CN101090802B - 研磨轴工件的方法和装置 - Google Patents

Abstract

提供一种用于研磨轴工件的方法和装置，其通过没有任何研磨流体的研磨能够去除在外周表面上具有油密封装配部分的轴工件的转动前沿部分。用于研磨轴工件的装置包括：车床的主轴箱，其用于围绕轴可转动地支撑轴工件，该工件具有在其外周表面上的油密封装配部分；滑动座，其被布置为可相对于车床的工具转塔径向移动；气缸，其用于与主轴箱的轴相对齐前后移动滑动座；弹性研磨砂轮，其可转动地连接至滑动座，以通过被移动的滑动座相对于油密封装配部分径向前后移动；和无刷电动机，其用于转动弹性研磨砂轮。

Description

研磨轴工件的方法和装置

技术领域

本发明涉及用于研磨轴工件的方法和装置，具体地涉及用于研磨在其外周表面上具有油密封装配部分的轴工件的方法和装置，以在车床内使用干式工艺去除轴工件的转动前沿部分。

背景技术

大量恒速万向节和其他各种汽车部件包括在其外周表面上具有油密封装配部分的轴部件。这种轴部件典型地通过研磨被制造，但是在使用车床通过转动被制造时，它们可能有某些粗糙转动前沿部分保留在其油密封装配部分处。这种保留的粗糙转动前沿部分可能引起油沿转动前沿部分的泄漏。因此，通常使用研磨来抛光油密封装配部分，以去除转动前沿部分。

然而，一般地，为了阻止由于研磨导致的燃烧，诸如矿物油之类的研磨流体用于研磨是必不可少的。研磨流体的使用引起因流体的散布而导致工作环境的变差和用于对所用流体处理的成本增加。近来，为了解决研磨流体的这种问题，日益增加的趋势是通过不采用任何研磨流体的干式切削取代使用研磨流体的研磨来加工一些工件。然而，对于在其外周表面上具有油密封装配部分的轴工件的外径抛光步骤中，通常难于通过完全将研磨改变为切削而总体采用干式工艺，因为仍然存在不可避免地保留有粗糙转动前沿(lead)部分的可能性。

发明内容

考虑到前述问题，本发明被开发。因此，本发明的目的是提供一种用于研磨的方法和装置，该方法和装置能够使用没有任何研磨流体的研磨去除在其外周表面上具有油密封装配部分的轴工件的转动前沿部分。

本发明的第一方面涉及一种用于研磨轴工件的装置。该装置包括车床的主轴箱，其用于围绕轴可转动地支撑轴工件，该工件具有在其外周表面上的油密封装配部分；滑动座，其被布置以便能够相对于车床的工具转塔径向移动；气缸，其作为第一驱动装置用于与主轴箱的轴相对齐上下移动滑动座，并且气缸的空气驱动回路配置有安全阀；弹性研磨砂轮，其被可转动地连接至滑动座，以通过被移动的滑动座相对于油密封装配部分径向上下移动；和无刷电动机，其用于转动弹性研磨砂轮，其中，在通过弹性研磨砂轮研磨油密封装配部分期间，工具转塔连续以恒速朝着工件向下移动，并且气缸的活塞以与工具转塔的移动量相同的量被推入气缸体中，气缸体中的额外空气量通过安全阀被释放，使得弹性研磨砂轮始终以恒定压力保持与油密封装配部分的外径表面相接触。

本发明的第二方面涉及一种用于研磨轴工件的方法。该方法包括：

使用连接至依据本发明第一方面的研磨装置的工具转塔的切削工具来切削轴工件的油密封装配部分，油密封装配部分被形成在轴工件的外周表面上；转动工具转塔，以使弹性研磨砂轮面对轴工件的油密封装配部分；使弹性研磨砂轮与油密封装配部分相接触；以及在这种情形下，通过无刷电动机转动弹性研磨砂轮，以研磨油密封装配部分，其中，在通过弹性研磨砂轮研磨油密封装配部分期间，工具转塔连续以恒速朝着工件向下移动，并且气缸的活塞以与工具转塔的移动量相同的量被推入气缸体中，气缸体中的额外空气量通过安全阀被释放，使得弹性研磨砂轮始终以恒定压力保持与油密封装配部分的外径表面相接触。

这里，例如通过混合、压力成形和焙烤研磨剂细粒来制造弹性研磨砂轮，该研磨剂细粒例如为金刚石颗粒、氧化铝颗粒、氧化铈颗粒或带有用作粘合剂的诸如聚乙烯醇、聚氨酯或多孔碳氟树脂(例如聚四氟乙烯)之类的非刚硬塑料粒的氧化硅。转动研磨石可以被成型，例如将环形弹性研磨石固定在盘状研磨砂基体上、盘状弹性研磨石被固定在盘状研磨石基体上或者圆柱形弹性研磨石被固定在盘状研磨石基体的外周上。弹性研磨石的边缘面可以被用作研磨剂面，或可选择地，弹性研磨石的外周侧面也可以被用作研磨剂面。

由于本发明采用弹性研磨石，所以承载研磨剂颗粒的弹性体弹性地工作，从而使凸出的研磨剂颗粒弹性地移置以与表面齐平，因此研磨石的凸出和凹陷被平均。由于这使得工件和弹性研磨石之间负荷减少，因此能够阻止研磨剂颗粒产生破碎，从而提供没有破碎的研磨，由于发热或粘结强度变差所述破碎可能导致应力会聚。由于降低的负荷还可用于降低研磨石的转动速度，因此在工件和研磨石上生成的热量被降低，从而消除了使用冷却水的需要。因此，实现了提供干式研磨(不使用诸如水之类的流体的研磨)的可能，干式研磨适于研磨具有已加工部分的工件，对于该已加工部分，不希望粘附灰尘颗粒或水。

依据本发明，弹性研磨石的使得能够通过干式研磨去除转动前沿部分而不引起研磨燃烧。此外，研磨仅仅产生极其少量的灰尘颗粒，不需要提供用于研磨流体的设备，从而削减了设备的成本和另外可能需要的用于其的电能。同样，有可能解决由于研磨流体的散布或所使用的流体的处理而导致的工作环境变差的问题。

此外，可以容易地将研磨装置结合进典型的车床。这允许自由地在车床内进行选择，或者仅仅用于淬火钢的精密切削处理，或者在用于淬火钢的精密切削处理之后，接着用弹性研磨石去除转动前沿部分。这种选择可以改变。例如，甚至对于用于相同类型的恒速万向节的那些轴工件，其转动前沿部分是否必须被去除，这可能取决于其型号。然而，与这种情形无关，可能的是在相同生产线中加工这些轴工件，从而通过生产线的共用使制造成本降低。

附图说明

附图中：

图1是示出依据本发明的研磨装置的平面图；和

图2是示出依据本发明的研磨装置的侧面图。

具体实施例

现在将参考附图依据实施例描述本发明。在图1和2中，显示了车床的主轴箱(head stock)1、连接到主轴箱1的主轴1a的三爪卡盘2和与主轴箱1相对的尾架3。应注意的是，将尾架3安装在其上的诸如台板之类的其他部件在这些图中没有显示。

在这个实施例中，被显示为在其外周表面上具有油密封装配部分的示例轴工件的是滑动型恒速万向接头的外接头部件4。该外接头部件4的一端具有轴连接帽的形状，其中，卡盘2的末端部分被装配进帽部分4a的内径中，并且帽部分4a的外径由卡盘爪2a牢固地保持。另一方面，尾架3的中心3a邻接轴部分4b的末端部分的中心或外接头部件4的另一端。这样，外接头部件4被居中。

在车床的床体上方或侧面，设置工具转塔5，该转塔5具有规则八角型板的形状且使用升降驱动装置或前后驱动机构(未显示)可移动。工具转塔5的中心与平行于主轴1a的变位转动轴(未显示)连接。工具转塔5能够同时围绕它容纳达八种工具。这种布置允许工具转塔5可转动地变位用于更换想要的工具，以在通过主轴1a转动的工件上执行所要求的加工。

方形基板6被用螺栓固定到工具转塔5的前面。如所示，多个垂直定向移动导轨7被平行设置在基板6上。滑动座8被滑动地连接到定向移动导轨7。滑动座8被连接到安装在基板6末端处的气缸(第一驱动装置)9，以通过气缸9的膨胀和收缩运动上下移动。由传感器(未显示)检测将要到达退却极限位置的滑动座8的位置。用于气缸9的空气驱动回路配置有安全阀，以使在预定或较大负荷作用在气缸9的活塞9a上时，通过安全阀释放空气，以允许活塞9a退却。滑动座8配置有无刷电动机(第二驱动装置)10，该无刷电动机具有平行于主轴1a的转动轴10a、平行于电动机10的转动轴10a的心轴11。心轴11的轴承12被固定至滑动座8。

带15被环绕在小滑轮13和大滑轮14之间，小滑轮13被连接至心轴11的一端，大滑轮14被连接至电动机10的转动轴10a。心轴11的另一端在其中心处被连接有弹性研磨砂轮16。弹性研磨砂轮16被安装至滑动座8，使得在工具转塔5的转动变位位置处弹性研磨砂轮16的中心与车床的主轴1a齐平，同时气缸9被扩展至最大。

如上所述配置研磨装置，并且使用该研磨装置，以下述方式在轴工件或外接头部件4上实施转动和研磨。

首先，外接头部件4被放置在主轴1a和中心3a之间，然后，外接头部件4的外径由卡盘2牢固地保持。在这种情形下，主轴1a被转动，从而使外接头部件4被转动。

在外接头部件4的外径表面通过转动被切削时，工具转塔5被转动变位以将所想要的切削工具17指向外接头部件4，并使其切削刃向下放置。在这种情形下，工具转塔5被向下移动，以使切削工具17的切削刃与外接头部件4的外径表面相接触，以通过转动切削外径表面。

接下来，例如，去除通过转动形成的外接头部件4的油密封装配部分4c的转动前沿部分，工具转塔5被转动变位，以使弹性研磨砂轮16向下移动至下极限位置以及气缸9扩展至其最大位置。在气缸9扩展至其最大位置的情况下，滑动座8相对于基板6或工具转塔5被定位在最前面位置。在这种情形下，工具转塔5被以低速向下移动，以使弹性研磨砂轮16的下边缘与外接头部件4的油密封装配部分4c相接触。然后，油密封装配部分4c开始被研磨。

甚至在油密封装配部分4c的研磨期间，工具转塔5连续以恒速向下移动。同时，气缸9的活塞9a以相当于工具转塔5向下移动的数量的数量被推入气缸主体中。气缸体的额外空气量通过安全阀被释放。结果是，弹性研磨砂轮16一直以恒定最佳压力保持与外接头部件4的外径表面相接触，从而提供良好的研磨操作。

就在气缸9的活塞9a退回以使滑动座8达到退回的极限位置之前，工具转塔5依据来自传感器的信号停止向下移动，该传感器检测即将到达退回极限位置的滑动座8。在停止一定时间之后，气缸9被退回余下的最后退回量，进而弹性研磨砂轮16与外接头部件4相分离。此后，外接头部件4被从主轴1a移走，然后研磨步骤结束。已确定通过这个研磨步骤，转动前沿部分被完全去除，从而获得等效于通过常规研磨获得的高质量抛光表面。

尽管依据实施例在上面已经描述了本发明，但是本发明不限于该实施例，在不脱离本发明的范围和宗旨的情况下，可以对本发明做出各种改变。

Claims (2)

1.一种用于研磨轴工件的装置，该装置包括：

车床的主轴箱，其用于围绕轴可转动地支撑轴工件，该工件具有在其外周表面上的油密封装配部分；

滑动座，其被布置以便能够相对于车床的工具转塔径向移动；

气缸，其作为第一驱动装置用于与主轴箱的轴相对齐上下移动滑动座，并且所述气缸的空气驱动回路配置有安全阀；

弹性研磨砂轮，其可转动地连接至滑动座，以便通过被移动的滑动座相对于油密封装配部分径向上下移动；和

无刷电动机，其用于转动弹性研磨砂轮，

其中，在通过所述弹性研磨砂轮研磨所述油密封装配部分期间，所述工具转塔连续以恒速朝着工件向下移动，并且所述气缸的活塞以与所述工具转塔的移动量相同的量被推入气缸体中，气缸体中的额外空气量通过所述安全阀被释放，使得所述弹性研磨砂轮始终以恒定压力保持与所述油密封装配部分的外径表面相接触。

2.一种用于研磨轴工件的方法，其包括：

使用连接至依据权利要求1的装置的工具转塔的切削工具切削轴工件的油密封装配部分，所述油密封装配部分被形成在轴工件的外周表面上；

转动工具转塔，以使弹性研磨砂轮面对轴工件的油密封装配部分；

使弹性研磨砂轮与油密封装配部分相接触；和

在这种情形下，通过无刷电动机转动弹性研磨砂轮，以研磨油密封装配部分，

其中，在通过所述弹性研磨砂轮研磨所述油密封装配部分期间，所述工具转塔连续以恒速朝着工件向下移动，并且所述气缸的活塞以与所述工具转塔的移动量相同的量被推入气缸体中，气缸体中的额外空气量通过所述安全阀被释放，使得所述弹性研磨砂轮始终以恒定压力保持与所述油密封装配部分的外径表面相接触。

Images