CN101905440A - 高精高效三工位数控珩磨方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种珩磨方法以及珩磨设备。其方法为：将珩磨头沿着轴向从零件孔的最近端向下伸入至零件孔的最远端，当珩磨头到达零件孔的最远端时，利用安装在珩磨头内的扩张件使得珩磨砂条沿径向向外扩张，并且同时将珩磨头向上拉动，使得珩磨砂条在一边转动一边上升的过程中对零件孔的内表面进行珩磨加工。其设备包括：包括工作台、至少一个珩磨头单元和控制部件。珩磨头单元包括珩磨杆、安装在珩磨杆下端部的珩磨头，珩磨杆带有旋转驱动单元和上下直线移动单元。珩磨头包括砂条架、沿着砂条架的圆周方向排布的珩磨砂条、设置在砂条架上用于驱动珩磨砂条沿着径向移动的扩张件。控制部件控制旋转驱动单元、上下直线移动单元以及扩张件工作。

Description

高精高效三工位数控珩磨方法及设备

技术领域

本发明涉及一种对零件孔的内表面进行珩磨加工的珩磨方法以及珩磨设备，尤其涉及对小型深度零件孔的内表面进行珩磨加工的珩磨方法以及珩磨设备。

背景技术

珩磨是用镶嵌在珩磨头上的珩磨条对精加工表面进行精整加工的一种工艺，主要加工直径5～30毫米各种圆柱孔，其加工的孔深与孔径之比可达40或更大。在一定条件下，珩磨设备也可加工平面、外圆面、球面、齿面等。珩磨后孔的尺寸精度为IT4～7级，表面粗糙度可达Ra0.04～0.2微米。

现有技术中，对零件孔进行珩磨加工时通过将外周带有珩磨砂条的珩磨头插入所述的零件孔中，并且利用安装在珩磨头内的扩张件使所述的珩磨砂条径向向外扩张以压紧零件孔的内表面来加工零件孔。而且通常在珩磨头从零件孔的最近端向最远端伸入的过程中，即完成对孔的一次珩磨。

对于常规的机械加工，细长轴和深孔一直是操作和控制的难点。对于深孔，通常的加工方法为钻、铰、拉镗、挤压等，零件孔的尺寸、几何精度都很难提高，零件硬度稍高即加工困难，而加工后再热处理则会引起零件孔变形。因此，现在有很多深孔的精度加工都是通过珩磨工序进行的。在珩磨时，选用细长结构的珩磨杆从零件孔的最近端进行到最远端。由于珩磨杆直径较小，刚性不足，珩磨杆在珩磨过程中，很容易断裂或变形，从而影响加工精度和加工效率。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种在深孔珩磨过程中，能避免细长的珩磨杆断裂或变形的深孔珩磨方法。

为了达到以上目的，本发明采用的方案是：一种高精高效三工位数控珩磨方法，用于加工零件孔，通过将外周带有珩磨砂条的珩磨头插入所述的零件孔中，并且利用安装在珩磨头内的扩张件使所述的珩磨砂条径向向外扩张以压紧零件孔的内表面来加工零件孔；所述的方法包括如下步骤：

将珩磨头沿着轴向从零件孔的最近端向下伸入至零件孔的最远端，当珩磨头到达零件孔的最远端时，利用伺服电机驱动，脉冲微量进给使得所述的珩磨砂条沿径向向外扩张，使得所述的珩磨砂条的外表面与零件孔的内表面相抵紧；

转动所述的珩磨头，并且同时将珩磨头向上拉动，使得所述的珩磨砂条在一边转动一边上升的过程中对零件孔的内表面进行珩磨加工；

当所述的珩磨头上升到零件孔的最近端时，将所述的珩磨头上的珩磨砂条沿着径向向内收缩，去除所述的珩磨砂条与零件孔的内表面的压力或使所述的珩磨砂条离开零件孔的孔表面；

再次将所述的珩磨头沿着轴向从零件孔的最近端向下伸入至零件孔的最远端，再所述的珩磨砂条沿径向向外扩张，准备进行再次珩磨；

重复珩磨多次，即完成珩磨过程。

优选地，对零件孔的珩磨包括粗珩磨过程、半精珩磨过程、精珩磨过程，各个珩磨过程均是按照此的方法进行。在粗、精珩磨过程中，根据零件的加工余量，需要往复珩磨10～20次。

并且在珩磨一次完成后，要对所述的零件孔的孔径进行检测，以根据此检测数据来调整下一次珩磨砂条沿径向向外扩张的扩张量。

本发明的另一个目的是提供一种能实现上述的高精高效三工位数控珩磨方法的深孔珩磨专用设备。

为了实现此目的，本发明所采用的技术方案如下：包括旋转工作台、至少三个珩磨头单元和控制部件。珩磨头单元位于所述的工作台的上方，包括珩磨杆、安装在所述的珩磨杆下端部的珩磨头，所述的珩磨杆带有旋转驱动单元和上下直线移动单元。所述的珩磨杆在所述的旋转驱动单元的作用下带动所述的珩磨头旋转，所述的珩磨杆还可在所述的上下直线移动单元的作用下带动所述的珩磨头向上或向下直线移动。所述的珩磨头包括砂条架、沿着所述的砂条架的圆周方向排布的珩磨砂条、设置在所述的砂条架上用于驱动所述的珩磨砂条沿着径向移动的扩张件。

控制部件，用于控制所述的旋转驱动单元、上下直线移动单元以及扩张件工作，当所述的珩磨头伸入到零件孔的最远端时，扩张件动作，所述的扩张件带动所述的珩磨砂条沿着径向向外扩张；当所述的珩磨头上升到零件孔的最近端时，所述的扩张件动作，带动所述的珩磨砂条沿着径向向内收缩。

优选地，所述的珩磨设备包括粗珩磨头单元和精珩磨头单元，所述的粗珩磨头单元上设置有粗珩磨砂条，所述的精珩磨单元上设置有精珩磨砂条。

优选地，所述的工作台设置成可圆周转动，它能将固定在其上的零件从粗珩磨头单元的下方转移到所述的精珩磨头单元的下方以及检测单元下方。

由于采用了以上的技术方案，本发明获得如下优点：由于珩磨过程中，珩磨杆采用下进上退的方式，有效的克服了珩磨杆细长、刚性不足的弱点，同时在制造珩磨杆时，也不用必须采用价格昂贵的合金钢进行制作，降低了珩磨工具的制造成本。

附图说明

附图1为本发明的结构示意图；

其中：1、珩磨杆；2、珩磨头；3、控制部件。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

如附图1所示的一种珩磨设备，它包括用于固定待加工的零件的工作台，至少一个珩磨头单元和控制部件。珩磨头单元位于工作台的上方，包括珩磨杆1、安装在珩磨杆1下端部的珩磨头2。珩磨杆1带有旋转驱动单元和上下直线移动单元。珩磨头2包括砂条架、沿着砂条架的圆周方向排布的珩磨砂条、设置在砂条架上用于驱动珩磨砂条沿着径向移动的扩张件。控制部件可采用电液伺服控制系统及PLC控制系统等智能控制，用于同时控制旋转驱动单元、上下直线移动单元以及伺服电机驱动扩张件工作。

珩磨设备中具有粗珩磨头单元和精珩磨头单元(有时还设有半精珩磨头单元，它的珩磨精度介于粗珩磨和精珩磨之间)，粗珩磨头单元上设置有粗珩磨砂条，精珩磨单元上设置有精珩磨砂条

工作台设置成可圆周转动，它能将固定在其上的零件从粗珩磨头单元的下方转移到精珩磨头单元的下方，实现只对待加工零件安装一次就能依次进行粗珩磨、精珩磨，检测尺寸精度。

以下具体阐述一下深孔珩磨方法：

粗珩磨，将待加工零件固定到工作台上的夹具上，工作台旋转一个设定转角，将零件孔中心对准粗珩磨头中心下方：

(1)粗珩磨头在直线移动单元作用下沿着轴向从零件孔的最近端向下伸入至零件孔的最远端，当粗珩磨头到达零件孔的最远端时，安装在粗珩磨头内的扩张件在控制部件3的带动下，使得粗珩磨砂条沿径向向外扩张，粗珩磨砂条的外表面与零件孔的内表面相抵紧。

(2)控制部件3带动旋转驱动单元使粗珩磨头转动，并且同时将粗珩磨头向上拉动，使得粗珩磨砂条在一边转动一边上升的过程中对零件孔的内表面进行粗珩磨加工。

(3)粗珩磨头上升到零件孔的最近端时，将粗珩磨头上的粗珩磨砂条沿着径向向内收缩，去除粗珩磨砂条与零件孔的内表面的压力或使粗珩磨砂条迅速离开零件孔的孔表面。

(4)对零件孔的孔径进行检测，以根据此检测数据来调整下一次粗珩磨砂条沿径向向外扩张的扩张量。

(5)再次将粗珩磨头沿着轴向从零件孔的最近端向下伸入至零件孔的最远端，粗珩磨砂条再沿径向向外扩张，准备进行再次珩磨。重复珩磨10～20次，即完成粗珩磨过程。

若零件无需再进行精珩磨，可将其直接取下，若零件还需进行精珩磨则转动工作台，将待加工零件对准精珩磨头，其珩磨方法(1)～(5)与粗珩磨一样。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种高精高效三工位数控珩磨方法，用于加工零件孔，通过将外周带有珩磨砂条的珩磨头插入所述的零件孔中，并且利用安装在珩磨头内的扩张件使所述的珩磨砂条径向向外扩张以压紧零件孔的内表面来加工零件孔；

其特征在于：所述的方法包括如下步骤：

将珩磨头沿着轴向从零件孔的最近端向下伸入至零件孔的最远端，当珩磨头到达零件孔的最远端时，利用伺服电机驱动，脉冲微量进给使得所述的珩磨砂条沿径向向外扩张，使得所述的珩磨砂条的外表面与零件孔的内表面相抵紧；

转动所述的珩磨头，并且同时将珩磨头向上拉动，使得所述的珩磨砂条在一边转动一边上升的过程中对零件孔的内表面进行珩磨加工；

当所述的珩磨头上升到零件孔的最近端时，将所述的珩磨头上的珩磨砂条沿着径向向内收缩，去除所述的珩磨砂条与零件孔的内表面的压力或使所述的珩磨砂条离开零件孔的孔表面；

再次将所述的珩磨头沿着轴向从零件孔的最近端向下伸入至零件孔的最远端，再所述的珩磨砂条沿径向向外扩张，准备进行再次珩磨；

重复珩磨多次，即完成珩磨过程。

2.根据权利要求1所述的高精高效三工位数控珩磨方法，其特征在于：对零件孔的珩磨包括粗珩磨过程、精珩磨过程，各个珩磨过程均是按照上述的方法进行。

3.根据权利要求1所述的高精高效三工位数控珩磨方法，其特征在于：在粗珩磨过程中，需要往复珩磨10～12次。

4.根据权利要求1所述的高精高效三工位数控珩磨方法，其特征在于：在精珩磨过程中，需要往复珩磨10～12次。

5.根据权利要求1所述的高精高效三工位数控珩磨方法，其特征在于：在珩磨一次完成后，要对所述的零件孔的孔径进行检测，以根据此检测数据来调整下一次珩磨砂条沿径向向外扩张的扩张量。

6.一种高精高效三工位数控珩磨设备，用于加工零件孔，通过将外周带有珩磨砂条的珩磨头插入所述的零件孔中，并且利用安装在珩磨头内的扩张件使所述的珩磨砂条径向向外扩张以压紧零件孔的内表面来加工零件孔；

其特征在于：所述的设备包括：

工作台，用于固定待加工的零件；

至少一个珩磨头单元，位于所述的工作台的上方，包括珩磨杆、安装在所述的珩磨杆下端部的珩磨头，所述的珩磨杆带有旋转驱动单元和上下直线移动单元，所述的珩磨杆在所述的旋转驱动单元的作用下带动所述的珩磨头旋转，所述的珩磨杆还可在所述的上下直线移动单元的作用下带动所述的珩磨头向上或向下直线移动，所述的珩磨头包括砂条架、沿着所述的砂条架的圆周方向排布的珩磨砂条、设置在所述的砂条架上用于驱动所述的珩磨砂条沿着径向移动的扩张件；

控制部件，用于控制所述的旋转驱动单元、上下直线移动单元以及扩张件工作，当所述的珩磨头伸入到零件孔的最远端时，扩张件动作，所述的扩张件带动所述的珩磨砂条沿着径向向外扩张；当所述的珩磨头上升到零件孔的最近端时，所述的扩张件动作，带动所述的珩磨砂条沿着径向向内收缩。

7.根据权利要求6所述的高精高效三工位数控珩磨设备，其特征在于：所述的珩磨设备包括粗珩磨头单元和精珩磨头单元，所述的粗珩磨头单元上设置有粗珩磨砂条，所述的精珩磨单元上设置有精珩磨砂条。

8.根据权利要求7所述的高精高效三工位数控珩磨设备，其特征在于：所述的工作台设置可圆周旋转转动，它能将固定在其上的零件从粗珩磨头单元的下方转移到所述的精珩磨头单元的下方以及检测单元的下方。

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