無級變曲率砂帶磨削工具頭的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種機械制造技術領域，特別涉及一種加工復雜曲面的無級變曲率砂帶磨削工具頭。
【背景技術】
[0002]復雜曲面加工一直都是機械加工中的難題。砂帶磨削屬于冷態、彈性磨削，具有磨削和拋光雙重作用，工藝靈活性和適應性強，在曲面加工中具有去除效率高、表面加工質量好的特點，是汽輪機葉片、船用螺旋槳、水輪機葉片等大余量、大面積、高表面質量要求的大型曲面磨削加工中有效的加工手段。
[0003]砂帶磨削中，接觸輪直徑對去除效率、表面質量有直接影響。在復雜曲面加工過程中，工件截面型線上各點處曲率變化，為實現余量的高效去除和獲得較好的表面質量，接觸輪直徑應進行相應的調整。如，曲面內弧面加工采用大曲率接觸輪，外弧面采用小曲率接觸輪，故需不同曲率接觸輪能在同一個工具系統中更換。而目前常用傳統砂帶磨削機床中的接觸輪尺寸固定、無法在線調整，使得傳統的磨削工具只能加工表面曲率在一定范圍內變化的工件，限制了砂帶磨削的應用范圍。
【發明內容】
[0004]本實用新型的目的是為解決上述問題，提供一種實現接觸輪曲率可變、其結構占用空間小并且可被靈活裝配于各類磨床上的砂帶磨削工具頭。
[0005]本實用新型包括有工具板、砂帶驅動輪、砂帶驅動電機、變曲率驅動電機、惰輪、砂帶、張緊裝置、砂帶支撐架、砂帶支撐滾輪、磨頭連接板、無級變曲率裝置和密封裝置，砂帶驅動電機通過螺釘連接在工具板后側上端，砂帶驅動電機主軸與砂帶驅動輪聯接；兩個惰輪固定在工具板上；張緊裝置由張緊氣缸與張緊輪組成，張緊氣缸通過螺釘固連在工具板上，張緊輪鉸接在張緊氣缸的伸縮桿上，張緊輪與砂帶接觸；砂帶支撐滾輪連接在砂帶支撐架上，砂帶支撐架通過螺栓被固定在工具板上，砂帶支撐滾輪與砂帶接觸；
[0006]密封裝置經由螺釘固定在無級變曲率裝置上，密封裝置是由密封彈性橡膠、短銷、密封彈簧片、鉚釘和連接片組成，其中，密封彈性橡膠通過鉚釘和膠與密封彈簧片相連，密封彈簧片的兩端通過短銷與磨頭前端外殼、磨頭后端外殼上的密封彈簧片滑動槽裝配，并由磨頭前端外殼、磨頭后端外殼中的限位螺釘限位，連接片下端與密封彈簧片通過鉚釘連接，上端通過螺釘與推頭連接，并能在磨頭前端外殼、磨頭后端外殼中的活動塊活動槽內運動。
[0007]無級變曲率裝置是由磨頭內部變形環裝置、磨頭內部變形環驅動裝置、磨頭前端外殼、磨頭后端外殼、前后外殼間連接板和磨頭裝配螺栓組成，其中，磨頭內部變形環裝置與磨頭內部變形環驅動裝置中的電機主軸同軸，磨頭內部變形環驅動裝置中的行星錐齒輪被磨頭前端外殼、磨頭后端外殼中的行星錐齒輪架限定位置，磨頭內部變形環驅動裝置中的推頭兩側分別與磨頭前端外殼、磨頭后端外殼中的推頭滑道配合，推頭的頂部與磨頭內部變形環裝置中的柔性支撐內環內側接觸，磨頭前端外殼與磨頭后端外殼之間通過螺栓孔與磨頭裝配螺栓固連，最終，通過前后外殼間連接塊、螺栓、磨頭連接板與工具板相連。
[0008]磨頭內部變形環裝置是由柔性支撐內環、柔性支撐外環、滾芯、滾套、滾套位置保持架和橡膠環組成，其中，多個滾芯與滾套成套同軸裝配，滾芯被滾套位置保持架以鏈條的形式連接成封閉的環狀結構，再與柔性支撐內環、柔性支撐外環和橡膠環同軸裝配；
[0009]磨頭內部變形環驅動裝置是由變曲率驅動電機、變曲率驅動電機主軸、驅動錐齒輪、推頭、絲杠基座、行星錐齒輪、從動錐齒輪、花鍵槽、絲桿和推頭上螺紋孔組成，其中，變曲率驅動電機主軸、驅動錐齒輪、從動錐齒輪同軸，四個行星錐齒輪分別圍繞驅動錐齒輪軸線，在其圓周方向等角度嚙合裝配，絲杠基座與行星錐齒輪、絲桿與絲杠基座分別通過螺釘相互連接，絲桿與推頭之間為螺紋配合，頭上螺紋孔與密封裝置中的連接片上端螺釘裝配。
[0010]本實用新型包括有工具板、砂帶驅動輪、砂帶驅動電機、變曲率驅動電機、惰輪、砂帶、張緊裝置、砂帶支撐架、砂帶支撐滾輪、磨頭連接板、無級變曲率裝置和密封裝置，砂帶驅動電機通過螺釘連接在工具板后側上端，砂帶驅動電機主軸與砂帶驅動輪聯接；兩個惰輪固定在工具板上；張緊裝置由張緊氣缸與張緊輪組成，張緊氣缸通過螺釘固連在工具板上，張緊輪鉸接在張緊氣缸的伸縮桿上，張緊輪與砂帶接觸；砂帶支撐滾輪連接在砂帶支撐架上，砂帶支撐架通過螺栓被固定在工具板上，砂帶支撐滾輪與砂帶接觸；
[0011]密封裝置經由螺釘固定在無級變曲率裝置上，密封裝置是由密封彈性橡膠、短銷、密封彈簧片、鉚釘和連接片組成，其中，密封彈性橡膠通過鉚釘和膠與密封彈簧片相連，密封彈簧片的兩端通過短銷與磨頭前端外殼、磨頭后端外殼上的密封彈簧片滑動槽裝配，并由磨頭前端外殼、磨頭后端外殼中的限位螺釘限位，連接片下端與密封彈簧片通過鉚釘連接，上端通過螺釘與推頭連接，并能在磨頭前端外殼、磨頭后端外殼中的活動塊活動槽內運動。
[0012]無級變曲率裝置是由磨頭內部變形環裝置、磨頭內部變形環驅動裝置、磨頭前端外殼、磨頭后端外殼、前后外殼間連接板和磨頭裝配螺栓組成，其中，磨頭內部變形環裝置與磨頭內部變形環驅動裝置中的電機主軸同軸，磨頭內部變形環驅動裝置中的行星錐齒輪被磨頭前端外殼、磨頭后端外殼中的行星錐齒輪架限定位置，磨頭內部變形環驅動裝置中的推頭兩側分別與磨頭前端外殼、磨頭后端外殼中的推頭滑道配合，推頭的頂部與磨頭內部變形環裝置中的柔性支撐內環內側接觸，磨頭前端外殼與磨頭后端外殼之間通過螺栓孔與磨頭裝配螺栓固連，最終，通過前后外殼間連接塊、螺栓、磨頭連接板與工具板相連。
[0013]磨頭內部變形環裝置是由柔性支撐內環、柔性支撐外環、滾芯、滾套、滾套位置保持架和橡膠環組成，其中，多個滾芯與滾套成套同軸裝配，滾芯被滾套位置保持架以鏈條的形式連接成封閉的環狀結構，再與柔性支撐內環、柔性支撐外環和橡膠環同軸裝配；
[0014]磨頭內部變形環驅動裝置是由變曲率驅動電機、變曲率驅動電機主軸、驅動錐齒輪、推頭、絲杠基座、行星錐齒輪、從動錐齒輪、花鍵槽、絲桿和推頭上螺紋孔組成，其中，變曲率驅動電機主軸、驅動錐齒輪、從動錐齒輪同軸，四個行星錐齒輪分別圍繞驅動錐齒輪軸線，在其圓周方向等角度嚙合裝配，絲杠基座與行星錐齒輪、絲桿與絲杠基座分別通過螺釘相互連接，絲桿與推頭之間為螺紋配合，頭上螺紋孔與密封裝置中的連接片上端螺釘裝配。
[0015]本實用新型的工作過程:
[0016]砂帶驅動電機驅動砂帶驅動輪轉動，經由惰輪、支撐滾輪帶動砂帶運動，張緊氣缸張緊，開始磨削。當曲率需要變大時，變曲率驅動電機順時針旋轉，驅動錐齒輪順時針旋轉，四個行星錐齒輪也分別繞各自的中心軸線做順時針旋轉，但與上下兩側兩個行星錐齒輪相配合的絲桿螺旋線旋向為逆時針，與左右兩側的兩個行星錐齒輪相配合的絲桿的螺旋線旋向為順時針，這樣使得上下兩側推頭在各自的推頭滑道內沿著遠離變曲率驅動電機主軸的方向向外滑行，而左右兩側推頭在各自的推頭滑道內沿著靠近變曲率驅動電機主軸的方向向內滑行，四個推頭的共同作用，使得磨頭內部變形環裝置發生形變，進而增大了其最下端的曲率，而絲桿螺母的結構能夠保持這一曲率變化，并支撐砂帶進行切削運動，最終實現了變曲率磨削。當曲率需要變小時，與之相反。
[0017]密封裝置中的連接片，通過螺釘將密封彈簧片與磨頭內部變形環驅動裝置中下端的推頭連接，這樣，當因推頭位置上下移動而引起磨頭曲率變化時，彈簧片也會發生形變。由于密封彈簧片的兩端通過短銷，與磨頭前后端外殼中的密封彈簧片滑動槽裝配，當密封彈簧