專利名稱：油石伺服脹縮進給裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及控制珩磨頭油石脹縮量的傳動與控制技術領域，特別涉及一種可通過數控技術精確控制珩磨頭油石漲縮量以實現工件孔徑精密珩磨的油石伺服脹縮進給裝置。
背景技術：
目前，珩磨頭油石脹縮量的控制與進給方式一般采用液壓伺服油缸進給裝置，該裝置為定壓式進給裝置，即在珩磨工序結束前由伺服控制下保持進給油缸的進油壓力不變，進而使珩磨內孔時珩磨頭油石與孔壁的接觸壓力保持恒定，珩磨初始階段效率較高，但隨著孔壁粗糙度的提高，油石與孔壁間的潤滑效果迅速降低，再加之切削沫在油石上堆積后又不易沖洗，因此，珩磨效率又隨之降低，且不利于油石自銳。另外，該裝置的進給動作還受電氣控制系統和液壓系統頻率響應的影響而存在滯后現象，從而會導致磨削過量或欠磨削現 象，因此，內孔珩磨精度不夠穩定。

發明內容
為了克服液壓伺服油缸進給裝置的定壓式進給方式本身存在的缺陷而造成的油石潤滑不良、自銳性差、珩磨效率不恒定以及珩磨精度不穩定的不足，本發明提供一種油石伺服脹縮進給裝置。一種油石伺服脹縮進給裝置，包括伺服電機、滾珠絲杠螺旋傳動副、具有前后開口的殼體及推拉桿，滾珠絲杠螺旋傳動副設置在殼體內，伺服電機與殼體相對固定且伺服電機的輸出軸端從前開口穿入殼體并與滾珠絲杠螺旋傳動副的一端連接，推拉桿的一端從后開口插入殼體并與滾珠絲杠螺旋傳動副的另一端連接。推拉桿的另一端露在殼體外，以與珩磨頭內的脹縮機構連接并通過滾珠絲杠螺旋傳動副將伺服電機的旋轉運動轉換為推拉桿的直線運動，帶動推拉桿產生推拉位移，使珩磨頭內的油石產生一定的脹縮量。利用上述油石伺服脹縮進給裝置為珩磨頭中的油石提供脹縮量時，數控系統控制伺服電機定量脈沖式地為滾珠絲杠螺旋傳動副提供動力，滾珠絲杠螺旋傳動副的螺旋傳動方式將伺服電機提供的轉數或轉角轉換為軸向直線位移以推拉推拉桿，進而使推拉桿也定量脈沖式地為珩磨頭內的油石提供脹縮量，以此來克服現有技術中液壓伺服油缸進給裝置的定壓式進給方式存在的問題。


圖I是一較佳實施方式的油石伺服脹縮進給裝置的結構示意圖。圖2是圖I中的殼體結構示意圖。圖3是圖I中的絲桿結構示意圖。圖4是圖I中的絲母結構示意圖。圖5是圖I中的絲母導向套結構示意圖。圖6是圖I中的推拉桿結構示意圖。圖7是另一較佳實施方式的油石伺服脹縮進給裝置結構示意圖。圖8是圖7中的殼體結構示意圖。圖9是圖7中的聯軸器結構示意圖。
圖10是圖7中的撥轉套結構示意圖。圖11是圖7中的滾珠絲杠螺旋傳動副結構示意圖。圖12是圖7中的止轉套結構示意圖。圖13是油石伺服脹縮進給裝置的應用控制原理。圖中油石伺服脹縮進給裝置10、伺服電機11、滾珠絲杠螺旋傳動副12、絲桿121、傳動螺紋部1210、階梯式連接部1211、絲母122、小軸端1220、大軸端1221、絲母導向套
123、銷孔1230、前通道1231、中通道1232、后通道1233、止轉限位銷124、軸承壓蓋125、端面推力球軸承126、殼體13、軸承孔位131、前開口 132、長孔133、后開口 134、推拉桿14、臺肩141、行星減速器15、聯軸器16、角接觸推力球軸承17、軸承外圈壓套18、軸承內圈壓套19、油石伺服脹縮進給裝置20、伺服電機21、滾珠絲杠螺旋傳動副22、絲桿221、絲母222、小 軸端2220、大軸端2221、止轉塊223、殼體23、前開口 231、后開口 232、推拉桿24、臺肩241、聯軸器25、小軸套端251、大端252、切割槽253、切口 254、槽255、撥轉套26、凸起261、止轉套27、止轉槽271、軸承隔離套28、端蓋29、轉接連接板30、角接觸球軸承31、推力球軸承32、軸承鎖緊套33、數控系統40、輸入模塊41、檢測模塊4具體實施例方式 請參看圖1，油石伺服脹縮進給裝置10包括伺服電機11、滾珠絲杠螺旋傳動副12、具有前后開口的殼體13及推拉桿14。滾珠絲杠螺旋傳動副12設置在殼體13內，伺服電機11與殼體13相對固定且伺服電機11的輸出軸端從殼體13的前開口穿入并與滾珠絲杠螺旋傳動副12的一端連接,推拉桿14的一端從殼體13的后開口插入殼體13并與滾珠絲杠螺旋傳動副12的另一端連接。推拉桿14的另一端露在殼體13外，以與珩磨頭連接并通過滾珠絲杠螺旋傳動副12的絲杠絲母傳動方式動態的為珩磨頭內的油石提供脹縮量。在本實施方式中，油石伺服脹縮進給裝置10還包括行星減速器15、聯軸器16，伺服電機11以法蘭型式連接在行星減速器15的輸入軸端，行星減速器15與殼體13相對固定，滾珠絲杠螺旋傳動副12的一端通過聯軸器16與行星減速器15的輸出軸連接。請同時參看圖2，殼體13內設置有軸承孔位131，且軸承孔位131靠近殼體13的前開口 132，殼體13上還設置有與殼體13內腔穿透的長孔133，且長孔133靠近殼體13的后開口 134。其中，伺服電機11可為小型高速電動機。滾珠絲杠螺旋傳動副12包括絲桿121、絲母122、絲母導向套123、止轉限位銷
124、軸承壓蓋125、端面推力球軸承126。絲桿121的靠近傳動螺紋的軸部穿過一對相向安裝在殼體13內的軸承孔位上的角接觸推力球軸承17后與聯軸器16連接，其中角接觸推力球軸承17通過軸承外圈壓套18、軸承內圈壓套19固定在殼體13內腔的軸承孔中，其中軸承外圈壓套18通過螺釘固定在殼體13上，軸承內圈壓套19通過螺釘固定在絲桿121上。絲母122及絲母導向套123安裝在殼體13內且靠近殼體13的后開口 123，絲母122的小軸端部分插入絲母導向套123 —端的孔內，絲母122的大軸端與絲母導向套123在軸向采用螺釘固定，絲桿121的傳動螺紋端從絲母122的大端旋入絲母122中，絲母導向套123的中間徑向位置開有一個銷孔1230，銷孔1230內過盈安裝有一個止轉限位銷124，止轉限位銷124伸出絲母導向套123的部分插入殼體13的長孔133中，絲母導向套123的另一端與推拉桿14軸向固定連接，且推拉桿14與絲母導向套123可相對轉動。推拉桿14具有臺肩141的一端通過設置在絲母導向套123的孔內的一對端面推力球軸承126與絲母導向套123在軸向固定，絲母導向套123的靠近殼體13的后開口安裝有軸承壓蓋125，推拉桿14的桿端伸出軸承壓蓋125的開口以插入珩磨頭內推拉油石脹縮機構控制油石的脹縮量。請同時參看圖3至圖6，絲桿121包括傳動螺紋部1210及與傳動螺紋部1210連接的階梯式連接部1211，階梯式連接部1211穿過一對相向安裝在殼體13內的軸承孔位上的角接觸推力球軸承17后與聯軸器16連接；絲母122包括小軸端1220及與小軸端1220連接的大軸端1221 ;絲母導向套123包括前通道1231、中通道1232及后通道1233，前通道1231及后通道1233的通道直徑大于中通道1232的通道直徑，中通道1232的壁上開設有所述銷孔1230。推拉桿14的一端設置有圓環形的臺肩141。請參看圖7所示的另一較佳實施方式的油石伺服脹縮進給裝置的結構示意圖，油石伺服脹縮進給裝置20包括伺服電機21、滾珠絲杠螺旋傳動副22、具有前后開口的殼體23及推拉桿24、聯軸器25、撥轉套26、止轉套27、軸承隔離套28、端蓋29。滾珠絲杠螺旋傳動副22包括絲桿221、絲母222、止轉塊223 ;伺服電機21通過轉接連接板30連接在殼體23的前開口，撥轉套26的兩端對應穿過安裝在殼體23內的兩個角接觸球軸承31以固定在殼 體23內，撥轉套26的一端通過聯軸器25與伺服電機21的輸出軸端連接，絲母222的小軸端從撥轉套26另一端插入并與撥轉套26相對固定；軸承隔離套28設置在殼體23中，且套在撥轉套26上并位于兩個角接觸球軸承31之間；殼體23的后開口安裝所述端蓋29，止轉套27設置在絲母222與端蓋29之間且通過螺釘與端蓋29相對固定，止轉套27的內孔的直徑大于絲桿221的外直徑，且止轉套27的內孔壁軸向開設有止轉槽271，絲桿221的傳動螺紋端旋入絲母222中，絲桿221的另一端與所述止轉塊223的一端固定，止轉塊223的另一端插入止轉套27的止轉槽271內，絲桿221的另一端還與推拉桿24軸向固定連接，且推拉桿24與絲桿221可相對轉動。其中，伺服電機21可為中型低速電動機。請同時參看圖8至圖12，殼體23的內腔為階梯結構，殼體23的前開口 231的直徑小于后開口 232的直徑；絲桿221為中空柱狀，絲母222包括小軸端2220及與小軸端2220連接的大軸端2221，止轉塊223為長方形；推拉桿24的一端設置有圓環形的臺肩241，推拉桿24具有臺肩的一端插入絲桿221的內孔中，且通過設置在絲桿221的內孔中的一對推力球軸承32及軸承鎖緊套33將推拉桿24的具有臺肩241的一端軸向固定在絲桿221的內孔中；推拉桿24的另一端從端蓋29的開口處伸出以插入珩磨頭內推拉油石脹縮機構控制油石的脹縮量；聯軸器25包括小軸套端251及與小軸套端251連接的大端252，小軸套端251靠近大端252的根部有一條深度超過大端252直徑的切割槽253，聯軸器25的小軸套端251位于切割槽253的中間軸向有一條穿透性切口 254，在切口 254兩側用螺釘將聯軸器25與伺服電機21的輸出軸連接，撥轉套26與聯軸器25連接的一端的端面具有兩個凸起261，凸起261插入聯軸器25大端面上凹下的槽255內。請同時參看圖13，在使用油石伺服脹縮進給裝置10為珩磨頭內的油石提供脹縮量時，先將油石伺服脹縮進給裝置10與數控系統40連接，數控系統40還與輸入模塊41及檢測模塊42連接。檢測模塊42測量油石對工件孔徑的已磨削量，并產生對應的已磨削量值。輸入模塊41響應操作者的輸入目標孔徑約束參數和已知油石參數的操作，產生對應的目標孔徑約束參數值及已知油石參數值。油石伺服脹縮進給裝置10通過絲杠絲母傳動方式動態的為珩磨頭內的油石提供脹縮量。數控系統40根據目標孔徑約束參數值、已知油石參數值及已磨削量值計算出伺服電機轉動值，并按照轉動值控制油石伺服脹縮進給裝置10的推拉桿14產生一定位移，使推拉桿的桿端伸入到珩磨頭內推拉油石脹縮機構，以實現油石向珩磨頭徑向產生一定的脹縮量。 圖13中的油石伺服脹縮進給裝置10也可以替換為油石伺服脹縮進給裝置20。
權利要求
1.一種油石伺服脹縮進給裝置，其特征在于油石伺服脹縮進給裝置包括伺服電機、滾珠絲杠螺旋傳動副、具有前后開口的殼體及推拉桿，滾珠絲杠螺旋傳動副設置在殼體內，伺服電機與殼體相對固定且伺服電機的輸出軸端從前開口穿入殼體并與滾珠絲杠螺旋傳動副的一端連接，推拉桿的一端從后開口插入殼體并與滾珠絲杠螺旋傳動副的另一端連接；推拉桿的另一端露在殼體外，以與珩磨頭內的脹縮機構連接并通過滾珠絲杠螺旋傳動副將伺服電機的旋轉運動轉換為推拉桿的直線運動，以定量脈沖方式適時地為珩磨頭內的油石提供脹縮量。
2.根據權利要求I所述的油石伺服脹縮進給裝置，其特征在于油石伺服脹縮進給裝置還包括行星減速器、聯軸器，伺服電機以法蘭型式連接在行星減速器的輸入軸端，行星減速器的輸出軸端連接在殼體一端，滾珠絲杠螺旋傳動副的一端通過聯軸器與行星減速器的輸出軸端連接。
3.根據權利要求2所述的油石伺服脹縮進給裝置，其特征在于殼體內設置有軸承孔位，且軸承孔位靠近殼體的前開口，殼體上還設置有與殼體內腔穿透的長孔，且長孔靠近殼體的后開口，滾珠絲杠螺旋傳動副包括絲桿、絲母、絲母導向套；絲桿的靠近傳動螺紋的軸部穿過一對相向安裝在殼體內的軸承孔位上的角接觸推力球軸承后與聯軸器連接，絲母及絲母導向套安裝在殼體內且靠近后開口，絲母的小軸端部分插入絲母導向套一端的孔內，絲母的大軸端與絲母導向套在軸向采用螺釘固定，絲桿的傳動螺紋端從絲母的大端旋入絲母中，絲母導向套的中間徑向位置開有一個銷孔，銷孔內過盈安裝有一個止轉限位銷，止轉限位銷伸出絲母導向套的部分插入殼體的長孔中，絲母導向套的另一端與推拉桿軸向固定連接，且推拉桿與絲母導向套可相對轉動。
4.根據權利要求3所述的油石伺服脹縮進給裝置，其特征在于角接觸推力球軸承通過軸承外圈壓套、軸承內圈壓套固定在殼體內腔的軸承孔中，其中軸承外圈壓套通過緊定螺釘固定在殼體上，軸承內圈壓套通過緊定螺釘固定在絲桿上。
5.根據權利要求3所述的油石伺服脹縮進給裝置，其特征在于推拉桿具有臺肩的一端通過設置在絲母導向套的孔內的一對端面推力球軸承與絲母導向套在軸向固定，絲母導向套的靠近殼體后開口的端面安裝有軸承壓蓋，推拉桿的桿端伸出軸承壓蓋的開口以插入珩磨頭內推拉油石脹縮機構控制油石的脹縮量。
6.根據權利要求I所述的油石伺服脹縮進給裝置，其特征在于油石伺服脹縮進給裝置還包括聯軸器、撥轉套、止轉套、軸承隔離套、端蓋，滾珠絲杠螺旋傳動副包括絲桿、絲母、止轉塊；伺服電機通過轉接連接板連接在殼體的前開口，撥轉套的兩端對應穿過安裝在殼體內的兩個角接觸球軸承以固定在殼體內，撥轉套的一端通過聯軸器與伺服電機的輸出軸端連接，絲母的小軸端從撥轉套另一端插入并與撥轉套相對固定；軸承隔離套設置在殼體中，且套在撥轉套上并位于兩個角接觸球軸承之間；殼體的后開口安裝所述端蓋，止轉套設置在絲母與端蓋之間且通過螺釘與端蓋相對固定，止轉套的內孔的直徑大于絲桿的外直徑，且止轉套的內孔壁軸向開設有止轉槽，絲桿的傳動螺紋端旋入絲母中，絲桿的另一端與所述止轉塊的一端固定，止轉塊的另一端插入止轉套的止轉槽內，絲桿的另一端還與推拉桿軸向固定連接，且推拉桿與絲桿可相對轉動。
7.根據權利要求6所述的油石伺服脹縮進給裝置，其特征在于絲桿為中空柱狀，推拉桿具有臺肩的一端插入絲桿的內孔中，且通過設置在絲桿的內孔中的一對推力球軸承及軸承鎖緊套將推拉桿的具有臺肩的一端軸向固定在絲桿的內孔中；推拉桿的另一端從端蓋的開口處伸出以插入珩磨頭內推拉油石脹縮機構控制油石的脹縮量。
8.根據權利要求6所述的油石伺服脹縮進給裝置，其特征在于聯軸器包括小軸套端及與小軸套端連接的大端，小軸套端靠近大端的根部有一條深度超過大端直徑的切割槽， 聯軸器小軸套端位于此切割槽的中間軸向有一條穿透性切口，在切口兩側用螺釘將聯軸器與伺服電機的主軸連接，撥轉套與聯軸器連接的一端的端面具有兩個凸起，凸起部分插入聯軸器大端面上凹下的槽內。
全文摘要
一種油石伺服脹縮進給裝置，該裝置包括伺服電機、滾珠絲杠螺旋傳動副、具有前后開口的殼體及推拉桿，滾珠絲杠螺旋傳動副設置在殼體內，伺服電機與殼體相對固定且伺服電機的輸出軸端從前開口穿入殼體并與滾珠絲杠螺旋傳動副的一端連接，推拉桿的一端從后開口插入殼體并與滾珠絲杠螺旋傳動副的另一端連接，推拉桿的另一端露在殼體外，以與珩磨頭內的脹縮機構連接。該裝置通過滾珠絲杠螺旋傳動副將伺服電機的旋轉運動轉換為推拉桿的直線運動，以定量脈沖方式適時地為珩磨頭內的油石提供脹縮量，以克服現有技術中液壓伺服油缸進給裝置的定壓進給方式存在的問題。
文檔編號B24B33/06GK102717327SQ201210238260
公開日2012年10月10日 申請日期2012年7月11日 優先權日2012年7月11日
發明者孫必武, 朱光壽, 李永東, 王志輝, 麥學東 申請人:銀川市恒益達機械有限公司