CN102059594A - 涂布刮刀陶瓷涂层的精密磨削工装夹具、磨削方法及制品 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种涂布刮刀陶瓷涂层的精密磨削工装夹具、磨削方法及制品，它由一个座架、安装在座架上的胶辊夹具以及驱动胶辊夹具运转的传动装置所组成。利用上述工装夹具依次对涂布刮刀陶瓷涂层顶面、前端面、前斜面和后斜面进行磨削，从而使磨削出的涂布刮刀的陶瓷刃口直线偏差不大于0.015mm/m，刃口平行度偏差不大于0.01mm/mm，表面粗糙度Ra0.246，满足使用精度要求。通过本发明工装夹具在一个小型平面磨床上实现对涂布刮刀陶瓷涂层的磨削，避免了用大型精密磨床进行磨削，所以投资小，生产成本低。

Description

涂布刮刀陶瓷涂层的精密磨削工装夹具、磨削方法及制品

技术领域

本发明涉及涂布刮刀，尤其涉及涂布刮刀陶瓷涂层的磨削工艺。

背景技术

随着我国造纸工业技术的进步，在涂布刮刀刀刃上喷涂陶瓷涂层(简称陶瓷刮刀)的应用越来越广泛。陶瓷刮刀的制备工艺是在钢刮刀的刃部喷涂一层耐磨涂层，厚度大约0.3mm，然后再精密磨削得到所需要的几何刀口性能。耐磨涂层可以采用等离子或HVOF喷涂工艺方法制备，具体制备方法可参照文献CN200610043656.7。刮刀在喷涂后，刃部几何形状需要采用精密磨削的方法获得，具体的磨削表面如图4所示。由于刮刀较长，国内大型的纸业公司所用刮刀其长度范围一般在2.6-11米之间。属于长条形大尺寸零件，刮刀刃部几何形状尺寸精度表面光洁度、直线度和平行度等精度要求较高，详细精度可参考文献QB-T2574-2002在刮刀刃部喷涂陶瓷涂层后，经过精密磨削后才能使用。耐磨涂层的精密磨削工艺是决定刮刀使用性能的关键因素。采用大型精密磨床可以实现刮刀刃部几何形状的精密磨削，但投资大，生产成本高。本发明设计一种刮刀涂层磨削专用工装和磨削工艺，可以采用小型精密磨床磨削出符合精度要求的陶瓷涂层刮刀。

发明内容

本发明的目的是设计一种基于该类长条形零件的精密磨削专用的工装夹具，利用小型精密磨床实现这种长条形零件刃部的精密磨削。

本发明另一目的是发明一种利用上述专用的工装夹具，在小型精密磨床上进行精密磨削涂布刮刀的方法。

技术方案如下：

一种涂布刮刀陶瓷涂层的精密磨削工装夹具，它由一个座架、安装在座架上的胶辊夹具以及驱动胶辊夹具运转的传动装置所组成；其中：

所述的座架是在一个底座的左右两端分别连接两根向上的立柱，并在每个立柱的顶端分别设有压架；所述的底座上设有磁力吸盘，通过磁力吸盘固定安装在小型精密平面磨床上；

所述的胶辊夹具是成对布置的上下两个胶辊，共布置两对，每对胶辊分别安装在座架两端的立柱上，其中下胶辊的两个轴端通过滚动轴承安装在两端立柱上，上胶辊的两个轴端通过轴承安装在两端立柱的滑块上，滑块在立柱上可上下移动；在所述的压架两端设有压紧装置，压紧装置连接在滑块上，通过压紧装置实现上下两个胶辊的间隙和压力调整；所述的压紧装置是螺旋副结构，螺旋副的螺母设在压架上，螺杆上设有手轮，转动手轮使滑块上下移动，从而调整上下胶辊的间隙和压力；

所述的传动装置是在两个下胶辊的轴端分别安装有传动轮，通过皮带传动使两个下胶辊同步运转，所述的传动装置还包括一部无级调速电机，无级调速电机通过切换控制开关可正反向旋转，无级调速电机通过联轴器与其中一个下胶辊的轴连接；在所述的座架前后两侧还设有水平转动的定位滚轮，定位滚轮的工作高度定位在上下胶辊的接触平面上。

该工装夹具体用时，安装定位在小型精密平面磨床上，将涂布刮刀从上下两个胶辊中穿过，通过压紧装置压紧，再调整工装夹具的位置，使磨床砂轮恰好处于刮刀涂层的位置，开动磨床工作同时开动工装夹具运行，涂布刮刀在上下胶辊夹持下和定位滚轮阻挡下，直线运行，通过无级调速电机的自动正反转使涂布刮刀左右来回运动，从而实现精密磨削，达到需要的精度。

一种利用上述工装夹具在小型精密磨床上对涂布刮刀陶瓷涂层精密磨削方法，工艺步骤如下：

第一步：根据涂布刮刀陶瓷涂层磨削面的要求，选择小型精密磨床的砂轮，其中：

(1)砂轮形状选择：涂层磨削面共有四个面，分为前端面，前斜面，顶面，后斜面，前端面采用碗型金刚石砂轮，其余面选用盘型金刚石砂轮；

(2)砂轮粒度的选择：粗磨时选用200#金刚石砂轮，磨粒尺寸76μm；细磨时选用400#金刚石砂轮，磨粒尺寸46μm；

上述砂轮的粘结剂类型为陶瓷粘结剂。

(3)砂轮的修整：将每片砂轮装到砂轮卡盘上，采用磨削方式修整砂轮的几何外形及同轴度，修整时磨削砂轮的线速度600m/min，进刀量依次为5μm、2μm、1μm；

第二步：将修整好后的砂轮装到小型精密磨床主轴上，将装好涂布刮刀的工装夹具安装到磨床的工件位置上，调整砂轮和涂层磨削面的相对位置，启动工装夹具，使涂布刮刀直线运行，用时启动磨床，使砂轮与涂布刮刀运行方向逆向运转，依次对陶瓷涂层的四个面进行修磨，修磨顺序如下：

(1)用200#盘型砂轮粗磨涂层顶面，依次用50μm、20μm、10μm的进刀量各磨削一遍；再用400#盘型砂轮细磨涂层顶面，依次用5μm、2μm、1μm的进刀量各磨削一遍，顶面磨削完成；

(2)用400#碗形砂轮直接细磨涂层前端面，依次用2μm、1μm的进刀量各磨削一遍，目测所有被磨前端面都被磨削到后磨削完成；

(3)用200#盘型砂轮粗磨涂层前斜面，依次用20μm和10μm进刀量各磨削一遍；再用400#盘型砂轮细磨涂层前斜面；依次用5μm、2μm的进刀量各磨削一遍；前斜面磨削完成；

(4)200#盘型砂轮粗磨涂层后斜面，用10μm进刀量磨削一遍，后斜面磨削完成。因后斜面为非接触面，所以粗磨一遍即可；

至此，涂布刮刀的陶瓷刃口直线偏差不大于0.015mm/m，刃口平行度偏差不大于0.01mm/mm，表面粗糙度Ra0.246，满足使用精度要求。

本发明工装夹具的积极效果是：涂布刮刀虽然是一个长条形大尺寸的零件，但是它可以通过本工装夹具在一个小型平面磨床上实现对涂层的磨削，避免了用大型精密磨床进行磨削，所以投资小，生产成本低。而且由于使用本工装夹具，涂布刮刀的磨削时克服了弹性变形移动量，保证了磨削精度；再就是通过磁力吸盘可任意调整涂布刮刀与砂轮的相对位置，角度，更容易调整需要麻削的几何形状。再就是磨削过程中砂轮只转动不移动，没有进给动作，机床导轨的精度误差将不影响工件的尺寸精度。尤其使用本发明的磨削方法后，使涂布刮刀完全达到大型机床的磨削精度，因而投资小，节约成本。

附图说明

图1是工装夹具的主视示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是涂布刮刀磨削面的剖面图；

图4是碗形金刚砂轮主视图；

图5是盘形金刚石砂轮主视图。

图中：1-平面磨床砂轮，2-手轮，3-上胶辊，4-涂布刮刀，5-皮带，6-底座，7-涂层，8-无级调速电机，9-定位滚轮，10-联轴器，11-立柱，12-滑块，13-下胶辊，14-螺旋副，15-压架；16-前端面；17-前斜面；18-顶面；19-后斜面。

具体实施方式

如图1-2所示，本发明涂布刮刀陶瓷涂层的精密磨削工装夹具由一个座架、安装在座架上的胶辊夹具以及驱动胶辊夹具运转的传动装置所组成；

所述的座架是在一个底座6的左右两端分别连接两根向上的立柱11，并在每个立柱11的两端分别设有压架15；底座6上设有磁力吸盘，通过磁力吸盘固定安装在小型精密平面磨床上；

所述的胶辊夹具是成对布置的上下两个胶辊3和13，共布置两对，每对胶辊分别安装在座架两端的立柱11上，其中下胶辊13的两个轴端通过滚动轴承安装在两端立柱11上，上胶辊3的两个轴端通过轴承安装在两端立柱11的滑块12上，滑块12在立柱11上可上下移动；在所述的压架15两端设有压紧装置，压紧装置连接在滑块12上，通过压紧装置实现上下两个胶辊3和13的间隙和压力调整；所述的压紧装置是螺旋副14结构，螺旋副14的螺母设在压架15上，螺杆上设有手轮2，转动手轮2使滑块12上下移动，从而调整上下胶辊3和13的间隙和压力；

所述的传动装置是在两个下胶辊13的轴端分别安装有传动轮，通过皮带5传动使两个下胶辊13同步运转，所述的传动装置还包括一部无级调速电机8，无级调速电机8通过切换控制开关可正反向旋转，无级调速电机8通过联轴器10与其中一个下胶辊13的轴连接；在所述的座架前后两侧还设有水平转动的定位滚轮9，定位滚轮9的工作高度定位在上下胶辊3和13的接触平面上。

使用时，将该工装夹具体安装定位在小型精密平面磨床上，将涂布刮刀4从上下两个胶辊3和13中穿过，通过压紧装置压紧，再调整工装夹具的位置，使平面磨床砂轮1恰好处于刮刀涂层7的位置，开动磨床工作同时开动工装夹具运行，涂布刮刀4在上下胶辊3和13夹持下和定位滚轮9阻挡下，直线运行，通过无级调速电机8的自动正反转使涂布刮刀4左右来回运动，从而实现精密磨削，达到需要的精度。

利用上述工装夹具在小型精密磨床上对涂布刮刀陶瓷涂层精密磨削方法，工艺步骤如下：

第一步：根据涂布刮刀陶瓷涂层磨削面的要求，选择小型精密磨床的砂轮

(1)砂轮形状选择：涂层磨削面共有四个面(见图3)，分为前端面16，前斜面17，顶面18，后斜面19，前端面16采用碗型金刚石砂轮(见图4)，前斜面17、顶面18和后斜面19选用盘型金刚石砂轮(见图5)。

(2)砂轮粒度的选择：粗磨时选用200#金刚石砂轮，磨粒尺寸76μm；细磨时选用400#金刚石砂轮，磨粒尺寸46μm；

上述砂轮的粘结剂类型为陶瓷粘结剂；

(3)砂轮的修整：将每片砂轮1装到砂轮卡盘上，采用磨削方式修整砂轮的几何外形及同轴度，修整时磨削砂轮的线速度600m/min，进刀量依次为5μm、2μm、1μm；

第二步：将修整好后的砂轮1装到小型精密磨床主轴上，将装好涂布刮刀4的工装夹具安装到磨床的工件位置上，调整砂轮1和涂层7磨削面的相对位置，启动工装夹具，使涂布刮刀4直线运行，用时启动磨床，使砂轮1与涂布刮刀4运行方向逆向运转，依次对陶瓷涂层7的四个面进行修磨，修磨顺序如下：

(1)用200#盘型砂轮粗磨涂层顶面18，依次用50μm、20μm、10μm的进刀量各磨削一遍；再用400#盘型砂轮细磨涂层顶面18，依次用5μm、2μm、1μm的进刀量各磨削一遍，顶面磨削完成；

(2)用400#碗形砂轮直接细磨涂层前端面16，依次用2μm、1μm的进刀量各磨削一遍，目测所有被磨前端面都被磨削到后磨削完成；

(3)用200#盘型砂轮粗磨涂层前斜面17，依次用20μm和10μm进刀量各磨削一遍；再用400#盘型砂轮细磨涂层前斜面17；依次用5μm、2μm的进刀量各磨削一遍；前斜面17磨削完成；

(4)用200#盘型砂轮粗磨涂层后斜面19，用10μm进刀量磨削一遍，后斜面19磨削完成。因后斜面19为非接触面，所以粗磨一遍即可；

至此，涂布刮刀4的陶瓷刃口直线偏差不大于0.015mm/m，刃口平行度偏差不大于0.01mm/mm，表面粗糙度Ra0.246，满足使用精度要求。

Claims (3)

1.一种涂布刮刀陶瓷涂层的精密磨削工装夹具，其特征在于，它由一个座架、安装在座架上的胶辊夹具以及驱动胶辊夹具运转的传动装置所组成；其中：

所述的座架是在一个底座的左右两端分别连接两根向上的立柱，并在每个立柱的顶端分别设有压架；所述的底座上设有磁力吸盘，通过磁力吸盘固定安装在小型精密平面磨床上；

所述的胶辊夹具是成对布置的上下两个胶辊，共布置两对，每对胶辊分别安装在座架两端的立柱上，其中下胶辊的两个轴端通过滚动轴承安装在两端立柱上，上胶辊的两个轴端通过轴承安装在两端立柱的滑块上，滑块在立柱上可上下移动；在所述的压架两端设有压紧装置，压紧装置连接在滑块上，通过压紧装置实现上下两个胶辊的间隙和压力调整；所述的压紧装置是螺旋副结构，螺旋副的螺母设在压架上，螺杆上设有手轮，转动手轮使滑块上下移动，从而调整上下胶辊的间隙和压力；

所述的传动装置是在两个下胶辊的轴端分别安装有传动轮，通过皮带传动使两个下胶辊同步运转，所述的传动装置还包括一部无级调速电机，无级调速电机通过切换控制开关可正反向旋转，无级调速电机通过联轴器与其中一个下胶辊的轴连接；在所述的座架前后两侧还设有水平转动的定位滚轮，定位滚轮的工作高度定位在上下胶辊的接触平面上。

2.一种利用独权1所述的工装夹具在小型精密磨床上对涂布刮刀陶瓷涂层精密磨削的方法，工艺步骤如下：

第一步：根据涂布刮刀陶瓷涂层磨削面的要求，选择小型精密磨床的砂轮，其中：

砂轮形状选择：涂层磨削面共有四个面，分为前端面，前斜面，顶面，后斜面，前端面采用碗型金刚石砂轮，其余面选用盘型金刚石砂轮；

砂轮粒度的选择：粗磨时选用200#金刚石砂轮，磨粒尺寸76μm；细磨时选用400#金刚石砂轮，磨粒尺寸46μm；

上述砂轮的粘结剂类型为陶瓷粘结剂；

砂轮的修整：将每片砂轮装到砂轮卡盘上，采用磨削方式修整砂轮的几何外形及同轴度，修整时磨削砂轮的线速度600m/min，进刀量依次为5μm、2μm、1μm；

第二步：将修整好后的砂轮装到小型精密磨床主轴上，将装好涂布刮刀的工装夹具安装到磨床的工件位置上，调整砂轮和涂层磨削面的相对位置，启动工装夹具，使涂布刮刀直线运行，用时启动磨床，使砂轮与涂布刮刀运行方向逆向运转，依次对陶瓷涂层的四个面进行修磨，修磨顺序如下：

用200#盘型砂轮粗磨涂层顶面，依次用50μm、20μm、10μm的进刀量各磨削一遍；再用400#盘型砂轮细磨涂层顶面，依次用5μm、2μm、1μm的进刀量各磨削一遍，顶面磨削完成；

用400#碗形砂轮直接细磨涂层前端面，依次用2μm、1μm的进刀量各磨削一遍，目测所有被磨前端面都被磨削到后磨削完成；

用200#盘型砂轮粗磨涂层前斜面，依次用20μm和10μm进刀量各磨削一遍；再用400#盘型砂轮细磨涂层前斜面；依次用5μm、2μm的进刀量各磨削一遍；前斜面磨削完成；

200#盘型砂轮粗磨涂层后斜面，用10μm进刀量磨削一遍，后斜面磨削完成，因后斜面为非接触面，所以粗磨一遍即可；

经上述磨削后，涂布刮刀的陶瓷刃口直线偏差不大于0.015mm/m，刃口平行度偏差不大于0.01mm/mm，表面粗糙度Ra0.246。

3.一种由权利要求2所述的磨削方法磨削出来的陶瓷涂层涂布刮刀，其特征在于，涂布刮刀的陶瓷刃口直线偏差不大于0.015mm/m，刃口平行度偏差不大于0.01mm/mm，表面粗糙度Ra0.246。

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