无级变曲率砂带磨削工具头制造技术

本发明专利技术公开了一种无级变曲率砂带磨削工具头，包括支撑板承载装置、动力装置、无级变曲率装置、密封装置、张紧装置和砂带。砂带由砂带驱动电机驱动，由驱动轮、惰轮、张紧装置、支撑滚轮和无级变曲率装置支撑。磨削过程中，通过调节变曲率电机的转动角度，可以改变无级变曲率接触轮参与磨削位置处的曲率大小。同时，无级变曲率装置内的丝杆螺母结构可以保持曲率大小不会发生变化，从而实现无级变曲率磨削的功能。密封装置适应曲率的变化，防止无级变曲率装置内部结构受粉尘磨屑污染。本发明专利技术中接触轮的曲率变化柔顺，曲率变化范围大。

【技术实现步骤摘要】
无级变曲率砂带磨削工具头
本专利技术涉及一种机械制造
，特别涉及一种加工复杂曲面的无级变曲率砂带磨削工具头。
技术介绍
复杂曲面加工一直都是机械加工中的难题。砂带磨削属于冷态、弹性磨削，具有磨削和抛光双重作用，工艺灵活性和适应性强，在曲面加工中具有去除效率高、表面加工质量好的特点，是汽轮机叶片、船用螺旋桨、水轮机叶片等大余量、大面积、高表面质量要求的大型曲面磨削加工中有效的加工手段。砂带磨削中，接触轮直径对去除效率、表面质量有直接影响。在复杂曲面加工过程中，工件截面型线上各点处曲率变化，为实现余量的高效去除和获得较好的表面质量，接触轮直径应进行相应的调整。如，曲面内弧面加工采用大曲率接触轮，外弧面采用小曲率接触轮，故需不同曲率接触轮能在同一个工具系统中更换。而目前常用传统砂带磨削机床中的接触轮尺寸固定、无法在线调整，使得传统的磨削工具只能加工表面曲率在一定范围内变化的工件，限制了砂带磨削的应用范围。
技术实现思路
本专利技术的目的是为解决上述问题，提供一种实现接触轮曲率可变、其结构占用空间小并且可被灵活装配于各类磨床上的砂带磨削工具头。本专利技术包括有工具板、砂带驱动轮、砂带驱动电机、变曲率驱动电机、惰轮、砂带、张紧装置、砂带支撑架、砂带支撑滚轮、磨头连接板、无级变曲率装置和密封装置，砂带驱动电机通过螺钉连接在工具板后侧上端，砂带驱动电机主轴与砂带驱动轮联接；两个惰轮固定在工具板上；张紧装置由张紧气缸与张紧轮组成，张紧气缸通过螺钉固连在工具板上，张紧轮铰接在张紧气缸的伸缩杆上，张紧轮与砂带接触；砂带支撑滚轮连接在砂带支撑架上，砂带支撑架通过螺栓被固定在工具板上，砂带支撑滚轮与砂带接触；密封装置经由螺钉固定在无级变曲率装置上，密封装置是由密封弹性橡胶、短销、密封弹簧片、铆钉和连接片组成，其中，密封弹性橡胶通过铆钉和胶与密封弹簧片相连，密封弹簧片的两端通过短销与磨头前端外壳、磨头后端外壳上的密封弹簧片滑动槽装配，并由磨头前端外壳、磨头后端外壳中的限位螺钉限位，连接片下端与密封弹簧片通过铆钉连接，上端通过螺钉与推头连接，并能在磨头前端外壳、磨头后端外壳中的活动块活动槽内运动。无级变曲率装置是由磨头内部变形环装置、磨头内部变形环驱动装置、磨头前端外壳、磨头后端外壳、前后外壳间连接板和磨头装配螺栓组成，其中，磨头内部变形环装置与磨头内部变形环驱动装置中的电机主轴同轴，磨头内部变形环驱动装置中的行星锥齿轮被磨头前端外壳、磨头后端外壳中的行星锥齿轮架限定位置，磨头内部变形环驱动装置中的推头两侧分别与磨头前端外壳、磨头后端外壳中的推头滑道配合，推头的顶部与磨头内部变形环装置中的柔性支撑内环内侧接触，磨头前端外壳与磨头后端外壳之间通过螺栓孔与磨头装配螺栓固连，最终，通过前后外壳间连接块、螺栓、磨头连接板与工具板相连。磨头内部变形环装置是由柔性支撑内环、柔性支撑外环、滚芯、滚套、滚套位置保持架和橡胶环组成，其中，多个滚芯与滚套成套同轴装配，滚芯被滚套位置保持架以链条的形式连接成封闭的环状结构，再与柔性支撑内环、柔性支撑外环和橡胶环同轴装配；磨头内部变形环驱动装置是由变曲率驱动电机、变曲率驱动电机主轴、驱动锥齿轮、推头、丝杠基座、行星锥齿轮、从动锥齿轮、花键槽、丝杆和推头上螺纹孔组成，其中，变曲率驱动电机主轴、驱动锥齿轮、从动锥齿轮同轴，四个行星锥齿轮分别围绕驱动锥齿轮轴线，在其圆周方向等角度啮合装配，丝杠基座与行星锥齿轮、丝杆与丝杠基座分别通过螺钉相互连接，丝杆与推头之间为螺纹配合，头上螺纹孔与密封装置中的连接片上端螺钉装配。本专利技术包括有工具板、砂带驱动轮、砂带驱动电机、变曲率驱动电机、惰轮、砂带、张紧装置、砂带支撑架、砂带支撑滚轮、磨头连接板、无级变曲率装置和密封装置，砂带驱动电机通过螺钉连接在工具板后侧上端，砂带驱动电机主轴与砂带驱动轮联接；两个惰轮固定在工具板上；张紧装置由张紧气缸与张紧轮组成，张紧气缸通过螺钉固连在工具板上，张紧轮铰接在张紧气缸的伸缩杆上，张紧轮与砂带接触；砂带支撑滚轮连接在砂带支撑架上，砂带支撑架通过螺栓被固定在工具板上，砂带支撑滚轮与砂带接触；密封装置经由螺钉固定在无级变曲率装置上，密封装置是由密封弹性橡胶、短销、密封弹簧片、铆钉和连接片组成，其中，密封弹性橡胶通过铆钉和胶与密封弹簧片相连，密封弹簧片的两端通过短销与磨头前端外壳、磨头后端外壳上的密封弹簧片滑动槽装配，并由磨头前端外壳、磨头后端外壳中的限位螺钉限位，连接片下端与密封弹簧片通过铆钉连接，上端通过螺钉与推头连接，并能在磨头前端外壳、磨头后端外壳中的活动块活动槽内运动。无级变曲率装置是由磨头内部变形环装置、磨头内部变形环驱动装置、磨头前端外壳、磨头后端外壳、前后外壳间连接板和磨头装配螺栓组成，其中，磨头内部变形环装置与磨头内部变形环驱动装置中的电机主轴同轴，磨头内部变形环驱动装置中的行星锥齿轮被磨头前端外壳、磨头后端外壳中的行星锥齿轮架限定位置，磨头内部变形环驱动装置中的推头两侧分别与磨头前端外壳、磨头后端外壳中的推头滑道配合，推头的顶部与磨头内部变形环装置中的柔性支撑内环内侧接触，磨头前端外壳与磨头后端外壳之间通过螺栓孔与磨头装配螺栓固连，最终，通过前后外壳间连接块、螺栓、磨头连接板与工具板相连。磨头内部变形环装置是由柔性支撑内环、柔性支撑外环、滚芯、滚套、滚套位置保持架和橡胶环组成，其中，多个滚芯与滚套成套同轴装配，滚芯被滚套位置保持架以链条的形式连接成封闭的环状结构，再与柔性支撑内环、柔性支撑外环和橡胶环同轴装配；磨头内部变形环驱动装置是由变曲率驱动电机、变曲率驱动电机主轴、驱动锥齿轮、推头、丝杠基座、行星锥齿轮、从动锥齿轮、花键槽、丝杆和推头上螺纹孔组成，其中，变曲率驱动电机主轴、驱动锥齿轮、从动锥齿轮同轴，四个行星锥齿轮分别围绕驱动锥齿轮轴线，在其圆周方向等角度啮合装配，丝杠基座与行星锥齿轮、丝杆与丝杠基座分别通过螺钉相互连接，丝杆与推头之间为螺纹配合，头上螺纹孔与密封装置中的连接片上端螺钉装配。本专利技术的工作过程：砂带驱动电机驱动砂带驱动轮转动，经由惰轮、支撑滚轮带动砂带运动，张紧气缸张紧，开始磨削。当曲率需要变大时，变曲率驱动电机顺时针旋转，驱动锥齿轮顺时针旋转，四个行星锥齿轮也分别绕各自的中心轴线做顺时针旋转，但与上下两侧两个行星锥齿轮相配合的丝杆螺旋线旋向为逆时针，与左右两侧的两个行星锥齿轮相配合的丝杆的螺旋线旋向为顺时针，这样使得上下两侧推头在各自的推头滑道内沿着远离变曲率驱动电机主轴的方向向外滑行，而左右两侧推头在各自的推头滑道内沿着靠近变曲率驱动电机主轴的方向向内滑行，四个推头的共同作用，使得磨头内部变形环装置发生形变，进而增大了其最下端的曲率，而丝杆螺母的结构能够保持这一曲率变化，并支撑砂带进行切削运动，最终实现了变曲率磨削。当曲率需要变小时，与之相反。密封装置中的连接片，通过螺钉将密封弹簧片与磨头内部变形环驱动装置中下端的推头连接，这样，当因推头位置上下移动而引起磨头曲率变化时，弹簧片也会发生形变。由于密封弹簧片的两端通过短销，与磨头前后端外壳中的密封弹簧片滑动槽装配，当密封弹簧片发生形变时，短销可以在密封弹簧片滑动槽中滑动，其位置由限位螺钉限制。密封弹性橡胶一端通过铆钉和胶水与密封弹簧片连接，一端由螺钉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无级变曲率砂带磨削工具头,其特征在于：包括有工具板(1)、砂带驱动轮(2)、砂带驱动电机(13)、变曲率驱动电机(14)、惰轮(3)、砂带(11)、张紧装置(46)、砂带支撑架(9)、砂带支撑滚轮(10)、磨头连接板(6)、无级变曲率装置(7)和密封装置(8)，砂带驱动电机(13)通过螺钉连接在工具板(1)后侧上端，砂带驱动电机(13)主轴与砂带驱动轮(2)联接；两个惰轮(3)固定在工具板(1)上；张紧装置(46)由张紧气缸(4)与张紧轮(5)组成，张紧气缸(4)通过螺钉固连在工具板(1)上，张紧轮(5)铰接在张紧气缸(4)的伸缩杆上，张紧轮(5)与砂带(11)接触；砂带支撑滚轮(10)连接在砂带支撑架(9)上，砂带支撑架(9)通过螺栓被固定在工具板(1)上，砂带支撑滚轮(10)与砂带(11)接触；密封装置(8)经由螺钉固定在无级变曲率装置(7)上，密封装置(8)是由密封弹性橡胶(38)、短销(39)、密封弹簧片(40)、铆钉(41)和连接片(42)组成，其中，密封弹性橡胶(38)通过铆钉和胶与密封弹簧片(40)相连，密封弹簧片(40)的两端通过短销(39)与磨头前端外壳(37)、磨头后端外壳(21)上的密封弹簧片滑动槽(27)装配，并由磨头前端外壳(37)、磨头后端外壳(21)中的限位螺钉(26)限位，连接片(42)下端与密封弹簧片(40)通过铆钉连接，上端通过螺钉与推头(30)连接，并能在磨头前端外壳(37)、磨头后端外壳(21)中的活动块活动槽(25)内运动；无级变曲率装置(7)是由磨头内部变形环装置(44)、磨头内部变形环驱动装置(45)、磨头前端外壳(37)、磨头后端外壳(21)、前后外壳间连接板(12)和磨头装配螺栓(43)组成，磨头内部变形环装置(44)与磨头内部变形环驱动装置(45)中的电机主轴(28)同轴，磨头内部变形环驱动装置(45)中的行星锥齿轮(32)被磨头前端外壳(37)、磨头后端外壳(21)中的行星锥齿轮架(24)限定位置，磨头内部变形环驱动装置(45)中的推头(30)两侧分别与磨头前端外壳(37)、磨头后端外壳(21)中的推头滑道(22)配合，推头(30)的顶部与磨头内部变形环装置(44)中的柔性支撑内环(15)内侧接触，磨头前端外壳(37)与磨头后端外壳(21)之间通过螺栓孔(23)与磨头装配螺栓(43)固连，最终，通过前后外壳间连接块(12)、螺栓、磨头连接板(6)与工具板(1)相连；磨头内部变形环装置(44)是由柔性支撑内环(15)、柔性支撑外环(16)、滚芯(17)、滚套(18)、滚套位置保持架(19)和橡胶环(20)组成，其中，多个滚芯(17)与滚套(18)成套同轴装配，滚芯(17)被滚套位置保持架(19)以链条的形式连接成封闭的环状结构，再与柔性支撑内环(15)、柔性支撑外环(16)和橡胶环(20)同轴装配；磨头内部变形环驱动装置(45)是由变曲率驱动电机(14)、变曲率驱动电机主轴(28)、驱动锥齿轮(29)、推头(30)、丝杠基座(31)、行星锥齿轮(32)、从动锥齿轮(33)、花键槽(34)、丝杆(35)和推头上螺纹孔(36)组成，其中，变曲率驱动电机主轴(28)、驱动锥齿轮(29)、从动锥齿轮(33)同轴，四个行星锥齿轮(32)分别围绕驱动锥齿轮(29)轴线，在其圆周方向等角度啮合装配，丝杠基座(31)与行星锥齿轮(32)、丝杆(35)与丝杠基座(31)分别通过螺钉相互连接，丝杆(35)与推头(30)之间为螺纹配合，头上螺纹孔(36)与密封装置(8)中的连接片(42)上端螺钉装配。...

【技术特征摘要】
1.一种无级变曲率砂带磨削工具头,其特征在于：包括有工具板(1)、砂带驱动轮(2)、砂带驱动电机(13)、变曲率驱动电机(14)、惰轮(3)、砂带(11)、张紧装置(46)、砂带支撑架(9)、砂带支撑滚轮(10)、磨头连接板(6)、无级变曲率装置(7)和密封装置(8)，砂带驱动电机(13)通过螺钉连接在工具板(1)后侧上端，砂带驱动电机(13)主轴与砂带驱动轮(2)联接；两个惰轮(3)固定在工具板(1)上；张紧装置(46)由张紧气缸(4)与张紧轮(5)组成，张紧气缸(4)通过螺钉固连在工具板(1)上，张紧轮(5)铰接在张紧气缸(4)的伸缩杆上，张紧轮(5)与砂带(11)接触；砂带支撑滚轮(10)连接在砂带支撑架(9)上，砂带支撑架(9)通过螺栓被固定在工具板(1)上，砂带支撑滚轮(10)与砂带(11)接触；密封装置(8)经由螺钉固定在无级变曲率装置(7)上，密封装置(8)是由密封弹性橡胶(38)、短销(39)、密封弹簧片(40)、铆钉(41)和连接片(42)组成，其中，密封弹性橡胶(38)通过铆钉和胶与密封弹簧片(40)相连，密封弹簧片(40)的两端通过短销(39)与磨头前端外壳(37)、磨头后端外壳(21)上的密封弹簧片滑动槽(27)装配，并由磨头前端外壳(37)、磨头后端外壳(21)中的限位螺钉(26)限位，连接片(42)下端与密封弹簧片(40)通过铆钉连接，上端通过螺钉与推头(30)连接，并能在磨头前端外壳(37)、磨头后端外壳(21)中的活动块活动槽(25)内运动；无级变曲率装置(7)是由磨头内部变形环装置(44)、磨头内部变形环驱动装置(45)、磨头前端外壳(37)、磨头后端外壳(21)、前后外壳间连接块(12)和磨头装配螺栓(43)组成，磨头内部变形环装置(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：王昕，母焰，曲兴田，杨旭，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22