一种带压力反馈的磨削装置的制作方法

1.本发明属于机械磨削技术领域，具体涉及一种带压力反馈的磨削装置。


背景技术：

2.在金属材料磨削，尤其是金属管材倒坡口等数控加工领域，磨削头的磨削量，磨削后的工件表面质量都跟磨削头与工件的接触压力以及磨削头的转速高度相关，现有的数控系统能对磨削头的转速进行精确控制，但无法把磨削头与工件的接触压力作为一个实时的反馈量输入到数控系统中进行控制，从而无法做到精准的工艺磨削。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了解决上述问题，提出了一种带压力反馈的磨削装置。
4.为实现以上技术目的，本发明采用以下技术方案：一种带压力反馈的磨削装置，包括磨削头，还包括弹簧轴、外围主轴、直线旋转轴承、连接件、弹性件、受力体以及压力传感器；外围主轴内设有通道，连接件、弹性件、受力体以及压力传感器均位于通道内；磨削头与弹簧轴的一端连接，弹簧轴的另一端伸入至外围主轴的通道内与弹性件连接；直线旋转轴承套设于弹簧轴外，并且与外围主轴连接；弹性件与受力体的一端连接，受力体的另一端与压力传感器连接；受力体、压力传感器均与外围主轴连接；弹簧轴通过弹性件沿外围主轴方向直线运动；弹簧轴通过连接件与外围主轴连接，弹簧轴通过连接件随外围主轴整体转动。
5.进一步地，连接件为键传动件，键传动件包括设置于通道内壁的第一键槽与设置于弹簧轴外壁的键，外围主轴通过键槽与键相适配带动弹簧轴转动。
6.进一步地，弹簧轴外壁设有用于安装键的第二键槽。
7.进一步地，位于直线旋转轴承套与第二键槽之间的外围主轴外壁设有第一阶梯状结构，第一阶梯状结构处的外围主轴直径大于直线旋转轴承内的外围主轴直径。
8.进一步地，弹性件包括弹簧，弹簧的一端套设于弹簧轴外，另一端套设于受力体外。
9.进一步地，位于第二键槽与弹簧的一端之间的外围主轴外壁设有第二阶梯状结构，第二阶梯状结构处的外围主轴直径大于弹簧内部的外围主轴直径。
10.进一步地，受力体外壁设有一圈凸起，弹簧的另一端可与凸起相抵。
11.进一步地，外围主轴末端与滑环连接，压力传感器的信号线与电源线从通孔穿出后与滑环的接线端子相连。
12.进一步地，外围主轴外壁设有与外部传动机构连接的第三键槽。
13.与现有技术相比，本发明的有益技术效果为：（1）本发明通过弹簧轴、直线旋转轴承、弹性件、受力体和压力传感器构成一个线性弹性测量系统，可以精确的实时测量出磨削头在磨削过程中受到的轴向压力。此外，外围主轴通过连接件带动弹簧轴作旋转运动，因为直线旋转轴承的作用，弹簧轴在受到轴向压
力时的轴向运动能与旋转运动保持相互独立，是两个不相干涉的自由度运动形式。该装置整体结构非常简单却又紧凑，且能够实时的精确测量磨削头的轴向压力，非常适用于高速磨削过程中的数控设备应用；（2）压力传感器的信号线和电源线从外围主轴内孔穿出与固定位置的滑环连接，从而使得压力信号能够传送给相应的控制器。
附图说明
14.图1为本实施例内部结构示意图；图2为本实施例外部结构示意图。
15.图中，1磨削头、2弹簧轴、3端盖、4直线旋转轴承、5平键、6弹簧、7受力体、8压力传感器、9外围主轴、10滑环、11第一键槽。
具体实施方式
16.下面结合具体实施例对本发明进行进一步地描述，但本发明的保护范围并不仅仅限于此。
17.如图1、图2所示，本实施例一种带压力反馈的磨削装置，包括磨削头1，还包括弹簧轴2、外围主轴9、直线旋转轴承4、连接件、弹性件、受力体7以及压力传感器8。外围主轴9内设有通道，连接件、弹性件、受力体7以及压力传感器8均位于通道内。磨削头1与弹簧轴2的一端连接，弹簧轴2的另一端伸入至外围主轴9内与弹性件连接。直线旋转轴承4套设于弹簧轴2外，并且与外围主轴9连接。弹性件与受力体7的一端连接，受力体7的另一端与压力传感器8连接。受力体7、压力传感器8均与外围主轴9连接。
18.弹簧轴2通过弹性件沿外围主轴9方向直线运动。弹簧轴2通过连接件与外围主轴9连接，弹簧轴2通过连接件随外围主轴9整体转动。磨削头1通过螺纹连接的形式紧固在弹簧轴2上，直线旋转轴承4通过螺栓连接形式固定在外围主轴9上。压力传感器8的下端通过螺纹形式固定在外围主轴9内的内螺纹孔里。弹簧6受力体7通过螺纹形式紧固在所述压力传感器8的上端。
19.压力传感器8用以测量磨削头1与工件的接触压力。外部传动机构如同步带轮或齿轮等可带动外围主轴9转动，外围主轴9转动时带动磨削头1、弹簧轴2、直线旋转轴承4、连接件、弹性件、受力体7以及压力传感器8整体转动。转动的过程中，当磨削头1与工件的接触压力发生变化时，外围主轴9可增长或缩短伸出通道外的长度。因此，本实施例通过弹簧轴2、直线旋转轴承4、弹性件、受力体7和压力传感器8构成一个线性弹性测量系统，可以精确的实时测量出磨削头1在磨削过程中受到的轴向压力。此外，外围主轴9通过连接件带动弹簧轴2作旋转运动，因为直线旋转轴承4的作用，弹簧轴2在受到轴向压力时的轴向运动能与旋转运动保持相互独立，是两个不相干涉的自由度运动形式。该装置整体结构非常简单却又紧凑，且能够实时的精确测量磨削头1的轴向压力，非常适用于高速磨削过程中的数控设备应用。
20.本实施例的连接件为键传动件，键传动件包括设置于通道内壁的第一键槽11与设置于弹簧轴2外壁的键，外围主轴9通过键槽与键相适配带动弹簧轴2转动。第一键槽11具有一定长度，所述弹簧轴2在直线旋转轴承4的支撑约束下能够进行轴向运动，其在外围主轴9
通道内做轴向运动的行程由外围主轴9的第一键槽11长度确定，键会与外围主轴9的第一键槽11相碰。为便于安装与键槽匹配的键，弹簧轴2外壁设有用于安装键的第二键槽。键为圆头平键5。键与第二键槽构成键传动结构。外围主轴9通孔内开有一定长度的第一键槽11，弹簧轴2又开有第二键槽，第二键槽可安装圆头平键5。键与第二键槽构成键传动结构，外围主轴9又通过键传动的形式使得弹簧轴2作旋转运动。
21.位于直线旋转轴承4套与第二键槽之间的外围主轴9外壁设有第一阶梯状结构，第一阶梯状结构处的外围主轴9直径大于直线旋转轴承4内的外围主轴9直径。弹簧轴2的前端与直线旋转轴承4相互配合，同时弹簧轴2后端的第一阶梯状结构处的直径要比前端要大，并带有台阶。弹簧轴2向外围主轴9通道外做轴向运动时，弹簧轴2第一阶梯状结构处的台阶会与直线旋转轴承4相碰，从而行成约束。本实施例的第一阶梯状结构为两级台阶。
22.弹性件包括弹簧6，弹簧6的一端套设于弹簧轴2外，另一端套设于受力体7外。受力体7为弹性受力体7。具体为弹簧6的内圈套在受力体7的上端螺柱部分，所述弹簧轴2的下端螺柱部分插进所述弹簧6的内圈，弹簧轴2向外围主轴9内部作轴向运动，通过弹簧6直接作用于受力体7。
23.位于第二键槽与弹簧6的一端之间的外围主轴9外壁设有第二阶梯状结构，第二阶梯状结构处的外围主轴9直径大于弹簧6内部的外围主轴9直径，弹簧轴2第二阶梯状结构处的台阶可与弹簧6相抵，以便安装固定弹簧6。受力体7外壁设有一圈凸起，弹簧6的另一端可与凸起相抵，以便安装固定弹簧6。本实施例的第二阶梯状结构为两级台阶。
24.外围主轴9首端设有套设在弹簧6轴外的端盖3。外围主轴9末端与滑环10连接，压力传感器8的信号线与电源线从通孔穿出后与滑环10的接线端子相连。所述滑环10固定安装在所述外围主轴9的后端。
25.外围主轴9外壁设有与外部传动机构连接的第三键槽。外部传动机构比如同步带轮或齿轮等可通过在第三键槽内设置的键传动来使得外围主轴9作旋转运动。
26.本实施例的使用原理为：磨削过程中，外部传动机构带动外围主轴9转动，外围主轴9通过键传动带动弹簧轴2、磨削头1整体转动；在磨削头1转动的过程中，磨削头1与工件的接触压力变化时，导致弹簧轴2、磨削头1整体沿弹簧轴2的轴向运动，靠近或远离外围主轴9内部的通道；压力经弹簧6传导至受力体7，压力传感器8感知感知受力体7的压力并将压力以数值的方式呈现。
27.综上所述，本实施例通过弹簧轴2、直线旋转轴承4、弹簧6、弹性受力体7和压力传感器8一起组成一个线性弹性测量系统，可以精确的实时测量出磨削头1在磨削过程中所受到的轴向压力。外围主轴9通过键传动的形式带动弹簧轴2作旋转运动，由于直线旋转轴承4的支撑约束作用，弹簧轴2在受到轴向压力时的轴向运动能与旋转运动保持相互独立，不相干涉。
28.以上对本发明的实施例进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。