摆动磨头驱动装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种摆动磨头驱动装置。它的特点是包括机壳，该机壳呈一端封闭、一端敞开的圆筒形，且其敞开端有盖板，机壳的封闭端和盖板上均有中心孔。机壳内有主轴，主轴分别穿过机壳封闭端和盖板的中心孔。机壳的内壁上固定有电机定子，机壳内的那段主轴上固定有电机转子。机壳封闭端的外侧固定有支撑座，机壳封闭端外侧的那段主轴通过轴承与该支撑座呈转动配合。盖板对应的主轴一端连接有编码器，编码器通过导线连接有伺服驱动器，伺服驱动器通过导线连接有电源。采用该装置驱动摆动磨头进行超精研加工，设备震动小，角度调整精确，磨削速度高，不会出现爬行、寸动问题，工件的加工精度较高，机构的养护成本较低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种磨削装置，具体说是用于对轴承支架的内外沟道进行超精研磨削加工的摆动磨头进行驱动的装置，也可适用于轴承其它部件的超精研磨削及高速摆幅运动机构。
技术介绍
众所周知，轴承是现代机械设备中的一种重要的零部件，它的主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度。因此，轴承在生产过程中，其内沟道和外沟道都必须经历超精研的加工。以轴承内支架的外沟道加工为例，在进行超精研加工时，需要将超精研磨头设置在外沟道的表面，利用驱动装置驱动磨头沿外沟道横截面的圆弧线来回摆动，同时控制轴承内支架沿轴线转动即可。如图1所示，传统的摆动磨头驱动机构都是采用曲柄连杆机构，即由电机1带动转盘2转动，使得转盘2上偏心铰接的连杆3带动曲柄盘4小幅摆动，从而带动固定在曲柄盘4上的磨头5摆动，对待加工的工件6进行超精研磨削。该机构由于结构简单，制造成本低，在超精研行业得到广泛使用。然而，采用该机构驱动摆动磨头进行超精研加工时，存在以下几个问题：1.由于该机构在运转时属于偏心运动，电机转速越高，磨削机床的震动就越大，对工件的加工精度影响较大；2.磨头的摆幅角度的调整需要通过调整连杆的长度来实现，该调整过程只能通过角尺测量和操作人员的经验来进行，无法实现精确控制；3.虽然多数磨削机床的标注磨削速度为1200次/分，但由于偏心运动造成的机械震动，以及高低速切换时所耗费的时间，使得机床实际运行时的磨削速度仅有700~800次/分；4.该机构的电机驱动需要连接变频器，其低频速度扭矩小，不稳定，磨头摆动时容易出现爬行、寸动问题；5.该机构长期处于偏心运动状态，其电机运转的负荷及负载阻力都较大，电机内用于支撑转轴的轴承易磨损、发热损坏，影响电机寿命，维修耗时，养护成本较高。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题是提供一种摆动磨头驱动装置，采用该装置驱动摆动磨头进行超精研加工，设备震动小，角度调整精确，磨削速度高，不会出现爬行、寸动问题，工件的加工精度较高，机构的养护成本较低。为解决上述问题，采取以下技术方案：本专利技术的摆动磨头驱动装置的特点是包括机壳，该机壳呈一端封闭、一端敞开的圆筒形，且其敞开端有盖板，机壳的封闭端和盖板上均有中心孔。所述机壳内有主轴，主轴分别穿过机壳封闭端和盖板的中心孔，且主轴与两中心孔间均有间隙。所述机壳的内壁上固定有电机定子，机壳内的那段主轴上固定有电机转子。所述机壳封闭端的外侧固定有支撑座，机壳封闭端外侧的那段主轴通过轴承与该支撑座呈转动配合，支撑座外侧对应的主轴一端用于与摆动磨头或摆动磨头基座相连。所述盖板对应的主轴一端连接有编码器，编码器通过导线连接有伺服驱动器，伺服驱动器通过导线连接有电源。本专利技术的进一步改进方案是所述机壳外缠绕有水冷管。采用机壳外缠绕水冷管的结构可以对由主轴、电机转子和电机定子组成的电机部分进行降温，确保电机部分参数稳定，性能良好。本专利技术的进一步改进方案是所述主轴为一体结构，位于机壳内的那段主轴上有轴套，所述电机转子固定在该轴套上。一体结构的主轴强度较高，可提高装置运转时的稳定性。本专利技术的进一步改进方案是所述主轴为分体结构，其包括套轴和转轴。所述套轴位于机壳内，其一端位于机壳封闭端的中心孔内且两者间有间隙，套轴该端的中心有套孔。所述套轴的另一端一体连接有短轴，该短轴位于盖板的中心孔内且两者间有间隙。所述转轴的一端位于套轴的套孔内，且两者间呈固定连接，转轴的另一端通过轴承与所述支撑座呈转动配合。采用套轴和转轴相连的主轴结构，使得由套轴（主轴的一部分）、电机转子和电机定子组成的电机部分成为一个独立完整的无轴承电机，可便于其在整个驱动装置中的安装与拆卸。本专利技术的更进一步改进方案是所述机壳与主轴间或盖板与主轴间有电子刹车装置。采用电子刹车装置可控制主轴在由运转到停止的过程中，不出现超出磨削角度范围的摆动，确保超精研磨削的加工精度。同时，主轴与摆动磨头或磨头支座连接后，其整体的重心通常都会发生偏移，电子刹车装置可在装置静止状态下确保摆动磨头不会出现自由摆动。采取上述方案，具有以下优点：本专利技术的摆动磨头驱动装置包括机壳，机壳的封闭端上和敞开端的盖板上均有中心孔；机壳内有主轴，主轴分别穿过机壳封闭端和盖板的中心孔，且主轴与两中心孔间均有间隙；机壳的内壁上固定有电机定子，机壳内的那段主轴上固定有电机转子；机壳封闭端的外侧固定有支撑座，机壳封闭端外侧的那段主轴通过轴承与该支撑座呈转动配合，支撑座外侧对应的主轴一端用于与摆动磨头或摆动磨头基座相连；盖板外侧的主轴一端连接有编码器，编码器通过导线连接有伺服驱动器，伺服驱动器通过导线连接有电源。使用时，将超精研摆动磨头直接或通过支座固定在支撑座外侧对应的主轴一端，同时在伺服驱动器上预先设置好摆动磨头的摆动值（即磨削角度，也是主轴的转动角度）。之后启动电源，伺服驱动器驱动主轴带动摆动磨头进行超精研磨削作业。主轴在转动时，伺服驱动器能够通过编码器实时检测主轴的位置值，再根据预设值实时修正电机转子转动的位置，同时确保主轴在转动到拐点位置时不出现停顿和过冲现象。由此可知：1.该驱动装置在运转时，主轴和摆动磨头不作偏心运动，几乎不会产生震动，可确保工件的加工精度；2.伺服驱动器可直接设定摆动磨头的摆动值，不需要人为测量，可实现精确控制；3.该驱动装置运转时不产生震动，且伺服驱动器、编码器控制主轴转动，高低速切换时间可降至0，从而可大大提高磨削速度；4.采用伺服驱动器、编码器控制主轴转动，高低频速度对扭矩均无影响，不会出现爬行、寸动问题；5.该驱动装置不作偏心运动，其电机部分运转负荷、负载阻力都较小，且其轴承相对电机部分外置，电机部分及轴承均不易损坏，使用寿命较长，轴承更换耗时短，养护成本较低。附图说明图1是传统的摆动磨头驱动机构的结构示意图；图2是本专利技术的摆动磨头驱动装置的实施例一的结构示意图；图3是本专利技术的摆动磨头驱动装置的实施例二的结构示意图；图4是本专利技术的摆动磨头驱动装置使用状态的立体示意图。具体实施方式以下结合实施例和附图对本专利技术作进一步详细说明。实施例一如图2所示，本专利技术的摆动磨头驱动装置包括机壳9，该机壳9为圆筒形，其一端封闭、一端敞开，且其敞开端上有盖板10，机壳9的封闭端和盖板10上均有中心孔。所述机壳9内有主轴18，主轴18分别穿过机壳9封闭端和盖板10的中心孔，且主轴18与两中心孔间均有间隙。所述机壳9的内壁上固定有电机定子15，机壳9内的那段主轴18上固定本文档来自技高网...

【技术保护点】
摆动磨头驱动装置，其特征在于包括机壳（9），该机壳（9）呈一端封闭、一端敞开的圆筒形，且其敞开端有盖板（10），机壳（9）的封闭端和盖板（10）上均有中心孔；所述机壳（9）内有主轴（18），主轴（18）分别穿过机壳（9）封闭端和盖板（10）的中心孔，且主轴（18）与两中心孔间均有间隙；所述机壳（9）的内壁上固定有电机定子（15），机壳（9）内的那段主轴（18）上固定有电机转子（16）；所述机壳（9）封闭端的外侧固定有支撑座（19），机壳（9）封闭端外侧的那段主轴（18）通过轴承（7）与该支撑座（19）呈转动配合，支撑座（19）外侧对应的主轴（18）一端用于与摆动磨头或摆动磨头基座相连；所述盖板（10）对应的主轴（18）一端连接有编码器（11），编码器（11）通过导线连接有伺服驱动器（13），伺服驱动器（13）通过导线连接有电源（12）。

【技术特征摘要】
1.摆动磨头驱动装置，其特征在于包括机壳（9），该机壳（9）呈一端封闭、一端敞开的圆
筒形，且其敞开端有盖板（10），机壳（9）的封闭端和盖板（10）上均有中心孔；所述机壳（9）内
有主轴（18），主轴（18）分别穿过机壳（9）封闭端和盖板（10）的中心孔，且主轴（18）与两中心
孔间均有间隙；所述机壳（9）的内壁上固定有电机定子（15），机壳（9）内的那段主轴（18）上
固定有电机转子（16）；所述机壳（9）封闭端的外侧固定有支撑座（19），机壳（9）封闭端外侧
的那段主轴（18）通过轴承（7）与该支撑座（19）呈转动配合，支撑座（19）外侧对应的主轴
（18）一端用于与摆动磨头或摆动磨头基座相连；所述盖板（10）对应的主轴（18）一端连接有
编码器（11），编码器（11）通过导线连接有伺服驱动器（13），伺服驱动器（13）通过导线连接
有电源（12）。
2.如权利要求1所述的摆动磨头驱动装置，其特征在于所述机壳（9）外缠绕有水冷管
（8）...

【专利技术属性】
技术研发人员：许旭明，
申请(专利权)人：无锡天任电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32