一种滚珠丝杆螺母复合磨削装置
阅读说明：本技术 一种滚珠丝杆螺母复合磨削装置 (Ball screw nut composite grinding device ) 是由 张群 杨才军 邹兴 于 2020-12-15 设计创作，主要内容包括：本发明涉及磨削技术领域,具体是涉及一种滚珠丝杆螺母复合磨削装置,包括有：自旋转支撑,其内圈设置能够同轴转动的转动圈；三爪中段夹持器,设置在转动圈中,且其内圈有三个抵接块；预呈料定位器,设置在自旋转支撑两侧,所述预呈料定位器工作端设置开口朝上用于放置丝杆螺母的V槽托板,所述V槽托板相对三爪中段夹持器外端倾斜设置有用于抵接丝杆螺母两端的端面抵接片；丝杆平移驱动器,所述丝杆平移驱动器工作端移动方向沿三爪中段夹持器径向设置在自旋转支撑两端,其工作端依次设置有同轴向朝向三爪中段夹持器的定位测量机构、内周面磨削机构、端面磨削机构、抵接旋转机构和外周面磨削机器人,本装置加工精度高。(The invention relates to the technical field of grinding, in particular to a ball screw nut composite grinding device, which comprises: the self-rotating support is provided with a rotating ring which can coaxially rotate in the inner ring; the three-jaw middle section clamp holder is arranged in the rotating ring, and the inner ring of the three-jaw middle section clamp holder is provided with three abutting blocks; the pre-material positioner is arranged on two sides of the self-rotation support, a V-groove supporting plate with an upward opening is arranged at the working end of the pre-material positioner and used for placing the screw nut, and end surface abutting pieces used for abutting against two ends of the screw nut are obliquely arranged on the V-groove supporting plate relative to the outer end of the three-jaw middle section clamp holder; the working end of the screw rod translation driver is sequentially provided with a positioning measuring mechanism, an inner peripheral surface grinding mechanism, an end surface grinding mechanism, a butt rotating mechanism and an outer peripheral surface grinding robot which are coaxially arranged towards the three-jaw middle section clamp holder, and the device is high in machining precision.)
技术领域
本发明涉及磨削技术领域，具体是涉及一种滚珠丝杆螺母复合磨削装置。
背景技术
传统的滚珠丝杆螺母磨削方法主要是有一台单独的内螺纹磨床磨削滚珠丝杆螺母的内螺纹，然后换一台外圆磨机床继续磨削滚珠丝杆螺母的外径和端面，这样的磨削方法相对特点是结构简单，传统的机床就可以实现，但是需要两台设备才能完成，而且滚珠丝杆螺母的内螺纹和外径同轴度会因为二次装夹而降低，对超高要求的滚珠丝杆螺母不适用。
随着近几年制造业水平的迅速发展和各种人工土地成本的提高，复合高效的加工方法需求越来越强烈，所以传统的加工装置已经不能适应市场需求了。
中国专利CN201821612949.7公开了一种滚珠丝杆螺母复合磨削装置，其包括床身，床身上设有工件拖板单元、外径端面砂轮轴拖板单元、内螺纹砂轮轴拖板单元和内螺纹砂轮修整单元；工件驱动单元；外径端面砂轮修整单元；外径端面砂轮轴单元；内螺纹砂轮轴单元；测量单元，测量单元设置在内螺纹砂轮轴单元上；工件回转圆光栅，工件回转圆光栅设置在工件驱动单元的前端；工件拖板直线光栅，工件拖板直线光栅设置在工件拖板单元前端。
该装置无法适应不同结构的丝杆螺母，且无法有效磨削丝杆螺母外周即另一侧端面。
发明内容
为解决上述技术问题，提供一种滚珠丝杆螺母复合磨削装置，本技术方案解决了丝杆螺母复合内外周及端面磨削问题。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：
一种滚珠丝杆螺母复合磨削装置，包括有：自旋转支撑，所述自旋转支撑轴线竖直设置且其内圈设置能够同轴转动的转动圈；三爪中段夹持器，所述三爪中段夹持器同轴固定设置在转动圈中，所述三爪中段夹持器内圈均布有三个沿径向同步移动的抵接块；预呈料定位器，所述预呈料定位器工作端倾斜向三爪中段夹持器轴线设置在自旋转支撑两侧，所述预呈料定位器工作端设置开口朝上用于放置丝杆螺母的V槽托板，所述V槽托板相对三爪中段夹持器外端倾斜设置有用于抵接丝杆螺母两端的端面抵接片，工作状态下，所述预呈料定位器工作端倾斜朝向三爪中段夹持器轴线移动至抵接块两侧；丝杆平移驱动器，所述丝杆平移驱动器工作端移动方向沿三爪中段夹持器径向设置在自旋转支撑两端，所述丝杆平移驱动器工作端依次设置有同轴向朝向三爪中段夹持器的定位测量机构、内周面磨削机构、端面磨削机构、抵接旋转机构和外周面磨削机器人。
优选地，三爪中段夹持器还包括有：固定环，所述固定环同轴固定设置在内圈，所述固定环内均布有三个沿径向设置的滑槽，抵接块沿径向滑动设置在滑槽中，且抵接块朝向固定环轴线一端设置有滑动孔；内螺纹滑动块，所述内螺纹滑动块沿径向滑动设置在滑槽中；第一固定销，所述第一固定销沿径向固定设置在抵接块偏离固定环轴线端，所述第一固定销沿径向贯穿且与其滑动配合；第一弹簧，所述第一弹簧同轴套设在第一固定销上，且所述第一弹簧两端分别抵接在抵接块和固定环相对端；螺纹杆，所述螺纹杆沿径向转动设置在滑槽中，且所述螺纹杆与内螺纹滑动块同轴螺纹拧接，且所述滑动孔与螺纹杆同轴滑动配合；锥齿轮和锥齿圈，所述锥齿轮同轴固定设置在螺纹杆外端，所述锥齿轮同轴转动设置在固定环外周，所述锥齿轮和锥齿圈轴线垂直且相互啮合；伺服电机，所述伺服电机输出轴与一螺纹杆外端同轴固定连接。
优选地，预呈料定位器还包括有：多杆气缸，所述多杆气缸工作端倾斜朝向三爪中段夹持器轴线设置在自旋转支撑两侧顶端；推板，所述推板与多杆气缸工作端固定连接；手动式丝杆调节升降件，所述手动式丝杆调节升降件工作端沿竖直方向移动设置在推板一侧，V槽托板固定设置在手动式丝杆调节升降件工作端。
优选地，抵接旋转机构包括有：旋转机，所述旋转机工作端同轴向朝向三爪中段夹持器设置在丝杆平移驱动器工作端；轴向伸缩机，所述轴向伸缩机与旋转机工作端同轴固定连接；定位锥，所述定位锥尖端朝向三爪中段夹持器同轴设置在轴向伸缩机工作端，所述轴向伸缩机外周相对轴向伸缩机端同轴固定设置有固定圈；抵接圈，所述抵接圈通过第二固定销与固定圈同轴滑动配合，所述抵接圈位于定位锥尖端外圈；第二弹簧，所述第二弹簧同轴套设在抵接圈上，且所述第二弹簧两端分别抵接在固定圈和抵接圈相对端。
优选地，定位锥尖端外周均布有沿其锥向的第一凸条。
优选地，抵接块两侧沿固定环径向还设置有第一限位槽，滑槽两侧相对其轴线端设置有与滑动配合的第一限位块。
优选地，滑动孔中还同轴固定设置有固定杆，螺纹杆内同轴设置有与固定杆同轴滑动配合的稳定孔。
优选地，抵接块相对固定环轴线端等间距均布有沿其轴向的第二凸条。
优选地，滑动孔两侧沿径向还设置有固定杆，内螺纹滑动块两端设置有沿固定杆径向滑动的第二限位块。
优选地，固定环外周设置有限制锥齿圈沿轴向移动的限位沿和限位圈，所述限位沿与限位圈相对侧与锥齿圈两端同轴间隙配合。
本发明与现有技术相比具有的有益效果是：
本发明通过三爪中段夹持器沿水平方向夹持丝杆螺母中心竖直面，从而便于磨削其端面及内周，且能够通过抵接旋转机构同轴抵接再定位修正丝杆螺母，便于加工其外周，具体的，工作时，启动多杆气缸，使其工作端带动V槽托板倾斜朝向三爪中段夹持器轴线方向伸出，使得V槽托板开口朝上位于三爪中段夹持器内圈两侧；将丝杆螺纹轴线水平放置在V槽托板开口上，且使得端面抵接片与丝杆螺母两端相抵接，使得抵接块与丝杆螺母同中心竖直面；启动伺服电机，使得内螺纹滑动块带动抵接块沿径向滑动，使得抵接块克服第一弹簧弹力沿径向抵接在丝杆螺母中心外周位置，即使得丝杆螺母相对三爪中段夹持器同轴固定；使得多杆气缸带动V槽托板和端面抵接片复位，即使得V槽托板和端面抵接片脱离丝杆螺母，从而使得丝杆螺母与三爪中段夹持器同轴且同竖直面，即使得丝杆螺纹两侧孔道及端面无遮挡；启动丝杆平移驱动器，使得定位测量机构移动至与丝杆螺母同轴，从而使其与丝杆螺母定位面接触，并自动测量内螺纹的加工起始点，测量完毕后，再次启动丝杆平移驱动器，使得内周面磨削机构与丝杆螺纹同轴，从而通过内周面磨削机构对丝杆螺纹进行磨削；启动自旋转支撑，使得转动圈带动三爪中段夹持器同轴转动，即使得三爪中段夹持器带动丝杆螺母同轴转动，然后再通过端面磨削机构对丝杆螺纹端面进行磨削；当需要磨削丝杆螺纹外周面时，启动轴向伸缩机，使其工作端带动定位锥同轴插接在丝杆螺母两端，同时对其进行定位修正，启动三爪中段夹持器，使得抵接块复位脱离丝杆螺母外周，从而使得丝杆螺母外周无遮挡，启动抵接旋转机构相邻侧外周面磨削机器人，从而对丝杆螺母外周进行磨削操作，在此过程中通过启动抵接旋转机构，能够使得丝杆螺母两端在被同轴抵接状态在同轴转动，从而便于对丝杆螺母的外周均匀磨削，相比现有设备，本装置磨削精度更高，且能够对丝杆螺母内外周及端面进行复核磨削。
附图说明
图1为本发明的立体图；
图2为本发明的三爪中段夹持器的立体图；
图3为图2的A处局部放大图；
图4为本发明的三爪中段夹持器的正视图；
图5为图4的B-B截面处的剖视图；
图6为图5的C处局部放大图；
图7为本发明的三爪中段夹持器的侧视图；
图8为图7的D-D截面处的剖视图；
图9为图8的E处局部放大图；
图10为本发明的丝杆平移驱动器的轴向剖视图。
图中标号为：
1-自旋转支撑；1a-转动圈；
2-三爪中段夹持器；2a-抵接块；2a1-滑动孔；2a2-第一限位槽；2a3-固定杆；2a4-第二凸条；2b-固定环；2b1-滑槽；2b2-第一限位块；2b3-第二限位槽；2b4-限位沿；2b5-限位圈；2c-内螺纹滑动块；2c1-第二限位块；2d-第一固定销；2e-第一弹簧；2f-螺纹杆；2f1-稳定孔；2g-锥齿轮；2h-锥齿圈；2i-伺服电机；
3-预呈料定位器；3a-V槽托板；3b-端面抵接片；3c-多杆气缸；3d-推板；3e-手动式丝杆调节升降件；
4-丝杆平移驱动器；4a-定位测量机构；4b-内周面磨削机构；4c-端面磨削机构；4d-抵接旋转机构；4d1-旋转机；4d2-轴向伸缩机；4d3-定位锥；4d4-固定圈；4d5-抵接圈；4d6-第二固定销；4d7-第二弹簧；4d8-第一凸条；4e-外周面磨削机器人。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
参照图1所示，一种滚珠丝杆螺母复合磨削装置，包括有：
自旋转支撑1，所述自旋转支撑1轴线竖直设置且其内圈设置能够同轴转动的转动圈1a；
三爪中段夹持器2，所述三爪中段夹持器2同轴固定设置在转动圈1a中，所述三爪中段夹持器2内圈均布有三个沿径向同步移动的抵接块2a；
预呈料定位器3，所述预呈料定位器3工作端倾斜向三爪中段夹持器2轴线设置在自旋转支撑1两侧，所述预呈料定位器3工作端设置开口朝上用于放置丝杆螺母的V槽托板3a，所述V槽托板3a相对三爪中段夹持器2外端倾斜设置有用于抵接丝杆螺母两端的端面抵接片3b，工作状态下，所述预呈料定位器3工作端倾斜朝向三爪中段夹持器2轴线移动至抵接块2a两侧；
丝杆平移驱动器4，所述丝杆平移驱动器4工作端移动方向沿三爪中段夹持器2径向设置在自旋转支撑1两端，所述丝杆平移驱动器4工作端依次设置有同轴向朝向三爪中段夹持器2的定位测量机构4a、内周面磨削机构4b、端面磨削机构4c、抵接旋转机构4d和外周面磨削机器人4e。
工作时，将预呈料定位器3工作端倾斜朝向三爪中段夹持器2轴线方向伸出，使得V槽托板3a开口朝上位于三爪中段夹持器2内圈两侧；
将丝杆螺纹轴线水平放置在V槽托板3a开口上，且使得端面抵接片3b与丝杆螺母两端相抵接，使得抵接块2a与丝杆螺母同中心竖直面；
启动三爪中段夹持器2，使得抵接块2a沿径向抵接在丝杆螺母中心外周位置，即使得丝杆螺母相对三爪中段夹持器2同轴固定；
使得预呈料定位器3工作端带动V槽托板3a和端面抵接片3b复位，即使得V槽托板3a和端面抵接片3b脱离丝杆螺母，从而使得丝杆螺母与三爪中段夹持器2同轴且同竖直面，即使得丝杆螺纹两侧孔道及端面无遮挡；
启动丝杆平移驱动器4，使得定位测量机构4a移动至与丝杆螺母同轴，从而使其与丝杆螺母定位面接触，并自动测量内螺纹的加工起始点，测量完毕后，再次启动丝杆平移驱动器4，使得内周面磨削机构4b与丝杆螺纹同轴，从而通过内周面磨削机构4b对丝杆螺纹进行磨削；启动自旋转支撑1，使得转动圈1a带动三爪中段夹持器2同轴转动，即使得三爪中段夹持器2带动丝杆螺母同轴转动，然后再通过端面磨削机构4c对丝杆螺纹端面进行磨削；
当需要磨削丝杆螺纹外周面时，启动抵接旋转机构4d，使其工作端同轴抵接在丝杆螺母两端，同时对其进行定位修正，启动三爪中段夹持器2，使得抵接块2a复位脱离丝杆螺母外周，从而使得丝杆螺母外周无遮挡，启动抵接旋转机构4d相邻侧外周面磨削机器人4e，从而对丝杆螺母外周进行磨削操作，在此过程中通过启动抵接旋转机构4d，能够使得丝杆螺母两端在被同轴抵接状态在同轴转动，从而便于对丝杆螺母的外周均匀磨削；
自旋转支撑1、定位测量机构4a、内周面磨削机构4b、端面磨削机构4c和外周面磨削机器人4e现有技术较为成熟，在此不作介绍。
如图6和图9所示，三爪中段夹持器2还包括有：
固定环2b，所述固定环2b同轴固定设置在1b内圈，所述固定环2b内均布有三个沿径向设置的滑槽2b1，抵接块2a沿径向滑动设置在滑槽2b1中，且抵接块2a朝向固定环2b轴线一端设置有滑动孔2a1；
内螺纹滑动块2c，所述内螺纹滑动块2c沿径向滑动设置在滑槽2b1中；
第一固定销2d，所述第一固定销2d沿径向固定设置在抵接块2a偏离固定环2b轴线端，所述第一固定销2d沿径向贯穿2c且与其滑动配合；
第一弹簧2e，所述第一弹簧2e同轴套设在第一固定销2d上，且所述第一弹簧2e两端分别抵接在抵接块2a和固定环2b相对端；
螺纹杆2f，所述螺纹杆2f沿径向转动设置在滑槽2b1中，且所述螺纹杆2f与内螺纹滑动块2c同轴螺纹拧接，且所述滑动孔2a1与螺纹杆2f同轴滑动配合；
锥齿轮2g和锥齿圈2h，所述锥齿轮2g同轴固定设置在螺纹杆2f外端，所述锥齿轮2g同轴转动设置在固定环2b外周，所述锥齿轮2g和锥齿圈2h轴线垂直且相互啮合；
伺服电机2i，所述伺服电机2i输出轴与一螺纹杆2f外端同轴固定连接。
当丝杆螺纹被定位放置在预呈料定位器3上时，启动伺服电机2i，使其输出轴带动螺纹杆2f同轴转动，且通过锥齿轮2g带动锥齿圈2h同步转动，即使得所有的滑槽2b1中的螺纹杆2f同轴转动，而内螺纹滑动块2c与螺纹杆2f同轴螺纹拧接，即使得内螺纹滑动块2c通过第一固定销2d带动抵接块2a沿径向移动，即使得滑动孔2a1脱离螺纹杆2f，且抵接块2a抵接在丝杆螺母外周，从而便于同步定位夹持丝杆螺母，从而便于加工内周及端面。
如图2和图3所示，预呈料定位器3还包括有：
多杆气缸3c，所述多杆气缸3c工作端倾斜朝向三爪中段夹持器2轴线设置在自旋转支撑1两侧顶端；
推板3d，所述推板3d与多杆气缸3c工作端固定连接；
手动式丝杆调节升降件3e，所述手动式丝杆调节升降件3e工作端沿竖直方向移动设置在推板3d一侧，V槽托板3a固定设置在手动式丝杆调节升降件3e工作端。
启动多杆气缸3c，使其工作端通过推板3d倾斜推动V槽托板3a和端面抵接片3b，从而使得丝杆螺母能够轴线水平放置在V槽托板3a开口上，且其端部与端面抵接片3b抵接，从而便于三爪中段夹持器2对丝杆螺母进行定位夹持，通过手动式丝杆调节升降件3e能够调节两侧V槽托板3a和端面抵接片3b高度，从而便于适应定位不同尺寸的丝杆螺母。
如图10所示，抵接旋转机构4d包括有：
旋转机4d1，所述旋转机4d1工作端同轴向朝向三爪中段夹持器2设置在丝杆平移驱动器4工作端；
轴向伸缩机4d2，所述轴向伸缩机4d2与旋转机4d1工作端同轴固定连接；
定位锥4d3，所述定位锥4d3尖端朝向三爪中段夹持器2同轴设置在轴向伸缩机4d2工作端，所述轴向伸缩机4d2外周相对轴向伸缩机4d2端同轴固定设置有固定圈4d4；
抵接圈4d5，所述抵接圈4d5通过第二固定销4d6与固定圈4d4同轴滑动配合，所述抵接圈4d5位于定位锥4d3尖端外圈；
第二弹簧4d7，所述第二弹簧4d7同轴套设在抵接圈4d5上，且所述第二弹簧4d7两端分别抵接在固定圈4d4和抵接圈4d5相对端。
启动轴向伸缩机4d2，使其工作端带动定位锥4d3同轴插接在丝杆螺母两端，在此过程中抵接圈4d5克服第二弹簧4d7弹力抵接在丝杆螺母端面，从而能够对丝杆螺纹进行同轴修正，固定圈4d4用于通过第二固定销4d6与第二固定销4d6同轴滑动连接，启动旋转机4d1，能够使得丝杆螺母在两端同轴抵接状态下同轴旋转，从而便于均匀磨削其外周。
如图10所示，定位锥4d3尖端外周均布有沿其锥向的第一凸条4d8。
第一凸条4d8能使得定位锥4d3在同轴插接丝杆螺母时，所述丝杆螺母不易相对定位锥4d3同轴转动。
如图6和图9所示，抵接块2a两侧沿固定环2b径向还设置有第一限位槽2a2，滑槽2b1两侧相对其轴线端设置有与2c2滑动配合的第一限位块2b2。
第一限位块2b2与第一限位槽2a2沿径竖直滑动配合，从而防止抵接块2a沿径向滑动脱离固定环2b，即使得结构更加稳定。
如图6和图9所示，滑动孔2a1中还同轴固定设置有固定杆2a3，螺纹杆2f内同轴设置有与固定杆2a3同轴滑动配合的稳定孔2f1。
通过固定杆2a3与稳定孔2f1同轴滑动配合，从而使得抵接块2a在相对脱离螺纹杆2f时更加稳定，从而便于定位和抵接。
如图6和图9所示，抵接块2a相对固定环2b轴线端等间距均布有沿其轴向的第二凸条2a4。
当抵接块2a通过第二凸条2a4抵接在与固定环2b同轴的丝杆螺母外周时，所述丝杆螺母不易想对固定环2b沿周向转动，从而便于磨削。
如图6和图9所示，滑动孔2a1两侧沿径向还设置有固定杆2a3，内螺纹滑动块2c两端设置有沿固定杆2a3径向滑动的第二限位块2c1。
通过使得第二限位块2c1与固定杆2a3沿径向滑动配合，从而使得内螺纹滑动块2c在相对固定环2b滑动时更加稳定。
如图6和图9所示，固定环2b外周设置有限制锥齿圈2h沿轴向移动的限位沿2b4和限位圈2b5，所述限位沿2b4与限位圈2b5相对侧与锥齿圈2h两端同轴间隙配合。
通过限位沿2b4和限位圈2b5能够限制锥齿圈2h同轴限制在固定环2b上，从而使得锥齿圈2h能够相对固定环2b同轴转动，即便于使得抵接块2a同步相对固定环2b沿径向移动，从而便于定位夹持。
本发明的工作原理：
本装置通过以下步骤实现本发明的功能，进而解决了本发明提出的技术问题：
步骤一，工作时，启动多杆气缸3c，使其工作端带动V槽托板3a倾斜朝向三爪中段夹持器2轴线方向伸出，使得V槽托板3a开口朝上位于三爪中段夹持器2内圈两侧；
步骤二，将丝杆螺纹轴线水平放置在V槽托板3a开口上，且使得端面抵接片3b与丝杆螺母两端相抵接，使得抵接块2a与丝杆螺母同中心竖直面；
步骤三，启动伺服电机2i，使得内螺纹滑动块2c带动抵接块2a沿径向滑动，使得抵接块2a克服第一弹簧2e弹力沿径向抵接在丝杆螺母中心外周位置，即使得丝杆螺母相对三爪中段夹持器2同轴固定；
步骤四，使得多杆气缸3c带动V槽托板3a和端面抵接片3b复位，即使得V槽托板3a和端面抵接片3b脱离丝杆螺母，从而使得丝杆螺母与三爪中段夹持器2同轴且同竖直面，即使得丝杆螺纹两侧孔道及端面无遮挡；
步骤五，启动丝杆平移驱动器4，使得定位测量机构4a移动至与丝杆螺母同轴，从而使其与丝杆螺母定位面接触，并自动测量内螺纹的加工起始点，测量完毕后，再次启动丝杆平移驱动器4，使得内周面磨削机构4b与丝杆螺纹同轴，从而通过内周面磨削机构4b对丝杆螺纹进行磨削；
步骤六，启动自旋转支撑1，使得转动圈1a带动三爪中段夹持器2同轴转动，即使得三爪中段夹持器2带动丝杆螺母同轴转动，然后再通过端面磨削机构4c对丝杆螺纹端面进行磨削；
步骤七，当需要磨削丝杆螺纹外周面时，启动轴向伸缩机4d2，使其工作端带动定位锥4d3同轴插接在丝杆螺母两端，同时对其进行定位修正，启动三爪中段夹持器2，使得抵接块2a复位脱离丝杆螺母外周，从而使得丝杆螺母外周无遮挡，启动抵接旋转机构4d相邻侧外周面磨削机器人4e，从而对丝杆螺母外周进行磨削操作，在此过程中通过启动抵接旋转机构4d，能够使得丝杆螺母两端在被同轴抵接状态在同轴转动，从而便于对丝杆螺母的外周均匀磨削。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。