[發明專利]用于圓柱表面淬火和精密磨削的復合加工方法及專用機床

在審

• 申請號: 201811630470.0
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109531300A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 劉菊東;許志龍;楊小璠;李煌;方正;葉銜真;侯達盤;沈志煌;姜濤;高順興
• 申請（專利權）人: 集美大學
• 主分類號: B24B5/04
• 分類號: B24B5/04;B24B27/00;B24B47/20;B24B47/12;B24B41/02;B24B49/00;B24B41/06;C21D1/18;C21D9/00
• 代理公司: 北京康盛知識產權代理有限公司 11331
• 代理人: 高會會

1.一種用于圓柱表面淬火和精密磨削的復合加工方法，包括磨削淬火步驟及精密磨削步驟:

磨削淬火步驟中，若工件的圓柱表面長度大于砂輪寬度，則采用步驟S1進行加工，若工件的圓柱表面長度小于砂輪寬度，則采用S2進行加工；

步驟S1為“四段式”磨削方式：首先采用砂輪沿工件徑向切入與工件旋轉同步的阿基米德螺線進給方式，直至砂輪徑向切入量達到規定磨削深度；然后砂輪停止徑向切入運動，而工件繼續旋轉至起始切入點；接著工作臺開始縱向直線運動，結合工件的旋轉運動，完成螺旋進給運動；當磨削至工件規定淬硬長度時，工作臺停止縱向直線運動，工件繼續旋轉360°后停止轉動，砂輪架退出完成長圓柱面的磨削淬火；

步驟S2為“二段式”磨削方式：首先采用砂輪徑向切入工件與工件旋轉同步的阿基米德螺線進給方式，直至砂輪徑向切入量達到規定磨削深度；然后砂輪停止徑向切入運動，而工件繼續旋轉至起始切入點位置，砂輪架退出完成短圓柱面的磨削淬火；

精密磨削步驟中，若工件的圓柱表面長度大于砂輪寬度，則采用縱磨法進行加工；若工件的圓柱表面長度小于砂輪寬度，則采用橫磨法進行加工。

2.一種用于圓柱表面淬火和精密磨削的專用機床，其特征在于，包括：機床床身、工作臺、單動力源螺旋進給機構、砂輪架進給機構及尾架調整機構；所述的機床床身包括有前床身和后床身；所述的工作臺置于前床身上方；所述的螺旋進給機構置于工作臺左上方；所述的砂輪架進給機構置于后床身上方；所述的尾架調整機構置于工作臺的右上方。

3.如權利要求2所述的用于圓柱表面淬火和精密磨削的專用機床，其特征在于：所述單動力源螺旋進給機構包括螺旋進給伺服電機、同步齒形帶傳動機構、電磁齒式離合器、滾珠絲杠螺母機構、減速齒輪機構及頭架主軸箱，所述螺旋進給伺服電機置于所述頭架主軸箱上方；所述同步齒形帶傳動機構具有主動輪及被動輪，所述電磁齒式離合器包括內齒輪、外齒輪及離合齒輪，所述滾珠絲杠螺母機構包括傳動軸和螺母，所述減速齒輪機構包括主動齒輪、中間齒輪及被動齒輪；所述螺旋進給伺服電機的輸出軸連接同步齒形帶傳動機構的主動輪；外齒輪和所述減速齒輪機構的主動輪嚙合傳動，所述減速齒輪機構的主動輪和中間齒輪嚙合傳動，中間齒輪和被動輪嚙合傳動，通過調整主動齒輪、中間齒輪、被動齒輪的齒數，調整主軸和絲桿軸的轉速比，完成不同導程的螺旋進給運動；所述減速齒輪機構的被動輪安裝在一過渡軸的末端，過渡軸通過第二同步帶機構與在所述頭架主軸箱的主軸相連，所述頭架主軸箱安裝有圓光柵。

4.如權利要求3所述的用于表面淬火和精密磨削的專用機床，其特征在于：所述滾珠絲杠螺母機構的傳動軸安裝在所述工作臺內部，螺母固定于所述前床身內部，所述滾珠絲杠螺母機構的傳動軸包括光軸、花鍵軸和絲桿軸，所述同步齒形帶傳動機構的被動輪和所述電磁齒式離合器的內齒輪和外齒輪做成一體并空套于光軸上，所述電磁齒式離合器的離合齒輪安裝在花鍵軸上。

5.如權利要求2所述的用于表面淬火和精密磨削的專用機床，其特征在于：所述砂輪架進給機構包括磨削淬火砂輪架、精磨砂輪架和砂輪架驅動機構；所述磨削淬火砂輪架、精磨砂輪架安裝在所述后床身上，沿水平縱向并排布置；所述磨削淬火砂輪架包括砂輪主軸、頭架壓力傳感器、導軌及直線光柵，砂輪主軸上設有磨削淬火砂輪，所述磨削淬火砂輪架的砂輪主軸安裝有頭架壓力傳感器，導軌安裝有直線光柵。

6.如權利要求5所述的用于表面淬火和精密磨削的專用機床，其特征在于：所述砂輪架驅動機構包括砂輪架伺服電機、同步齒形帶傳動機構、右旋滾珠絲杠螺母副和左旋滾珠絲杠螺母副；所述砂輪架伺服電機和所述同步齒形帶傳動機構安裝于所述后床身后方；所述右旋滾珠絲杠螺母副包括右旋絲杠和右旋螺母；所述左旋滾珠絲杠螺母副包括左旋絲杠和左旋螺母；所述右旋絲杠和左旋絲杠安裝于所述后床身兩側；所述右旋螺母和左旋螺母分別固定于所述磨削淬火用砂輪架和所述精磨用砂輪架下方。