一种超精机摆头用新型摆动驱动机构
阅读说明：本技术 一种超精机摆头用新型摆动驱动机构 (Novel swing driving mechanism for swing head of super-finishing machine ) 是由 洪学江 柳萌 孙麟 余靓 袁卫军 张凯 方顺谭 曾庚元 于 2021-05-19 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种超精机摆头用新型摆动驱动机构,包括伺服电机和摆动轴,电机座的通孔内套接轴承套,轴承套的小光滑圈内套接有锁紧外套,大光滑圈连接主轴承圈和轴承盖；伺服电机主动轴套接锁紧轴套,锁紧轴套依次穿接主轴承圈及锁紧外套,锁紧轴套固接有滑槽；滑槽块配合滑块及第一销轴；滑槽块、滑块、第一销轴、第一连接轴承座、摆动连杆、第二连接轴承座、第二销轴、偏心连杆及摆动轴构成一个类似曲柄滑块机构。本发明的优势是：改用伺服电机直接连接连杆的方式,给摆头轴传输动力,实现低扭矩下,加工更加稳定,可调节范围加大,定位更加精准,同时取消掉一部分工装配件,简化了结构,后期维护便捷,降低成本。(The invention discloses a novel swing driving mechanism for a swing head of a super-fine machine, which comprises a servo motor and a swing shaft, wherein a bearing sleeve is sleeved in a through hole of a motor base, a locking outer sleeve is sleeved in a small smooth ring of the bearing sleeve, and a large smooth ring is connected with a main bearing ring and a bearing cover; a driving shaft of the servo motor is sleeved with a locking shaft sleeve, the locking shaft sleeve sequentially penetrates through a main bearing ring and a locking outer sleeve, and a sliding groove is fixedly connected with the locking shaft sleeve; the sliding groove block is matched with the sliding block and the first pin shaft; the sliding groove block, the sliding block, the first pin shaft, the first connecting bearing seat, the swinging connecting rod, the second connecting bearing seat, the second pin shaft, the eccentric connecting rod and the swinging shaft form a mechanism similar to a crank sliding block. The invention has the advantages that: change the mode of servo motor lug connection connecting rod into, for the yaw axle transmission power, realize under the low moment of torsion, processing is more stable, but the control range increases, fixes a position more accurately, cancels a part frock accessory simultaneously, has simplified the structure, and later maintenance is convenient, reduce cost.)
技术领域
本发明涉及超精机油石摆动驱动
技术领域
，尤其涉及一种超精机摆头用新型摆动驱动机构。背景技术
超精机是以较低的压力，把油石压向旋转着的工件上，形成面接触状态，同时，油石作较高频率的轴向振动。其主要特点如下：
1、在短时间内极大地改善粗糙度（贯穿式超精加工通常可达Ra0.025μm）。
2、由于在低压下加工，所以工件的表面组织不产生异常变化，并可去除或大部分去除工序（磨加工或切削加工）产生的表面变质层。
3、 由于油石与工件是面接触方式，自动仿形，所以能够去除磨加工中易出现的表面波纹（棱圆），从而提高圆度。
现有超精机的油石安装在摆头位置，摆头的驱动方式有多种，主要的还是有液压缸的伸缩来往复驱动油石的下压和抬起，该往复升降运动的灵活性、准确性和可调控性能均存在一定的不足，亟待改进。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种超精机摆头用新型摆动驱动机构。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种超精机摆头用新型摆动驱动机构，包括安装在电机座上的伺服电机和安装在摆头轴座中的摆动轴，电机座具体是四折板状金属结构，伺服电机输出侧的外壳通过螺栓紧固在电机座一面板上，且该面板开设有通孔，电机座的通孔内套接有轴承套，轴承套由套接在通孔中的小光滑圈和设置在通孔外的大光滑圈一体成型，且小光滑圈通过设在电机座边壁的螺栓与电机座紧固连接，小光滑圈内活动套接有锁紧外套，大光滑圈内活动套接有主轴承圈，且大光滑圈远离伺服电机方向的端面通过螺栓紧固有轴承盖，轴承盖用于将主轴承圈限制在轴承套内，锁紧外套由整圈部以及开环部组成；
伺服电机主动轴穿过电机座通孔，且伺服电机主动轴外紧固套接有锁紧轴套，锁紧轴套依次由锁紧内套段、外螺纹圈段及光滑轴套段组成，锁紧内套段与锁紧外套的开环部同为非闭合的钢圈，锁紧内套段外壁通过紧固螺丝抵紧且紧固在锁紧外套的开环部内，且开环部的外壁均匀分布有与螺栓帽对应的沉孔，避免影响开环部与轴承套的活动连接，外螺纹圈段通过螺纹套接在锁紧外套的整圈部内，光滑轴套段外壁活动套接在轴承盖的孔中，光滑轴套段端面紧固连接有滑槽块；
滑槽块远离伺服电机主动轴的一侧开设有T形滑槽，T形滑槽内配合有滑块，滑块固接有第一销轴，第一销轴活动套接有第一连接轴承座，第一连接轴承座边壁设有延伸块，延伸块边壁开设有螺孔且套接有摆动连杆，摆动连杆由中部的主杆段和主杆段两端的螺杆段组成，摆动连杆远离第一连接轴承座延伸块的一端套接在第二连接轴承座延伸块的螺孔处，第二连接轴承座通过第二销轴铆接在偏心连杆一端，偏心连杆另一端通过锁紧螺母和锁紧环夹设固定在摆动轴的一端螺纹处，锁紧螺母用于固定偏心连杆一端和摆动轴，且从而使偏心连杆一端绕第二销轴旋转运动时即能造成另一端的摆动轴旋转；
摆动轴外套接有摆动轴套，摆头轴座两端面开设有贯通的伸缩孔，摆动轴套固定套接在伸缩孔内；摆头轴座顶面开设与伸缩孔连通的裂缝，且裂缝内部两边壁均设有螺孔，摆头轴座一侧面通过长螺栓连接裂缝两边壁的螺孔，从而达到扩大或缩小伸缩孔内径的功能，用于安装并锁紧摆动轴套，摆头轴座另一侧面设有凸块部，且凸块部通过螺栓与电机座紧固连接，凸块部顶面还设有安装孔；
锁紧螺母、第二连接轴承座与第一连接轴承座的外端面位于同一平面，从而使锁紧螺母能够有效阻挡第二连接轴承座，使偏心连杆仅能围绕摆动轴作一定角度的往复旋转，同时摆动连杆旋进第二连接轴承座和第一连接轴承座内的深度限定了第一销轴与第二销轴的距离，而第一销轴随着滑块运动，滑块受离心力影响，易在滑槽块的T形滑槽的边缘处停留，构成一个曲柄滑块机构，且该曲柄滑块机构的长臂长度可以调整，短臂带动中心轴旋转；
滑块除了可在内平移运动外，还会随着锁紧轴套随着伺服电机主动轴旋转，受距离限制和滑块在滑槽块内运动范围的限制，第二销轴仅能绕摆动轴作一定小角度的偏转，从而有效控制摆动轴的摆动角度，摆动频率与伺服电机主动轴转速的数值相同，如电机转速为6000r/min，则相当于100r/s即摆动轴的摆动频率为100次/s。
优选地，摆动轴套包括外套筒以及活动套接在外套筒内的内隔套，摆动轴中部设有与内隔套活动套接的轴肩部，内隔套两端面分别抵触在轴承环的内环上，两个轴承环相对的端面抵住有弹簧座，弹簧座远离轴承环的一侧抵触有弹簧，弹簧接触有推力垫，推力垫远离弹簧座的一端面接触有端盖，端盖远离推力垫一侧活动卡接有锁紧螺帽盖，锁紧螺帽盖中心开设有螺孔，摆动轴设有与锁紧螺帽盖螺孔配合的螺纹部，端盖通过螺栓紧固在外套筒的端面边缘处。本发明通过内隔套以及轴承环、弹簧座、推力垫和锁紧螺帽盖与外套筒的活动套接，能够有效增加摆动轴所能承受扭矩力。
优选地，第一销轴与第二销轴的端部均设有封端螺母，起定位作用。
优选地，摆动轴与偏心连杆套接的部分轴壁为变径锥面，便于通过敲击将偏心连杆过盈卡接在摆动轴上。
优选地，轴承套与伺服电机外壳端面之间还设有垫圈，保证伺服电机抵住轴承套，轴承套起保护主动轴的作用，可适当增大主动轴所能承受的扭矩力。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、通过技术升级和改进，在伺服电机的主动轴上安装上配套的连接装置作为驱动机构，以增加主动轴的承受扭矩力；
2、将该驱动机构安装在专门设计过的电机座上，并与摆头轴座相连固定。
3、然后用可调节长度的摆动连杆将驱动机构通过偏心连杆的方式与摆动轴连接起来。
4、在实际生产时，通过伺服电机带主动轴旋转，从而驱动偏心安装的连杆进行往复工作，进而给相连的摆动轴传输动力，实现摆头的一定角度内的往复摆动，从而对工件进行研磨超精加工。
总结起来本发明的传动原理是：滑槽块、滑块、第一销轴、第一连接轴承座、摆动连杆、第二连接轴承座、第二销轴、偏心连杆及摆动轴构成一个类似曲柄滑块机构，通过摆动连杆的螺纹旋进长度控制第一销轴与第二销轴的距离，通过离心旋转力和滑动运动趋势结合，控制摆动轴的往复转动角度，通过伺服电机转速直接控制摆动轴往复振动频率
总结起来本发明的优势是：改用伺服电机直接连接连杆的方式，给摆头轴传输动力，实现低扭矩下，加工更加稳定，可调节范围加大，定位更加精准，同时取消掉一部分工装配件，简化了结构，后期维护便捷，降低成本。
附图说明
图1为本发明提出的一种超精机摆头用新型摆动驱动机构的结构示意图；
图2为本发明提出的一种超精机摆头用新型摆动驱动机构的装配图；
图3为本发明提出的一种超精机摆头用新型摆动驱动机构中摆动轴套的内部结构图；
图中：电机座1、伺服电机2、摆头轴座3、摆动轴4、轴承套5、锁紧外套6、主轴承圈7、轴承盖8、锁紧轴套9、滑槽块10、滑块11、第一销轴12、第一连接轴承座13、摆动连杆14、第二连接轴承座15、第二销轴16、偏心连杆17、锁紧螺母18、摆动轴套19、外套筒19-1、内隔套19-2、轴承环19-3、弹簧座19-4、推力垫19-5、端盖19-6、锁紧螺帽盖19-7、伸缩孔20。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-3，一种超精机摆头用新型摆动驱动机构，包括安装在电机座1上的伺服电机2和安装在摆头轴座3中的摆动轴4，其电机座1具体是四折板状金属结构，伺服电机2输出侧的外壳通过螺栓紧固在电机座1一面板上，且该面板开设有通孔，电机座1的通孔内套接有轴承套5，轴承套5由套接在通孔中的小光滑圈和设置在通孔外的大光滑圈一体成型，且小光滑圈通过设在电机座1边壁的螺栓与电机座1紧固连接，小光滑圈内活动套接有锁紧外套6，大光滑圈内活动套接有主轴承圈7，且大光滑圈远离伺服电机2方向的端面通过螺栓紧固有轴承盖8，轴承盖8用于将主轴承圈7限制在轴承套5内，锁紧外套6由整圈部以及开环部组成；伺服电机2主动轴穿过电机座1通孔，且伺服电机2主动轴外紧固套接有锁紧轴套9，锁紧轴套9依次由锁紧内套段、外螺纹圈段及光滑轴套段组成，锁紧内套段与锁紧外套6的开环部同为非闭合的钢圈，锁紧内套段外壁通过紧固螺丝抵紧且紧固在锁紧外套6的开环部内，且开环部的外壁均匀分布有与螺栓帽对应的沉孔，避免影响开环部与轴承套5的活动连接，外螺纹圈段通过螺纹套接在锁紧外套6的整圈部内，光滑轴套段外壁活动套接在轴承盖8的孔中，光滑轴套段端面紧固连接有滑槽块10；滑槽块10远离伺服电机2主动轴的一侧开设有T形滑槽，T形滑槽内配合有滑块11，滑块11固接有第一销轴12，第一销轴12活动套接有第一连接轴承座13，第一连接轴承座13边壁设有延伸块，延伸块边壁开设有螺孔且套接有摆动连杆14，摆动连杆14由中部的主杆段和主杆段两端的螺杆段组成，摆动连杆14远离第一连接轴承座13延伸块的一端套接在第二连接轴承座15延伸块的螺孔处，第二连接轴承座15通过第二销轴16铆接在偏心连杆17一端，偏心连杆17另一端通过锁紧螺母18和锁紧环夹设固定在摆动轴4的一端螺纹处，锁紧螺母18用于固定偏心连杆17一端和摆动轴4，且从而使偏心连杆17一端绕第二销轴16旋转运动时即能造成另一端的摆动轴4旋转；摆动轴4外套接有摆动轴套19，摆头轴座3两端面开设有贯通的伸缩孔20，摆动轴套19固定套接在伸缩孔20内；摆头轴座3顶面开设与伸缩孔20连通的裂缝，且裂缝内部两边壁均设有螺孔，摆头轴座3一侧面通过长螺栓连接裂缝两边壁的螺孔，从而达到扩大或缩小伸缩孔20内径的功能，用于安装并锁紧摆动轴套19，摆头轴座3另一侧面设有凸块部，且凸块部通过螺栓与电机座1紧固连接，凸块部顶面还设有安装孔。
参照图3，摆动轴套19包括外套筒19-1以及活动套接在外套筒19-1内的内隔套19-2，摆动轴4中部设有与内隔套19-2活动套接的轴肩部，内隔套19-2两端面分别抵触在轴承环19-3的内环上，两个轴承环19-3相对的端面抵住有弹簧座19-4，弹簧座19-4远离轴承环19-3的一侧抵触有弹簧，弹簧接触有推力垫19-5，推力垫19-5远离弹簧座19-4的一端面接触有端盖19-6，端盖19-6远离推力垫19-5一侧活动卡接有锁紧螺帽盖19-7，锁紧螺帽盖19-7中心开设有螺孔，摆动轴4设有与锁紧螺帽盖19-7螺孔配合的螺纹部，端盖19-6通过螺栓紧固在外套筒19-1的端面边缘处。本发明通过内隔套19-2以及轴承环19-3、弹簧座19-4、推力垫19-5和锁紧螺帽盖19-7与外套筒19-1的活动套接，能够有效增加摆动轴4所能承受扭矩力。
参照图1，第一销轴12与第二销轴16的端部均设有封端螺母，起定位作用。
参照图3，摆动轴4与偏心连杆17套接的部分轴壁为变径锥面，便于通过敲击将偏心连杆17过盈卡接在摆动轴4上。
参照图2，轴承套5与伺服电机2外壳端面之间还设有垫圈，保证伺服电机2抵住轴承套5，轴承套5起保护主动轴的作用，可适当增大主动轴所能承受的扭矩力。
本发明的摆动传动原理：参照图1，锁紧螺母18、第二连接轴承座15与第一连接轴承座13的外端面位于同一平面，从而使锁紧螺母18能够有效阻挡第二连接轴承座15，使偏心连杆17仅能围绕摆动轴4作一定角度的往复旋转，同时摆动连杆14旋进第二连接轴承座15和第一连接轴承座13内的深度限定了第一销轴12与第二销轴16的距离，而第一销轴12随着滑块11运动，滑块11受离心力影响，易在滑槽块10的T形滑槽的边缘处停留，构成一个曲柄滑块机构，且该曲柄滑块机构的长臂摆动杆长度可以调整，短臂偏心连杆带动中心轴摆动轴旋转；滑块除了可在内平移运动外，还会随着锁紧轴套9随着伺服电机2主动轴旋转，受距离限制和滑块11在滑槽块10内运动范围的限制，第二销轴16仅能绕摆动轴4作一定小角度的偏转，从而有效控制摆动轴4的摆动角度即振幅，摆动频率与伺服电机2主动轴转速的数值相同，如电机转速为6000r/min，则相当于100r/s即摆动轴4的摆动频率为100次/s。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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