[發明專利]管材壁厚外圓砂帶修磨方法

有效

• 申請號: 201310037631.6
• 申請日: 2013-01-30
• 公開（公告）號: CN103072063A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 黃云;楊俊峰;湯曹勇;羅小龍
• 申請（專利權）人: 重慶大學;重慶三磨海達磨床有限公司
• 主分類號: B24B21/02
• 分類號: B24B21/02;B24B21/18
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務所 50211
• 代理人: 馬良清

1.一種管材壁厚外圓砂帶修磨方法，其特征在于包括以下步驟：

1)將工件放在上料機構(A)上，上料機構包括底座(3)和設置在底座(3)上的多個“V”形托輪(4)，所述“V”形托輪(4)沿底座(3)的長度方向布置，多個該“V”形托輪(4)由連接軸(57)同軸串連，且該連接軸(57)由安裝在底座(3)上的送料電機(58)驅動；所述底座(3)上還設置有多個沿底座(3)長度方向并排布置的堆料架(5)，多個該堆料架(5)靠近“V”形托輪(4)的一端均鉸接在底座(3)；所述底座(3)上還安裝有橫管(9)，該橫管(9)沿底座(3)長度方向布置，且該橫管(9)通過軸承座(10)安裝在底座(3)上；在所述橫管(9)上并排固套有多個上料爪(8)，每個該上料爪(8)與每個堆料架(5)和“V”形托輪(4)錯開布置，且每個該上料爪(8)一端均位于兩個“V”形托輪(4)之間，另一端均位于兩個堆料架(5)之間；所述橫管(9)上還連接有杠桿(12)，該杠桿(12)的一端固套在橫管(9)上，另一端與翻料氣缸(11)的活塞桿頂端相鉸接，所述翻料氣缸(11)下端安裝在底座(3)上，該翻料氣缸(11)的活塞桿豎向布置；加工時，將工件放置在翻料架(5)上靠近上料爪(8)的一端，并且倚靠在上料爪(8)上，然后驅動翻料氣缸(11)的活塞下移使工件滑動到上料爪(8)上，再驅動翻料氣缸(11)的活塞上移，由于上料爪(8)的中部鉸接，工件沿上料爪(8)的上表面滑動到“V”形托輪(4)上，“V”形托輪(4)由送料電機(58)帶動連接軸(57)轉動旋轉起來，旋轉起來的“V”形托輪(4)帶動工件平移，最后當工件離開上料機構后，上料爪(8)恢復到原來的位置，“V”形托輪(4)停止運動；

2)在所述上料機構(A)的一端端頭處設置有床身(1)，在床身(1)上安裝有該輔助托輪機構(D)，該輔助托輪機構(D)包括設置在床身(1)上的多個“V”形托輪(4)，所述“V”形托輪(4)沿床身(1)的長度方向布置，多個該“V”形托輪(4)之間由中間軸同軸串連，且該中間軸與連接軸(57)同軸相連；所述床身(1)上還固定有導柱(13)，且兩根導柱(13)分別位于床身(1)長度方向的兩端，兩根導柱(13)上均活套有升降臺(14)，兩個所述升降臺(14)之間共同連接有橫梁(15)，該橫梁(15)上沿長度方向并排安裝有多個托輪組件(G)，且該托輪組件(G)位于磨頭機構的下方；所述橫梁(15)的下方還設置有升降氣缸(16)，所述升降氣缸(16)安裝在床身(1)上，該升降氣缸(16)的活塞桿豎向朝上與托輪組件(G)固定相連；工件從上料機構(A)的“V”形托輪(4)移動到床身的“V”形托輪(4)上，當工件移動到合適的位置時，升降氣缸(16)向上托起橫梁(15)，從而帶動橫梁(15)上的托輪組件(G)上移，然后使托輪組件(G)托起工件上移，最后使工件停在指定位置；

3)在工件的兩端端頭分別設置有工件旋轉電機(18)和夾緊氣缸(19)，所述工件旋轉電機(18)和夾緊氣缸(19)均安裝在床身(1)上，該工件旋轉電機(18)的中心線和夾緊氣缸(19)的中心線位于同一條直線上，且該工件旋轉電機(18)的中心線和夾緊氣缸(19)的中心線位于托輪組件(G)的正上方，所述工件旋轉電機(18)的輸出端端頭和夾緊氣缸(19)的活塞端端頭相向布置，在工件旋轉電機(18)的輸出端端頭安裝有錐形旋轉頂尖(20)，夾緊氣缸(19)的活塞端端頭安裝有錐形夾緊頂尖(21)；當工件上升到指定的位置后，錐形夾緊頂尖(21)在夾緊氣缸(19)的推力作用下推動工件向錐形旋轉頂尖(20)靠近，最后通過錐形旋轉頂尖(20)和錐形夾緊頂尖(21)共同夾緊工件，然后工件旋轉電機(18)帶動錐形旋轉頂尖(20)旋轉，從而帶動工件旋轉；

4)在所述床身(1)沿床身(1)長度方向安裝有直線導軌(2)，該直線導軌(2)上設置有磨頭機構(C)，所述磨頭機構(C)包括滑車(25)，該滑車(25)安裝在直線導軌(2)上，在所述滑車(25)上固定連接有伺服電機(26)，該伺服電機(26)的輸出端與減速機(27)的輸入端相連，該減速機(27)的輸出軸豎直向下伸出滑車(25)的下表面，所述減速機(27)的輸出軸位于滑車(25)下表面的下端固套有齒輪(28)，該齒輪(28)與齒條(29)相嚙合，所述齒條(29)沿直線導軌(2)方向布置在床身(1)上；在所述滑車(25)上還豎向設置有立柱(59)，該立柱(59)的頂端水平連接有底板(63)，且在該底板(63)上安裝有電機(60)，所述立柱(59)上還安裝有砂帶磨頭，所述砂帶磨頭包括第一同步輪(65)、第二同步輪(66)、第三同步輪(67)和壓緊輪(68)，所述第一同步輪(65)通過第一同步帶(69)與電機(60)的輸出軸相連；所述第一同步輪(65)固套在傳動軸(70)的一端，該傳動軸(70)的另一端固套有第二同步輪(66)，且該傳動軸(70)的中部活套在磨頭機構支座(71)內，所述磨頭機構支座(71)固定連接在立柱(59)上，且該磨頭機構支座(71)位于底板(63)的下方；所述第二同步輪(66)通過第二同步帶(72)與第三同步輪(67)相連，在第二同步輪(66)和第三同步輪(67)的四周設置有蓋板(73)，該蓋板(73)的一側固定連接有回轉套(74)，所述回轉套(74)活套在磨頭機構支座(71)內，該回轉套(74)內活套有傳動軸(70)，所述第三同步輪(67)固套在主軸(73)上，該主軸(73)活套在蓋板(73)上，且該主軸(73)的一端從蓋板(73)的一側伸出，在主軸(73)伸出蓋板(73)的部分固套有砂帶輪(77)，在所述砂帶輪(77)上纏繞有砂帶(80)；當工件夾緊后，砂帶輪(77)上的砂帶(80)以一定的浮動壓力與工件接觸，然后伺服電機(26)通過減速機(27)帶動齒輪(28)旋轉，齒輪(28)與安裝在床身上的齒條(29)嚙合并帶動滑車(25)水平移動，從而使安裝在滑車(28)上的磨頭機構(C)沿工件方向水平移動，同時電機(60)通過第一同步帶(69)帶動第一同步輪(65)旋轉，再通過傳動軸(70)帶動第二同步輪(66)旋轉，第二同步輪(66)通過第二同步帶(72)帶動第三同步輪(67)旋轉，再通過主軸(73)帶動砂帶輪(77)上的砂帶(80)磨削工件表面，直至整根工件外表面拋光完畢；

5)在所述底板(63)的底部還安裝有防水殼(81)，該防水殼(81)的上端固定連接在底板(63)上，該防水殼(81)的下端向立柱(59)方向傾斜且與立柱(59)的下端相連，所述防水殼(81)的側板上安裝有壁厚測量機構(F)，所述壁厚測量機構(F)包括滑座(31)，該滑板(32)與滑桿座(33)相固定，在滑桿座(33)中通過滑動軸承(34)支承有滑桿(35)，該滑桿(35)的上端與氣缸(36)的活塞桿相固定，氣缸(36)安裝于滑桿座(33)的頂部，滑桿(35)的下端與雙鉸鏈座(37)的頂部固定連接，所述雙鉸鏈座(37)的底部與連接架(38)鉸接，該連接架(38)與探頭支撐殼體(39)的上端固定，所述探頭支撐殼體(39)的內腔(39a)的上端為擴口，該擴口中裝有封蓋組件，且封蓋組件中穿設有調節桿(44)，該調節桿(44)與封蓋組件螺紋配合，且調節桿(44)的下端安裝超聲波探頭(40)，所述探頭支撐殼體(39)下端與尼龍塊(41)相連，該尼龍塊(41)的中心孔(41a)與探頭支撐殼體(39)的內腔(39a)連通，并且尼龍塊(41)的底部設有圓弧形的通槽(41b)，尼龍塊(41)的中心孔(41a)的下孔口在該通槽(41b)的槽底；在所述探頭支撐殼體(39)的中部開有一個進液口，探頭支撐殼體(39)的上部開有多個出液口，所述進液口和出液口均與探頭支撐殼體(39)的內腔(39a)相通；拋光后的工件，開始進入壁厚檢測階段，檢測時，我們每隔150mm檢測一個截面，每個截面選取15個點，即每隔24°檢測一個點，然后驅動氣缸(36)動作，使氣缸(36)的活塞桿帶動滑桿(35)向下移動，懸掛安裝在雙鉸鏈座(37)上的各部件隨滑桿(35)一起下移，直至尼龍塊(41)底部的圓弧形通槽(41b)抵接在工件上；通過進液口向探頭支撐殼體(39)的內腔(39a)中注入耦合劑，使超聲波探頭(40)完全淹沒在耦合劑中，工件的部分管壁也浸入耦合劑中，多余耦合劑從出液口流出探頭支撐殼體(39)外；控制超聲波探頭(40)發射超聲波進行壁厚測量；轉動工件，使尼龍塊(41)底部的圓弧形通槽(41b)抵接在同一截面的下一個檢測點上；重復步驟，直至同一截面上的所有檢測點完成壁厚測量；然后通過氣缸(36)將尼龍塊(41)抬起，使尼龍塊(41)移動到工件軸向的下一截面的第一個檢測點，然后重復檢測步驟，直至所有截面的壁厚測量完成；

6)管材經過壁厚檢測后，得到各個截面的壁厚數據傳遞給計算機處理，數據的處理方式為現有技術，在此不作贅述；壁厚數據經過處理后，得到壁厚值超出規定偏差的部分，把壁厚值超出規定偏差的部分命名為“壁厚值過大處”；

7)針對管材“壁厚值過大處”，伺服電機(26)控制滑車(25)移動到工件需要磨削的位置，然后在磨頭機構(9)進刀的同時，工件旋轉電機(18)把工件的“壁厚值過大處”來回旋轉于磨頭機構(C)的磨削位置，從而使磨頭機構(C)磨削掉“壁厚值過大處”的外表面，直到壁厚值達到規定的要求；

8)重復步驟5)，對修磨后的管材進行壁厚檢測，檢測后若壁厚值達到規定的要求，則壁厚修磨完畢，若壁厚值未達到規定的要求，則重復步驟7)和步驟8)再次生成修磨程序對壁厚進行自動修磨，直到壁厚值達到規定的要求；

9)對修磨后壁厚值達到要求的工件重復步驟4)進行整體拋光；

10)加工完畢后，松開夾緊氣缸(19)，使托輪組件(G)拖住工件，驅動升降氣缸(16)的活塞桿下移，使工件下落到床身的“V”形托輪(4)上，然后從床身上的“V”形托輪(4)移動到下料機構(B)的“V”形托輪(4)上，下料機構(B)的機構與上料機構(A)相同，下料過程與步驟1)相反。