一种磨轮及使用该磨轮的台式磨床的制作方法

1.本发明属于数控磨床技术领域，具体为一种磨轮及使用该磨轮的台式磨床。


背景技术：

2.磨床是加工工件圆柱形、圆锥形或其他形状素线展成的外表面和轴肩端面的磨床；使用最广泛，能加工各种圆柱形圆锥形外表面及轴肩端面磨床，在所有的磨床中，磨床是应用得最广泛的一类机床，它一般是由基础部分的铸铁床身，工作台，支撑并带动工件旋转的头架、尾座、安装磨削磨轮的磨轮架(磨头)，控制磨削工件尺寸的横向进给机构，控制机床运动部件动作的电器和液压装置等主要部件组成，磨床一般可分为普通磨床、万能磨床、宽磨轮磨床、端面磨床、多磨轮架磨床、多片磨轮磨床、切入式磨床和专用磨床等。
3.现有的磨床在工作时，需要使用磨轮架来启动和安装磨轮，通过磨轮来对目标工件进行加工，在加工时，通过磨轮和工件的表面进行摩擦，从而进行切削，在工作时，会切削下大量的金属碎屑，工作人员在对磨床进行操作时，需要佩戴口罩、护目镜或者关闭防护罩，借此避免金属碎屑对工作人员造成伤害，同时由于目标工件的材质不同，切削下的金属碎屑有时需要专门进行回收，四散状态下的碎屑在回收时，必定会发生遗漏，导致不必要的损失，再者，长时间工作后的磨床，也需要工作人员来对积攒的金属碎屑进行清理，费时费力的同时，还会产生遗漏，万一有碎屑卡在关键的位置，还可能会造成机械故障。
4.此外，现有的磨轮由于均采用刚性圆周运动，因此无法打磨异形物体，一般需要人工使用砂纸搓揉打磨，效率低，劳动强度大，对身体危害大。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于：提供一种磨轮及使用该磨轮的台式磨床，该磨轮将电液现象的膨胀能转化为弹性外套的形变，从而在打磨过程中，贴合工件的表面实现微观上的反复平移打磨的动作，实现对非平面甚至异形表面的高效打磨。
6.本发明采用的技术方案如下：一种磨轮，包括转轴和弹性外套；所述弹性外套与转轴之间围合出液腔；所述液腔内加压填充有液体；所述弹性外套周面粘附有磨料；所述弹性外套内圆周面均匀设置有多个反冲板；所述反冲板根部嵌入弹性外套内与弹性外套固定连接，且所述反冲板垂直其与弹性外套连接处的切线方向；所述反冲板两端分别固定有一对电极；所述转轴周面均匀固定有多个带液板。
7.其中，相邻两个反冲板组成一组液冲板组，任一组液冲板组相对的两电极同步通脉冲电流；相邻两液冲板组通脉冲电流的周期相互错开。
8.其中，所述磨料沿弹性外套周面轴向成条状分布；磨料的条数与反冲板的数量相同；相邻两条磨料的间隙对应相邻两反冲板之间的中线;所述带液板为导热材料制备，其内部嵌设有半导体制冷片；所述半导体制冷片一端嵌入转轴中，另一端随带液板延伸至液腔内。
9.一种台式磨床，包括所述的磨轮，还包括安装架和磨轮架机构，所述磨轮架机构设置于安装架内，所述磨轮架机构包括调整丝杆，所述调整丝杆转动连接于安装架的两侧内壁之间，所述调整丝杆的外壁通过螺纹连接有活动块，所述活动块的顶部固定连接有安装板，所述安装板的顶部安装有启动电机，所述安装板的顶部固定连接有安装箱，所述安装箱的内部转动连接有转轴，所述转轴的一端和启动电机的输出端均套设有两个同步轮，两个所述同步轮之间通过同步带传动连接，所述转轴的另一端安装有磨轮；以及收集储存机构，所述收集储存机构设置于安装架的一侧外表面，所述清洁拿取机构包括储存组件和收集机构，所述储存组件设置于安装架的一侧外表面，用于收集金属碎屑，所述收集机构设置于储存组件上，用于对金属碎屑飞行方向进行调整。
10.其中，所述储存组件包括两个连接杆，两个所述连接杆均固定连接于活动块的一侧外壁，两个所述连接杆的一端之间固定连接有收集箱，所述安装架的一侧外表面固定连接有储水箱，所述储水箱的一端连通设置有出水管，所述出水管的一端安装有智能水阀，所述智能水阀的输出端连通设置有连接软管，所述连接软管的一端和收集箱的内部连通，所述收集箱的两侧内壁之间固定连接有导向板，所述收集箱的顶部开设有收集口。
11.其中，所述收集机构包括主挡板，所述主挡板转动连接于收集口的一侧内壁，所述主挡板的一侧外表面转动连接有两个连杆，两个所述连杆的底部之间固定连接有滑动块，所述滑动块的顶部固定连接有固定块，所述固定块的一侧外表面开设有螺纹孔，所述螺纹孔的内部螺纹连接有微型丝杆，所述收集箱的一侧外表面安装有微型电机，所述微型电机的输出端和微型丝杆的一端固定连接。
12.其中，所述收集机构还包括次挡板，所述次挡板转动连接于收集口的一侧内壁，所述次挡板的两侧外表面均转动连接有活动杆，两个所述活动杆的一侧外表面均转动连接有短杆，两个所述短杆的一端之间固定连接有方形块，所述收集箱的顶面固定连接有安装片，所述安装片的一侧外表面安装有两个电动伸缩杆，两个所述电动伸缩杆的输出端和方形块的一侧外表面固定连接。
13.其中，所述安装架的两侧内壁之间固定连接有两个限位杆，两个所述限位杆均贯穿活动块。
14.其中，所述安装板的一侧外表面固定连接有防护板，且防护板和磨轮配合。
15.其中，所述安装架的一侧外表面开设有滑动槽，两个所述连接杆均设置于滑动槽内，所述安装架的一侧外表面安装有调整电机，所述调整电机的输出端和调整丝杆的一端固定连接。
16.其中，所述收集箱的顶部开设有多个出气孔，所述储水箱的一侧外表面连通设置有入水管。
17.其中，所述收集箱的一侧外表面设置有观察窗，所述收集箱的一侧外表面开设有出料口。
18.其中，所述安装片的内部固定连接有限制杆，所述限制杆滑动贯穿方形块，且限制杆的一端固定连接有限位片。
19.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：1、本发明的磨轮将电液现象的膨胀能转化为弹性外套的形变，从而在打磨过程中，贴合工件的表面实现微观上的反复平移打磨的动作，实现对非平面甚至异形表面的高
效打磨。
20.2、本发明的磨轮能够实现对非平面甚至异形表面的待打磨工件的高效打磨，利用液电效应结合弹性外套的可伸缩特性以及间隔脉冲电流循环作用方式使与固着的磨料对工件表面做反复研磨，将打磨过程分解至小尺寸程度，从而克服现有的回转体打磨方式难以对非平面甚至异形表面进行打磨的缺陷，实现对非平面甚至异形表面的高效打磨；此外，液电效应的爆炸过程中不仅使两反冲板之间的弹性外套部分膨胀张开，而且也使爆炸范围的弹性外套向待磨工件一侧挤压，从而提高打磨效果，整个磨轮打磨过程中无需对待磨工件额外施加挤压力；其中的反冲板不仅作为借助液电效应的微型爆炸力带动对应弹性外套伸缩的工具，还同时作为转轴带动弹性外套转动的受力介质；其中的液体帮助转轴带动弹性外套转动，还作为液电效应的发生介质，还同时起到导热散热的作用，避免打磨过程中温度过高；磨料成特殊的条形分布能够最大化的减小对弹性外套伸缩的阻碍，提高打磨效果，延长弹性外套的使用寿命。
21.3、本发明的磨轮还设置有半导体制冷片，可高效快速的利用液腔中的液体的液相变化控制液腔内的压强，从而控制弹性外套的刚度，从而可以针对不同材质的待磨工件适应性的获得最佳的打磨面；半导体制冷片还可以调节磨轮工作过程中的温度，防止打磨过程中温度过高。
22.3、本发明中，通过启动调整电机，调整电机带动调整丝杆进行旋转，使得活动块进行直线移动，可以便于操作人员对于磨轮位置进行把控，两个限位杆可以限制活动块的活动轨迹，同时限位杆可以分散大部分磨轮架机构对调整丝杆所造成的压力，可以使得调整丝杆的使用寿命大大提高，当磨轮架机构移动到预定位置时，通过启动电机带动转轴旋转，在同步带和同步轮的相互协助下，磨轮开始旋转，对目标工件的表面进行操作，安装架的移动缓慢而稳定，工作人员对其操作更加简单便捷。
23.4、本发明中，通过智能水阀控制软管的流通，用来控制收集箱内部的水面高度，带有一定温度的金属碎屑落入收集箱时，将会在导向板的引导下，掉入收集箱内的冷却水中，对金属碎屑进行降温和收集，金属碎屑的温度传递到冷却水中，使得冷却水蒸腾，产生的水蒸气将会从出气孔中排出，排出的水蒸气接触到磨轮上，将会协助磨轮进行下一步的打磨操作，可以减少磨轮工作时所需要的冷却水，收集的金属碎屑温度较低，便于工作人员收集和取出金属碎屑，同时可以减少工作时所需要的冷却液数量，便于环保。
24.5、本发明中，通过微型电机带动滑动块进行直线移动，移动的滑动块带动连杆产生移动，使得主挡板的角度发生变化，使得金属碎屑飞溅到主挡板上，由于金属碎屑具有相当大的动能，在落到主挡板上之后，会发生反弹，此时启动电动伸缩杆，电动伸缩杆带动方形块进行直线移动，使得两个活动杆发生运动，从而使得次挡板产生运动，运动后的次挡板将会阻拦反弹后的金属碎屑，再次受阻后的金属碎屑在重力的作用下，每次运动都会使运动的角度降低，经历两侧阻隔后的碎屑将会落入收集箱中，不会发生四处飞溅的现象，便于工作人员对金属碎屑进行收集和回收操作，有利于回收和清洁金属碎屑，有效的减少了工作人员的工作量。
附图说明
25.图1为本发明台式磨床的正视图；
图2为本发明台式磨床的后视立体图；图3为本发明台式磨床的安装架剖视图；图4为本发明台式磨床的磨轮架机构部分立体图；图5为本发明台式磨床的安装架部分立体图；图6为本发明的图5中a处放大图；图7为本发明台式磨床的储存组件立体图；图8为本发明的图7中b处放大图；图9为本发明台式磨床的收集箱剖视图；图10为本发明台式磨床的收集机构部分立体图；图11为本发明的磨轮的径向剖视示意图；图12为本发明的磨轮打磨工件时的径向剖视示意图；图13为本发明图12c部分放大图。
26.图中标记：1、安装架；2、磨轮架机构；201、调整丝杆；202、活动块；203、安装板；204、启动电机；205、安装箱；206、转轴；207、同步轮；208、磨轮；209、转轴；210、弹性外套；211、液腔；212、液体；213、磨料；214、反冲板；215、电极；216、带液板；217、待打磨工件；3、储存组件；301、连接杆；302、收集箱；303、储水箱；304、智能水阀；305、导向板；4、收集机构；401、主挡板；402、连杆；403、限制杆；404、滑动块；405、固定块；406、微型丝杆；407、微型电机；408、次挡板；409、活动杆；410、短杆；411、方形块；412、安装片；413、电动伸缩杆；5、限位杆；6、防护板；7、调整电机；8、限位片。
具体实施方式
27.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
28.参照图1-4：一种台式磨床，包括：安装架1；磨轮架机构2，磨轮架机构2设置于安装架1内，磨轮架机构2包括调整丝杆201，调整丝杆201转动连接于安装架1的两侧内壁之间，调整丝杆201的外壁通过螺纹连接有活动块202，活动块202的顶部固定连接有安装板203，安装板203的顶部安装有启动电机204，安装板203的顶部固定连接有安装箱205，安装箱205的内部转动连接有转轴206，转轴206的一端和启动电机204的输出端均套设有两个同步轮207，两个同步轮207之间通过同步带传动连接，转轴206的另一端安装有磨轮208；以及收集储存机构，收集储存机构设置于安装架1的一侧外表面，清洁拿取机构包括储存组件3和收集机构4，储存组件3设置于安装架1的一侧外表面，用于收集金属碎屑，收集机构4设置于储存组件3上，用于对金属碎屑飞行方向进行调整，安装板203的一侧外表面固定连接有防护板6，且防护板6和磨轮208配合，安装架1的一侧外表面开设有滑动槽，两个连接杆301均设置于滑动槽内，安装架1的一侧外表面安装有调整电机7，调整电机7的输出端和调整丝杆201的一端固定连接，安装架1的两侧内壁之间固定连接有两个限位杆5，两个限位杆5均贯穿活动块202，通过启动调整电机7，调整电机7带动调整丝杆201进行旋转，使得活动块202进行直线移动，移动速度缓慢且可控，可以便于操作人员对于磨轮位置进行把控，两个限位杆5可以限制活动块202的活动轨迹，同时限位杆5可以分散大部分磨轮架机构2对调整丝杆
201所造成的压力，可以使得调整丝杆201的使用寿命大大提高，当磨轮架机构2移动到预定位置时，通过启动电机204带动转轴206旋转，在同步带和同步轮207的相互协助下，磨轮208开始旋转，对目标工件的表面进行操作，防护板6和安装板203的一侧固定，即当磨轮架机构2移动时，防护板6将会随同磨轮208一同移动，在磨轮208未进行工作时，防护板6将对磨轮208提供保护，防止杂物对其造成损坏。
29.参照图1-9：储存组件3包括两个连接杆301，两个连接杆301均固定连接于活动块202的一侧外壁，两个连接杆301的一端之间固定连接有收集箱302，安装架1的一侧外表面固定连接有储水箱303，储水箱303的一端连通设置有出水管，出水管的一端安装有智能水阀304，智能水阀304的输出端连通设置有连接软管，连接软管的一端和收集箱302的内部连通，收集箱302的两侧内壁之间固定连接有导向板305，收集箱302的顶部开设有收集口，收集箱302的顶部开设有多个出气孔，储水箱303的一侧外表面连通设置有入水管，收集箱302的一侧外表面设置有观察窗，收集箱302的一侧外表面开设有出料口，当磨轮208对工件的表面进行打磨时，由于磨轮208的旋转方向，将会使得工件上被打磨下的碎屑向下飞溅，同时飞溅的碎屑将会带有一定的温度，通过智能水阀304控制软管的流通，用来控制收集箱302内部的水面，带有一定温度的金属碎屑落入收集箱302时，将会在导向板305的引导下，从导向板305和收集箱302的缺口处落下，掉入收集箱302内的冷却水中，对金属碎屑进行降温和收集，金属碎屑的温度传递到冷却水中，使得冷却水蒸腾，产生的水蒸气将会从出气孔中排出，排出的水蒸气接触到磨轮208上，将会协助磨轮208进行下一步的打磨操作，可以减少磨轮208工作时所需要的冷却水。
30.参照图1-10：收集机构4包括主挡板401，主挡板401转动连接于收集口的一侧内壁，主挡板401的一侧外表面转动连接有两个连杆402，两个连杆402的底部之间固定连接有滑动块404，滑动块404的顶部固定连接有固定块405，固定块405的一侧外表面开设有螺纹孔，螺纹孔的内部螺纹连接有微型丝杆406，收集箱302的一侧外表面安装有微型电机407，微型电机407的输出端和微型丝杆406的一端固定连接，收集机构4还包括次挡板408，次挡板408转动连接于收集口的一侧内壁，次挡板408的两侧外表面均转动连接有活动杆409，两个活动杆409的一侧外表面均转动连接有短杆410，两个短杆410的一端之间固定连接有方形块411，收集箱302的顶面固定连接有安装片412，安装片412的一侧外表面安装有两个电动伸缩杆413，两个电动伸缩杆413的输出端和方形块411的一侧外表面固定连接，安装片412的内部固定连接有限制杆403，限制杆403滑动贯穿方形块411，且限制杆403的一端固定连接有限位片8，当磨轮208工作时，产生的金属碎屑向下移动，此时启动微型电机407，微型电机407带动滑动块404进行直线移动，移动的滑动块404带动连杆402产生移动，使得主挡板401的角度发生变化，使得金属碎屑飞溅到主挡板401上，由于金属碎屑具有相当大的动能，在落到主挡板401上之后，会发生反弹，此时启动电动伸缩杆413，电动伸缩杆413带动方形块411进行直线移动，使得两个活动杆409发生运动，从而使得次挡板408产生运动，运动后的次挡板408将会阻拦反弹后的金属碎屑，再次受阻后的金属碎屑在重力的作用下，每次运动都会使运动的角度降低，经历两侧阻隔后的碎屑将会落入收集箱302中，不会发生四处飞溅的现象，便于工作人员对金属碎屑进行收集和回收操作，同时由于主挡板401和次挡板408均可进行调整，所以主挡板401和次挡板408并不会影响磨轮208的造正常工作。
31.参照图11-13：所述磨轮208包括转轴209和弹性外套210；弹性外套210与转轴209
之间围合出液腔211；液腔211内加压填充有液体212；弹性外套210周面粘附有磨料213；弹性外套210内圆周面均匀设置有多个反冲板214；反冲板214根部嵌入弹性外套210内与弹性外套210固定连接，且反冲板214垂直其与弹性外套210连接处的切线方向；反冲板214两端分别固定有一对电极215；转轴209周面均匀固定有多个带液板216。相邻两个反冲板214组成一组液冲板组，任一组液冲板组相对的两电极215同步通脉冲电流；相邻两液冲板组通脉冲电流的周期相互错开。磨料213沿弹性外套210周面轴向成条状分布；磨料213的条数与反冲板214的数量相同；相邻两条磨料213的间隙对应相邻两反冲板214之间的中线。
32.当需要打磨非平面甚至异形表面待打磨工件217时，可以选择换装本实施例中的磨轮，工作时，弹性外套210接触并挤压待打磨工件217表面，弹性外套210与待打磨工件217表明形成面接触，外部电源对电极215施加脉冲高压电流，任一组液冲板组相对的两电极215同步通脉冲电流；相邻两液冲板组通脉冲电流的周期相互错开。这样就能够使间隔的各组液冲板组发生可控的爆炸对冲，从而使该组对冲板组对应区域a的弹性外套210发生拉伸，相应的该组对冲板组相邻的对冲板组对应区域b的弹性外套210发生压缩，而在此之后紧接着对该相邻的对冲板组的电极215施加脉冲电流，从而使该相邻的对冲板组对应区域b的弹性外套210发生拉伸，上次拉伸的区域a发生压缩；这样高速反复循环进行，就可使固着在弹性外套210表面的磨料406周期性反复移动，从而对待打磨工件217表面起到了打磨作用，将打磨过程分解至小尺寸程度，从而克服现有的回转体打磨方式难以对非平面甚至异形表面进行打磨的缺陷，实现对非平面甚至异形表面的高效打磨。在打磨过程中，转轴209通过带液板216以连续或脉动式方式通过液体212向反冲板214传递转动力，从而带动弹性外套210整体成连续或脉冲式转动，使各处磨料均能均匀的产生作用，避免局部磨损严重，而且利于磨轮整体冷却；为了提高转动传动的效率，液体212可以选择电流变液，通过电场改变电流变液的粘度来调节传动转动的效率，粘度的调控可以配合转轴209脉冲转动进行，将磨轮的转动与具体的打磨工作错开，这样可减少电流变液粘度变化对反冲板214上液电效应的影响。
33.进一步的，所述带液板216为导热材料制备，其内部嵌设有半导体制冷片；所述半导体制冷片一端嵌入转轴209中，另一端随带液板216延伸至液腔211内；所述转轴209内可选择的设置有液体循环管道以与外界传导热量；针对不同材质的待磨工件，由于其硬度不同，因此为了贴合不同材质的待磨工件的打磨要求，通过半导体制冷片控制带液板216中的液体温度，增加其中的蒸汽，提高液腔211中的压强，从而使弹性外套210膨胀并获得一定的内应力，从而增加弹性外套210的初始刚度，通过半导体制冷片很容易实现上述调节，通常半导体制冷片的制热端为随着带液板216延伸至液腔211内的一端，制冷端为嵌入转轴209的一端；当需要快速减小弹性外套210的初始刚度时，只需要倒转半导体制冷片的电流方向，半导体制冷片的冷端和热端就会换位，从而快速冷却液腔211中的液体，减少其内压强，待液腔211中的压强降低至所需要求后保持压强大小进行打磨。
34.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。