專利名稱：具有虛擬y軸的砂輪架結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種具有虛擬Y軸的砂輪架結構，適用于臥式
凄t控切點跟蹤數控磨床，尤其適用于加工曲軸、凸4侖軸及其他非圓 軸類零件，屬于機械制造領域。
背景技術：
曲軸及凸輪軸等的偏心圓及非圓曲線零件采用數控方式進行
磨削時，石少輪水平方向進給(X軸)與妙,侖豎直方向移動(Y軸) 插補形成磨削軌跡。此時，砂4侖以固定點(即通過砂、4侖軸線的水平 平面與砂輪的交點)來磨削凸輪曲線的每一點，即以切點跟蹤的方
式進行磨削，磨削曲線輪廓與砂輪尺寸無關。普通的數控曲軸磨床 在結構上無法適應這一條件，因為工件主軸軸線與砂輪主軸軸線始 終在同一水平面內。與外圓磨削完全一樣，^f旦此時砂專侖無法以固定 點磨削。圖la為普通凄t控曲軸磨床連4干頸磨削示意圖連4干頸相 對于曲軸回轉中心來說是一個偏心圓，圖中表示出了連桿頸在曲軸 轉動過程中的四個特殊位置。從圖中可看出，砂輪與連桿頸的接觸 點有一個與砂、4侖回轉中心夾角為oc的變動范圍。在這種磨削條件下 用同一程序加工時，磨削曲線輪廓與砂輪尺寸有關。因此為加工出 合才各的零件往往需要進行多次試磨，而且每4奮整一次石少4侖都要對磨
削軌跡重新進行計算修正，這種現(xiàn)象限制了機床的柔性，不利于單 件小批量的加工，也限制了磨削精度的提高，并且機床使用也很不 方便。切點跟蹤磨削是以凸輪曲線為出發(fā)點，在其回轉的每一個瞬 間位置都有一點與;少4侖最近，如果用直角坐標定義凸4侖曲線，則這一點就是坐標值X最大的那一點。確定這一點后，令砂輪去磨削這
一點就可以了。圖lb為切點跟蹤數控曲軸磨床連桿頸磨削示意圖，乂人圖中可看出如果增加一個在垂直平面內移動的Y軸，在曲軸磨削回轉過禾呈中連續(xù)5艮蹤連^f頸在X方向的最高點，即可4吏曲軸連牙干頸回轉中心與砂、凈侖回轉中心始終在同 一 高度的水平面內。在這種條件下如圖2所示在磨削過程的每一瞬間，石少4侖磨削點均為一個在水平面內通過砂輪中心的固定點，與外圓磨削條件完全相同。具體實現(xiàn)方法如圖lb所示，是在傳統(tǒng)結構上增加一個沿砂1侖切線方向且與X軸垂直的Y方向數控軸，X、 Y兩軸插補使砂,侖回轉中心形成一個圓形運動4九跡，其半徑等于曲軸上連桿頸的偏心距。這個圓形運動軌跡與C軸在磨削過程中保持嚴格的同步運行，即可實現(xiàn)切點5艮蹤磨削原理。

實用新型內容
本實用新型的目的在于提供一種具有虛擬Y軸的砂輪架結構，其為切點跟蹤磨削核心部件——砂1侖架提供一種新型結構，并且適應臥式機床結構，適應偏心圓及非圓曲線的高速磨削。
本實用新型所涉及的具有虛擬Y軸的石少4侖架結構，用于偏心圓及非圓曲線零件的磨削，利用傾凍+軸的移動實現(xiàn)砂1侖在Y方向的S艮蹤位移，其包括上層滑板部分，用于砂輪在垂直平面內磨削點的3艮蹤，其lt控軸為Y軸，所述上層滑纟反部分包括主軸箱部分和Y軸驅動部分；以及下層滑板部分，用于磨削軌跡的徑向插補進給，其數控軸為X軸，所述下層滑板部分包括斜砂輪架部分、X軸驅動部分和作為所述石少4侖架結構基礎的基座，其中，所述Y軸與所述X
軸以預定角度傾斜配置。
在上述的具有虛擬Y軸的砂輪架結構中，所述預定角度是30。，當所述主軸箱部分沿斜妙、輪架部分移動時，產生水平方向和豎
5直方向兩個分運動，并且在垂直平面內的移動量相當于軸向移動量
的1/2， 乂人而形成虛擬Y軸。
在上述的具有虛擬Y軸的砂、4侖架結構中，所述X軸驅動部分采用直線電^L驅動結構。
在上述的具有虛擬Y軸的砂、l侖架結構中，所述Y軸驅動部分采用直線電機驅動、伺服機驅動、或絲杠螺母驅動。
在上述的具有虛擬Y軸的砂1侖架結構中，在磨削的過程中通過所述X軸和所述Y軸的差補完成磨削進給。
在上述的具有虛擬Y軸的砂輪架結構中，砂輪的砂輪主軸釆用動,爭壓主軸、卸荷皮帶4合傳動。
在上述的具有虛擬Y軸的砂輪架結構中，所述砂輪的砂輪電機通過彈性連軸器與傳動軸耳關結，以-使減小石少4侖電才幾的震動傳遞。
在上述的具有虛擬Y軸的石少4侖架結構中，所述殺+砂、4侖架部分通過滑塊安裝在所述上層滑板部分的導軌上。
在上述的具有虛擬Y軸的砂、4侖架結構中，所述基座的上表面裝有直線導軌，斜砂輪架部分通過滑塊安裝在所述直線導軌上。
本實用新型的有益效果如下
1、 釆用傾斜30。虛擬Y軸可以將相關高度尺寸降低1/2,使臥式才幾床的整體結構Y更于處理。
2、 上述處理方式可增加砂1侖架部^牛的剛度。3、 可將砂輪在垂直方向的定位誤差減d、一半。
4、 本實用新型的應用會給數控凸輪磨床和數控曲軸磨床帶來如下益處
a) .磨削精度高可以完全消除機床結構不足和程序處理所產生的理i侖i吳差。
b) .精度穩(wěn)定性好在磨削過程中不存在砂輪尺寸變化所產生的輪廓誤差，并且砂輪修整后沒有必要對磨削軌跡重新修正。
c) .機床柔性好能方便地一次磨出精確的曲線，而不用經過多次試磨。能夠滿足頻繁更換零件品種和單件小批量生產的條件。


當結合附圖考慮時，通過參照下面的詳細描述，能夠更完整更好地理解本實用新型以及容易得知其中i午多伴隨的優(yōu)點，j旦此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本申請的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定，其中
圖la為普通數控曲軸磨床磨削曲軸連桿頸時砂輪的磨削點的變動范圍示意圖lb是在結構上增加一個沿石少4侖切線方向且與X軸垂直的Y方向凄t控軸的示意圖2是切點跟蹤數控曲軸磨床磨削原理示意圖3是本實用新型的具有虛擬Y軸的妙、4侖架結構的示意圖。
具體實施方式

以下結合附圖對實用新型進一 步i兌明。
圖3是具有虛擬Y軸的石少4侖架結構的示意圖，本實用新型所涉及的具有虛擬Y軸的砂1t架結構，如圖3所示，包4舌主軸箱部分1、Y軸驅動部分2、釗-砂1侖架部分3、作為X軸驅動部分4的直線電機和基座5,其中，砂輪架結構的基礎為基座5，基座5的上表面裝有直線導軌，斜砂輪架部分3通過滑塊安裝在導軌上，斜砂輪架部分3的驅動，即X軸驅動部分4采用直線電斗幾驅動，殺+石少4侖架3上又裝有導軌，主軸箱部分1通過滑塊安裝在斜砂輪架部分3上，主軸箱部分l的驅動，即Y軸驅動部分4采用伺服電機、絲杠螺母驅動、或采用直線電機驅動。當主軸箱部分l沿斜砂、輪架部分3運動時，產生水平方向和豎直方向兩個分運動，乂人而形成虛擬的Y軸。
此外，本實施例的砂、4侖架結構為兩層滑4反結構，每層滑4反各具
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面內磨削點的《艮3宗，如圖3所示，上層滑4反部分包4舌主軸箱部分1和Y軸驅動部分2;下層滑板部分的數控軸為X軸，用于磨削軌跡的徑向插補進給，下層滑板部分包括斜砂輪架部分3、 X軸驅動部分4和作為所述妙、4侖架結構基礎的基座5，其中，Y軸與X軸以水平面內夾角30°傾斜配置。當砂輪沿斜面移動時，在垂直平面內的移動量相當于軸向移動量的1/2,這就形成了 "虛擬"的Y軸。
此外，妙、輪的砂、輪主軸采用動靜壓砂4侖主軸、卸荷皮帶輪傳動。砂輪主軸配置內裝式自動平衡系統(tǒng)，并安裝砂輪無空程防碰撞系統(tǒng)。
而且，用驅動軸衰減石少4侖驅動電4幾對石少4侖主軸的#展動傳遞，并采用高度尺寸最小設計方案，X軸、Y軸均采用全閉環(huán)控制。
8如上所述，對本實用新型的實施例進行了詳細地說明，但是只要實質上沒有脫離本實用新型的發(fā)明點及效果可以有很多的變形，這對本領域:技術人員來i兌是顯而易見的。因此，這樣的變形例也全部包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種具有虛擬Y軸的砂輪架結構，用于偏心圓及非圓曲線零件的磨削，其特征在于利用傾斜軸的移動實現(xiàn)砂輪在Y方向的跟蹤位移，所述具有虛擬Y軸的砂輪架結構包括上層滑板部分用于砂輪在垂直平面內磨削點的跟蹤，其數控軸為Y軸，所述上層滑板部分包括主軸箱部分(1)和Y軸驅動部分(2)；以及下層滑板部分用于磨削軌跡的徑向插補進給，其數控軸為X軸，所述下層滑板部分包括斜砂輪架部分(3)、X軸驅動部分(4)和作為所述砂輪架結構基礎的基座(5)，其中，所述Y軸與所述X軸以預定角度傾斜配置。
2. 根據權利要求1所述的具有虛擬Y軸的砂輪架結構，其特征 在于所述預定角度是30。，當所述主軸箱部分(1)沿斜 砂,侖架部分(3 )移動時，產生水平方向和豎直方向 兩個分運動，并且在垂直平面內的移動量相當于軸向 移動量的1/2, ^人而形成虛擬Y4由。
3. 根據權利要求2所迷的具有虛擬Y軸的砂輪架結構，其特征 在于所述X軸驅動部分(3)采用直線電才A4區(qū)動結構。
4. 才艮據一又利要求3所述的具有虛擬Y軸的砂1侖架結構，其特;f正 在于所述Y軸驅動部分(4 )采用直線電機驅動、伺服機 驅動、或絲杠螺母驅動。
5. 根據權利要求4所述的具有虛擬Y軸的砂輪架結構，其特征 在于砂輪的砂輪主軸采用動靜壓主軸、卸荷皮帶輪傳動。
6. 根據權利要求5所述的具有虛擬Y軸的砂輪架結構，其特征 在于所述砂、l侖的;少4侖電一凡通過彈性連軸器與傳動軸耳關結， 以便減小砂4侖電才幾的震動傳遞。
7. 根據權利要求1至6中任一項所述的具有虛擬Y軸的砂輪架 結構，其特征在于:所述斜^>、輪架部分(3 )通過滑塊安裝在所述上層滑 4反部分的導軌上。
8. 根據權利要求1至6中任一項所述的具有虛擬Y軸的砂輪架 結構，其特征在于:所述基座(5)的上表面裝有直線導軌，斜砂輪架部 分(3)通過滑塊安裝在所述直線導軌上。
專利摘要本實用新型公開了一種具有虛擬Y軸的砂輪架結構，用于偏心圓及非圓曲線零件的磨削，利用傾斜軸的移動實現(xiàn)砂輪在Y方向的跟蹤位移，其包括上層滑板部分，用于砂輪在垂直平面內磨削點的跟蹤，其數控軸為Y軸，所述上層滑板部分包括主軸箱部分(1)和Y軸驅動部分(2)；以及下層滑板部分，用于磨削軌跡的徑向插補進給，其數控軸為X軸，所述下層滑板部分包括斜砂輪架部分(3)、X軸驅動部分(4)和作為所述砂輪架結構基礎的基座(5)，其中，所述Y軸與所述X軸以預定角度傾斜配置。根據本實用新型，可以使非圓軸類零件的磨削精度高，而且精度穩(wěn)定性好，同時實現(xiàn)機床柔性好。
文檔編號B24B41/04GK201405250SQ20092010480
公開日2010年2月17日 申請日期2009年1月4日 優(yōu)先權日2009年1月4日
發(fā)明者宋援朝, 莉 洪 申請人:北京機電院高技術股份有限公司