無級(jí)變曲率砂帶磨削工具頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種機(jī)械制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種加工復(fù)雜曲面的無級(jí)變曲率砂帶磨削工具頭。
【背景技術(shù)】
[0002]復(fù)雜曲面加工一直都是機(jī)械加工中的難題。砂帶磨削屬于冷態(tài)、彈性磨削，具有磨削和拋光雙重作用，工藝靈活性和適應(yīng)性強(qiáng)，在曲面加工中具有去除效率高、表面加工質(zhì)量好的特點(diǎn)，是汽輪機(jī)葉片、船用螺旋槳、水輪機(jī)葉片等大余量、大面積、高表面質(zhì)量要求的大型曲面磨削加工中有效的加工手段。
[0003]砂帶磨削中，接觸輪直徑對(duì)去除效率、表面質(zhì)量有直接影響。在復(fù)雜曲面加工過程中，工件截面型線上各點(diǎn)處曲率變化，為實(shí)現(xiàn)余量的高效去除和獲得較好的表面質(zhì)量，接觸輪直徑應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。如，曲面內(nèi)弧面加工采用大曲率接觸輪，外弧面采用小曲率接觸輪，故需不同曲率接觸輪能在同一個(gè)工具系統(tǒng)中更換。而目前常用傳統(tǒng)砂帶磨削機(jī)床中的接觸輪尺寸固定、無法在線調(diào)整，使得傳統(tǒng)的磨削工具只能加工表面曲率在一定范圍內(nèi)變化的工件，限制了砂帶磨削的應(yīng)用范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是為解決上述問題，提供一種實(shí)現(xiàn)接觸輪曲率可變、其結(jié)構(gòu)占用空間小并且可被靈活裝配于各類磨床上的砂帶磨削工具頭。
[0005]本實(shí)用新型包括有工具板、砂帶驅(qū)動(dòng)輪、砂帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)、變曲率驅(qū)動(dòng)電機(jī)、惰輪、砂帶、張緊裝置、砂帶支撐架、砂帶支撐滾輪、磨頭連接板、無級(jí)變曲率裝置和密封裝置，砂帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過螺釘連接在工具板后側(cè)上端，砂帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)主軸與砂帶驅(qū)動(dòng)輪聯(lián)接；兩個(gè)惰輪固定在工具板上；張緊裝置由張緊氣缸與張緊輪組成，張緊氣缸通過螺釘固連在工具板上，張緊輪鉸接在張緊氣缸的伸縮桿上，張緊輪與砂帶接觸；砂帶支撐滾輪連接在砂帶支撐架上，砂帶支撐架通過螺栓被固定在工具板上，砂帶支撐滾輪與砂帶接觸；
[0006]密封裝置經(jīng)由螺釘固定在無級(jí)變曲率裝置上，密封裝置是由密封彈性橡膠、短銷、密封彈簧片、鉚釘和連接片組成，其中，密封彈性橡膠通過鉚釘和膠與密封彈簧片相連，密封彈簧片的兩端通過短銷與磨頭前端外殼、磨頭后端外殼上的密封彈簧片滑動(dòng)槽裝配，并由磨頭前端外殼、磨頭后端外殼中的限位螺釘限位，連接片下端與密封彈簧片通過鉚釘連接，上端通過螺釘與推頭連接，并能在磨頭前端外殼、磨頭后端外殼中的活動(dòng)塊活動(dòng)槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)。
[0007]無級(jí)變曲率裝置是由磨頭內(nèi)部變形環(huán)裝置、磨頭內(nèi)部變形環(huán)驅(qū)動(dòng)裝置、磨頭前端外殼、磨頭后端外殼、前后外殼間連接板和磨頭裝配螺栓組成，其中，磨頭內(nèi)部變形環(huán)裝置與磨頭內(nèi)部變形環(huán)驅(qū)動(dòng)裝置中的電機(jī)主軸同軸，磨頭內(nèi)部變形環(huán)驅(qū)動(dòng)裝置中的行星錐齒輪被磨頭前端外殼、磨頭后端外殼中的行星錐齒輪架限定位置，磨頭內(nèi)部變形環(huán)驅(qū)動(dòng)裝置中的推頭兩側(cè)分別與磨頭前端外殼、磨頭后端外殼中的推頭滑道配合，推頭的頂部與磨頭內(nèi)部變形環(huán)裝置中的柔性支撐內(nèi)環(huán)內(nèi)側(cè)接觸，磨頭前端外殼與磨頭后端外殼之間通過螺栓孔與磨頭裝配螺栓固連，最終，通過前后外殼間連接塊、螺栓、磨頭連接板與工具板相連。
[0008]磨頭內(nèi)部變形環(huán)裝置是由柔性支撐內(nèi)環(huán)、柔性支撐外環(huán)、滾芯、滾套、滾套位置保持架和橡膠環(huán)組成，其中，多個(gè)滾芯與滾套成套同軸裝配，滾芯被滾套位置保持架以鏈條的形式連接成封閉的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，再與柔性支撐內(nèi)環(huán)、柔性支撐外環(huán)和橡膠環(huán)同軸裝配；
[0009]磨頭內(nèi)部變形環(huán)驅(qū)動(dòng)裝置是由變曲率驅(qū)動(dòng)電機(jī)、變曲率驅(qū)動(dòng)電機(jī)主軸、驅(qū)動(dòng)錐齒輪、推頭、絲杠基座、行星錐齒輪、從動(dòng)錐齒輪、花鍵槽、絲桿和推頭上螺紋孔組成，其中，變曲率驅(qū)動(dòng)電機(jī)主軸、驅(qū)動(dòng)錐齒輪、從動(dòng)錐齒輪同軸，四個(gè)行星錐齒輪分別圍繞驅(qū)動(dòng)錐齒輪軸線，在其圓周方向等角度嚙合裝配，絲杠基座與行星錐齒輪、絲桿與絲杠基座分別通過螺釘相互連接，絲桿與推頭之間為螺紋配合，頭上螺紋孔與密封裝置中的連接片上端螺釘裝配。
[0010]本實(shí)用新型包括有工具板、砂帶驅(qū)動(dòng)輪、砂帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)、變曲率驅(qū)動(dòng)電機(jī)、惰輪、砂帶、張緊裝置、砂帶支撐架、砂帶支撐滾輪、磨頭連接板、無級(jí)變曲率裝置和密封裝置，砂帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過螺釘連接在工具板后側(cè)上端，砂帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)主軸與砂帶驅(qū)動(dòng)輪聯(lián)接；兩個(gè)惰輪固定在工具板上；張緊裝置由張緊氣缸與張緊輪組成，張緊氣缸通過螺釘固連在工具板上，張緊輪鉸接在張緊氣缸的伸縮桿上，張緊輪與砂帶接觸；砂帶支撐滾輪連接在砂帶支撐架上，砂帶支撐架通過螺栓被固定在工具板上，砂帶支撐滾輪與砂帶接觸；
[0011]密封裝置經(jīng)由螺釘固定在無級(jí)變曲率裝置上，密封裝置是由密封彈性橡膠、短銷、密封彈簧片、鉚釘和連接片組成，其中，密封彈性橡膠通過鉚釘和膠與密封彈簧片相連，密封彈簧片的兩端通過短銷與磨頭前端外殼、磨頭后端外殼上的密封彈簧片滑動(dòng)槽裝配，并由磨頭前端外殼、磨頭后端外殼中的限位螺釘限位，連接片下端與密封彈簧片通過鉚釘連接，上端通過螺釘與推頭連接，并能在磨頭前端外殼、磨頭后端外殼中的活動(dòng)塊活動(dòng)槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)。
[0012]無級(jí)變曲率裝置是由磨頭內(nèi)部變形環(huán)裝置、磨頭內(nèi)部變形環(huán)驅(qū)動(dòng)裝置、磨頭前端外殼、磨頭后端外殼、前后外殼間連接板和磨頭裝配螺栓組成，其中，磨頭內(nèi)部變形環(huán)裝置與磨頭內(nèi)部變形環(huán)驅(qū)動(dòng)裝置中的電機(jī)主軸同軸，磨頭內(nèi)部變形環(huán)驅(qū)動(dòng)裝置中的行星錐齒輪被磨頭前端外殼、磨頭后端外殼中的行星錐齒輪架限定位置，磨頭內(nèi)部變形環(huán)驅(qū)動(dòng)裝置中的推頭兩側(cè)分別與磨頭前端外殼、磨頭后端外殼中的推頭滑道配合，推頭的頂部與磨頭內(nèi)部變形環(huán)裝置中的柔性支撐內(nèi)環(huán)內(nèi)側(cè)接觸，磨頭前端外殼與磨頭后端外殼之間通過螺栓孔與磨頭裝配螺栓固連，最終，通過前后外殼間連接塊、螺栓、磨頭連接板與工具板相連。
[0013]磨頭內(nèi)部變形環(huán)裝置是由柔性支撐內(nèi)環(huán)、柔性支撐外環(huán)、滾芯、滾套、滾套位置保持架和橡膠環(huán)組成，其中，多個(gè)滾芯與滾套成套同軸裝配，滾芯被滾套位置保持架以鏈條的形式連接成封閉的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，再與柔性支撐內(nèi)環(huán)、柔性支撐外環(huán)和橡膠環(huán)同軸裝配；
[0014]磨頭內(nèi)部變形環(huán)驅(qū)動(dòng)裝置是由變曲率驅(qū)動(dòng)電機(jī)、變曲率驅(qū)動(dòng)電機(jī)主軸、驅(qū)動(dòng)錐齒輪、推頭、絲杠基座、行星錐齒輪、從動(dòng)錐齒輪、花鍵槽、絲桿和推頭上螺紋孔組成，其中，變曲率驅(qū)動(dòng)電機(jī)主軸、驅(qū)動(dòng)錐齒輪、從動(dòng)錐齒輪同軸，四個(gè)行星錐齒輪分別圍繞驅(qū)動(dòng)錐齒輪軸線，在其圓周方向等角度嚙合裝配，絲杠基座與行星錐齒輪、絲桿與絲杠基座分別通過螺釘相互連接，絲桿與推頭之間為螺紋配合，頭上螺紋孔與密封裝置中的連接片上端螺釘裝配。
[0015]本實(shí)用新型的工作過程:
[0016]砂帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)砂帶驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)由惰輪、支撐滾輪帶動(dòng)砂帶運(yùn)動(dòng)，張緊氣缸張緊，開始磨削。當(dāng)曲率需要變大時(shí)，變曲率驅(qū)動(dòng)電機(jī)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)錐齒輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，四個(gè)行星錐齒輪也分別繞各自的中心軸線做順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，但與上下兩側(cè)兩個(gè)行星錐齒輪相配合的絲桿螺旋線旋向?yàn)槟鏁r(shí)針，與左右兩側(cè)的兩個(gè)行星錐齒輪相配合的絲桿的螺旋線旋向?yàn)轫槙r(shí)針，這樣使得上下兩側(cè)推頭在各自的推頭滑道內(nèi)沿著遠(yuǎn)離變曲率驅(qū)動(dòng)電機(jī)主軸的方向向外滑行，而左右兩側(cè)推頭在各自的推頭滑道內(nèi)沿著靠近變曲率驅(qū)動(dòng)電機(jī)主軸的方向向內(nèi)滑行，四個(gè)推頭的共同作用，使得磨頭內(nèi)部變形環(huán)裝置發(fā)生形變，進(jìn)而增大了其最下端的曲率，而絲桿螺母的結(jié)構(gòu)能夠保持這一曲率變化，并支撐砂帶進(jìn)行切削運(yùn)動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)了變曲率磨削。當(dāng)曲率需要變小時(shí)，與之相反。
[0017]密封裝置中的連接片，通過螺釘將密封彈簧片與磨頭內(nèi)部變形環(huán)驅(qū)動(dòng)裝置中下端的推頭連接，這樣，當(dāng)因推頭位置上下移動(dòng)而引起磨頭曲率變化時(shí)，彈簧片也會(huì)發(fā)生形變。由于密封彈簧片的兩端通過短銷，與磨頭前后端外殼中的密封彈簧片滑動(dòng)槽裝配，當(dāng)密封彈簧