一种万能磨床

技术领域

本发明属于磨床领域，尤其涉及一种万能磨床。

背景技术

磨床是通过磨削方式对工件表面进行精加工的设备，其主要由磨削辊和工件装夹结构组成。

工件一般在经过车削或铣削后都需要经过磨削来增加其表面精度，不同的磨削精度要求对磨削辊摩擦系数、粗糙度及旋转速度具有不同的要求。针对不同磨削精度要求，一般是通过更换磨床上的磨削辊实现的，相应的还需要更换传动皮带的传动槽或更换成本更好的变频电机来实现对磨削辊旋转速度的控制。

当球体绕一轴旋转时，球体表面的线速度沿旋转轴线方向变化，可在球体表面沿旋转轴线方向布置不同摩擦系数的磨削材料，在球体表面线速度较低的部位布置摩擦系数和粗糙度较大的磨削材料而在球体表面线速度较高的部位布置摩擦系数和粗糙度较小的磨削材料，实现在球体旋转角速度不变情况下通过同一球体完成对工件的先慢速粗磨后快速精磨的目的，提高磨削效率节约成本。

但球体式磨削目前还没有成熟的结构，要实现用于加工的球体磨削还需解决如下技术问题：

球体的驱动结构与磨削面之间的关系，球体驱动结构不能影响磨削面。

工件装夹结构要针对球体磨削进行设计，保证工件在磨削过程中能够充分利用球体表面各个区域。

本发明设计一种万能磨床解决如上问题。

发明内容

为解决现有技术中的所述缺陷，本发明公开一种万能磨床，它是采用以下技术方案来实现的。

一种万能磨床，它包括支架A、支架B、电机A、转座A、电机B、磨球、装夹机构，其中在电机A驱动下绕水平轴线旋转于支架A内的方框型支架B上安装有两个周向相距180度的弧形转座A，两个转座A的轴线与支架B的旋转轴线重合；两个转座A之间沿其轴线旋转有被电机B驱动的磨球；磨球表面具有磨砂，且磨砂的粗糙度沿磨球旋转轴线方向由中部向两侧逐渐增大；在两个电机C驱动下绕磨球竖直轴线摆动的两组支架C上分别安装有带动轴类工件沿磨球径向运动并带动轴类工件自转的装夹机构。

作为本技术的进一步改进，所述支架B的两侧对称安装有两个与支架A上圆槽旋转配合的转销A；安装于支架A且同电机A输出轴传动连接的蜗杆A与转销A上的涡轮A啮合。

作为本技术的进一步改进，所述转座A的内弧面上对称安装有两对与磨球上两个环槽A一一对应配合的滚轮和两个与磨球上环槽B内齿圈啮合且被电机B驱动的齿轮A。

作为本技术的进一步改进，所述滚轮均在相应环槽A内与磨球径向相抵。

作为本技术的进一步改进，所述两个齿轮A与转座A上安装的齿轮B啮合，齿轮B与电机B输出轴上的齿轮C啮合。

作为本技术的进一步改进，所述两组支架C的两端均安装有与支架A上转销B旋转配合的转套A；每组支架C的一个转套A上均安装有齿轮D，齿轮D与安装于支架A的齿轮E啮合，齿轮E所在轴上的齿轮齿轮F与安装于支架A的齿轮G啮合，齿轮G所在轴上的涡轮B与安装于支架A的蜗杆B啮合，蜗杆B与相应电机C的输出轴传动连接。

作为本技术的进一步改进，所述装夹机构包括导座A、电机D、滑座A、导座B、滑座B、电机E、环套A、转套B、电机F、卡盘、环套B、顶杆、转座B、顶座，其中安装于相应一组支架C的导座A内水平滑动有被电机D驱动的滑座A，安装于滑座A的导座B内沿磨球径向滑动有被电机E驱动的滑座B；滑座B两侧对称安装有两个悬臂；一个悬臂末端安装有环套A，另一个悬臂末端安装有与环套A同轴线的环套B；环套A内旋转配合有被电机F驱动的转套B；转套B上安装有用来装夹轴类工件的同轴线卡盘；轴向水平滑动于环套B内的顶杆的末端安装有转座B，转座B内旋转配合有与轴类工件末端配合的顶座；环套B上具有锁定顶杆的结构。

作为本技术的进一步改进，所述环套B壁面的螺纹孔内旋合有与顶杆配合的紧固螺栓。

作为本技术的进一步改进，所述导座A上旋转配合有与电机D输出轴传动连接且与滑座A螺纹配合的螺杆A；导座B上旋转配合有与电机E输出轴传动连接且与滑座B螺纹配合的螺杆B。

作为本技术的进一步改进，所述转套B上安装有齿轮H，齿轮H与环套A上电机F的输出轴上的齿轮I啮合。

相对于传统的磨床，本发明根据旋转磨球沿旋转轴线方向的旋转线速度不同而在旋转线速度不同部位布置不同粗糙度的磨砂，速度越大的部位布置的磨砂的粗糙度越小，进而通过一个磨球便可实现对同一工件不同部位表面由粗到细的精度打磨，无需更换磨床磨削部件，降低工件加工的零件损耗成本及因需要控制磨削速度的整体设备成本并有效提高磨削效率。

本发明结构简单，具有较好的使用效果。

附图说明

图1是本发明整体示意图。

图2是本发明中两个转座A驱动结构剖面示意图。

图3是两个转座A与磨球配合剖面示意图。

图4是磨球与两个装夹机构上两个工件配合侧视剖面示意图。

图5是磨球与两个装夹机构上两个工件配合俯视剖面示意图。

图6是转座A上结构及其剖面示意图。

图7是磨球示意图。

图8是装夹机构示意图。

图9是装夹机构两个视角的剖面示意图。

图中标号名称：1、支架A；2、转销A；3、支架B；4、涡轮A；5、蜗杆A；6、电机A；7、转座A；8、滚轮；9、齿轮A；10、齿轮B；11、齿轮C；12、电机B；13、磨球；14、环槽A；15、环槽B；16、齿圈；17、转销B；18、转套A；19、齿轮D；20、齿轮E；21、齿轮F；22、齿轮G；23、涡轮B；24、蜗杆B；25、电机C；26、支架C；27、装夹机构；28、导座A；29、电机D；30、螺杆A；31、滑座A；32、导座B；33、滑座B；34、螺杆B；35、电机E；36、悬臂；37、环套A；38、转套B；39、齿轮H；40、齿轮I；41、电机F；42、卡盘；43、环套B；44、紧固螺栓；45、顶杆；46、转座B；47、顶座；48、工件。

具体实施方式

附图均为本发明实施的示意图，以便于理解结构运行原理。具体产品结构及比例尺寸根据使用环境结合常规技术确定即可。

如图1、2、4所示，它包括支架A1、支架B3、电机A6、转座A7、电机B12、磨球13、装夹机构27，其中如图2、3、4所示，在电机A6驱动下绕水平轴线旋转于支架A1内的方框型支架B3上安装有两个周向相距180度的弧形转座A7，两个转座A7的轴线与支架B3的旋转轴线重合；两个转座A7之间沿其轴线旋转有被电机B12驱动的磨球13；如图3、7所示，磨球13表面具有磨砂，且磨砂的粗糙度沿磨球13旋转轴线方向由中部向两侧逐渐增大；如图2、4、5所示，在两个电机C25驱动下绕磨球13竖直轴线摆动的两组支架C26上分别安装有带动轴类工件48沿磨球13径向运动并带动轴类工件48自转的装夹机构27。

如图1、2所示，所述支架B3的两侧对称安装有两个与支架A1上圆槽旋转配合的转销A2；安装于支架A1且同电机A6输出轴传动连接的蜗杆A5与转销A2上的涡轮A4啮合。

如图3、4、6所示，所述转座A7的内弧面上对称安装有两对与磨球13上两个环槽A14一一对应配合的滚轮8和两个与磨球13上环槽B15内齿圈16啮合且被电机B12驱动的齿轮A9。

如图3、4所示，所述滚轮8均在相应环槽A14内与磨球13径向相抵。

如图6所示，所述两个齿轮A9与转座A7上安装的齿轮B10啮合，齿轮B10与电机B12输出轴上的齿轮C11啮合。

如图2、4、8所示，所述两组支架C26的两端均安装有与支架A1上转销B17旋转配合的转套A18；每组支架C26的一个转套A18上均安装有齿轮D19，齿轮D19与安装于支架A1的齿轮E20啮合，齿轮E20所在轴上的齿轮齿轮F21与安装于支架A1的齿轮G22啮合，齿轮G22所在轴上的涡轮B23与安装于支架A1的蜗杆B24啮合，蜗杆B24与相应电机C25的输出轴传动连接。

如图8所示，所述装夹机构27包括导座A28、电机D29、滑座A31、导座B32、滑座B33、电机E35、环套A37、转套B38、电机F41、卡盘42、环套B43、顶杆45、转座B46、顶座47，其中如图5、8、9所示，安装于相应一组支架C26的导座A28内水平滑动有被电机D29驱动的滑座A31，安装于滑座A31的导座B32内沿磨球13径向滑动有被电机E35驱动的滑座B33；滑座B33两侧对称安装有两个悬臂36；一个悬臂36末端安装有环套A37，另一个悬臂36末端安装有与环套A37同轴线的环套B43；环套A37内旋转配合有被电机F41驱动的转套B38；转套B38上安装有用来装夹轴类工件48的同轴线卡盘42；轴向水平滑动于环套B43内的顶杆45的末端安装有转座B46，转座B46内旋转配合有与轴类工件48末端配合的顶座47；环套B43上具有锁定顶杆45的结构。

如图5、9所示，所述环套B43壁面的螺纹孔内旋合有与顶杆45配合的紧固螺栓44。

如图5、9所示，所述导座A28上旋转配合有与电机D29输出轴传动连接且与滑座A31螺纹配合的螺杆A30；导座B32上旋转配合有与电机E35输出轴传动连接且与滑座B33螺纹配合的螺杆B34。

如图8、9所示，所述转套B38上安装有齿轮H39，齿轮H39与环套A37上电机F41的输出轴上的齿轮I40啮合。

本发明的工作流程：在初始状态，两个装夹机构27中卡盘42的轴线与磨球13之间具有一定间距，两个转座A7分别位于磨球13的顶端中部位置和底端中部位置处。

当需要使用本发明打磨一个轴类工件48时，先在一个装夹机构27上装夹工件48，将工件48插入卡盘42中并与顶座47相抵，通过工具使得卡盘42将工件48对中夹紧固定。

然后，启动两个转座A7上的电机B12，电机B12通过齿轮C11、齿轮B10、齿轮A9和齿圈16带动磨球13绕转销A2轴线旋转，旋转的磨球13的表面的线速度沿其旋转轴线中部向两侧依次减小，磨砂越粗糙的部位其旋转速度越小而磨砂越细腻的部位其旋转速度越大。

然后，同时启动装夹有工件48的装夹机构27对应的电机C25和装夹有工件48的装夹机构27中的电机F41，电机F41带动工件48自转，电机C25驱动装夹有工件48的装夹机构27绕转销B17摆动，使得工件48上距离磨球13最近的部位向磨球13上旋转线速度较小的区域摆动进行粗磨。

当工件48上距离磨球13最近的部位到达磨球13上线速度较小的部位时，启动装夹机构27中的电机C25，电机C25带动工件48沿磨球13径向到达磨球13表面进行粗磨，同时，启动装夹机构27中的电机D29，电机D29驱动工件48沿其轴向水平往复运动，使得自转的工件48表面得到全方位磨削。

待工件48表面完成初次粗磨时，启动电机C25带动工件48绕转销B17摆动一定幅度，使得工件48被磨球13上线速度较大的部位进行更加细腻的磨削，如此，在工件48每完成一定光滑程度的磨削后均启动电机C25带动工件48绕转销B17摆动一定幅度，使得工件48被磨球13上线速度较大的部位进行更加细腻的磨削，最终使得工件48在磨球13上线速度最大的部位处完成抛光打磨。

在对单个工件48进行打磨过程中，随着工件48在装夹机构27带动下绕转销B17的摆动，启动电机A6驱动两个转座A7进行相应幅度的旋转，使得工件48对磨球13的径向低压力能够部分被转座A7承受而减小两个转座A7上滚轮8的受力，保护滚轮8减小磨损。

当需要使用本发明打磨一批轴类工件48时，先在两个装夹机构27上分别装夹工件48，将两个工件48分别插入相应装夹机构27中的卡盘42内并与顶座47相抵，通过工具使得卡盘42将相应工件48对中夹紧固定。

然后，启动两个转座A7上的电机B12，电机B12通过齿轮C11、齿轮B10、齿轮A9和齿圈16带动磨球13绕转销A2轴线旋转，旋转的磨球13的表面的线速度沿其旋转轴线中部向两侧依次减小，磨砂越粗糙的部位其旋转速度越小而磨砂越细腻的部位其旋转速度越大。

然后，同时启动两个装夹机构27中的电机C25和电机F41，两个电机F41分别带动相应工件48自转，两个电机C25分别驱动相应装夹机构27绕转销B17摆动一定幅度，使得两个工件48上距离磨球13最近的部位向磨球13上旋转线速度较小的区域摆动进行粗磨，且两个工件48成轴向相距180的状态分布。

当两个工件48上距离磨球13最近的部位到达磨球13上线速度较小的部位时，启动两个装夹机构27中的电机C25，两个电机C25分别带动相应工件48沿磨球13径向到达磨球13表面进行粗磨，同时，启动两个装夹机构27中的电机D29，两个电机D29分别驱动相应工件48沿其轴向水平往复运动，使得自转的工件48表面得到全方位磨削。

待两个工件48表面完成初次粗磨时，启动两个电机C25分别带动相应工件48绕转销B17摆动一定幅度，使得两个工件48被磨球13上线速度较大的部位进行更加细腻的磨削，如此，在两个工件48同时每完成一定粗糙度的磨削后均启动两个电机C25分别带动相应工件48绕转销B17摆动一定幅度，使得两个工件48被磨球13上线速度较大的部位进行更加细腻的磨削，最终使得两个工件48在磨球13上线速度最大的部位处完成抛光打磨。

在对两个工件48进行同时打磨过程中，随着工件48在装夹机构27带动下绕转销B17的摆动，保持两个转座A7始终分别位于磨球13的上下端中部位置处即可，由于在两个工件48进行磨削过程中，两个装夹机构27带动两个工件48始终以周向相距180度的状态分布，所以两个工件48对磨球13的低压力相互抵消而使得两个转座A7上的滚轮8基本不受较大作用力，保护滚轮8减小磨损。

综上所述，本发明的有益效果为：本发明根据旋转磨球13沿旋转轴线方向的旋转线速度不同而在旋转线速度不同部位布置不同粗糙度的磨砂，速度越大的部位布置的磨砂的粗糙度越小，进而通过一个磨球13便可实现对同一工件48不同部位表面由粗到细的精度打磨，无需更换磨床磨削部件，降低工件48加工的零件损耗成本及因需要控制磨削速度的整体设备成本并有效提高磨削效率。