式修锐滑板装置、立式修锐驱动装置、电主轴装置、导轮横向进给装置、导轮驱动装置、支撑轮装置、小滚子、石墨轮修锐装置及角板，本发明通过自动磨床使小滚子在磨削加工的同时即可以在线修正砂轮，也可以在线电解修锐砂轮，这样就提高了小滚子的磨削成型精度，而且磨削效率极大提高且成本低，由于小滚子磨削尺寸一致性好使得质量稳定可靠，具有调整、安装、维护、使用方便之特点。

主权项

1.一种磨削小滚子且带修型修锐砂轮的自动磨床使用方法，自动磨床包括床身(1)、大理石台面(2)、底板(3)、石墨轮滑板驱动装置(4)、石墨轮驱动装置(5)、砂轮装置(6)、修锐铜环装置(7)、立式修锐滑板装置(8)、立式修锐驱动装置(9)、电主轴装置(10)、导轮横向进给装置(11)、导轮驱动装置(12)、支撑轮装置(13)、小滚子(14)、石墨轮修锐装置(15)及角板(16)，其中石墨轮滑板驱动装置(4)含有石墨轮固定滑台板(4.1)、第一步进电机(4.2)、电机安装弯板(4.3)、第一滚珠丝杠(4.4)、第一导轨(4.5)、轴承座(4.6)、联轴器(4.7)及第二导轨(4.8)，石墨轮驱动装置(5)含有石墨轮(5.1)、垫圈(5.2)、石墨轮轴(5.3)、螺母(5.4)、唇形密封(5.5)、石墨轮轴承套前压盖(5.6)、石墨轮桶夹上盖(5.7)、滚动轴承(5.8)、石墨轮轴承套后压盖(5.9)、锁紧螺母(5.10)、石墨轮桶夹(5.11)、石墨轮滑台板(5.12)、第一滑块(5.13)、第一丝杠螺母(5.14)、石墨丝杠螺母座(5.15)、绝缘板(5.16)、石墨轮轴承套(5.17)、电机支板(5.18)、第一伺服电机(5.19)、石墨轮电机轴带轮(5.20)及皮带(5.21)，砂轮装置(6)含有绝缘板(6.1)、砂轮支架(6.2)、砂轮(6.3)、砂轮压盖(6.4)、砂轮锁紧螺母(6.5)、砂轮锥套(6.6)、砂轮主轴(6.7)、砂轮主轴连接盘(6.8)及砂轮主轴支架上盖(6.9)，修锐铜环装置(7)含有修锐铜环(7.1)、修锐铜环接杆(7.2)、修锐铜环封条(7.3)及弯头(7.4)，立式修锐滑板装置(8)含有电木板(8.1)、修锐滑板(8.2)、修锐丝杠螺母座(8.3)、第二丝杠螺母(8.4)及第二滑块(8.5)，立式修锐驱动装置(9)含有第二滚珠丝杠(9.1)、丝杠轴承座(9.2)、联轴器(9.3)、电机支架(9.4)、第二步进电机(9.5)、砂轮修锐底座(9.6)及第三导轨(9.7)，电主轴装置(10)含有电主轴连接盘(10.1)、电主轴(10.2)、电主轴支架上盖(10.3)及电主轴支架(10.4)，导轮横向进给装置(11)含有固定滑台板(11.1)、气缸支架(11.2)、气缸(11.3)及第四导轨(11.4)，导轮驱动装置(12)含有导轮(12.1)、导轮轴(12.2)、导轮支架前板(12.3)、电机上调整板(12.4)、电机侧调整板(12.5)、导轮支架后板(12.6)、第二伺服电机(12.7)、气缸连接板(12.8)、滑板(12.9)、微动滑板(12.10)、侧板调整螺钉(12.11)、驱动轮(12.12)、电机安装板(12.13)、上板调整螺钉(12.14)及第三滑块(12.15)，支撑轮装置(13)含有支撑轮底座(13.1)、调整板(13.2)、支撑轮支架(13.3)、支撑轮(13.4)及支撑轮轴(13.5)，石墨轮修锐装置(15)含有刀片(15.1)、刀片夹板(15.2)、刀片滑板(15.3)、石墨轮修锐导轨(15.4)、石墨轮修锐丝杠(15.5)、石墨轮修锐轴承座(15.6)、石墨轮修锐联轴器(15.7) 、石墨轮修锐电机支架(15.8)、石墨轮修锐电机(15.9)、石墨轮修锐座(15.10)、石墨轮修锐丝杠螺母(15.11)、石墨轮修锐螺母座(15.12)及石墨轮修锐滑块(15.13)，自动磨床使用的小滚子磨削砂轮采用立方氮化硼砂轮，将立方氮化硼砂轮简称为砂轮(6.3)，砂轮(6.3)中含有金属结合剂，其特征是：大理石台面(2)固定联接在床身(1)上并通过固定在床身(1)上的八个角板(16)调节大理石台面(2)在床身(1)上的左右、前后位置，底板(3)固定联接在大理石台面(2)之上，石墨轮滑板驱动装置(4)固定联接在底板(3)的左端，石墨轮驱动装置(5)联接在石墨轮滑板驱动装置(4)上方，砂轮装置(6)固定联接在底板(3)中前方并位于石墨轮滑板驱动装置(4)右侧，修锐铜环装置(7)、立式修锐滑板装置(8)和立式修锐驱动装置(9)固定联接在砂轮装置(6)上方，电主轴装置(10)固定联接在底板(3)后方并位于砂轮装置(6)的正后方，导轮横向进给装置(11)固定联接在底板(3)右端并位于砂轮装置(6)的右侧，导轮驱动装置(12)联接在导轮横向进给装置(11)上方，支撑轮装置(13)固定联接在底板(3)上并位于砂轮装置(6)和导轮横向进给装置(11)之间，小滚子(14)放置在支撑轮装置(13)上，石墨轮修锐装置(15)固定联接在立式修锐驱动装置(9)的左侧面；在石墨轮滑板驱动装置(4)中，带有凹槽的石墨轮固定滑台板(4.1)固定联接在底板(3)的左端，电机安装弯板(4.3)固定联接在石墨轮固定滑台板(4.1)的左侧，第一步进电机(4.2)被联接固定在电机安装弯板(4.3)的左端，第一步进电机(4.2)的输出轴通过联轴器(4.7)与第一滚珠丝杠(4.4)联接，在第一滚珠丝杠(4.4)上套接有轴承座(4.6)，轴承座(4.6)固定联接在石墨轮固定滑台板(4.1)上中间的凹槽内，第一步进电机(4.2)驱动第一滚珠丝杠(4.4)旋转，第二导轨(4.8)和第一导轨(4.5)分别固定联接在石墨轮固定滑台板(4.1)的前后两侧；在石墨轮驱动装置(5)中，石墨轮(5.1)通过垫圈(5.2)和螺母(5.4)联接固定在石墨轮轴(5.3)端部，石墨轮轴(5.3)的中部设计为皮带轮结构，石墨轮轴(5.3)后端联接有四个滚动轴承(5.8)并用锁紧螺母(5.10)锁紧， 滚动轴承(5.8)联接在石墨轮轴承套(5.17)内部，石墨轮轴承套(5.17)被石墨轮桶夹上盖(5.7)和石墨轮桶夹(5.11)夹持固定联接在它们的内孔中并在石墨轮轴承套(5.17)前端固定联接石墨轮轴承套前压盖(5.6)，在石墨轮轴承套前压盖(5.6)与石墨轮轴(5.3)之间联接唇形密封(5.5)，在石墨轮轴承套(5.17)后端固定联接石墨轮轴承套后压盖(5.9)，石墨轮桶夹(5.11)通过绝缘板(5.16)联接固定在石墨轮滑台板(5.12)的前端，石墨轮滑台板(5.12)的左端固定联接电机支板(5.18)，电机支板(5.18)后方固定联接第一伺服电机(5.19)，第一伺服电机(5.19)的输出轴通过键与石墨轮电机轴带轮(5.20)联接，石墨轮电机轴带轮(5.20)与石墨轮轴(5.3)中部的皮带轮结构之间安装皮带(5.21)，石墨轮滑台板(5.12)的右侧面下方固定联接石墨丝杠螺母座(5.15)，第一丝杠螺母(5.14)固定联接在石墨丝杠螺母座(5.15)下方的孔内，第一丝杠螺母(5.14)与石墨轮滑板驱动装置(4)的第一滚珠丝杠(4.4)旋合，石墨轮滑台板(5.12)的下面两端固定联接两个第一滑块(5.13)，两个第一滑块(5.13)分别与石墨轮滑板驱动装置(4)的第二导轨(4.8)和第一导轨(4.5)相连，通过第一伺服电机(5.19)→石墨轮电机轴带轮(5.20)→皮带(5.21)→石墨轮轴(5.3)转动使石墨轮(5.1)旋转，第一步进电机(4.2)→第一滚珠丝杠(4.4)旋转→第一丝杠螺母(5.14)使石墨轮滑台板(5.12)左右移动；在砂轮装置(6)中，砂轮(6.3)套装在砂轮锥套(6.6)的外缘上并通过砂轮压盖(6.4)与砂轮锥套(6.6)联接，砂轮锥套(6.6)的内锥面与砂轮主轴(6.7)头部的外锥面配合联接并用砂轮锁紧螺母(6.5)固定，砂轮主轴(6.7)套装在砂轮支架(6.2)与砂轮主轴支架上盖(6.9)中间的轴承孔中，砂轮支架(6.2)通过绝缘板(6.1)固定联接在底板(3)上，调整砂轮(6.3)的位置可以保证砂轮(6.3)中心与左边石墨轮(5.1)中心同高以及两轮的前表面平齐，砂轮主轴(6.7)的尾部联接砂轮主轴连接盘(6.8)；在修锐铜环装置(7)中，修锐铜环接杆(7.2)固定联接在修锐铜环(7.1)上，修锐铜环封条(7.3)固定联接在修锐铜环(7.1)后方，弯头(7.4)联接在修锐铜环封条(7.3)上方，电解液由弯头(7.4)注入修锐铜环封条(7.3)的内腔再流入修锐铜环(7.1)的内腔并从修锐铜环(7.1)的内环面上的喷口喷出；在立式修锐滑板装置(8)中，电木板(8.1)固定联接在修锐滑板(8.2)的前方并与修锐铜环装置(7)中的修锐铜环接杆(7.2)联接，修锐丝杠螺母座(8.3)固定联接在修锐滑板(8.2)的上端后方，第二丝杠螺母(8.4)联接在修锐丝杠螺母座(8.3)的孔内，修锐滑板(8.2)的后方左右两侧固定联接第二滑块(8.5)；在立式修锐驱动装置(9)中，砂轮修锐底座(9.6)固定联接在砂轮主轴支架上盖(6.9)上，第三导轨(9.7)固定联接在砂轮修锐底座(9.6)的左右两侧，电机支架(9.4)固定联接在砂轮修锐底座(9.6)的上端，第二步进电机(9.5)联接在电机支架(9.4)的上方并通过联轴器(9.3)与第二滚珠丝杠(9.1)联接，第二滚珠丝杠(9.1)的上端套装在丝杠轴承座(9.2)的轴承孔内，丝杠轴承座(9.2)固定联接在砂轮修锐底座(9.6)上，立式修锐滑板装置(8)中的第二丝杠螺母(8.4)与第二滚珠丝杠(9.1) 旋合，第二步进电机(9.5)→第二滚珠丝杠(9.1)旋转→第二丝杠螺母(8.4)→修锐丝杠螺母座(8.3)→修锐滑板(8.2)→电木板(8.1)→修锐铜环接杆(7.2)使修锐铜环(7.1)上下移动，以调节修锐铜环(7.1)与砂轮(6.3)之间的间隙来满足电解在线修锐的间隙条件；在电主轴装置(10)中，电主轴(10.2)联接在电主轴支架上盖(10.3)和电主轴支架(10.4)所形成的内孔中，电主轴支架(10.4)固定联接在底板(3)上且位于砂轮装置(6)的后方，电主轴(10.2)前端固定联接电主轴连接盘(10.1)，电主轴连接盘(10.1)与砂轮装置(6)的砂轮主轴连接盘(6.8)柔性联接，电主轴(10.2)→砂轮主轴(6.7)使砂轮(6.3)旋转；在导轮横向进给装置(11)中，固定滑台板(11.1)固定联接底板(3)上，两条第四导轨(11.4)分别固定联接在固定滑台板(11.1)上方的前后两端凹槽内，气缸支架(11.2)固定联接在固定滑台板(11.1)的右端，气缸(11.3)固定联接在气缸支架(11.2)上；在导轮驱动装置(12)中，第三滑块(12.15)固定联接在滑板(12.9)下方的前后两侧并与导轮横向进给装置(11)中的两个第四导轨(11.4)相联，微动滑板(12.10)固定联接在滑板(12.9)上面，导轮支架前板(12.3)和导轮支架后板(12.6)分别固定联接在微动滑板(12.10)上方的前后两侧，导轮(12.1)套装在导轮轴(12.2)中间，导轮轴(12.2)联接在导轮支架前板(12.3)和导轮支架后板(12.6)左上方的支撑孔内，驱动轮(12.12)位于导轮(12.1)的右方且偏上2‑3mm，驱动轮(12.12)联接在第二伺服电机(12.7)的输出轴上，第二伺服电机(12.7)通过电机安装板(12.13)固定联接在导轮支架后板(12.6)上的后方，电机上调整板(12.4)固定联接在导轮支架前板(12.3)和导轮支架后板(12.6)的上方，上板调整螺钉(12.14)旋在电机上调整板(12.4)的螺孔内而其头部顶在电机安装板(12.13)的上端，通过旋转上板调整螺钉(12.14)可微调电机安装板(12.13)的上下位置，电机侧调整板(12.5)固定联接在导轮支架前板(12.3)和导轮支架后板(12.6)的右侧，侧板调整螺钉(12.11)旋在电机侧调整板(12.5)的螺孔内而其头部顶在电机安装板(12.13)的右端，通过旋转侧板调整螺钉(12.11)可微调电机安装板(12.13)的左右位置，第二伺服电机(12.7)驱动驱动轮(12.12)旋转，由于驱动轮(12.12)与导轮(12.1)相切，因此驱动轮(12.12)通过摩擦力带动导轮(12.1)转动，气缸连接板(12.8)固定联接在滑板(12.9)的右侧并与导轮横向进给装置(11)中的气缸(11.3)的伸出杆相连接，气缸(11.3)伸出杆的伸出和缩进带动导轮(12.1)左右移动；在支撑轮装置(13)中，支撑轮底座(13.1)固定联接在底板(3)上，支撑轮支架(13.3)通过调整板(13.2)固定联接在支撑轮底座(13.1)的右上方，支撑轮(13.4)套装在支撑轮轴(13.5)中间，支撑轮轴(13.5)两端联接在支撑轮支架(13.3)前后两端的支撑孔内；在石墨轮修锐装置(15)中，石墨轮修锐座(15.10)固定联接在砂轮修锐底座(9.6)的左侧，刀片(15.1)由刀片夹板(15.2)固定在刀片滑板(15.3)上，刀片滑板(15.3)右方的前后两侧固定联接两个石墨轮修锐滑块(15.13)，两个石墨轮修锐滑块(15.13)与固定联接在石墨轮修锐座(15.10)上前后两侧的石墨轮修锐导轨(15.4)相联，刀片滑板(15.3)的上端中间固定联接石墨轮修锐螺母座(15.12)，石墨轮修锐丝杠螺母(15.11)套装在石墨轮修锐螺母座(15.12)的内孔中并与石墨轮修锐丝杠(15.5)相联接，石墨轮修锐丝杠(15.5)上端套装在石墨轮修锐轴承座(15.6)的轴承孔内，石墨轮修锐轴承座(15.6)固定联接在石墨轮修锐座(15.10)上，石墨轮修锐丝杠(15.5)上端通过石墨轮修锐联轴器(15.7)与石墨轮修锐电机(15.9)的输出轴相联，石墨轮修锐电机(15.9)固定联接在石墨轮修锐电机支架(15.8)的上方，石墨轮修锐电机(15.9)→石墨轮修锐丝杠(15.5)→石墨轮修锐丝杠螺母(15.11)→刀片滑板(15.3)带动刀片(15.1)上下移动；磨削前先将砂轮(6.3)和导轮(12.1)的外缘修成与小滚子(14)轮廓相反的轮廓，即小滚子(14)凸度形面一方面与砂轮(6.3)工作面构成一对共轭曲面，另一方面又与导轮(12.1)工作面构成一对共轭曲面，气缸(11.3)驱动导轮(12.1)快进并与小滚子(14)相切，使导轮(12.1)和砂轮(6.3)之间具有一定间隙时再将小滚子(14)放于所述间隙之间并处于支撑轮(13.4)上，调整支撑轮(13.4)高度使支撑小滚子(14)的中心与砂轮(6.3)中心高度一致，调整导轮(12.1)的位置使导轮(12.1)的中心高度比小滚子(14)的中心与砂轮(6.3)的中心连线高出2‑3mm，注意增大该高度在磨削小滚子(14)时其支撑轮(13.4)的受力会增大，磨削小滚子(14)的圆度误差趋于增大；降低该高度过又会导致小滚子(14)在磨削区里跳动； 磨削时电主轴(10.2)驱动砂轮(6.3)转动，在电机(12.7)→驱动轮(12.12)→导轮(12.1)转动下使砂轮(6.3)和导轮(12.1)同向转动，导轮(12.1)圆周速度控制在20‑30m/min，而磨削砂轮(6.3)的圆周速度是导轮(12.1)的60‑80 倍，小滚子(14)在砂轮(6.3)和导轮(12.1)的摩擦力作用下被动旋转，由于小滚子(14)和磨削砂轮(6.3)的接触区域存在较大的线速度差从而实现其材料的磨削去除，周而复始即可实现小滚子(14)的稳定高效率磨削加工；与此同时，上述磨削过程中的砂轮(6.3)会产生磨损、堵塞或是粘附现象，易导致磨削力增大或是磨削温度增高，对磨削质量会产生影响，为使砂轮(6.3)始终保持良好的磨削性能，必须定时对其进行在线修型或是在线修锐；在线修型前先将石墨轮(5.1)修成与砂轮(6.3)相反的轮廓，将砂轮(6.3)接成正极而将石墨轮(5.1)接成负极，在线修型时砂轮(6.3)与石墨轮(5.1)相对转动并向砂轮(6.3)与石墨轮(5.1)之间喷入水溶型乳化液，通过调整电压及脉宽在砂轮(6.3)和石墨轮(5.1)之间产生脉冲火花放电，对砂轮(6.3)上的金属结合剂进行电蚀，使新的磨粒露出金属结合剂表面并形成磨削小滚子(14)所需要之轮廓，即可达到在线修型之目的；当石墨轮(5.1)工作一段时间后其表面磨损轮廓形状误差增大需要修锐时，修锐刀片(15.1)在石墨轮修锐电机(15.9)的带动下向下移动，对高速旋转的石墨轮(5.1)进行修锐，由于修锐刀片(15.1)的轮廓形状已修成与石墨轮(5.1)所需轮廓相反的轮廓，因此可以将石墨轮(5.1)的轮廓修成所需形状；在线修锐前先将修锐铜环(7.1)电极的内环面修成与成型砂轮(6.3)相反的轮廓，将砂轮(6.3)接成正极而将修锐铜环(7.1)接成负极并调整好修锐铜环(7.1)与砂轮(6.3)之间的间隙，所述间隙电解在线修锐必需的间隙条件，修锐时砂轮(6.3)转动并向砂轮(6.3)和修锐铜环(7.1)之间注入电解液，在接通电源情况下就发生电解反应，预修锐开始时砂轮(6.3)中的金属结合剂在电解作用下而脱离，同时氧化物被堆积在砂轮(6.3)表面并形成具有绝缘性质的含铁氧化物薄膜层，氧化物薄膜层使得作用在金属结合剂上的电解电流逐渐降低导致其电解作用减弱，从而避免金属结合剂的过量流失并修锐砂轮(6.3)至成型轮廓；随着砂轮(6.3)磨削小滚子(14)工序的继续进行又使其表面的磨粒产生磨损，而此时砂轮(6.3)表面的氧化物薄膜层又继续逐渐被去除，再次引起电解电流的增加，电解修锐又重新开始并重新促使砂轮(6.3)中的金属结合剂脱离，新生成的氧化物薄膜层再次使得作用在金属结合剂上的电解电流逐渐降低导致其电解作用减弱，再次避免金属结合剂的过量流失并修锐砂轮(6.3)至成型轮廓；周而复始的在线修锐始终保持了砂轮(6.3)至成型轮廓，极大提高了小滚子(14)的高效率磨削加工。