专利名称：一种任意截面廓形砂轮制造装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机械设备，即一种任意截面廓形砂轮制造装置。
背景技术：
砂轮是磨削加工的主要工作部件，是由磨料、结合剂、填料以及各种辅料按一定配比混合、压实成型、整形、干燥、烧结、修整、检查等工序制造而成。砂轮的形状靠成型模具保证，并且每一个模具只能生产单一形状的砂轮，砂轮形状发生变化，成型模具必然随之变化。因此这种生产砂轮方法不仅生产工艺复杂，成本高，周期长，成型精度低，而且砂轮结合剂和磨料的把持力低，微细磨料的凝聚严重，磨料分布不均勻，砂轮气孔率低，砂轮内部结构只能通过控制原料比例和尽量搅拌来实现，具有很大的偶然性，难以适应高精度加工的需求。
发明内容本实用新型的目的是提供一种砂轮制造设备，这种设备制造的砂轮结合剂采用液态光敏树脂，使其在激光束的照射下快速固化，通过层叠成型制作砂轮。这样就可以简化传统砂轮制造方法所需要的费时的成型、烧结的砂轮制作工序，缩短生产时间。另外，由于不用模具，容易变更产品形状。由于砂轮的制造是由一系列层片叠加而成，不仅降低了加工难度，而且能制造任意截面廓形的砂轮；结合剂为液态树脂，通过充分混合搅拌树脂和磨料， 磨料表面可为树脂所覆盖，因磨料表面能量引起的磨料凝聚受到抑制。磨料颗粒分布位置准确，凸出高度合理，有足够的强度，磨削热损伤小，生产成本低，使用寿命长，能满足高加工精度和高生产率的要求。上述目的是由以下技术方案实现的研制一种任意截面廓形砂轮制造装置，这种装置是由机械部分和计算机控制部分构成，其机械部分是由承载砂轮的工作台、导轨、立柱、滚珠丝杠机构等构成。工作时，首先将磨料和树脂充分混合，在混合液中加入一定比例的分散剂，使混合液成为成分均勻的悬浮液。然后将各种技术参数输入计算机控制系统，建立砂轮三维CAD模型，再把三维模型离散分层，然后，在计算机程序的控制下，利用激光扫描的方式在工作台上逐层光固化成型每一个层面的截面形状，每固化一层，工作台下移一个层片距离。在工作台下移一个层片距离后，利用刮平器将液面刮平，保证成型精度。采用这种方式，直至整个砂轮成型完成。砂轮成型完成后，关闭激光器，将工作台移出液面，从工作台上将砂轮取下，再经过后处理和二次固化，进一步提高砂轮的形状精度和结合强度。所说的计算机控制部分既计算机数字控制装置，该装置具有砂轮三维模型、三维模型离散运算模型、激光扫描轨迹规划与运动学模型的构建系统。所说的机械部分包括平置的机台和竖置的立背。所说的立背和竖滑道相连，竖滑块在滚珠丝杠螺母的带动下，可以沿着竖滑道上下平移，两个立柱与竖滑块采用螺栓联接，保证立柱和螺母同步运动。所说的滚珠丝杠副的电动机与滚珠丝杠上端相连。滚珠丝杠副的螺母和竖滑块用螺栓联接，螺母上下移动带动竖滑块、立柱和工作台上下移动。所说的立柱和工作台利用角铁和螺栓联接，工作台下部角铁和工作台长度相当， 利用螺钉将角铁和工作台固联。所说的平置的机台用于放置树脂箱，支撑带传动机构，放置水平导轨等功能。水平导轨放置在平置的机台上，刮平器可以在水平导轨上移动，刮平器的往复运动是通过带传动实现的。刮平器两端和皮带用螺钉相连，从而实现刮平器和皮带运动的同步。在皮带和刮平器相连处放置行程块，当皮带运动到设定位置时，行程块碰到限位开关，使带传动电动机停转。所说的在工作台的左右两边分别有一套带传动机构，这两个带传动机构通过传动轴与带传动电动机相连，实现皮带和刮平器的运动。所说的工作台为带有很多圆形小孔的薄钢板，工作台的一条边通过四个角铁和两个立柱连在一起，工作台与角铁通过螺钉固联在一起。采用上述技术方案的任意截面廓形砂轮制造装置，在数控系统的控制下，利用激光照射混合均勻的液态树脂和磨料的悬浮液，充分固化树脂和磨料的混合物形成砂轮。该装置技术含量高，适用范围广，适于制造各种磨料的树脂结合剂砂轮，可以显著缩短砂轮制造时间，磨料在砂轮中分布均勻，砂轮截面廓形任意，生产成本低，使用寿命长。可大幅度降低磨削热损伤，满足高加工精度和高生产率的要求，为实现砂轮生产数字化提供了适用的设备。
图1是一种实施例的主视图；图2是这种实施例的左视图；图3是这种实施例的带传动机构、刮平器连接方式示意图；图4是这种实施例的计算机程序框图；图5是这种实施例的刮平器放大示意图；图6是这种实施例的滚珠丝杠副带动工作台移动的放大主视图。图中可见树脂箱1，机台2，水平导轨3，刮平器4，传动轴5，立柱6，竖滑块7，丝杠8，电动机9，立背10，螺母11，带传动电动机12，行程块13，带轮14，皮带15，角铁16，树脂磨料混合液17，工作台18，砂轮19，激光器20，激光束21，滚动轴承22，竖滑道23，螺栓对，轴承套25，轴承端盖沈
具体实施方式
如图1和图2所示，这种任意截面廓形砂轮制造装置包括平置的机台2和竖置的立背10。其中立背10和竖滑道23相连，竖滑块7可以沿竖滑道23上下移动。滚珠丝杠副的螺母11和竖滑块7连接，螺母11和竖滑块7可以沿着竖滑道23上下同步运动。在竖滑道23两侧连接着两个立柱6，这两个立柱6和滚珠丝杠副同步运动，实现精确控制工作台 18运动的要求。图6所示是这种实施例的滚珠丝杠副带动工作台18移动的放大主视图，电动机9与丝杠8上端相连，滚珠丝杠副的螺母11和竖滑块7联接，丝杠8和螺母11配合带动竖滑块7、立柱6和工作台2 —起上下移动。滚珠丝杠8下端支撑结构由滚动轴承22、轴承套25，轴承端盖沈组成。如图1所示，在立柱6的下部，利用四个角铁16和螺栓将左右两个立柱6和工作台18联接，其中工作台18为带有很多圆形小孔的薄钢板。工作台18下部角铁16和工作台18长度相当，利用多个螺钉将角铁16和工作台18固联，可以显著提高工作台的刚度。在该装置平置的机台2上放有树脂箱1，树脂箱1中装有树脂磨料混合液17，在工作之前，其液面高度和工作台18上端面高度平齐，树脂磨料混合液17具有光固化特性，在树脂箱1顶上方设有激光器20，在一定强度的激光束21照射下树脂磨料混合液17可以按照要求固化，每固化一层层片高度，工作台18下移一个层片距离。如此逐层固化，最后形成砂轮19。在平置的机台2上还放置两个水平导轨3，刮平器4可以在水平导轨上水平移动， 如图5所示为刮平器放大示意图。刮平器4的往复运动是通过工作台18两侧的带传动机构实现的，带传动机构由带轮14、皮带15、传动轴5和带传动电动机12构成。图3是这种实施例的带传动机构，刮平器4两端和皮带15用螺栓M相连，从而实现刮平器4和皮带15运动的同步。在皮带15和刮平器4相连处放置行程块13，当皮带15 运动到设定位置时，行程块13碰到限位开关，(限位开关控制行程机构为一般电气结构，未画出)使带传动电动机12停转，可以有效防止刮平器4与树脂箱1相撞。如图4所示是这种实施例的计算机程序框图。其计算机控制部分既计算机数字控制装置，该装置具有砂轮三维模型、三维模型离散运算模型、激光扫描轨迹规划与运动学模型的构建系统。采用上述技术方案的任意截面廓形砂轮制造装置，在数控系统的控制下，利用激光照射混合均勻的液态树脂和磨料的悬浮液，充分固化树脂磨料混合物形成砂轮。该装置技术含量高，适用范围广，适于制造各种磨料的树脂结合剂砂轮，可以显著缩短砂轮制造时间，磨料在砂轮中分布均勻，砂轮截面廓形任意，生产成本低，使用寿命长。可大幅度降低磨削热损伤，满足高加工精度和高生产率的要求，为实现砂轮生产数字化提供了适用的设备。
权利要求1.一种任意截面廓形砂轮制造装置，这种装置是由机械部分和计算机控制部分构成， 其特征在于所说的机械部分是由平置的机台0)，刮平器，丝杠(8)，立背(10)，螺母 (11)，带轮(14)，工作台(18)构成；所说的立背(10)和竖滑道(23)相连，竖滑块(7)在滚珠丝杠螺母(11)的带动下，可以沿着竖滑道上下平移，两个立柱(6)与竖滑块(7)采用螺栓联接，保证立柱(6)和螺母(11)同步运动；所说的滚珠丝杠副的螺母(11)和竖滑块 (7)用螺栓联接，螺母(11)上下移动带动竖滑块(7)、立柱(6)和工作台(18)上下移动；立柱(6)和工作台(18)利用角铁(16)和螺栓(24)联接，工作台(18)下部角铁(16)和工作台(18)长度相当，利用螺钉将角铁(16)和工作台(18)固联；所说的滚珠丝杠(8)下端支撑结构由滚动轴承(22)、轴承套(25)，轴承端盖06)组成，丝杠(8)上端与电动机(9)相连。
2.根据权利要求1所述的一种任意截面廓形砂轮制造装置，其特征在于所说的平置的机台⑵用于放置树脂箱⑴和水平导轨(3)，刮平器(4)在水平导轨(3)上移动，刮平器(4)两端和皮带(1 用螺栓04)相连，从而实现刮平器(4)和皮带(1 运动的同步， 在皮带(1 和刮平器(4)相连处放置行程块(1 ，当皮带(1 运动到设定位置时，行程块 (13)碰到限位开关，使带传动电动机(12)停转。
3.根据权利要求1所述的一种任意截面廓形砂轮制造装置，其特征在于在工作台 (18)的左右两边分别有一套带传动机构，这两个带传动机构通过传动轴( 与带传动电动机(12)相连，实现皮带(15)和刮平器(4)的运动。
4.根据权利要求2所述的一种任意截面廓形砂轮制造装置，其特征在于所说的树脂箱(1)顶上方设有激光器OO)。
专利摘要本实用新型涉及一种机械设备，即一种任意截面廓形砂轮制造装置，其特点是这种装置是由机械部分和计算机控制部分构成，其机械部分是由承载砂轮的工作台、导轨、立柱、滚珠丝杠机构以及刮平器等构成。工作时，首先将磨料和树脂混合均匀，在计算机程序的控制下，利用激光在工作台上扫描固化每一个层面的截面形状，每扫描固化一层，工作台下移一个层片距离，直至整个砂轮成型完成。在工作台下移一个层片距离后，利用刮平器将液面刮平。该装置技术含量高，适于制造各种磨料的树脂结合剂砂轮，可以显著缩短砂轮制造时间，磨料在砂轮中分布均匀，砂轮截面廓形任意，满足高加工精度和高生产率的要求，为实现砂轮生产数字化提供了适用的设备。
文档编号B24D18/00GK202088120SQ20112008273
公开日2011年12月28日 申请日期2011年3月16日 优先权日2011年3月16日
发明者房赞, 李长河 申请人:青岛理工大学