一种高灵活性数控外圆磨床

技术领域

本发明属于物品加工打磨设备技术领域，具体为一种高灵活性数控外圆磨床。

背景技术

磨床是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床，大多数的磨床是使用高速旋转的砂轮进行磨削加工，少数的是使用油石、砂带等其他磨具和游离磨料进行加工，如珩磨机、超精加工机床、砂带磨床、研磨机和抛光机等，磨床能加工硬度较高的材料，如淬硬钢、硬质合金等，也能加工脆性材料，如玻璃、花岗石，磨床能作高精度和表面粗糙度很小的磨削，也能进行高效率的磨削，如强力磨削等。

现有的传统机床打磨使用的砂轮一般是固定的，其角度无法调整，在使用的过程中遇见弧面等情况不容易进行操控，不能保证打磨使用的精度，同时，对于打磨情况不能很好地进行感应，遇见弧面以及到达边缘时，大多数靠人工进行调整，不方便的同时容易对工作人员造成伤害，同时，调整砂轮的角度等会使打磨整形的时间变长，降低工作效率。

发明内容

本发明的目的在于：通过调向机构的使用，可以使打磨砂轮的方向进行调整，在遇见打磨物体出现弧面、拐弯等位置时，可以进行砂轮的调整，以便更加贴合物体的表面，使加工精度大大提高，通过导向机构的使用，可以使砂轮的在前进方向上进行位置的感应，从而使整体的使用更加灵活，结构稳定可靠，同时，结构简单、易于制造、突出打磨优势、提高打磨效率，通过升降机构的使用，可以使调向机构与导向机构进行高度上的调整，同时与移动限位板配合使用，使打磨砂轮与被打磨的物体都可以进行转动，以便更加灵活方便。

本发明采用的技术方案如下：一种高灵活性数控外圆磨床，包括：

顶部设有支柱的机床；

升降机构，设于支柱上；

调向机构，设于升降机构上，其中：所述调向机构包括驱动部件、固定基板、转动轴、转动板和从动齿杆，所述固定基板设于升降机构上，所述转动轴转动连接于固定基板，所述转动板固定连接于转动轴，所述从动齿杆转动连接于转动板的外表面一侧靠近中心处；以及

导向机构，设置于从动从动齿杆上，其中：所述导向机构包括导向支杆和感应导轮，所述导向支杆固定连接于从动齿杆的外表面一侧底部处，所述感应导轮转动连接于导向支杆的底部。

其中，所述升降机构包括动力传输部件、滑轨槽、滑动安装块和升降螺纹杆，所述滑轨槽开设于支柱的内部，所述升降螺纹杆的两端分别转动连接于滑轨槽的上下内壁中心处，所述滑动安装块滑动连接于滑轨槽的内壁，且滑动安装块与升降螺纹杆螺纹连接。

其中，所述动力传输部件包括升降电机、驱动锥齿和从动锥齿，所述升降电机通过螺栓固定连接于机床的内部靠近一侧边缘中心处，所述驱动锥齿固定连接于升降电机的输出端，所述从动锥齿固定连接于升降螺纹杆底部，且从动锥齿与驱动锥齿相互啮合。

其中，所述驱动部件包括：

前后调位组件，设于固定基板上，且连接转动轴，用于转动轴的转动；以及

左右调位组件，设于转动板上，用于从动齿杆的转动。

其中，所述前后调位组件包括调位气缸、驱动齿条、从动齿轮和限位块，所述调位气缸通过螺栓固定连接于固定基板的外表面一侧顶部边缘处，所述驱动齿条固定连接于调位气缸的输出端，所述从动齿轮固定连接于转动轴的一端，且从动齿轮与驱动齿条相互啮合，所述限位块固定连接于固定基板的外表面一侧底部边缘处，所述驱动齿条滑动连接于限位块内。

其中，所述左右调位组件包括调位电机和驱动齿轮，所述驱动齿轮转动连接于转动板的外表面一侧靠近中心处，且驱动齿轮与从动齿杆相互啮合，所述调位电机通过螺栓固定连接于转动板的外表面一侧靠近中心处，且调位电机的输出端固定连接于驱动齿轮的外表面一侧中心处。

其中，所述从动齿杆的外表面一侧底部中心处转动连接有打磨砂轮，所述从动齿杆的外表面一侧底部中心处通过螺栓固定连接有打磨电机，所述打磨电机的输出端固定连接于打磨砂轮的外表面一侧中心处，所述导向支杆的外表面一侧通过螺栓固定连接有防护壳，所述防护壳的内壁包裹设置于打磨砂轮的外表面。

其中，所述机床的上表面中心处开设有移位槽，所述移位槽的内壁两侧分别转动连接有移位螺纹杆的两端，所述移位槽的内壁滑动连接有移动限位板，所述移动限位板与移位螺纹杆螺纹连接。

其中，所述机床的内壁一侧边缘中心处通过螺栓固定连接有移位电机，所述移位电机的输出端固定连接有驱动滚轮。

其中，所述移位螺纹杆的一端固定连接有从动滚轮，所述从动滚轮的外表面中心处转动连接有传动带的一端，所述传动带的另一端转动连接于驱动滚轮的外表面中心处。

其中，所述打磨砂轮包括主体和可拆卸套设在主体外且可与所述主体联动转动的外磨体；所述主体包括固定套设在打磨电机的转动轴上的基盘以及间距套设在基盘外的传动环；所述基盘外圆周上均匀固定有若干电致伸缩块和滚轴；所述滚轴抵靠在传动环内圆周壁上；所述电致伸缩块在断电状态下外端面与传动环内圆周臂具有间距，在通电状态下向外伸长且与传动环内圆周臂抵靠摩擦。

其中，所述传动环外圆周上均匀设置有若干凸起；所述外磨体包括基环和固定套设在基环外的摩擦层；所述基环内圆周壁上对应凸起开设有若干凹槽，所述凸起与凹槽可拆卸过盈配合。

其中，所述基环内圆周壁上在电致伸缩块和滚轴两侧分别固定设置有凸出的环状档条。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

(1)本发明中，通过调向机构的使用，可以使打磨砂轮的方向进行调整，在遇见打磨物体出现弧面、拐弯等位置时，可以进行砂轮的调整，以便更加贴合物体的表面，使加工精度大大提高。

(2)本发明中，通过导向机构的使用，可以使砂轮的在前进方向上进行位置的感应，从而使整体的使用更加灵活，结构稳定可靠，同时，结构简单、易于制造、突出打磨优势、提高打磨效率。

(3)本发明中，通过升降机构的使用，可以使调向机构与导向机构进行高度上的调整，同时与移动限位板配合使用，使打磨砂轮与被打磨的物体都可以进行转动，以便更加灵活方便。

(4)本发明中，通过特殊设计的打磨砂轮，一是通过基盘、传动环以及外磨体的分体式可拆卸结构，从而可以便于更换过度磨损或不同尺寸的砂轮，节约成本，提高适应性；二是通过电致伸缩块以及滚轴的共同作用，能够保障在电致伸缩块未通电伸长时传动环与基盘之间可顺滑的先对转动，而在电致伸缩块通电伸长后抵靠传动环从而利用摩擦力带动传动环转动，进而带动外磨体转动打磨工件，由于在打磨过程中，需要频繁的测量、定位工件，因此如果外磨体一直保持转动状态容易使操作者出现风险，且由于操作者会意识到风险因此会分散操作者的注意力，且外磨体转动击打空气产生的噪音很大，从而影响工作效率和质量；但如果频繁的关闭打磨电机，则等待所需时间加长，加工连贯性差，且频繁启停使打磨电机的负担加大，使用寿命缩短；本发明利用电致伸缩块在电流作用下的形变效果，通过简单的通断电控制，即可快速稳定精确的控制外磨体的转动，且通过控制电流的大小即可通过控制电致伸缩块的伸长长度调节电致伸缩块与传动环的摩擦力，从而调节外磨体的扭力，避免打磨过程中过量进给损害或打坏工件，避免打磨过量；且电致伸缩块的材质通常为压电陶瓷，因此具有良好的耐磨性，使用寿命长。

附图说明

图1为本发明的第一视角立体图；

图2为本发明的升降机构第一视角立体图；

图3为本发明的第二视角立体图；

图4为本发明的升降机构第二视角立体图；

图5为本发明的调向机构第一视角立体图；

图6为本发明的调向机构第二视角立体图；

图7为本发明的调向机构第三视角立体图；

图8为本发明打磨砂轮垂直转轴的径向剖视示意图；

图9为本发明打磨砂轮的外磨体的剖视示意图；

图10为本发明打磨砂轮的主体在电致伸缩块未通电伸长时的剖视示意图；

图11为本发明打磨砂轮的主体在电致伸缩块通电伸长后的剖视示意图；

图12为本发明打磨砂轮的主体平行的轴向剖视示意图。

图中标记：1、机床；2、滑轨槽；3、滑动安装块；4、支柱；5、固定基板；6、打磨砂轮；61、主体；611、基盘；612、传动环；613、电致伸缩块；614、滚轴；615、凸起；616、基环；617、凹槽；618、环状档条；619、摩擦层；62、外磨体；7、从动齿轮；8、转动轴；9、防护壳；10、导向支杆；11、感应导轮；12、移动限位板；13、移位槽；14、移位螺纹杆；15、从动滚轮；16、传动带；17、驱动滚轮；18、升降螺纹杆；19、移位电机；20、升降电机；21、驱动锥齿；22、从动锥齿；23、打磨电机；24、调位电机；25、调位气缸；26、驱动齿条；27、限位块；28、驱动齿轮；29、从动齿杆；30、转动板。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一，参照图1-12：一种高灵活性数控外圆磨床，包括：

顶部设有支柱4的机床1；

升降机构，设于支柱4上；

调向机构，设于升降机构上，其中：调向机构包括驱动部件、固定基板5、转动轴8、转动板30和从动齿杆29，固定基板5设于升降机构上，转动轴8转动连接于固定基板5，转动板30固定连接于转动轴8，从动齿杆29转动连接于转动板30的外表面一侧靠近中心处；以及

导向机构，设置于从动从动齿杆29上，其中：导向机构包括导向支杆10和感应导轮11，导向支杆10固定连接于从动齿杆29的外表面一侧底部处，感应导轮11转动连接于导向支杆10的底部。

本实施例中：支柱4与机床1一体，且支柱4位于机床1的上表面一侧边缘中心处，升降机构一部分在支柱4内，另一部分在机床1内，使设备整体外观更加简洁，固定基板5不能转动，固定基板5呈现“U”字形，转动轴8在两个展臂上，并且，转动板30固定在转动轴8上，使转动板30在固定基板5内可以转动，调整角度，同时，从动齿杆29在转动板30上可以调整角度，二者结合，使整体可以在多方向、多角度上调整位置，导向支杆10延伸出，有感应导轮11接触被打磨物的表面，在遇见弧面等地进行感应，并通过内部的传感器进行信息传输，使整体进行角度调整，以使打磨得精度最大化，感应导轮11的感应为现有技术，在此不过多赘述。

具体的，升降机构包括动力传输部件、滑轨槽2、滑动安装块3和升降螺纹杆18，滑轨槽2开设于支柱4的内部，升降螺纹杆18的两端分别转动连接于滑轨槽2的上下内壁中心处，滑动安装块3滑动连接于滑轨槽2的内壁，且滑动安装块3与升降螺纹杆18螺纹连接。

本实施例中：滑轨槽2呈现“十”字形状，更加稳固的同时对滑动安装块3进行位置限定，使滑动安装块3在与升降螺纹杆18相对运动的过程中不会产生同时转动，保证滑动安装块3在滑轨槽2内部升降。

具体的，动力传输部件包括升降电机20、驱动锥齿21和从动锥齿22，升降电机20通过螺栓固定连接于机床1的内部靠近一侧边缘中心处，驱动锥齿21固定连接于升降电机20的输出端，从动锥齿22固定连接于升降螺纹杆18底部，且从动锥齿22与驱动锥齿21相互啮合。

本实施例中：升降电机20的型号根据需要选择市面上已有的即可，由驱动锥齿21与从动锥齿22的啮合，使横向安装的升降电机20可以使纵向安装的升降螺纹杆18进行转动，以达到升降的效果。

具体的，驱动部件包括：

前后调位组件，设于固定基板5上，且连接转动轴8，用于转动轴8的转动；以及

左右调位组件，设于转动板30上，用于从动齿杆29的转动。

本实施例中：以图1为视角，支柱4的一侧为后方，前后调位组件与左右调位组件配合使用，使打磨的位置可以最大角度地进行调整，提高打磨精度与整体的灵活性。

具体的，前后调位组件包括调位气缸25、驱动齿条26、从动齿轮7和限位块27，调位气缸25通过螺栓固定连接于固定基板5的外表面一侧顶部边缘处，驱动齿条26固定连接于调位气缸25的输出端，从动齿轮7固定连接于转动轴8的一端，且从动齿轮7与驱动齿条26相互啮合，限位块27固定连接于固定基板5的外表面一侧底部边缘处，驱动齿条26滑动连接于限位块27内。

本实施例中：调位气缸25的型号根据需要选择市面上已有的即可，通过调位气缸25的伸长或收缩，使驱动齿条26带动从动齿轮7进行转动，以此使转动轴8带动转动板30进行转动，调整前后的角度，驱动齿条26在限位块27滑动进行驱动齿条26的位置限定，保证位置的固定，与从动齿轮7的啮合。

具体的，左右调位组件包括调位电机24和驱动齿轮28，驱动齿轮28转动连接于转动板30的外表面一侧靠近中心处，且驱动齿轮28与从动齿杆29相互啮合，调位电机24通过螺栓固定连接于转动板30的外表面一侧靠近中心处，且调位电机24的输出端固定连接于驱动齿轮28的外表面一侧中心处。

本实施例中：调位电机24的型号根据需要选择市面上已有的即可，调位电机24控制驱动齿轮28进行转动，从而控制从动齿杆29左右调整角度。

具体的，从动齿杆29的外表面一侧底部中心处转动连接有打磨砂轮6，从动齿杆29的外表面一侧底部中心处通过螺栓固定连接有打磨电机23，打磨电机23的输出端固定连接于打磨砂轮6的外表面一侧中心处，导向支杆10的外表面一侧通过螺栓固定连接有防护壳9，防护壳9的内壁包裹设置于打磨砂轮6的外表面。

本实施例中：防护壳9的尺寸根据打磨砂轮6的尺寸进行变化，同时，打磨砂轮6的尺寸不大于防护壳9，不小于防护壳9的截面，打磨电机23的型号根据需要选择市面上已有的即可，打磨电机23控制打磨砂轮6进行转动打磨。

具体的，机床1的上表面中心处开设有移位槽13，移位槽13的内壁两侧分别转动连接有移位螺纹杆14的两端，移位槽13的内壁滑动连接有移动限位板12，移动限位板12与移位螺纹杆14螺纹连接。

本实施例中：移位槽13在机床1的上表面中心处，由移位螺纹杆14控制移动限位板12在移位槽13内作用移动，移动限位板12上有可以对被打磨物体进行限位的装置，属于现有技术，在此不过多赘述。

具体的，机床1的内壁一侧边缘中心处通过螺栓固定连接有移位电机19，移位电机19的输出端固定连接有驱动滚轮17。

本实施例中：移位电机19的型号根据需要选择市面上已有的即可，通过驱动滚轮17将移位电机19的动力进行传输。

具体的，移位螺纹杆14的一端固定连接有从动滚轮15，从动滚轮15的外表面中心处转动连接有传动带16的一端，传动带16的另一端转动连接于驱动滚轮17的外表面中心处。

本实施例中：驱动滚轮17转动，通过传动带16将移位电机19的动力传输至从动滚轮15，使移位螺纹杆14进行转动。

本实施例中：打磨砂轮6包括主体61和可拆卸套设在主体61外且可与主体61联动转动的外磨体62；主体61包括固定套设在打磨电机23的转动轴上的基盘611以及间距套设在基盘611外的传动环612；基盘611外圆周上均匀固定有若干电致伸缩块613和滚轴614；滚轴614抵靠在传动环612内圆周壁上；电致伸缩块613在断电状态下外端面与传动环612内圆周臂具有间距，在通电状态下向外伸长且与传动环612内圆周臂抵靠摩擦。传动环612外圆周上均匀设置有若干凸起615；外磨体62包括基环616和固定套设在基环616外的摩擦层617；基环616内圆周壁上对应凸起615开设有若干凹槽617，凸起615与凹槽617可拆卸过盈配合。基环616内圆周壁上在电致伸缩块613和滚轴614两侧分别固定设置有凸出的环状档条618。

使用时，根据被打磨物体的尺寸选择合适的外磨体62，使其与主体61卡配获得打磨砂轮6，安装完成后，将被打磨物体安装在移动限位板12上后，根据其使用进行调整使用，使用过程中，升降电机20控制驱动锥齿21与从动锥齿22使升降螺纹杆18进行转动，使滑动安装块3在滑轨槽2内上下移动，打磨时，打磨电机23控制打磨砂轮6进行转动打磨，打磨过程中，感应导轮11感应被打磨物表面的形状，并发送信号，以便进行打磨砂轮6角度的调整，调整过程中，调位气缸25的伸长或收缩，使驱动齿条26带动从动齿轮7进行转动，以此使转动轴8带动转动板30进行转动，调整前后的角度，驱动齿条26在限位块27滑动进行驱动齿条26的位置限定，保证位置的固定，与从动齿轮7的啮合，调位电机24控制驱动齿轮28进行转动，从而控制从动齿杆29左右调整角度，二者结合，更加灵活，同时，在打磨过程，移位电机19控制驱动滚轮17转动，通过传动带16使从动滚轮15与移位螺纹杆14进行转动，调整移动限位板12的位置，与调向机构进行配合使打磨根据完全，升降、左右调位、前后调位以及电致伸缩块613的通断电等均通过计算机数控完成，可预先输入参数，也可遥控作业。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。