專利名稱：采用多條平行砂帶同時(shí)磨削一工件表面的磨床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及用于磨削工件表面，例如凸輪軸上的凸起部分或凸輪表面，曲軸上的直徑面以及類似工件表面的機(jī)床。本發(fā)明特別涉及計(jì)算機(jī)控制的，采用多條平行的磨削砂帶，可同時(shí)磨削園柱形工件上的多個(gè)表面，例如凸輪軸或類似工件上的多個(gè)凸起部的表面的機(jī)床。
現(xiàn)有技術(shù)中，通常，是用砂輪磨削凸輪軸的凸輪凸部的，它是用砂輪依次磨削每一個(gè)凸輪而完成的。在有些情況下，利用具有兩個(gè)磨頭的復(fù)雜機(jī)構(gòu)的磨床，可同時(shí)磨削一對(duì)凸輪。
特別是，為適應(yīng)自動(dòng)化生產(chǎn)需要，已經(jīng)在努力設(shè)計(jì)和開發(fā)一種可靠的磨床，它能夠同時(shí)磨削凸輪軸上的若干個(gè)或全部凸輪凸起部。因此凸輪軸是一種大量生產(chǎn)的，昂貴和復(fù)雜的部件，而且因?yàn)樯a(chǎn)凸輪軸的成本較高，所以為了在技術(shù)上超過(guò)依賴砂輪的那些公知技術(shù)，已經(jīng)考慮了多種方案。
一種可替代的方案是把焦點(diǎn)集中在用磨削砂帶代替?zhèn)鹘y(tǒng)的砂輪。這種方案具有很大的潛力。因?yàn)樗刹捎贸刹⒘嘘P(guān)系的幾個(gè)砂帶，同時(shí)磨削凸輪軸上的幾個(gè)凸起部。這些砂帶，如果大批量生產(chǎn)，其成本也將是非常低的，在使用了連續(xù)的一段時(shí)間后，可把砂帶報(bào)廢。
正如1979年11月27日授權(quán)給Ido Boscher的美國(guó)專利US-4,175,358中所說(shuō)明的。在意大利十年或更多年以前，就已開始用砂帶來(lái)磨削凸輪軸了。該專利公開了一種切入式磨床，它采用多個(gè)砂帶同時(shí)磨削發(fā)動(dòng)機(jī)的定時(shí)軸上所有凸輪。這種磨頭包括一個(gè)重的底板10，該底板承載一個(gè)能夠靠動(dòng)力油缸13相對(duì)于該底板往復(fù)移動(dòng)的工作臺(tái)12；安裝在該工作臺(tái)上并適宜支承所要磨削的凸輪軸19的一個(gè)尾座和一個(gè)主軸箱；以及一個(gè)承載若干個(gè)加工單元的橫梁22。每一個(gè)加工單元包括一個(gè)支撐件31，前、后機(jī)頭32、33，砂帶36，動(dòng)力油缸43等。這些構(gòu)件由一個(gè)傳感輥42驅(qū)動(dòng)，傳感輥與靠模件18可操作相聯(lián)，由靠模件可仿形磨出工件(凸輪)，兩分離驅(qū)動(dòng)馬達(dá)15，25通過(guò)合適的齒輪傳動(dòng)裝置及聯(lián)軸器相連，使得所要磨削的工件和靠模以正確的相位關(guān)系旋轉(zhuǎn)。
1989年5月30日授予Henry B.Patterson等人專利權(quán)的美國(guó)專利US-4,833,834公開了多砂帶凸輪軸磨床的幾個(gè)實(shí)施例。每一磨床都具有幾條磨削砂帶28和一驅(qū)動(dòng)裝置(例如主驅(qū)動(dòng)帶輪30)，以及安裝在進(jìn)給工作臺(tái)12上的仿形曲模35和支承件(推桿43)，以便分別控制凸輪仿形和磨削進(jìn)給量。凸輪軸工件20由一工作臺(tái)16支撐在一固定的軸線上，工作臺(tái)16可為砂帶磨損提供軸向移動(dòng)，以消除擺動(dòng)。磨削加工可如

圖1和圖2中的實(shí)施例那樣由仿形凸輪控制，或是如圖3和圖6-10中的實(shí)施例那樣數(shù)控。
1990年8月7日授予James D、Phillips專利權(quán)的美國(guó)專利US-4,945,683公開了一種磨削裝置，它可把凸輪軸(W)上的多個(gè)偏心凸輪(L)磨削成予定的外形。該裝置包括靠近凸輪軸支撐的、作線性運(yùn)動(dòng)的若干條砂帶58，這樣，砂帶58磨削凸輪的外周緣(如圖1和8所示)。根據(jù)所要求的凸輪外形，用曲模塊72沿一條可變路徑引導(dǎo)砂帶，曲模塊安裝在由電機(jī)單元78供給動(dòng)力的致動(dòng)器76上，電機(jī)單元78由CNC控制器控制。每條砂帶均穿過(guò)一個(gè)冷卻液配給器130，所以，冷卻液浸泡了每條砂帶，為更如地磨削創(chuàng)造了條件。每個(gè)配給器內(nèi)的液體壓力使砂帶彎曲，并補(bǔ)償砂帶在曲模塊72的移進(jìn)和移出時(shí)的伸長(zhǎng)趨勢(shì)。
1992年9月1日授予James D Phillips專利權(quán)的美國(guó)專利US-5,142,827公開了一種采用多條砂帶的曲軸銷軸磨床。
后三件專利反映出，對(duì)采用多條并列砂帶磨削工件上所有表面的磨床的興趣提高了。對(duì)于生產(chǎn)者來(lái)說(shuō)，商業(yè)上可接受的采用磨削砂帶的磨床的市場(chǎng)潛力可能是相當(dāng)大的。
雖然過(guò)去十年里已制出了數(shù)量有限的使用砂帶的磨床，而且進(jìn)行了商業(yè)使用，但設(shè)計(jì)、運(yùn)行以及維修這種多條砂帶磨床的成本已經(jīng)證明是一很大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。砂帶頻繁斷裂，或快速磨損，以致于所生產(chǎn)的磨削表面超出允差范圍。另外，砂帶的安裝結(jié)構(gòu)不便于用新的砂帶替換斷裂的或磨損的砂帶。
上述的這些現(xiàn)有的磨床不能提供確保精確和最佳磨削的各個(gè)砂帶的有效配置；不能提供砂帶驅(qū)動(dòng)器的有選擇的調(diào)整，以及砂帶定位的有效控制，因而不能使砂帶的壽命和效率達(dá)到最大限度，或者不能在多個(gè)位置上利用類似的裝置，因而不能降低生產(chǎn)和維修成本。至今公知的砂帶磨床的這些缺陷及其它缺陷抑制了廣泛使用多砂帶磨床。在使用多個(gè)砂帶在水平和垂直兩個(gè)平面內(nèi)都相互對(duì)齊方面也遇到一些問(wèn)題。另外，由磨床所產(chǎn)生的磨屑侵襲組合裝置中所用的驅(qū)電機(jī)。因而，在各種位置上，必須使用昂貴的、密封的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
因此，根據(jù)現(xiàn)有多帶磨床所存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種磨床，它具有長(zhǎng)壽命的環(huán)形砂帶，砂帶能夠易于安裝，而且需要時(shí)可拆下和/或更換。
這一所希望的目的通過(guò)把本發(fā)明的磨床構(gòu)成能夠允許在磨床一側(cè)的兩間隔位置上易于接近環(huán)形砂帶而實(shí)現(xiàn)。在一個(gè)位置上，一個(gè)驅(qū)動(dòng)輥支架可橫向移動(dòng)相當(dāng)大的距離，從而露出多條砂帶。一偏心襯套保證驅(qū)動(dòng)輥支架隨襯套內(nèi)的支撐桿一起平穩(wěn)地移動(dòng)，而不粘滯或卡死。在第二位置上，帶有一鎖緊臂的一個(gè)旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器可繞樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)一弧度，這個(gè)弧度可以是45°以使繞帶輪傳動(dòng)的多條砂帶顯露出來(lái)，所說(shuō)的帶輪固定在在它前方的仿形頭裝置的下側(cè)。
本發(fā)明設(shè)想以一定位滑板進(jìn)給裝置，它沿磨床的床身縱向移動(dòng)，推動(dòng)仿形頭裝置前進(jìn)，進(jìn)入磨削位置，仿形頭裝置包括多個(gè)仿形進(jìn)給單元。安裝在每個(gè)仿形進(jìn)給單元上的支撐曲模塊可靠地壓靠在相應(yīng)的砂帶的內(nèi)表面上，迫使砂帶接觸所要磨削的工件的表面-通常是凸輪軸上的凸起部的表面。每個(gè)仿形進(jìn)給單元均能磨削凸輪軸上的一個(gè)凸起部。
每個(gè)支撐曲模塊包括一個(gè)保持在支撐曲模塊夾持器內(nèi)的具有較大半徑的弧形嵌入件，以便不管工件的幾何形狀如何的不一致，均能產(chǎn)生更精確的外形。嵌入件固定在支撐曲模塊夾持器上的一凹槽內(nèi)，而且，嵌入件上的表面為了硬化用一種金剛石涂料處理。各個(gè)無(wú)刷電機(jī)為有效作用，通過(guò)一滾珠絲杠和一滾珠花鍵機(jī)構(gòu)動(dòng)每一仿形進(jìn)給單元。若干預(yù)加載角接觸軸承用來(lái)支承每一個(gè)仿形進(jìn)給單元的內(nèi)端，并給它一異常大的軸向“剛度”。
每一個(gè)支撐曲模塊夾持器安裝在一個(gè)具有一定位凸緣的接合器上。下排的定位凸緣與仿形裝置上的一個(gè)凸臺(tái)或其他參考點(diǎn)相關(guān)聯(lián)。而上排的定位凸緣則與下排的定位凸緣相關(guān)聯(lián)。因此，支撐曲模塊以相互平行的方式安裝在兩個(gè)水平面內(nèi)。每一個(gè)接合器上的定位凸緣進(jìn)一步確保通過(guò)每一個(gè)凸輪凸部的基圓的一個(gè)中心線與通過(guò)支撐曲模塊(當(dāng)其保持在支撐曲模塊夾持器內(nèi)時(shí))的一中心線共線，也就是說(shuō)，仿形頭裝置上的各仿形進(jìn)給單元的移動(dòng)軸線相平行，以獲得更高的磨削精度。
所有的仿形進(jìn)給單元的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)均保持在固定仿形頭裝置后部的一個(gè)普通罩內(nèi)。該罩可防止磨屑侵襲任何一個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，并使得能用相對(duì)便宜的無(wú)刷電機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的、昂貴的密封電機(jī)，而不會(huì)有任何性能的降低。
為了克服仿形頭裝置的任何下垂趨勢(shì)，即使是細(xì)小的幾分之一英寸的下垂，把裝置內(nèi)側(cè)用螺柱固定到一機(jī)架上，同時(shí)，把液壓操縱的一鎖緊機(jī)構(gòu)安裝在裝置的自由側(cè)或稱外側(cè)。鎖緊機(jī)構(gòu)主要靠一個(gè)具有一錐形凹座的臂，該臂可繞樞軸旋轉(zhuǎn)進(jìn)入仿形頭裝置上的一個(gè)球或類似的凸起物相嚙合的位置。一個(gè)由液壓操縱的可繞樞軸旋轉(zhuǎn)的致動(dòng)器把帶有凹座的臂轉(zhuǎn)動(dòng)到與仿形頭裝置上的球相嚙合的位置。然后，由一個(gè)液壓缸向下驅(qū)動(dòng)一個(gè)錐形活塞，將球和凹座鎖緊在一起，并把仿形頭裝置保持在固定的位置上。
支承工件的那個(gè)溜板裝置包括內(nèi)填物，用螺栓固定到機(jī)床身上的一固定座，一個(gè)相對(duì)床身被驅(qū)動(dòng)移動(dòng)的溜板以及一個(gè)固定在溜板上的并可相對(duì)溜板運(yùn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。尾座能夠沿回轉(zhuǎn)工作臺(tái)移動(dòng)。一個(gè)銷軸從回轉(zhuǎn)工作臺(tái)下方懸下伸進(jìn)位于溜板上的一個(gè)叉架內(nèi)?？墒謩?dòng)操縱的螺桿與該銷軸嚙合，并可將回轉(zhuǎn)工作臺(tái)移動(dòng)很小的幾分之一英寸，直到溜板裝置的組件達(dá)到所希望的對(duì)準(zhǔn)為止，以進(jìn)一步提高本發(fā)明的磨床的精度。
本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)想，溜板裝置包括一個(gè)馬達(dá)，一個(gè)絲杠機(jī)構(gòu)和一個(gè)彈性聯(lián)軸器，其用于把動(dòng)力從馬達(dá)傳遞到溜板裝置，該溜板裝置被橫向驅(qū)動(dòng)通過(guò)機(jī)床的前部到相對(duì)砂帶對(duì)準(zhǔn)的位置，以與定位滑溜板進(jìn)給裝置相同的方式構(gòu)成溜板裝置。在很多情況下，可使用相同的零件，因此，可簡(jiǎn)化零部件的生產(chǎn)并減少備件問(wèn)題。
工件主軸箱由來(lái)自運(yùn)行控制器的指令操作，而且為裝入工件主軸箱內(nèi)的電機(jī)的速度提供數(shù)字輸出信號(hào)。
仿形頭裝置分成上、下兩排的仿形進(jìn)給單元。正如前面所指出的那樣，定位凸緣把每一個(gè)仿形進(jìn)給單元的支撐曲模塊夾持器保持在與每個(gè)其他仿形進(jìn)給單元在水平面內(nèi)對(duì)齊的固定位置上。在這種獨(dú)特的裝配過(guò)程中，定位凸緣與仿形頭裝置的上表面和/或下表面上的參考凸臺(tái)相關(guān)聯(lián)。這種裝配方法確保仿形頭裝置相對(duì)于橫移溜板的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)嚴(yán)格對(duì)齊。這種精密的、互相聯(lián)系的裝配技術(shù)有助于本發(fā)明的磨床獲得優(yōu)良的工作性能。
每一條環(huán)形砂帶，其總長(zhǎng)度約為132英寸(335.28厘米)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)輥裝置中的一大帶輪和兩個(gè)或多個(gè)沿本機(jī)床縱軸方向間隔布置的小帶輪。每條砂帶所用的大帶輪設(shè)置在橫穿機(jī)床的驅(qū)動(dòng)輥軸上。一個(gè)原動(dòng)機(jī)例如電機(jī)，設(shè)置成與驅(qū)動(dòng)輥裝置可操作地相聯(lián)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)輥裝置。
為了通過(guò)調(diào)節(jié)來(lái)補(bǔ)償砂帶在長(zhǎng)度或周長(zhǎng)上的變化，一種簡(jiǎn)單的機(jī)械連接，例如銷和槽連接就能夠使電機(jī)和驅(qū)動(dòng)輥裝置一起相對(duì)于仿形頭裝置移動(dòng)。另一種簡(jiǎn)單的機(jī)械連接通過(guò)使原動(dòng)機(jī)相對(duì)于驅(qū)動(dòng)輥裝置縱向移動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)傳動(dòng)帶的張力。
本發(fā)明的磨床還對(duì)驅(qū)動(dòng)仿形進(jìn)給單元的無(wú)刷電機(jī)進(jìn)行具有高精度和可靠性的數(shù)字式速度控制。
另外，本發(fā)明的磨床設(shè)置了一個(gè)潤(rùn)滑系統(tǒng)，它在磨削過(guò)程中把適量的液體供給每條砂帶。雖然大部分潤(rùn)滑劑是通過(guò)對(duì)應(yīng)于每條砂帶的各個(gè)噴嘴供給的，但一小部分液體通過(guò)合適的管子輸送到了每條砂帶的內(nèi)表面，以潤(rùn)滑和冷卻砂帶和支撐曲模塊。驅(qū)動(dòng)輥裝置中的每一傳動(dòng)帶輪都具有一中間隆起的外形和一網(wǎng)紋狀的牽引面。這種表面可提供容納更多的冷卻液的空間。
潤(rùn)滑液也供應(yīng)給在幾個(gè)位置上的每一個(gè)仿形進(jìn)給單元。特別有用的是在封閉每一個(gè)仿形進(jìn)給單元的滾珠絲杠機(jī)構(gòu)的那個(gè)套管上的槽上方設(shè)置一個(gè)噴嘴，該噴嘴向滾珠絲杠機(jī)構(gòu)提供潤(rùn)滑液。
整機(jī)的“穩(wěn)定性”增加了，超過(guò)已公知的多砂帶磨床所能達(dá)到的穩(wěn)定性或剛性水平。這種結(jié)構(gòu)剛性是本磨床的全部?jī)?yōu)秀設(shè)計(jì)方案的反映。而且有助于提高磨削精度。
本發(fā)明的其他一些優(yōu)點(diǎn)對(duì)于熟練的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在閱讀了下面結(jié)合附圖所作的說(shuō)明之后，將會(huì)發(fā)現(xiàn)。
圖1是一磨床的正視圖，該磨床采用多條砂帶用以同時(shí)磨削凸輪軸上的多個(gè)凸起部，這種磨床是根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)成的；圖2是圖1所示磨床的側(cè)視圖，這個(gè)視圖取自該磨床的右側(cè)；圖3是圖1所示的磨床的另一側(cè)視圖，這個(gè)視圖取自該磨床的左側(cè)；圖4是圖1所示的磨床的局部頂視圖，為了清楚起見(jiàn)，圖中省略了所要磨削的凸輪軸；圖5是砂帶張緊機(jī)構(gòu)的放大比例的側(cè)視圖，圖中有些部分被剖開；
圖6是砂帶張緊機(jī)構(gòu)的頂視圖，其比例與圖5相同；圖7是圖1所示的磨床的局部頂視圖，圖中示出了調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；圖8是校準(zhǔn)溜板裝置、定位滑板進(jìn)給裝置、仿形頭裝置以及用以引導(dǎo)砂帶的機(jī)構(gòu)的示意圖；圖9是用于圖1所示磨床上的仿形進(jìn)給單元的側(cè)視圖；圖10是圖1所示的磨床上使用的仿形頭裝置和外側(cè)鎖緊機(jī)構(gòu)的正視圖；圖11是用在每一個(gè)仿形進(jìn)給單元上的支撐曲模塊裝置的分解側(cè)視圖，用以便詳細(xì)表示出裝置的各構(gòu)件；圖12是一對(duì)支撐曲模塊裝置的側(cè)視圖；圖13是一個(gè)表示工件主軸箱的電機(jī)的數(shù)控方式的示意圖；圖14是一局部放大比例的側(cè)視圖，圖中驅(qū)動(dòng)電機(jī)、彈性聯(lián)軸器以及絲杠機(jī)構(gòu)與定位滑板機(jī)構(gòu)可操作相聯(lián)；圖15是一個(gè)大大放大比例的視圖，表示了支撐曲模塊固定到支撐曲模塊夾持器內(nèi)的方式；圖16是一對(duì)支撐曲模塊裝置的側(cè)視圖，這幅圖表示校準(zhǔn)曲模塊裝置的定位凸緣、工件的中心線以及回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的頂部；圖17是驅(qū)動(dòng)輥裝置的橫向可動(dòng)支架的側(cè)視圖；圖18是一包圍仿形頭裝置后部的罩的側(cè)視圖；以及圖19是仿形頭裝置的正視圖，圖中示出了上、下兩排接合器。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)成的磨床10的正視圖。磨床10包括一重的金屬床身12，其內(nèi)可填充以混凝土或者類似材料，床身12的前面設(shè)有凹穴14、16和18，調(diào)平器20、22和24安裝在這些凹穴內(nèi)。不管工廠里的地板是否平整，這些調(diào)平器都能給磨床調(diào)出一個(gè)水平面。另外一些調(diào)平器安裝在圍繞床身側(cè)面和后面的間隔的另一些凹穴內(nèi)。
緩沖墊26橫向延伸過(guò)磨床10，金屬床座28通過(guò)螺栓固定到緩沖墊26上。一個(gè)用標(biāo)號(hào)30代表的橫動(dòng)溜板裝置沿床座橫向驅(qū)動(dòng)，以使所要磨削的工件推到與砂帶對(duì)正的位置上。
橫動(dòng)溜板裝置30包括馬達(dá)32、聯(lián)軸器34以及絲杠機(jī)構(gòu)36。聯(lián)軸器34能夠把馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)力傳送給絲杠機(jī)構(gòu)36，而不管軸對(duì)齊與否。絲杠機(jī)構(gòu)把這種力轉(zhuǎn)化成線性運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)溜板38沿床座28在箭頭A和B所指方向上移動(dòng)。回轉(zhuǎn)工作臺(tái)40安裝在溜板38的頂部，并同溜板38一起移動(dòng)。一個(gè)罩42安裝在溜板38的一側(cè)，并橫向延伸，以防止磨屑進(jìn)入溜板38和床座28之間的狹窄的間隙中。一些軸承和潤(rùn)滑液在該窄小的間隙內(nèi)(圖1中未示出)，確保溜38平穩(wěn)地，精確地移動(dòng)。第二個(gè)罩安裝在溜板的另一相對(duì)側(cè)。
尾座44通過(guò)燕尾連接方式安裝到回轉(zhuǎn)工作臺(tái)40上；尾座44如方向箭頭A和B所示，可沿回轉(zhuǎn)工作臺(tái)40橫向移動(dòng)。
如圖1所示，尾座44離工件(在本例中是凸輪軸46)的右手端有一小距離。另一方面，若保證了，則可把尾座44移動(dòng)到同工件，例如凸輪軸46的端頭相嚙合。凸輪軸46的相對(duì)端被夾持在工件主軸箱50上的卡盤48內(nèi)；一個(gè)整體電機(jī)使主軸52和卡盤48旋轉(zhuǎn)，卡盤在磨削時(shí)支承凸輪軸46的端部。
間隔開的工件夾持器54、56、58和60夾住凸輪軸上的支承部。這些支承部與工件主軸箱50和尾座44一起協(xié)作，保持凸輪軸46相對(duì)于砂帶62、64、68、70、72和74、76處于正確的位置上。
一個(gè)常規(guī)結(jié)構(gòu)的可編程控制器75(圖1)與磨床10的各種電液機(jī)構(gòu)、傳感裝置共同合作并且通過(guò)控制單元77接收自控制器的信號(hào)，傳遞控制信號(hào)給它們，操縱磨床10的電機(jī)、原動(dòng)機(jī)，液壓和液壓操縱的機(jī)構(gòu)及其他一些裝置，來(lái)控制磨床10。
圖2示出了橫動(dòng)溜板裝置30的其他細(xì)節(jié)。例如線性導(dǎo)軌78、80安裝在可移動(dòng)溜板38的向內(nèi)彎的凸緣和床座28之間，而且回轉(zhuǎn)工作臺(tái)40的輪廓線是可見(jiàn)的。再者，圖2表明，緩沖墊26安裝在床身12的凸肩上，該凸肩比床身12的其它部分的高度要高。用點(diǎn)劃線表示的一個(gè)罩82將磨床圍起來(lái)，密封罩的下端安裝在床身12的頂部的一道長(zhǎng)槽內(nèi)(未示出)。
第二緩沖墊84沿磨床10的縱軸線延伸，并突出床身12的上邊緣之上。第二床座86固定到緩沖墊84上，并沿磨床的縱軸線延伸。一個(gè)按與橫動(dòng)溜板裝置30相同結(jié)構(gòu)形式構(gòu)造的且類似方式運(yùn)行的定位滑板進(jìn)給裝置用參照數(shù)碼88表示。
定位滑板進(jìn)給裝置88包括電機(jī)90、彈性聯(lián)軸器92和絲杠機(jī)構(gòu)93。絲杠機(jī)構(gòu)93使定位滑板94沿第二床座86前進(jìn)或后退。第二床座沿磨床10的縱軸線延伸。聯(lián)軸器92將電機(jī)90的旋轉(zhuǎn)力通過(guò)絲杠機(jī)構(gòu)93傳遞給定位滑板94，從圖2可看出絲杠機(jī)構(gòu)被罩96屏蔽。(但在圖14中示出了，而且在后面的說(shuō)明書中將予以討論)定位滑板進(jìn)給裝置88和橫動(dòng)溜板裝置30由相同的零件構(gòu)成。因此，減少了維持磨床在運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下所需備件數(shù)量，而且節(jié)省了零件的生產(chǎn)、裝配和維修過(guò)程中的操作人員。
驅(qū)動(dòng)座98設(shè)置在定位滑板94的頂部，并支承驅(qū)動(dòng)輥裝置100和原動(dòng)機(jī)102。在本實(shí)施例中，原動(dòng)機(jī)102是一臺(tái)適當(dāng)控制和功率的電機(jī)，以便將動(dòng)力通過(guò)環(huán)形傳動(dòng)帶104供給驅(qū)動(dòng)輥裝置100。
支撐座106也設(shè)置在定位滑板94的頂部，但與驅(qū)動(dòng)座98隔開一個(gè)短的距離。支撐座106及驅(qū)動(dòng)座98也橫向延伸過(guò)定位滑板94。雖然支撐座106是固定在定位滑板94上的，但是驅(qū)動(dòng)座98以及安置在驅(qū)動(dòng)座上的部件可以相對(duì)于定位滑板94縱向調(diào)整約幾分之一英寸的距離。用標(biāo)號(hào)108表示的仿形進(jìn)給裝置安裝在支撐座106的頂部。一個(gè)保護(hù)罩110安裝在仿形頭裝置的后端，當(dāng)需需時(shí)，可在保護(hù)罩內(nèi)部設(shè)置一些可手動(dòng)操作的夾子112和螺桿。
支架114從支撐座106的右側(cè)向上延伸，一個(gè)傾斜取向的撐桿116固定支架114。支撐座106、支架114和撐桿116構(gòu)成一個(gè)整體焊接件，以提高穩(wěn)定性和剛度。仿形頭裝置108用螺栓118固定在支架114上。
圖2示出了砂帶76的運(yùn)動(dòng)路徑，其它幾條砂帶以平行的姿態(tài)，以類似的方式傳輸。砂帶76繞過(guò)驅(qū)動(dòng)輥裝置100上的一個(gè)輥，繞過(guò)帶輪120，靠在弧形的支撐曲模塊122上面，再繞過(guò)帶輪124而后返回到驅(qū)動(dòng)輥裝置。帶輪120安裝在臂126的自由端，該臂126可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在殼體128上，而殼體128固定在仿形頭裝置108的上表面上。帶輪124由吊耳130固定到裝置108的前下角。
處于電機(jī)90的下方的床身12的后部從通常為矩形的床身起向上并向外伸出，形成一個(gè)外伸部12a。調(diào)平器131設(shè)置在床身的側(cè)面壁上所制的凹穴133內(nèi)。
圖3顯示了磨床10的左側(cè)，圖中顯示了在圖2中看不清的一些結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。保護(hù)罩132可以減輕在磨削加工時(shí)所用的液體(冷卻液和/或潤(rùn)滑液)的飛濺?；剞D(zhuǎn)工作臺(tái)40上的一下垂銷軸134向下伸進(jìn)溜板38上的一個(gè)向上開口的叉架136之中。定位螺桿138、140能夠調(diào)節(jié)，使得銷軸134在叉架136內(nèi)移動(dòng)幾分之一英寸，以使工作臺(tái)40精確定位。
驅(qū)動(dòng)輥裝置100包括一個(gè)能夠與導(dǎo)向桿144和146一起側(cè)向或橫向移動(dòng)的端架142。在磨削加工過(guò)程中，端架142支承驅(qū)動(dòng)輥裝置的中心軸148。而當(dāng)磨削作業(yè)業(yè)已結(jié)束時(shí)，以及當(dāng)需要接近砂帶的時(shí)候，端架142和導(dǎo)向桿144、146一起僅僅橫向移動(dòng)即可。
一液壓馬達(dá)150固定在床座106上，并通過(guò)聯(lián)軸器(未示出)與一可繞樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的軸151相連，可繞樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)軸151安裝在軸套152和154內(nèi)。一個(gè)臂156被固定到可繞樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)軸151上并因此而被驅(qū)動(dòng)。因此，液壓馬達(dá)150的動(dòng)作控制了臂156繞樞軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。一個(gè)液壓缸158以與臂156有動(dòng)作關(guān)系的方式安裝在仿形頭裝置108的側(cè)面。
圖4示出了驅(qū)動(dòng)輥裝置100，其包括一中軸148，它橫穿驅(qū)動(dòng)座98及座下的定位滑板94。軸148在固定的軸承座160和位于座98的另一側(cè)的可橫向移動(dòng)的端架142之間延伸。當(dāng)磨床10運(yùn)行時(shí)，一個(gè)伸出的頭部148a被鎖定在外側(cè)的支架142內(nèi)。端架142與導(dǎo)向桿144，146一道可由液壓缸橫向移動(dòng)到圖中點(diǎn)劃線所示的縮回置。在這一縮回位置上，操作者可易于接近多條平行的砂帶66、68、70、72、74和76。圖中，砂帶62和64只示出了一部分。砂帶62、64的局部視圖以及被砂帶磨削的凸輪軸46的省略提高了圖4的清晰度。
一些隔套162以定間隔滑套在中軸148上，以便沿中軸給那些大帶輪164定位。大帶輪或輥164的表面可以是稍有中凸的(未示出)，以提高砂帶在帶的跟蹤能力；帶輪的側(cè)壁凸起，以防止砂帶側(cè)向滑落。旋轉(zhuǎn)動(dòng)力通過(guò)驅(qū)動(dòng)帶104傳遞給軸148以及位于其上的那些帶輪164，圖4中只有一部分驅(qū)動(dòng)帶104是可見(jiàn)的。
導(dǎo)向桿144和146延伸穿過(guò)導(dǎo)向塊166，導(dǎo)向塊166設(shè)置在固定的軸承座160和外側(cè)的支架142之間。當(dāng)需要或者要求檢查、保養(yǎng)和/或更換一條或多條砂帶時(shí)，可把支架142和導(dǎo)向桿144，146橫向移動(dòng)到圖4中點(diǎn)劃線所示的脫開位置上。然后，足以接近進(jìn)行檢查、保養(yǎng)、維修和/或若需要，更換砂帶。這樣易于接近砂帶，使維修和/或更換砂帶所花的停機(jī)時(shí)間減至最少而降低了加工費(fèi)用。
驅(qū)動(dòng)輥裝置100安裝在定位驅(qū)動(dòng)座98上，該座98在位于磨床10的后部的馬達(dá)90的控制下，與定位滑板94一起縱向移動(dòng)。如圖4所示，驅(qū)動(dòng)輥裝置100橫穿驅(qū)動(dòng)座98。
圖5和圖6詳細(xì)示出了一張緊機(jī)構(gòu)129，它用以調(diào)節(jié)并維持磨床10上所用環(huán)形砂帶的張力。每一條砂帶各自的張緊機(jī)構(gòu)129以相同的方式張緊，因此，只詳細(xì)描述一個(gè)張緊機(jī)構(gòu)129。操縱調(diào)節(jié)螺桿168，以便在設(shè)置于殼體128內(nèi)的并與活塞170可操縱地相聯(lián)的一個(gè)彈簧(未示出)上產(chǎn)生一個(gè)張力。將來(lái)自一個(gè)適當(dāng)?shù)臍庠吹膲嚎s空氣，在控制下(后面將解釋)供給入口169，推動(dòng)活塞170在缸筒172之內(nèi)軸向移動(dòng)?；钊麠U176的上表面上設(shè)有一齒條174，可繞樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝的扇形齒輪180上的齒178與齒條174相嚙合。扇形齒輪180安裝在臂126的內(nèi)端，這樣，扇形齒輪180的運(yùn)動(dòng)就可以調(diào)整臂126和安裝在該臂的自由端的帶輪120的位置。因此，通過(guò)提高在入口169處的氣壓，以及調(diào)節(jié)彈簧上的張力，就可使帶輪120順時(shí)針繞樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，增加通過(guò)該帶輪的砂帶的張力。一個(gè)鄰近開關(guān)182設(shè)置在殼體128的遠(yuǎn)離調(diào)節(jié)螺桿168的那一端。當(dāng)一條砂帶斷了的時(shí)候，臂126順時(shí)針繞樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，活塞桿176的端部接近或接觸開關(guān)182，這樣，便向磨床操作者發(fā)出一個(gè)警告信號(hào)。
圖7顯示，驅(qū)動(dòng)輥裝置100和電機(jī)102兩者都安裝在驅(qū)動(dòng)座98上，而驅(qū)動(dòng)座98本身安裝在定位滑板94的頂部。一個(gè)具有一對(duì)類似板狀件的墊座183和一些豎直的托腳支承原動(dòng)機(jī)。那些托腳的輪廓如圖7中的虛線所示。
電機(jī)102可沿驅(qū)動(dòng)座98在箭頭S-T的方向上縱向移動(dòng)一個(gè)短的距離，以調(diào)整傳動(dòng)帶104上的張力。螺柱184與安裝在驅(qū)動(dòng)座98上的第一隨動(dòng)器186協(xié)作。在原動(dòng)機(jī)102上施加足夠的力，以使原動(dòng)機(jī)縱向移動(dòng)。一個(gè)銷和槽機(jī)構(gòu)(未示出)能夠使原動(dòng)機(jī)相對(duì)于驅(qū)動(dòng)輥裝置移動(dòng)的同時(shí)還保持基本上平行的關(guān)系。當(dāng)原動(dòng)機(jī)已縱向移動(dòng)后，緊固螺栓193擰緊在墊座上的槽內(nèi)，以保持調(diào)定的位置。
另外，由于總長(zhǎng)約為132英寸的環(huán)形砂帶的周長(zhǎng)或長(zhǎng)度方向的變化，需要的調(diào)整量可能超過(guò)由張緊機(jī)構(gòu)129的臂126的調(diào)整(如圖5和6所示)所能獲得的調(diào)整量。因此，設(shè)置了第二螺栓190和第二隨動(dòng)器192。通過(guò)旋轉(zhuǎn)第二螺栓190，使驅(qū)動(dòng)座98以及安裝在其上的零部件作為一個(gè)整體一起縱向移動(dòng)，從而補(bǔ)償繞過(guò)驅(qū)動(dòng)輥裝置100的大帶輪164的砂帶的周長(zhǎng)變化。通過(guò)第二銷-槽連接(未示出)又產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)座98相對(duì)于定位滑板94的實(shí)際移動(dòng)。然后，將緊固螺栓188擰緊，以維持驅(qū)動(dòng)座的調(diào)整位置。
圖8概略地表示了可以看作構(gòu)成溜板裝置197的溜板38、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)40及尾座44和定位滑板94及裝在它上面的幾個(gè)部件的相互關(guān)系。這兩裝置沿著垂直的軸線移動(dòng)，把工件和仿形頭裝置與它們的多條平行的砂帶一起帶到對(duì)正的位置上。
圖8表示出橫動(dòng)溜板裝置197相對(duì)于固定床座28移動(dòng)，床座28用螺栓固定在位于磨床床身12上的緩沖墊26上。尾座44通過(guò)燕尾槽連接方式安裝到回轉(zhuǎn)工作臺(tái)40上?；剞D(zhuǎn)工作臺(tái)40承載工件主軸箱50、工件夾具54、56、58、60和凸輪軸46。
定位滑板94將仿形頭裝置108連同它的多條砂帶及仿形進(jìn)給單元一起推進(jìn)到磨削凸輪軸46上的多個(gè)凸起部的位置上。定位滑板94沿第二床座86移動(dòng)，第二床座86也用螺栓固定在磨床10的床身12上。第二床座86被固定或用螺栓固定在一個(gè)固定位置上，并起類似于第一床座28的支承作用。馬達(dá)90、彈性聯(lián)軸器92等在圖8中都省略了，但是，這些零件可向定位滑板94傳遞足夠的力，以使定位滑板94沿第二床座86前進(jìn)或后退。
用以支承電機(jī)102和驅(qū)動(dòng)輥裝置100的驅(qū)動(dòng)座98安置在定位滑板94的頂部。傳動(dòng)帶104將動(dòng)力從電機(jī)102傳給驅(qū)動(dòng)輥裝置100。若干條砂帶在驅(qū)動(dòng)輥裝置100的若干個(gè)大帶輪上引導(dǎo)，電機(jī)102給予這些砂帶動(dòng)力。
仿形頭裝置108與定位滑板94是整體的。帶輪102、124分別安裝在仿形頭裝置108的前部的上方和下方，并為砂帶限定一運(yùn)動(dòng)路徑。
圖9示出了一個(gè)有代表性的仿形進(jìn)給單元194。仿形頭裝置108包括若干個(gè)相同的仿形進(jìn)給單元194。仿形頭裝置108包括一個(gè)堅(jiān)固的金屬架，該金屬架包括前壁195，中壁196，具有一進(jìn)入口的后壁198，頂200和底202。第一凸臺(tái)204可以沿著仿形頭裝置108的頂200設(shè)置，第二凸臺(tái)206可以沿仿形頭裝置108的底202設(shè)置。這些凸臺(tái)在仿形頭裝置的各種零件的裝配和校準(zhǔn)時(shí)作為參考點(diǎn)。第一潤(rùn)滑通道208向下伸穿過(guò)前壁195，第二潤(rùn)滑通道向下延伸穿過(guò)中壁196。
仿形進(jìn)給單元194包括驅(qū)動(dòng)馬達(dá)212，其可以是一臺(tái)無(wú)刷伺服電機(jī)，聯(lián)軸器214和滾珠絲杠機(jī)構(gòu)216。聯(lián)軸器214容納并夾持馬達(dá)212的輸出軸和滾珠絲杠機(jī)構(gòu)216的細(xì)長(zhǎng)軸218。環(huán)220設(shè)置在軸218上，該軸的遠(yuǎn)離聯(lián)軸器214的那一端與一有螺紋的軸222相合作。軸承224被擠壓在環(huán)220和軸承鎖緊螺母226之間。軸222穿過(guò)套管230的端蓋228，并穿過(guò)夾持在套管230中軸向孔內(nèi)的螺母236。軸222隨馬達(dá)212所產(chǎn)生的力而轉(zhuǎn)動(dòng)，使套管230軸向移動(dòng)。在套管230上設(shè)有一槽232，噴嘴234能將潤(rùn)滑劑滴進(jìn)管230的內(nèi)部，以潤(rùn)滑夾持在套管230內(nèi)的滾珠絲杠和螺母機(jī)構(gòu)。潤(rùn)滑劑滴進(jìn)的螺母236的兩半部之間一個(gè)槽內(nèi)，潤(rùn)滑劑徑向向內(nèi)流，潤(rùn)滑保持在螺母236之內(nèi)的滾珠-絲杠。
滾珠花鍵螺母238、240被分別定位在仿形頭裝置108的中間壁196和前壁195上的兩孔內(nèi)。滾珠花鍵機(jī)構(gòu)的軸242軸向貫穿其中。凸緣230的前端用滾珠花鍵軸242的后端相連。滾珠花鍵機(jī)構(gòu)的其他細(xì)節(jié)未示出，因?yàn)檫@種機(jī)構(gòu)能夠作為一種現(xiàn)成的商品而購(gòu)買到。套筒238、240是固定的，只有滾珠花鍵機(jī)構(gòu)的軸242能夠縱向移動(dòng)。套管230縱向移動(dòng)的長(zhǎng)度決定軸242的移動(dòng)長(zhǎng)度。通道208、210將潤(rùn)滑劑輸送給滾珠花鍵螺母或者套筒238和240。
滾珠花鍵機(jī)構(gòu)的軸242的前端在一個(gè)凸頭244處終止，一個(gè)螺紋孔軸向鉆進(jìn)該凸頭244內(nèi)。接合器246用螺紋緊固件248固定到軸242的凸頭244上。一個(gè)定位凸緣250從接合器246的前面伸出，支撐曲模塊夾持器252的底座253就安裝在其上。因此，支撐曲模模254接觸通過(guò)其上的砂帶，砂帶以下面將要說(shuō)明的一種正確的、精確定位布置在曲模塊上。所以，當(dāng)包括磨床10的可編程控制器75和控制單元77在內(nèi)的控制系統(tǒng)確定了一個(gè)工作循環(huán)時(shí)，滾珠花鍵機(jī)構(gòu)將馬達(dá)212的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)化成縱向力，該力能夠把支撐曲模塊和砂帶非常穩(wěn)定地壓靠在所要磨削的工件上。
圖10是仿形頭裝置108及固定加強(qiáng)該裝置的支承和鎖緊機(jī)構(gòu)的正視圖。裝置108安裝在定位滑板94之上，并可與滑板一起移動(dòng)。裝置108的右側(cè)或稱內(nèi)側(cè)，用螺栓固定到支架114上，但裝置108的左側(cè)或稱外側(cè)，并不是類似地支撐著，而是以懸臂的方式側(cè)向伸出。為了保持整個(gè)磨床10的高度的“穩(wěn)定性”以及避免任何下垂-那怕只是微小的幾分之一英寸的下垂，利用一個(gè)獨(dú)特的鎖緊機(jī)構(gòu)去支承仿形頭裝置108的外側(cè)。
該鎖緊機(jī)構(gòu)包括在裝置108的外側(cè)壁上的球形凸出部256，以及安裝在該凸出部的上方的一個(gè)穩(wěn)定的支架上的液壓缸158。液壓缸158在豎直方向上驅(qū)動(dòng)一個(gè)帶有斜面260的活塞258；活塞在方向箭頭X和Y所示方向上運(yùn)動(dòng)。開關(guān)262和264檢測(cè)活塞258的伸出或退回位置，信號(hào)控制器75和控制單元177處理來(lái)自開關(guān)262、264的信號(hào)，以控制液壓缸158和一個(gè)使臂156轉(zhuǎn)動(dòng)的液壓馬達(dá)的動(dòng)作。
當(dāng)液壓缸1 58向上縮回活塞258時(shí)，液壓馬達(dá)150可以被起動(dòng)，因此，臂156從點(diǎn)劃線所示的非工作位置繞樞軸轉(zhuǎn)到實(shí)線所示鎖緊位置上。在它的豎直的鎖緊位置上，凹座266與上述的凸出部256牢固地嚙合。然后，給液壓缸158加壓，以迫使活塞258向下移動(dòng)?；钊男泵?60在固定在臂156的上端的一個(gè)凸輪268上滑動(dòng)；這些表面之間的相互作用增加了凸出部或球256和凹座的“壓緊”作用。該鎖緊機(jī)構(gòu)是牢固的，足以吸收任何側(cè)面推力，并能將仿形頭裝置有效地鎖緊在固定位置上。
圖10中示出了帶輪120和124相對(duì)于仿形頭裝置108的豎直關(guān)系。圖中只示出了裝在上帶輪120和下帶輪124上的砂帶76，為了清楚起見(jiàn)，其它平行的砂帶被省去了。為了把潤(rùn)滑液輸送給每一條砂帶，潤(rùn)滑液從位于導(dǎo)管270上方的一個(gè)液源(未示出)引進(jìn)總管272；總管272把潤(rùn)滑液排放進(jìn)從該總管懸下去的多根小軟管274之中。每根單獨(dú)的管子將潤(rùn)滑液輸送給噴嘴276(在圖2和圖6中可以看見(jiàn))，而噴嘴276又將這些液體噴到砂帶的外表面上，以便潤(rùn)滑和/或冷卻砂帶。
也可以把較少量的潤(rùn)滑液排放到每條砂帶的內(nèi)表面上。為了實(shí)現(xiàn)這一目的，把潤(rùn)滑液從源(未示出)通過(guò)導(dǎo)管278輸送進(jìn)一小的總管280之中，一些小直徑的金屬管282把總管280內(nèi)的液體排放在每一條砂帶的內(nèi)表面上。
圖10中以點(diǎn)劃線的形式示出了一個(gè)帶有一橫向延伸桿286的大液壓缸284。該液壓缸與驅(qū)動(dòng)輥裝置100可操縱地相聯(lián)，并連接到控制它的控制單元77上。當(dāng)桿286向外伸出時(shí)，例如，當(dāng)驅(qū)動(dòng)輥裝置在運(yùn)行位置上時(shí)，砂帶被正確引導(dǎo)時(shí)，環(huán)288關(guān)閉開關(guān)290。當(dāng)桿被活塞284向內(nèi)拉時(shí)，驅(qū)動(dòng)輥裝置100的端架142橫向移動(dòng)，環(huán)292關(guān)閉開關(guān)294，以便檢修砂帶。
圖11清楚地顯示了帶有定位凸緣250的接合器246，帶有底座253的支撐曲模塊夾持器252和支撐曲模塊254的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。支撐曲模塊254由一個(gè)弧形的曲模塊或稱冠狀塊和一尺寸稍小一些的座所組成。該座安裝在支撐曲模塊夾持器252上的凹槽296內(nèi)，兩者之間具有一個(gè)很小的間隙。螺釘298進(jìn)入曲模塊254座上的一個(gè)孔內(nèi)，把曲模塊和夾持器252牢固地接緊。
在把支撐曲模塊夾持器252安裝到定位凸緣250上，以使該夾持器252的座253的后表面平平地靠在接合器246的前表面上后，把若干個(gè)螺釘300擰進(jìn)接合器246上的幾個(gè)孔301(見(jiàn)圖19)內(nèi)，從而把夾持器250固定到接合器246上。
位于滾珠花鍵軸242的凸頭244上的那個(gè)軸向孔沉進(jìn)一個(gè)從接合器246的后表面向內(nèi)延伸的凹穴內(nèi)。鍵302保證接合器246在滾花鍵軸242上的正確徑向定位。螺紋緊固件248從接合器246的前面軸向伸進(jìn)軸242的凸頭244內(nèi)，并把滾珠花鍵軸和接合器固定在一起。
圖12顯示，穿過(guò)工件或者凸輪軸46上的凸輪凸部的基圓所畫的直徑線I最好與穿過(guò)同該凸輪中對(duì)正并接觸的支撐曲模塊252的中心和橫斷面的中心所畫的直線II共線。線I和線II最好都被確立成與沿滾珠花鍵軸242的動(dòng)作線或稱移動(dòng)線延伸的線III(其也可以是軸242的旋轉(zhuǎn)軸線)相平行。為了達(dá)到被磨削的工件上的所有凸輪凸部和它們各自的支撐曲模塊254建立這種意義重大的共線關(guān)系，所有接合器246上的定位凸緣250相對(duì)于支撐曲模塊的直徑線II都必須確定置定。這一點(diǎn)下面將詳細(xì)說(shuō)明。一旦所有要磨削的凸輪凸部和它們各自的支撐曲模塊254定位完成，工件直徑線I和曲模塊直徑線II最好都落在一個(gè)平面P內(nèi)，而動(dòng)作線III的線也將落在一個(gè)平行于平面P的平面III內(nèi)。
圖4和圖10中所示的用于磨床10的仿形頭裝置108為具有八個(gè)仿形進(jìn)給單元194，它們排成箭頭A和B所示的兩排(見(jiàn)圖10)，每排有四個(gè)這樣的單元194。安裝支撐曲模塊254時(shí)，必須把它們各自的直徑線II(圖11)對(duì)準(zhǔn)單一的最好是水平的平面P(圖10和12)。為了實(shí)現(xiàn)這一目的，設(shè)置在A排的那些支撐曲模塊夾持器252A安排在第一排或稱上排，而設(shè)置在B排的那些支撐曲模塊夾持器252B則安排在第二排或稱下排。支撐曲模塊夾持器252的外形和結(jié)構(gòu)允許使用相同的支撐曲模塊夾持器252如此的設(shè)置和安裝支撐曲模塊254，而且當(dāng)如此設(shè)置時(shí)，所安裝曲模塊254使各自的直徑線II都將落在同一個(gè)平面P內(nèi)。在接合器246上設(shè)置一些用以接納螺釘300的孔301，而不管這些支撐曲模塊夾持器252是布置在上排還是下排。應(yīng)當(dāng)理解，盡管所示的磨床10具有八個(gè)設(shè)置成兩排的仿形進(jìn)給單元194，但是，也可以使用更多的或者少一些的進(jìn)給單元194，這取決于工件上凸輪凸部的數(shù)量。如果需要的話，這些單元194也可以設(shè)置成單排或者別的希望的位置上，只要通過(guò)各自的支撐曲模塊254的各自的直徑線II都落在平面P內(nèi)即可。
為了便于使支撐曲模塊254定位，如上所述，把接合器246制成具有各自的、加大了垂直尺寸的定位凸緣250。當(dāng)所需數(shù)量的接合器246用螺釘248(見(jiàn)圖11和19)裝配到它們各自的滾珠花鍵軸242上之后，它們的凸緣250被稍加對(duì)準(zhǔn)地置于兩個(gè)平行的平面R和S內(nèi)，以便于以后的對(duì)正和定位。圖19中內(nèi)示出了用于仿形頭裝置108的八個(gè)進(jìn)給單元194中的六個(gè)接合器246；其它兩個(gè)位置S7和S8沒(méi)有使用，以便顯示裝置108的前壁195的細(xì)節(jié)。
當(dāng)接合器246被這樣裝到裝置108上之后，用處于A排的所有都要被磨成處于平面R內(nèi)的凸緣250(250A1、250A2、250A3)。和B排的所有都要被磨成處于平面S內(nèi)的凸緣250(250B1，250B2，250B3)，經(jīng)磨削加工而使該裝置定位。平面P和S之間的相對(duì)位置(即一個(gè)離另一個(gè)的距離“Y”)將取決于支撐曲模塊254的尺寸和外形，而平面R和S各自相對(duì)于裝置108的位置要相對(duì)于所磨工件來(lái)確定。因此，處在A排的凸緣250最好先磨，以使它們處在根據(jù)裝置108上的一個(gè)合適之處為基準(zhǔn)的予定位置上，例如離凸臺(tái)206的底面距離為“X”的平面R內(nèi)(或者從凸臺(tái)204的頂面起選定的距離，或者從其它一些合適的參考點(diǎn)起選定的距離，或者從其它一些合適的參考點(diǎn)起選定的距離，“其它的參考點(diǎn)”必須是能夠自它們起精確測(cè)量距離的)。此后，在離平面R為“Y”的選定距離處磨削B排的那些凸緣250，如果需要，可以先磨削B排的凸緣250。
圖13示出了說(shuō)明工件主軸箱50的受控方式的簡(jiǎn)圖。其中，工件主軸箱50由與傳統(tǒng)的模擬控制電路不大相同的數(shù)字電路控制。先給運(yùn)動(dòng)控制器301通電，使它產(chǎn)生一個(gè)扭轉(zhuǎn)信號(hào)，該信號(hào)通過(guò)放大器304，再到無(wú)刷電機(jī)306。隨著電機(jī)306的軸的旋轉(zhuǎn)，編碼器309計(jì)算轉(zhuǎn)數(shù)，并將這種信息發(fā)送回運(yùn)動(dòng)控制器302，運(yùn)動(dòng)控制器302自動(dòng)地補(bǔ)償由編碼器309測(cè)出的轉(zhuǎn)數(shù)和電機(jī)306的目標(biāo)速度之間的差值，并據(jù)此改變發(fā)送放大器304的數(shù)字控制信號(hào)。
圖14以放大比例示出了定位滑板裝置88的特點(diǎn)。裝置88包括馬達(dá)90，馬達(dá)90將旋轉(zhuǎn)力通過(guò)彈性聯(lián)軸器92傳遞到絲杠310的一端。絲杠310軸向穿過(guò)軸承座312，軸承314安裝在絲杠310在密封件316和鎖緊螺母318之間的無(wú)螺紋部分上。絲杠310的前端穿過(guò)有內(nèi)螺紋的球形螺母320。球形螺母320上的螺紋和絲杠上的螺紋是互補(bǔ)的。球形螺母320用螺母固定到定位滑板94上。
因此，當(dāng)絲杠310轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，它使球形螺母320對(duì)于第二床座86縱向推進(jìn)或拉回定位滑板94。球形螺母320的移動(dòng)最大限度-即隨動(dòng)滑板94移動(dòng)的最大限度-由間隔開的止動(dòng)塊322和324限定。床座86的一個(gè)向上敝口的部分把止動(dòng)塊保持在合適的位置上。聯(lián)軸器92保持在聯(lián)軸器殼330內(nèi)，板332幫助把裝置90固定在運(yùn)行位置上。
圖15用放大的比例示出了用螺釘298把支撐曲模塊254拉進(jìn)支撐曲模塊夾持器252的方式。隨著螺釘?shù)霓D(zhuǎn)動(dòng)，曲模塊被拉進(jìn)夾持器252上的相關(guān)的凹槽中，夾持器的側(cè)面在間隔開的位置上接觸曲模塊254的背面，因此，可在一個(gè)比較大的面積上產(chǎn)生接觸，雖然在支撐曲模塊夾持器的中間區(qū)域里，支撐曲模塊的內(nèi)面和支撐曲模塊夾持器間保留一個(gè)間隙296，但仍把曲模塊牢固地固定。
圖16指出，上面已描述過(guò)的凸輪46正處在尾座44(圖1)和工件主軸箱50之間的位置上磨削而且間隔開的工件夾具54～60之上。所有上述這些零件均由回轉(zhuǎn)工作臺(tái)40承載。因此，工件46的回轉(zhuǎn)軸線將置于回轉(zhuǎn)工作臺(tái)40頂部上方，距離為“W”的平面內(nèi)(見(jiàn)圖16)。然而，如上所述，特別參見(jiàn)圖12，為了獲得工件46凸部的最精確的磨削，工件46的旋轉(zhuǎn)軸線處在平面且平行的平面P內(nèi)(見(jiàn)圖12)。為了實(shí)現(xiàn)這種關(guān)系，平面P(即線1)和平面A(即A排的那些凸緣250所位于的那個(gè)平面)之間的距離“Z”是確定的。據(jù)此，要把回轉(zhuǎn)工作臺(tái)40的底面的燕尾連接區(qū)域磨下去，以使平面P(即工件的旋轉(zhuǎn)軸線所處的那個(gè)平面)與平面A的距離實(shí)際上為“Z”。因此，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)40初始按加大的尺寸制造，而后通過(guò)磨削或類似的方法最后定尺寸，以達(dá)到上述目的。
一個(gè)獨(dú)立的噴嘴276(見(jiàn)圖16)及各自的砂帶可操作地相聯(lián)系，以便將潤(rùn)滑液散布到外表即各砂帶有磨料的側(cè)面和正在磨削的凸輪軸46上的凸輪凸起部之間的區(qū)域。潤(rùn)滑液冷卻接觸區(qū)，減少灰塵和磨屑，并延長(zhǎng)砂帶的壽命。
盡管支撐曲模塊254被垂直地對(duì)正，但是，這些曲模塊在保持它們的平行關(guān)系的同時(shí)，可以相互之間相對(duì)地水平向前或后退，以磨削相互之間相對(duì)來(lái)說(shuō)超出徑向位置的那些凸輪凸部。這種關(guān)系通過(guò)圖16所示的一對(duì)凸輪凸部來(lái)說(shuō)明。
圖17示出了驅(qū)動(dòng)輥裝置的外側(cè)端架142，該端架142能夠與兩根導(dǎo)向桿144、146一起橫向移動(dòng)，導(dǎo)向桿144、146橫向延伸穿過(guò)定位滑板94。一個(gè)安裝在軸144上的偏心軸套固定在端架142的座上的一個(gè)孔內(nèi)。偏心軸套334的一個(gè)選定的區(qū)域被加厚，以消除端架和導(dǎo)向桿咬在或卡在導(dǎo)向塊166內(nèi)的任何趨勢(shì)，螺釘336拉緊端架的座，使其緊貼在導(dǎo)向桿144周圍。
外側(cè)支架142的橫向移動(dòng)與仿形狀裝置的外側(cè)鎖緊機(jī)構(gòu)動(dòng)作是配合的。因此，當(dāng)磨削作業(yè)結(jié)束之后，液壓缸158使活塞258縮回，臂156由液壓馬達(dá)150的動(dòng)作而繞樞軸轉(zhuǎn)到與凸出部256脫離鎖緊嚙合的位置，并獲準(zhǔn)接近環(huán)繞在仿形頭裝置108的前部的帶輪上的砂帶。另外，支架142被脫開，使支架142能夠同導(dǎo)向桿144、146一起側(cè)向滑動(dòng)。這樣，驅(qū)動(dòng)輥裝置可容易接近。于是，砂帶就在磨床10的同一側(cè)的兩個(gè)間隔開的位置上被顯露出來(lái)，以便檢查、保養(yǎng)、維修等。
圖18顯示，罩110固定在仿形頭裝置108的后表面上。該罩足夠大，以致于可將上、下兩排仿形進(jìn)給單元包圍起來(lái)，而且延伸橫過(guò)整個(gè)仿形頭裝置，因此使仿形進(jìn)給單元194的所有驅(qū)動(dòng)馬達(dá)與磨屑、灰塵、以及縮短仿形進(jìn)給單元使用壽命的有害的周圍環(huán)境隔離開來(lái)。
圖19示出了固定在上、下兩排仿形進(jìn)給單元上的接合器246。每一個(gè)接合器板上的定位凸緣250是可見(jiàn)的，用以將支撐曲模塊夾持器固定到接合器上的那些孔也是可見(jiàn)的。從下排的定位凸緣到底部參考凸臺(tái)206的距離由尺寸“X”表示，而從下排定位凸緣到上排定位凸緣的距離由尺寸“Y”表示。如前所述，從下排的定位凸緣250到底部的參考凸臺(tái)206的距離要精心確定。然后，根據(jù)下排的定位凸緣來(lái)精心確定上排的定位凸緣250。然后，如圖16中所建議的那樣，確定工件46的中心線離回轉(zhuǎn)工作臺(tái)40的頂面高度。因此，當(dāng)支撐曲模塊254固定到接合器246上時(shí)，這些支撐曲模塊254與工件的凸輪凸部就對(duì)正了。
本發(fā)明的磨床可以利用二條、四條、六條，或者八條平行的砂帶去同時(shí)磨削凸輪軸或類似工件上的相應(yīng)數(shù)量的凸起部。砂帶的對(duì)數(shù)可根需要變化，以滿足不同的生產(chǎn)過(guò)程。
對(duì)于本發(fā)明所涉及領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，將會(huì)出現(xiàn)種種改型和變型。因此，附加的權(quán)利要求應(yīng)當(dāng)以一種與由本發(fā)明所實(shí)現(xiàn)的重大進(jìn)步相稱的方式廣義地解釋。不應(yīng)當(dāng)過(guò)分地局限于它們的字面術(shù)語(yǔ)和表達(dá)方式。
權(quán)利要求
1.一種砂帶式磨床，包括a)一個(gè)床身；b)一個(gè)橫向延伸過(guò)該床身的臺(tái)座；c)一個(gè)固定到該臺(tái)座上的第一床座；d)一個(gè)安裝在該床座上的橫向運(yùn)動(dòng)的溜板；e)一個(gè)第一電機(jī)和用于從該第一電機(jī)向所述溜板傳遞動(dòng)力，以使溜板沿所述固定床座移動(dòng)的第一聯(lián)軸器裝置；f)位于所述溜板頂部用于接受和保持工件的裝置；g)一個(gè)緊固到該臺(tái)座上并與第一床座相垂直的第二床座；h)安裝在第二床座頂部并能縱向移動(dòng)的定位滑板；i)一個(gè)第二電機(jī)和用于將動(dòng)力從第二電機(jī)傳送到所述定位滑板，以使該定位滑板沿所述固定床座移動(dòng)的第二聯(lián)軸器裝置；j)一個(gè)仿形頭裝置，安裝在定位滑板頂部并能與其一起運(yùn)動(dòng)；k)該仿形頭裝置包括若干仿形進(jìn)給單元；l)每個(gè)所述仿形進(jìn)給單元包括一個(gè)支撐曲模塊，在運(yùn)行中相對(duì)所述支撐曲模塊傳輸砂帶的裝置，一個(gè)聯(lián)軸器，支承裝置，和一個(gè)直流電機(jī)，它通過(guò)所述聯(lián)軸器向所述支承裝置傳送動(dòng)力，以使支撐曲模塊相對(duì)砂帶移動(dòng)；其特征在于，還包括m)一個(gè)罩，固定在仿形頭背面，用于罩住直流電機(jī)，該罩防止灰塵和磨屑進(jìn)入該電機(jī)，避免電機(jī)磨損。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的砂帶式磨床，其特征在于，所述罩是由分離的板構(gòu)成，并用夾緊裝置將其夾持在一起，夾緊裝置可以是手動(dòng)的，以允許接近直流電機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磨床，其特征在于，所述直線電機(jī)是無(wú)刷電機(jī)。
4.一種砂帶式磨床，包括a)一個(gè)床身；b)一個(gè)橫向延伸該床身的第一臺(tái)座；c)固定到第一臺(tái)座上并橫向延伸過(guò)該床身前面的第一床座；d)一個(gè)橫動(dòng)溜板裝置，其包括一個(gè)可沿第一床座移動(dòng)的第一旋轉(zhuǎn)接頭，一個(gè)安裝在第一滑板頂上的轉(zhuǎn)臺(tái)，一個(gè)安裝在所述臺(tái)頂上并適于接受工件的尾座和工件主軸箱；e)用于驅(qū)動(dòng)所述第一滑板的第一馬達(dá)裝置和第一聯(lián)軸器；f)一個(gè)第二臺(tái)座，它沿垂直于所述第一臺(tái)座長(zhǎng)度方向縱向延伸；g)固定到第二臺(tái)座上的第二床座；h)一個(gè)定位滑板機(jī)構(gòu)包括一個(gè)安裝在所述第二床座頂部的定位滑板，和一個(gè)固定到所述定位滑板上的仿形頭裝置，該仿形頭裝置包括若干支撐曲模塊和同樣數(shù)量的與所述支撐曲模塊對(duì)正的砂帶，以及第二電機(jī)裝置，它驅(qū)動(dòng)該定位滑板機(jī)構(gòu)沿機(jī)床的縱軸線，沿第二床座運(yùn)動(dòng)，因此，所述的若干砂帶可以向夾持在尾座和工件主軸箱之間的工件推進(jìn)或退回。
5.一種磨床，用于磨削根據(jù)通過(guò)若干點(diǎn)所限定的預(yù)定外形輪廓的工件表面，該每一點(diǎn)離工件旋轉(zhuǎn)中心均在一預(yù)定的半徑上，該磨床包括a)床座裝置；b)由所述床座承載的工件安裝裝置；c)該工件安裝裝置包括一個(gè)工件主軸箱裝置，它聯(lián)有一整體電機(jī)裝置，它用于當(dāng)工件安裝在該工件安裝裝置上時(shí)，輸入一相關(guān)工件的運(yùn)動(dòng)；d)由所述床座裝置承載的仿形頭裝置，并依次至少承載一個(gè)具有一磨削表面和一背面的磨削砂帶，這樣，當(dāng)工件安裝在該工件安裝裝置時(shí)，至少一個(gè)磨削砂帶靠近并便于與工件的表面相互合作，以把工件表面磨削成予定外形；e)由所述的仿形頭裝置攜帶的曲模塊裝置，它具有一個(gè)砂帶接觸表面，其配置得與至少一個(gè)所述磨削砂帶的背面相互合作；f)曲模塊定位裝置，它由所述的仿形頭裝置攜帶，當(dāng)工件安裝到所述的工件安裝裝置上時(shí)，曲模塊定位裝置相對(duì)工件與所述的曲模塊裝置相互合作，控制砂帶的接觸表面的配置，并由此控制所述的至少一個(gè)砂帶的磨削表面的配置，由此把工件磨削成予定的外形。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的磨床，其特征在于，包括一個(gè)速度數(shù)字控制裝置，它配置得與所述整體電機(jī)裝置相互合作，以控制它的速度。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的磨床，其特征在于，所述的速度數(shù)字控制裝置由所述的工件主軸箱承帶，并響應(yīng)整體電機(jī)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磨床，其特征在于，所述的仿形頭攜帶若干條砂帶，其數(shù)為偶數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的磨床，其特征在于，所述的若干條砂帶至少是2條，但最多不超過(guò)8條。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磨床，其特征在于，所述的曲模塊定位裝置包括用于沿予定的線性路徑推進(jìn)和退回所述曲模塊裝置的無(wú)刷電機(jī)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的磨床，其特征在于，包括罩裝置，其用于封裝所述無(wú)刷電機(jī)裝置，使灰塵和流體最少地進(jìn)入所述無(wú)刷電機(jī)裝置之中。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的磨床，其特征在于，包括線性運(yùn)動(dòng)裝置，它由無(wú)刷電機(jī)裝置攜帶，以使所述曲模塊裝置沿預(yù)定的線性路徑推進(jìn)或退回；和支撐裝置，它與所述線性運(yùn)動(dòng)相互合作，以相對(duì)剛性的方式支撐線性運(yùn)動(dòng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的磨床，其特征在于，所述支撐裝置包括軸承裝置。
14.一種砂帶式磨床，其包括a)一床身；b)橫向延伸過(guò)所述床身的第一臺(tái)座；c)緊固到第一臺(tái)座上的一個(gè)第一床座；d)安裝在第一床座頂部上能橫向移動(dòng)的溜板；e)一個(gè)第一電機(jī)，第一聯(lián)軸器裝置和一個(gè)第一絲杠機(jī)構(gòu)，用來(lái)把動(dòng)力從所述第一電機(jī)經(jīng)第一聯(lián)軸器裝置傳給第一絲杠機(jī)構(gòu)，以便使溜板沿第一床座移動(dòng)；f)位于溜板頂部用于接受和夾持工件的裝置；g)垂直于第一臺(tái)座的一個(gè)第二臺(tái)座；h)緊固到第二臺(tái)座上，垂直于第一床座的一個(gè)第二床座；i)一個(gè)定位滑板，安裝在第二床座頂部，能縱向移動(dòng)；j)一個(gè)第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)，第二聯(lián)軸器裝置，用來(lái)把動(dòng)力從第二電機(jī)傳給第二絲杠機(jī)構(gòu)，以使定位滑板沿第二床座移動(dòng)；k)一個(gè)仿形頭裝置，包括若干仿形進(jìn)給單元，每一個(gè)仿形進(jìn)給單元包括一個(gè)支撐曲模塊和以可操作的相對(duì)每個(gè)支撐曲模塊輸送砂帶的裝置；l)所述仿形頭裝置固定到所述的定位滑板上，用來(lái)與其一起縱向移動(dòng)，把所述砂帶帶入與工件接觸的位置上；其特征在于，m)所述的第一電機(jī)、第一聯(lián)軸器裝置和第一絲杠機(jī)構(gòu)與所述的第二電機(jī)、第二聯(lián)軸器裝置和第二絲杠機(jī)構(gòu)在結(jié)構(gòu)和功能上是相同的，因此對(duì)本砂帶式磨床來(lái)說(shuō)，減少了貨單和庫(kù)存要求。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的砂帶式磨床，其特征在于，所述的第一聯(lián)軸器裝置和第二聯(lián)軸器裝置包括一彈性聯(lián)軸器和一帶有圍繞著隨動(dòng)器的螺紋軸，所述隨動(dòng)器安裝到由所述第一或第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)的溜板或滑板上。
16.一種砂帶式磨式，其包括a)一床身；b)在所述床身向上伸出的垂直支撐；c)一固定到所述垂直支撐上的仿形頭裝置；d)若干環(huán)形砂帶；e)一個(gè)驅(qū)動(dòng)輥裝置，它由所述床身承載，它包括一個(gè)帶有若干相間隔的大帶輪的中軸，每個(gè)帶輪傳導(dǎo)一環(huán)形砂帶；f)小帶輪，由仿形頭裝置攜帶，與沿所述中軸相間隔排列的大帶輪對(duì)齊，因此，每一環(huán)形砂帶圍繞各自的小帶輪，與其他每一砂帶相互平行但相間隔地傳導(dǎo)。g)所述的仿形頭裝置包括若干仿形進(jìn)給單元；h)每一個(gè)所述仿形進(jìn)給單元包括一個(gè)彎曲的支撐曲模塊，一個(gè)所述曲模塊夾持器，用來(lái)將所述支撐曲模塊壓在一個(gè)砂帶的內(nèi)表面上的執(zhí)行器裝置，用于向所述驅(qū)動(dòng)裝置提供動(dòng)力的馬達(dá)裝置；i)一個(gè)床座，固定到所述床身上，該床座沿所述床身的縱軸線延伸；j)一個(gè)沿所述床座移動(dòng)的滑板，和一個(gè)電機(jī)，用來(lái)推動(dòng)或退回所述滑板；k)安裝在滑板相對(duì)側(cè)的向上直立的支架裝置；l)所述的驅(qū)動(dòng)輥裝置的中軸橫向延伸過(guò)滑板，并安裝在所述支架裝置的軸承中；m)一個(gè)所述的支架固定到滑板上，不動(dòng)；n)導(dǎo)向桿，在固定不動(dòng)的支架裝置和其他可動(dòng)的支架裝置之間延伸，可移動(dòng)的支架與該導(dǎo)向桿一起橫向移動(dòng)，以使大帶輪和被傳送的砂帶暴露出來(lái)；o)在與移動(dòng)的支架裝置的床座上，具有用于接收所述導(dǎo)向桿的孔；其特征在于，p)一個(gè)偏心襯套嵌入一個(gè)所述孔中，以與一導(dǎo)向桿相配合，該偏心襯套保證該可移動(dòng)的支架裝置可平滑地沿著導(dǎo)向桿移動(dòng)而不會(huì)卡死。
全文摘要
一種采用多條平行環(huán)形砂帶,同時(shí)磨削工件例如凸輪軸的凸輪凸起部若干表面的磨床。該磨床包括一個(gè)包括有若干仿形進(jìn)給單元的仿形頭裝置,每個(gè)仿形單元包括一個(gè)彎曲的支撐曲模塊,一個(gè)支撐曲模塊的夾持器;一個(gè)用于安裝曲模塊夾持器的接合器,一個(gè)滾珠花鍵機(jī)構(gòu),它被固定到接合器上。用以把動(dòng)力從驅(qū)動(dòng)電機(jī)傳給支撐曲模塊,把砂帶連同支撐曲模塊一起壓到工件上。本發(fā)明的磨床的砂帶易于安裝,在需要時(shí)可以拆下和/或更換。
文檔編號(hào)B24B21/16GK1225863SQ9810950
公開日1999年8月18日 申請(qǐng)日期1998年5月29日 優(yōu)先權(quán)日1992年9月30日
發(fā)明者R·E·凱澤 申請(qǐng)人:尤諾瓦工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)公司