同心布置式研磨头、超精研磨机的制作方法

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1.本实用新型涉及超精研磨技术领域，特别涉及一种同心布置式研磨头、超精研磨机。

背景技术：

2.现有的超精研磨机的研磨头都会通过驱动油石高频振动或高频转动，来使得油石对工件进行单一的直线研磨或弧线研磨，从而达到对工件进行直线或弧线的超精加工。由此可见，现有的研磨头都只能实现对工件进行单一的直线或弧线的超精加工，无法同时实现直线和弧线的超精加工，导致当对工件进行直线与弧线的超精加工切换的时候，需频繁的更换研磨头，浪费加工的时间，降低加工效率。对此设计一种同心布置式研磨头。

技术实现要素：

3.根据本实用新型实施例，提供了一种同心布置式研磨头，包含：
4.油石架，油石架上至少固定有两个油石；
5.进给模块，进给模块的输出端与油石架相连，用于驱动油石架做进给运动；
6.研磨模块，研磨模块的输出端与进给模块相连，用于驱动进给模块进行转动或直线运动，并间接带动油石架进行转动或直线运动。
7.进一步，进给模块包含：
8.活塞壳，活塞壳的顶部与研磨模块的输出端相连；
9.一对活塞腔，一对活塞腔分别开设在活塞壳的内部两侧；
10.活塞杆，活塞杆的两端分别设置在一对活塞腔内；
11.移动壳，移动壳与活塞杆的中部相连，移动壳的底部与油石架相连；
12.一对进气口，一对进气口分别开设在活塞壳的外部两侧，且一对进气口分别与一对活塞腔相连。
13.进一步，进给模块还包含：一对第一交叉滚珠导轨，一对第一交叉滚珠导轨设置在移动壳和活塞壳之间，用于对移动壳的运动进行导向。
14.进一步，研磨模块包含：
15.外壳；
16.主轴，主轴转动连接在外壳的内部，主轴的顶部和底部贯穿外壳；
17.第一驱动机构，第一驱动机构与主轴、外壳相连，用于驱动主轴转动；
18.偏心轴，偏心轴转动连接在主轴的内部，偏心轴的顶部和底部贯穿主轴，偏心轴的底端设有偏心槽；
19.第二驱动机构，第二驱动机构与偏心轴、外壳相连，用于驱动偏心轴转动；
20.传动机构，传动机构与主轴的底端、偏心槽以及进给模块相连，用于传递动力。
21.进一步，传动机构包含：
22.连接轴，连接轴的顶端与偏心槽相连；
23.偏心块，偏心块转动连接在连接轴的底端；
24.摆动座，摆动座的顶部设有十字槽，十字槽用于放置偏心块，摆动座与进给模块相连；
25.一对第二交叉滚珠导轨，一对第二交叉滚珠导轨分别设置在十字槽相对的一侧与偏心块之间；
26.传动架，传动架设置在主轴的底端；
27.一对第三交叉滚珠导轨，一对第三交叉滚珠导轨分别设置在摆动座的两侧与传动架之间，第三交叉滚珠导轨与第二交叉滚珠导轨相互垂直。
28.进一步，第一驱动机构包含：
29.蜗轮，蜗轮套设在主轴的顶部；
30.调整箱，调整箱设置在外壳的顶部，且调整箱罩住蜗轮；
31.蜗杆，蜗杆的两端与调整箱的两侧内壁转动相连，蜗杆与蜗轮啮合；
32.第一电机，第一电机的输出端与蜗杆的一端相连，第一电机与调整箱相连。
33.进一步，蜗杆与蜗轮无间隙啮合。
34.进一步，第二驱动机构包含：
35.第二电机，第二电机与外壳相连；
36.第一皮带传动机构，第一皮带传动机构的输入端与第二电机的输出端相连，第一皮带传动机构的输出端与偏心轴的顶端相连。
37.进一步，研磨模块还包含：偏心套，偏心套转动连接在主轴的内部，偏心套的内部设有偏心腔，偏心腔与偏心轴相连，偏心轴通过偏心套与第二驱动机构的输出端相连。
38.根据本实用新型又一实施例，提供了一种超精研磨机，包含：立车车床以及上一实施例的同心布置式研磨头述同心布置式研磨头与立车车床的刀架相连。
39.根据本实用新型实施例的同心布置式研磨头，具备如下有益效果：
40.1、可同时实现直线（即平面或斜面）、弧线的研磨，满足多种生产需求，无需多次切换研磨头，一头多用，提高生产加工效率、速度。
41.2、高度集成化设计，占用空间体积小。
42.3、可实现油石的自动切换，保证研磨的精度。
43.要理解的是，前面的一般描述和下面的详细描述两者都是示例性的，并且意图在于提供要求保护的技术的进一步说明。
附图说明
44.图1为根据本实用新型实施例同心布置式研磨头的第一内部剖视结构示意图。
45.图2为根据本实用新型实施例同心布置式研磨头的第二内部剖视结构示意图。
46.图3为根据本实用新型实施例同心布置式研磨头的第一立体结构示意图。
47.图4为根据本实用新型实施例同心布置式研磨头的第二立体结构示意图。
48.图5为根据本实用新型实施例同心布置式研磨头的俯视结构示意图。
49.图6为根据本实用新型实施例同心布置式研磨头的偏心轴的径向截面结构示意图。
50.图7为根据本实用新型实施例同心布置式研磨头的偏心套与偏心轴的径向截面结
构示意图。
51.图8为根据本实用新型实施例同心布置式研磨头的偏心套与偏心轴的轴向截面结构示意图。
52.图9为根据本实用新型实施例同心布置式研磨头的传动机构处的立体结构示意图。
53.图10为根据本实用新型实施例同心布置式研磨头的传动机构处的俯视结构示意图。
54.图11为根据本实用新型实施例超精研磨机的立体结构示意图。
具体实施方式
55.以下将结合附图，详细描述本实用新型的优选实施例，对本实用新型做进一步阐述。
56.首先，将结合图1~10描述根据本实用新型实施例的同心布置式研磨头，用于对工件进行直线或弧线的研磨，其应用场景很广。
57.如图1~10所示，本实用新型实施例的同心布置式研磨头，具有油石架1、进给模块以及研磨模块。
58.具体地，1~4所示，在本实施例中，油石架1上至少固定有两个油石11，可根据需要安装不同数量的油石11，且油石11的精细程度不同，从而实现不同精度研磨，且只需控制油石架1根据油石11的数量旋转相应的角度，即可实现不同精度的油石11的更换。
59.具体地，1~4、9~10所示，在本实施例中，进给模块的输出端与油石架1相连，用于驱动油石架1做进给运动。进给模块包含：活塞壳21、一对活塞腔22、活塞杆23、移动壳24以及一对进气口25。活塞壳21的顶部与研磨模块的输出端相连；一对活塞腔22分别开设在活塞壳21的内部两侧；活塞杆23的两端分别设置在一对活塞腔22内；移动壳24与活塞杆23的中部相连，移动壳24的底部与油石架1相连；一对进气口25分别开设在活塞壳21的外部两侧，且一对进气口25分别与一对活塞腔22相连。通过分别向一对进气口25注入气体，从而可以让活塞杆23在一对活塞腔22内进行活塞运动，从而使得活塞杆23可带动移动壳24进做进给运动，进而带动油石架1以及其上的油石11做进给运动，靠近待加工的工件。通过本案这种进给模块的设置，相比现有的采用气缸做进给运动更加的节省成本。
60.进一步，如图2所示，进给模块还包含：一对第一交叉滚珠导轨26，一对第一交叉滚珠导轨26设置在移动壳24和活塞壳21之间，用于对移动壳24的运动进行导向，保证移动壳24运动的稳定。
61.进一步，如图1~10所示，研磨模块的输出端与进给模块相连，用于驱动进给模块进行转动或直线运动，并间接带动油石架1进行转动或直线运动。研磨模块包含：外壳31、主轴32、第一驱动机构、偏心轴34、第二驱动机构以及传动机构。主轴32通过轴承转动连接在外壳31的内部，主轴32的顶部和底部贯穿外壳31；第一驱动机构与主轴32、外壳31相连，用于驱动主轴32转动；偏心轴34通过轴承转动连接在主轴32的内部，偏心轴34的顶部和底部贯穿主轴32，偏心轴34的底端设有偏心槽341；第二驱动机构与偏心轴34、外壳31相连，用于驱动偏心轴34转动；传动机构与主轴32的底端、偏心槽341以及进给模块相连，用于传递动力，将第一驱动机构传递给主轴32的动力再传递给进给模块，让进给模块进行转动运动，或者
将第二驱动机构传递给偏心轴34的动力再传递给进给模块，让进给模块进行直线运动。
62.进一步，如图1~10所示，传动机构包含：连接轴361、偏心块362、摆动座363、一对第二交叉滚珠导轨364、传动架365以及一对第三交叉滚珠导轨366。连接轴361的顶端与偏心槽341相连，使得连接轴361在偏心槽341的作用下随着偏心轴34进行偏心运动；偏心块362通过轴承转动连接在连接轴361的底端，偏心块362跟随着连接轴361的运动而运动；摆动座363的顶部设有十字槽3631，十字槽3631用于放置偏心块362，摆动座363与进给模块相连；一对第二交叉滚珠导轨364分别设置在十字槽3631相对的一侧与偏心块362之间，从而让十字槽3631相对的一侧没有余量空间，而十字槽3631相对的另一侧具有余量空间，偏心块362随着连接轴361在十字槽3631内做偏心运动时，旋转到十字槽3631相对的一侧，因没有余量空间，会带动摆动座363进行直线运动，当偏心块362旋转到十字槽3631相对的另一侧，因具有余量空间，偏心块362会在一对第二交叉滚珠导轨364的作用下，在十字槽3631的余量空间进行滑动，此时摆动座363不发生位移；传动架365设置在主轴32的底端，用于传递主轴32的动力给摆动座363，使得摆动座363旋转；一对第三交叉滚珠导轨366分别设置在摆动座363的两侧与传动架365之间，第三交叉滚珠导轨366与第二交叉滚珠导轨364相互垂直，通过第三交叉滚珠导轨366的设置可以对摆动座363进行直线运动提供导向，保证运动的稳定性，并也可传递由传动架365传递过来的旋转力给摆动座363，使得摆动座363旋转。
63.进一步，如图1~4所示，第一驱动机构包含：蜗轮331、调整箱332、蜗杆333以及第一电机334。蜗轮331套设在主轴32的顶部；调整箱332设置在外壳31的顶部，且调整箱332罩住蜗轮331；蜗杆333的两端与调整箱332的两侧内壁转动相连，蜗杆333与蜗轮331啮合；第一电机334的输出端与蜗杆333的一端相连，第一电机334与调整箱332相连。通过第一电机334运行，可以带动蜗杆333转动，进而带动蜗轮331转动，使得主轴32转动。
64.进一步，在本实施例中，蜗杆333与蜗轮331无间隙啮合，使得可以更加精确的控制主轴32的旋转距离，间接保证油石11在研磨旋转时可以旋转到位，提高研磨精度。
65.进一步，如图1~4所示，第二驱动机构包含：第二电机351以及第一皮带传动机构352。第二电机351与外壳31相连；第一皮带传动机构352的输入端与第二电机351的输出端相连，第一皮带传动机构352的输出端与偏心轴34的顶端相连，通过第二电机351运动，由第一皮带传动机构352传递动力，可以使得偏心轴34进行转动。
66.进一步，如图1~2所示，研磨模块还包含：偏心套37，偏心套37转动连接在主轴32的内部，偏心套37的内部设有偏心腔371，偏心腔371与偏心轴34相连，偏心轴34通过偏心套37与第二驱动机构的输出端（即第一皮带传动机构352的输出端）相连，通过偏心套37的设置，可以提高偏心轴34的偏心度，增大偏心量。
67.如图5所示，在本实施例中，本实用新型实施例的同心布置式研磨头还可包含第二皮带传动机构41和编码器42，编码器42与调整箱332相连，第二皮带传动机构41的输入端与主轴32的顶部相连，第二皮带传动机构41的输入端的输出端与编码器42的输入端相连，通过主轴32转动，可以由第二皮带传动机构41将主轴32转动的角度传递给编码器42，编码器42可实现主轴32转动角度的检测。
68.当需要进行直线（即平面或斜面）研磨时，先通过外部的移动设备将研磨头移动至加工位，并通过向其中一个进气口25注入气体，使得活塞杆23在一对活塞腔22内进行活塞运动，让移动壳24进行向前运动，使得油石架1上的油石11靠近待加工的工件。再通过让第
二电机351运动，第一皮带传动机构352传递动力，使得偏心套37转动，带动偏心轴34偏心转动，进而带动连接轴361进行偏心圆周运动，使得偏心块362在摆动座363上进行偏心圆周运动，当偏心块362摆动到摆动座363无第二交叉滚珠导轨364的两侧时，由于十字槽3631有余量空间，会让偏心块362在十字槽3631无第二交叉滚珠导轨364的两侧往复运动，当偏心块362摆动到有第二交叉滚珠导轨364的两侧时，由于十字槽3631无余量空间，偏心块362会让摆动座363在一对第三交叉滚珠导轨366的作用下，让摆动座363在传动架365上进行前后高频摆动，进而同时带动活塞壳21、移动壳24、油石架1及油架上的油石11进行前后高频摆动，实现对工件的直线研磨。
69.当需要进行弧线研磨时，先通过外部的移动设备将研磨头移动至加工位，并通过向其中一个进气口25注入气体，使得活塞杆23在一对活塞腔22内进行活塞运动，让移动壳24进行向前运动，使得油石架1上的油石11靠近待加工的工件。再通过让第一电机334快速相反转动，从而让蜗杆333快速相反转动，带动蜗轮331快速相反转动，使得主轴32快速相反转动，主轴32通过传动架365让摆动座363快速相反转动，进而同时带动活塞壳21、移动壳24、油石架1及油架上的油石11进行快速相反方向的高频转动，实现对工件的弧线研磨。
70.当需要更换更精细的油石11时，通过让第一电机334转动至合适位置，从而让蜗杆333转动至合适位置，带动蜗轮331转动至合适位置，使得主轴32转动至合适角度位置，主轴32通过传动架365让摆动座363转动至合适角度，进而同时带动活塞壳21、移动壳24、油石架1及油架上的油石11进行转动至合适角度，完成不同精细度油石11的切换。例如当为两个油石11时，则旋转180
°
切换，若为四个油石11，则每次旋转90度进行切换不同精度的油石11。
71.以上，参照图1~10描述了根据本实用新型实施例的同心布置式研磨头，具备如下有益效果：
72.1、可同时实现直线（即平面或斜面）、弧线的研磨，满足多种生产需求，无需多次切换研磨头，一头多用，提高生产加工效率、速度。
73.2、高度集成化设计，占用空间体积小。
74.3、可实现油石11的自动切换，保证研磨的精度。
75.如图11所示，根据本实用新型又一实施例，提供了一种超精研磨机，包含立车车床以及上一实施例同心布置式研磨头，同心布置式研磨头5与立车车床6的刀架61相连。通过使用上一实施例的同心布置式研磨头5，可让超精研磨机对工件进行研磨时，同时实现对工件的直线、弧线的研磨，满足多种生产需求，无需多次切换研磨头，一头多用，提高生产加工效率、速度，并且采用立车车床6可以满足大型轴承的加工，保证加工的转速。加工使用时，只需将待加工工件放置在立车车床的可旋转的工作台62上，然后通过立车车床5控制刀架61沿x轴、z轴移动，即可带动同心布置式研磨头5沿x轴、z轴移动，调整至加工位对待加工工件加工。
76.需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包含
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
77.尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上
述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。

技术特征：

1.一种同心布置式研磨头，其特征在于，包含：油石架，所述油石架上至少固定有两个油石；进给模块，所述进给模块的输出端与所述油石架相连，用于驱动所述油石架做进给运动；研磨模块，所述研磨模块的输出端与所述进给模块相连，用于驱动所述进给模块进行转动或直线运动，并间接带动所述油石架进行转动或直线运动。2.如权利要求1所述同心布置式研磨头，其特征在于，所述进给模块包含：活塞壳，所述活塞壳的顶部与所述研磨模块的输出端相连；一对活塞腔，所述一对活塞腔分别开设在所述活塞壳的内部两侧；活塞杆，所述活塞杆的两端分别设置在所述一对活塞腔内；移动壳，所述移动壳与所述活塞杆的中部相连，所述移动壳的底部与所述油石架相连；一对进气口，所述一对进气口分别开设在所述活塞壳的外部两侧，且所述一对进气口分别与所述一对活塞腔相连。3.如权利要求2所述同心布置式研磨头，其特征在于，所述进给模块还包含：一对第一交叉滚珠导轨，所述一对第一交叉滚珠导轨设置在所述移动壳和所述活塞壳之间，用于对所述移动壳的运动进行导向。4.如权利要求1所述同心布置式研磨头，其特征在于，所述研磨模块包含：外壳；主轴，所述主轴转动连接在所述外壳的内部，所述主轴的顶部和底部贯穿所述外壳；第一驱动机构，所述第一驱动机构与所述主轴、所述外壳相连，用于驱动所述主轴转动；偏心轴，所述偏心轴转动连接在所述主轴的内部，所述偏心轴的顶部和底部贯穿所述主轴，所述偏心轴的底端设有偏心槽；第二驱动机构，所述第二驱动机构与所述偏心轴、所述外壳相连，用于驱动所述偏心轴转动；传动机构，所述传动机构与所述主轴的底端、所述偏心槽以及所述进给模块相连，用于传递动力。5.如权利要求4所述同心布置式研磨头，其特征在于，所述传动机构包含：连接轴，所述连接轴的顶端与所述偏心槽相连；偏心块，所述偏心块转动连接在所述连接轴的底端；摆动座，所述摆动座的顶部设有十字槽，所述十字槽用于放置所述偏心块，所述摆动座与所述进给模块相连；一对第二交叉滚珠导轨，所述一对第二交叉滚珠导轨分别设置在所述十字槽相对的一侧与所述偏心块之间；传动架，所述传动架设置在所述主轴的底端；一对第三交叉滚珠导轨，所述一对第三交叉滚珠导轨分别设置在所述摆动座的两侧与所述传动架之间，所述第三交叉滚珠导轨与所述第二交叉滚珠导轨相互垂直。6.如权利要求4所述同心布置式研磨头，其特征在于，所述第一驱动机构包含：蜗轮，所述蜗轮套设在所述主轴的顶部；
调整箱，所述调整箱设置在所述外壳的顶部，且所述调整箱罩住所述蜗轮；蜗杆，所述蜗杆的两端与所述调整箱的两侧内壁转动相连，所述蜗杆与所述蜗轮啮合；第一电机，所述第一电机的输出端与所述蜗杆的一端相连，所述第一电机与所述调整箱相连。7.如权利要求6所述同心布置式研磨头，其特征在于，所述蜗杆与所述蜗轮无间隙啮合。8.如权利要求4所述同心布置式研磨头，其特征在于，所述第二驱动机构包含：第二电机，所述第二电机与所述外壳相连；第一皮带传动机构，所述第一皮带传动机构的输入端与所述第二电机的输出端相连，所述第一皮带传动机构的输出端与所述偏心轴的顶端相连。9.如权利要求4所述同心布置式研磨头，其特征在于，所述研磨模块还包含：偏心套，所述偏心套转动连接在所述主轴的内部，所述偏心套的内部设有偏心腔，所述偏心腔与所述偏心轴相连，所述偏心轴通过所述偏心套与所述第二驱动机构的输出端相连。10.一种超精研磨机，其特征在于，包含：立车车床以及权利要求1~9任一项所述的同心布置式研磨头，所述同心布置式研磨头与所述立车车床的刀架相连。

技术总结

本实用新型公开了一种同心布置式研磨头、超精研磨机，其中一种同心布置式研磨头，包含：油石架，油石架上至少固定有两个油石；进给模块，进给模块的输出端与油石架相连，用于驱动油石架做进给运动；研磨模块，研磨模块的输出端与进给模块相连，用于驱动进给模块进行转动或直线运动，并间接带动油石架进行转动或直线运动。本实用新型具备如下有益效果：1、可同时实现直线（即平面或斜面）、弧线的研磨，满足多种生产需求，无需多次切换研磨头，一头多用，提高生产加工效率、速度。2、高度集成化设计，占用空间体积小。3、可实现油石的自动切换，保证研磨的精度。磨的精度。磨的精度。