CN102672592A - 弹性悬浮珩磨装置 - Google Patents
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本发明属于珩磨技术领域，具体涉及一种珩磨加工时用于装夹工件的弹性悬浮珩磨装置。包括固联在珩磨设备的底板，与底板固联的线轨，与线轨滑配的滑块，与滑块固联为一体的安装板，安装在底板的限位挡块，与安装板固联的驱动杆，配置在安装板上的挡板，安装在挡板上的O型圈，配置在安装板上的弹性悬浮机构等，其特征在于：两个挡板分布在工件孔的两端并固联在安装板上，挡板与工件的孔两端留有活动间隙，工件放置在弹性悬浮机构之上和挡板中间，工件在弹性悬浮机构的弹性支撑下与工件重力平衡，且工件的孔的轴线与珩磨头的轴线重合，工件在两个挡板的拖动下实现往复换向沿珩磨头轴线直线进给。本发明提供了一种结构简单，操作方便的弹性悬浮珩磨装置，该装置能减少工件重力的影响，提高孔的珩磨加工精度。
Description
技术领域
本发明属于珩磨技术领域，具体涉及一种珩磨加工时用于装夹工件的弹性悬浮珩磨装置。
背景技术
尺寸精度、形状精度、表面光洁度要求高的圆孔精加工大多采用珩磨加工工艺。
工件体积重量较小时，一般采用人工手动夹持工件，沿珩磨头轴线方向来回移动，实现对工件的珩磨加工，该加工方法对人工操作技能水平要求较高，手感的轻重、来回移动的距离、工件自身的重力等都会影响所珩磨孔的加工精度。
工件较大、较重或不适合手动夹持时，采用普通工装夹具定位夹持工件，因为工件的定位基准与加工孔的位置都存在加工误差，所以孔的中心轴线很难与珩磨头的轴线重合，受工件装夹位置精度和重力影响，工件的孔对珩磨头施加一个径向的偏斜力，使珩磨头轴线产生弯曲变形，珩磨加工时，孔的直线度、形状精度都会受到影响，降低孔的加工质量。
发明内容
本发明创造的目的在于提供一种结构简单，操作方便的弹性悬浮珩磨装置，该装置能减少工件重力的影响，提高孔的珩磨加工精度。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种弹性悬浮珩磨装置，包括固联在珩磨设备的底板，与底板固联的线轨，与线轨滑配的滑块，与滑块固联为一体的安装板，安装在底板的限位挡块，与安装板固联的驱动杆，配置在安装板上的挡板，安装在挡板上的O型圈，配置在安装板上的弹性悬浮机构等，其特征在于：两个挡板分布在工件孔的两端并固联在安装板上，挡板与工件的孔两端留有活动间隙，工件放置在弹性悬浮机构之上和挡板中间，工件在弹性悬浮机构的弹性支撑下与工件重力平衡，且工件的孔的轴线与珩磨头的轴线重合，工件在两个挡板的拖动下实现往复换向沿珩磨头轴线直线进给。
所述安装在挡板上的O型圈，固联在安装板上的挡板，其特征在于：挡板上设有与珩磨头轴线重合的孔和O型圈槽，O型圈槽设置在与工件较近的挡板端面上，材料为橡胶的O型圈装配在O型圈槽内且凸出挡板端面，在挡块拖动工件换向时，O型圈端面先与工件接触，减少工件与挡板之间的换向冲击力。
所述弹性悬浮机构包括万向球轴承，悬浮套，弹簧，固定在安装板上的弹簧套，与弹簧套螺纹旋合的调节螺钉，其特征在于：万向球轴承滑配设置在安装板的孔中，万向球轴承可相对于安装板上下灵活运动；悬浮套上端与万向球轴承底部接触，其下端与弹簧的上端部接触，弹簧压装于悬浮套和调节螺钉之间。上述弹簧也可由其他弹性部件取代，其中，弹簧的抗扰性和抗扭性决定了在珩磨装置中成为其优选的理由。
所述万向球轴承，其特征在于：至少有一个万向球轴承滑配设置在安装板的孔中，万向球轴承的球面与工件底部点接触。摩擦阻力为滚动摩擦力，减小因摩擦力过大而引起的工件轴线偏离几率，提高了加工精度。
所述万向球轴承在安装板表面均匀分布。当只有一个万向球轴承时，其位置较佳地位于工件中心；当有两个万向球轴承时时，其位置较佳地位于工件中心对称位置；当有三个以上万向球轴承时，在安装板上的位置连线组成的图形的中心均与工件中心重合。
所述悬浮套，弹簧，万向球轴承，其特征在于：弹簧有合适的刚度和压缩量，未放置工件时，悬浮套在弹簧力作用下，其上端部压顶在安装板上，当放置工件时，在工件的重力作用下，悬浮套的上，下端部均不与安装板接触，工件在万向球轴承的支撑下，其底部不与安装板接触。
所述限位挡块，固联在底板的槽内，其特征在于：限位挡块有两个，分别安装在滑块的两端，其安装位置在底板的槽内可调节，用于限制滑块两端的移动行程，使珩磨头伸出工件的孔两端部有合适的距离，减少孔珩磨时出现的腰鼓形或喇叭口形的现象。
与手工夹持工件或普通工装夹具相比，本发明的弹性悬浮珩磨装置的有益效果在于：
1. 弹性悬浮机构对工件向上的弹性力与工件的重力基本平衡，减少了工件重力对珩磨加工精度的影响。
2. 因工件与挡块之间有活动间隙，工件与弹性悬浮机构之间为点接触，滚动摩擦，摩擦力很小，工件上的孔的轴线能灵活适应珩磨头的轴线并保持重合，施加于珩磨头径向偏斜力很小，有利于提高孔的加工精度。
附图说明
图1是本发明实施例一结构示意图。
图2是图1的C-C剖视图。
图3是未放置工件时图1的A处局部放大示意图。
图4是放置工件时图1的A处局部放大示意图。
图5是本发明实施例二结构示意图。
图6是本发明实施例三结构示意图。
图7是本发明实施例四结构示意图。
图中：工件1，珩磨头2，珩磨头的轴线20,弹性悬浮机构3，万向球轴承31、挡板4，O型圈40，安装板5，驱动杆6，底板7，滑块8，线轨9，线轨的轴线90，限位挡块10，调节螺钉35，弹簧套34，弹簧33，浮动套32，工件上的孔100。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。
实施例一
如图1至图4，本发明的弹性悬浮珩磨装置包括固联安装在珩磨设备上的底板7，螺接于底板7之上的线轨9，滑块8与线轨9组成直线导轨付，线轨的轴线90与珩磨头的轴线100平行，滑块8沿线轨的轴线90灵活往复运动，两个限位挡块10分布在滑块8的两端并且固联在底板7的槽内，调节限位挡块10在底板7的槽内的位置，可控制滑块8的行程。安装板5与滑块8通过螺钉固联在一起，弹性悬浮机构3配置在安装板5上，两个挡板4分部在工件的孔的两端并且螺接于安装板5之上，两个O型圈40分别装配在挡板4的端面槽内，O型圈凸出挡板4的端面，工件1放置在两个挡板4之间，并且工件的孔100的两端与挡板4之间有活动间隙，工件1的下端部与弹性悬浮机构3点接触，珩磨头2穿过工件1的孔100。
弹性悬浮结构3包括两个万向球轴承31，悬浮套32，弹簧33，弹簧套34，调节螺钉35。万向球轴承31滑配设置在安装板5的孔中，并可上下灵活运动，万向球轴承31与工件1的底部点接触，两者之间的摩擦力为滚动摩擦力，悬浮套32装配于万向球轴承31与弹簧33之间，弹簧33压装在悬浮套32和调节螺钉35之间，弹簧套34固联在安装板5上，调节螺钉35与弹簧套34螺纹旋合，调整调节螺钉35与弹簧套34的旋合长度可调节弹簧33的压缩量。
对于一些复杂的工件或不规则的工件，还可选择多个万向球轴承的形式，如三个万向球轴承等边三角形排列、四个万向球轴承正方形排列等等。
驱动杆6固联在安装板5上，如图2箭头所示的运动方向，用手或自动往复机构可推动驱动杆6沿线轨的轴线90往复运动，挡板4带动工件1沿珩磨头的轴线20往复直线运动。
本发明创造的工作原理如下：
弹簧33有适当刚度和预压缩量，未放置工件1时，如图3所示，弹簧33的弹性力作用在悬浮套32的下端部，使悬浮套32的上端部与安装板5接触，当放置工件1时，如图4所示，工件1的底部与万向球轴承32的球面点接触，在工件1的重力作用下，推动万向球轴承31向下移动，万向球轴承31推动悬浮套32向下移动，直到工件重力与弹簧33的弹性力平衡，此时悬浮套32上端面与安装板5的距离L1（L1＞0），悬浮套32下端部与安装板5的距离为L2(L2＞0)，悬浮套32上下两端均不与安装板接触，通过调整调节螺钉35与弹簧套34的旋合长度，可调节工件1底部与安装板5之间的距离L3（L3＞0），从而使工件1的孔100与珩磨头2的轴线20对正，工件1的孔100的两端与挡板4之间有适当的活动间隙，使工件1的孔100与珩磨头2的轴线20重合并相对运动时，挡板4对工件1的孔100不会产生径向偏斜力。
两个限位挡块10分布在滑块8的两端，两个限位挡块10安装在底板7的槽内并且位置可调，限位挡块10用于控制滑块8的两端行程，从而控制珩磨头2伸出工件1的孔100的两端距离，有利于提高孔100的形状精度，防止出现“喇叭口”和“腰鼓形”现象。
驱动杆6与安装板5固联在一起，安装板5与滑块8固联为一体，滑块8与线轨9滑配并沿线轨的轴线90来回灵活直线往复运动，线轨的轴线90与珩磨头的轴线20平行，挡板4固联安装在安装板5上，工作时，用手或自动往复机构推动驱动杆6沿线轨的轴线90往复运动，从而使挡板4带动工件1沿珩磨头的轴线20往复直线运动，实现珩磨加工，在工件1换向时，工件1的底部与万向球轴承的球面点接触滚动摩擦，摩擦力很小，工件1的孔100的端面先与装配在挡板4端面槽内的O型圈40接触，由于O型圈40的材料为橡胶，有一定的弹性，因此减少了工件1在换向时的冲击振动，有利于提高孔100的加工精度。
上述仅为本发明弹性悬浮珩磨装置的一种实施例，本发明在结构上还可具有多种变换，比如图5，图6和图7为本发明的另外三种实施方式。
实施例二
如图5所示，弹性悬浮机构使用一个万向球轴承31作为弹性支撑元件，其余部分结构与实施例一相同。
实施例三
如图6所示，挡板4的材料使用工程塑料，没有使用O型圈40，没有使用万向球轴承31，悬浮套14的上端面为球面，与工件1的底部点接触，其余结构与实施例一相同。
实施例四
如图7所示，用钢球代替万向球轴承31，挡板和安装板5合为一体，其余结构与实施例一相同。
上述实施例并非穷举，本发明弹性悬浮珩磨装置并对于本领域普通技术人员而言显而易见的变换或改形均落入本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种弹性悬浮珩磨装置，包括固联在珩磨设备的底板，与底板固联的线轨，与线轨滑配的滑块，与滑块固联为一体的安装板，安装在底板的限位挡块，与安装板固联的驱动杆，配置在安装板上的挡板，其特征在于，所述安装板上配置有承托工件的弹性悬浮机构，两个挡板分布在工件孔的两端并固联在安装板上，挡板与工件的孔两端留有活动间隙，工件放置在弹性悬浮机构之上和挡板中间，工件在弹性悬浮机构的弹性支撑下与工件重力平衡，且工件的孔的轴线与珩磨头的轴线重合，工件在两个挡板的拖动下实现往复换向沿珩磨头轴线直线进给。
2.根据权利要求1所述的弹性悬浮珩磨装置，其特征在于，所述挡板上安装有O型圈，挡板上设有与珩磨头轴线重合的孔和O型圈槽，O型圈槽设置在与工件较近的挡板端面上，材料为橡胶的O型圈装配在O型圈槽内且凸出挡板端面。
3.根据权利要求1所述的弹性悬浮珩磨装置，其特征在于，所述弹性悬浮机构包括万向球轴承，悬浮套，弹簧，固定在安装板上的弹簧套，与弹簧套螺纹旋合的调节螺钉；可相对于安装板上下灵活运动的万向球轴承滑配设置在安装板的孔中；悬浮套上端与万向球轴承底部接触，其下端与弹簧的上端部接触，弹簧压装于悬浮套和调节螺钉之间。
4.根据权利要求3所述的弹性悬浮珩磨装置，其特征在于，至少有一个万向球轴承滑配设置在安装板的孔中，万向球轴承的球面与工件底部点接触。
5.根据权利要求4所述的弹性悬浮珩磨装置，其特征在于，所述万向球轴承在安装板表面均匀分布。
6.根据权利要求1所述的弹性悬浮珩磨装置，其特征在于，所述固联在底板槽内的限位挡块有两个，分别安装在滑块的两端，用于限制滑块两端的移动行程。
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