CN103038023A - 用于研磨保持在中心件之间的产品的对立设备 - Google Patents

Abstract

一种用于保持在中心件之间的产品（特别但非排它地为圆柱体）的研磨的对立设备，其中研磨机（21）包括配有研磨轮（24）的保持结构（20），待加工的圆柱体（22）与研磨轮（24）相对，并且对立设备（23）位于圆柱体（22）的与研磨轮（24）相反的那侧上，对立设备（23）包括装配在短管（26）上的滑动件（25），所述短管通过夹置的致动器（28，35）在对立设备（23）的主体（27）内滑动，还设有短管（26）关于主体（27）的相反位置的阻挡元件（29）以及短管（26）相对于圆柱体（22）的位置的不可倒退的阻挡设备（31，32，33）。

Description

用于研磨保持在中心件之间的产品的对立设备

技术领域

本发明涉及一种用于研磨保持在中心件之间的产品（具体地但非排它地为圆柱体）的对立设备。

背景技术

在常规的圆柱体研磨领域，特定象限与细圆柱体（其因此被称做直径/长度比极其小）相关。

这些圆柱体的实例为层合机中使用的圆柱体，其中有两个基本问题必须得到解决。

第一个问题是：在研磨过程中，为了能够实现其功能，研磨轮必须在圆柱体上施加推力。由于所加工的圆柱体的细长度，这种推力使圆柱体自身产生偏斜，这使得不能获得令人满意的几何形状，无论是在轮廓还是圆度方面。

第二个问题存在于以下事实中：这些作用力与圆柱体的细形状的共同作用有时引起研磨轮和圆柱体之间的颤振，这使得圆柱体的表面不可接受。

通常通过在圆柱体的支撑工作台上采用一个或多个对立单元来面对这些问题，这些对立单元向圆柱体施加足以平衡由研磨轮产生的作用力的作用力。

对立设备可以以手动或自动的方式驱动，特别地，自动驱动的设备可以无关地装配在手动或自动循环机上。

考虑到上述总体上的困难，可以确切地定义这些对立设备的设计者努力实现的目标。

发明内容

这些目标一般如下：

a）相对较小的对立作用力：对立设备必须能够在圆柱体上施加相对较小的作用力，可能的话趋于零。如果它相对于研磨轮施加高的多的作用力在圆柱体上，同样由于对立设备和研磨轮并非始终位于相同平面上，它会使圆柱体沿相反方向变形，从而产生与只有研磨轮作用于圆柱体上时相同的问题；

b）研磨过程中恒定的对立作用力：在研磨过程中，圆柱体的直径变小；对立设备的位置因此必须是可调的，以便在研磨过程的整个持续时间内保持恒定的对立作用力；

c）在研磨轮的相同方向和前进路径上，对立设备的高刚度：当在研磨过程中研磨轮与圆柱体形成接触时，可能会出现因为研磨轮自身的形状误差，使得由研磨轮施加在加工工件上的作用力与其角位置有关。具体地，该作用力的增长会导致圆柱体弯曲。对立设备必须能够抵消这些作用力梯度，从而防止圆柱体的变形。

圆柱体上的形状误差会造成同样的现象，特别是在初始研磨阶段；偏心度和/或圆度误差实际上会产生趋于使对立设备移动的作用力，正如研磨轮具有形状误差时那样。对立设备必须还能够抵消这些作用力，由此防止圆柱体的变形。

d）对立设备相对于外部环境具有高度保护性：然而，对立设备会是极其精确的机械或电动机械设备。然而它们在极端环境下工作：这些设备所处的研磨区域实际上处于被研磨轮碎片和从圆柱体上去除的金属部件所污染的冷却喷雾的作用下。因此显然必须将对立设备设计成预想足够多的对策以保护这些机构不受上述环境影响；

e）在自动模式下研磨损坏圆柱体的可能性：研磨机必须非常频繁地修复涉及层压“事故”的圆柱体。这些圆柱体通常在不同的方面受到不同程度地损坏，其中可能涉及表面、偏心度和圆度。

在这种情形下，为了能够在自动模式下进行研磨，对立设备必须足够坚硬以便能够使圆柱体弯曲，从而“赋予它”期望的形状。

应当指出，已知的对立设备不能满足从a）-e）的所有目标。

关于已知领域，应注意到上述对立设备通常包括以下部件：

由低摩擦系数材料制成的滑动件，转动圆柱体的表面在所述滑动件上滑动；

短管，籍此能够通过致动螺纹件控制使滑动件移向或移离圆柱体；以及

固定在机器工作台上的短管支撑结构。

此外，已知的对立设备可以通过两种方式来驱动：

手动方式：在这种情况下，螺纹件控制通过转动手轮来致动；通过转动手轮，操作人员可以调节由滑动件施加于圆柱体上的对立作用力；

自动方式：在这种情况下，尝试过大量方案，其中可提及下列内容：由电饲服马达驱动螺纹件转动，以及由气动饲服马达驱动螺纹件转动。在任何情况下，该系统均包括有关施加在滑动件上的作用力的建立或者与之成比例的幅值的检测系统。

如已提到的那样，本领域的现有技术存在一系列问题。

对手动控制的对立设备而言，可以获得好的结果，但是这种可能性基本上与操作人员的能力和经验有关；此外，如已观察到的那样，这些设备的使用局限于依据手动循环工作的研磨机。

如果对立设备的控制自动实现，则这种情形完全改变。所描述的已知自动设备的传统设计实际上只能够满足上述需求a）-e）中的一部分。尽管反复进行尝试，但是迄今为止没有一种方案能够解决下列问题：相对较小的对立作用力，以及在研磨循环期间恒定的对立作用力。

难以实现这两个目标的原因主要在于当滑动件必须移动时，马达必须向螺纹件施加力矩，其中，除了马达本身及转动和平移的部件的惯性之外，所述力矩还要足以克服螺纹件与螺母以及短管与引导件之间第一脱离的摩擦。尽管已经采用很多种方案来限制这种摩擦的影响，但是移动该机构所需要的力矩仍然远高于施加对立作用力所需要的力矩，因此该机构施加在圆柱体上的作用力通常大于所需要的作用力。此外，由于螺纹件平移机构通常是不可倒退的，且因为必须具有对立设备的支撑件（其要尽可能地坚固），该作用力始终施加在圆柱体上。通过这种方式，作用力的控制系统校正滑动件的位置，以试图减少该作用力，并且使其趋近于后续接近所期望的数值。

根据当前技术的圆柱体上的滑动件的推力的自动控制系统因此极其复杂，并且作用力在期望值附近震荡在圆柱体的平衡过程中形成不稳定阶段，这引起圆柱体的表面缺陷。

最后，已知圆柱体越细，作用力的稳定问题越严重。

本发明的总体目标是以极其简单、经济且特别有用的方式解决上述现有技术的缺陷。

本发明的另一目标是提供一种满足所有上述5个目标的用于研磨（其特别但非排它地针对于保持在中心件之间的圆柱体）的对立设备。

本发明的又一目标是提供一种用于保持在中心件之间的圆柱体的研磨的对立设备，其适用于采用手动循环和自动循环的研磨机。

考虑到上述目标，根据本发明，已构想了一种用于保持在中心件之间的圆柱体的研磨的对立设备，其具有在主权利要求和从属权利要求中指出的特征。

附图说明

参见附图，本发明的结构性及功能性特征和它相对于现有技术的优点将从下列描述中变得更为明显，其中所述附图示出了根据本发明制成的用于保持在中心件之间的圆柱体的研磨的对立设备的说明性实施例。

在附图中：

图1是具有根据本发明的对立设备的用于圆柱体的研磨机的经放大的突出的剖面示意侧视图；

图2是俯视示意图，其示出了图1所示各种设备的应用；

图3是根据图1的箭头F的突出视图；

图4是处于非工作位置的图1所示的用于保持在中心件之间的圆柱体的研磨的对立设备的经放大的剖面示意图；

图5-12是如图4的视图，其示出了根据本发明的对立设备的各个操作阶段。

具体实施方式

参见图1-4，它们示出了用于保持在中心件之间的圆柱体的研磨的对立设备的说明性应用。具体地，可以观察到，所谓的细圆柱体22（直径/长度比很小）被置于研磨机21的保持结构20中。根据本发明的至少一个对立设备23被设在研磨机的中心件之间，所述研磨机又在圆柱体22的与研磨轮24相反的那侧上被约束在保持结构20上，所述研磨轮也被约束在保持结构20上。图2示出了如何能够应用同时在研磨轮24的相反侧上作用于圆柱体22上的数个对立设备23。

根据本发明的对立设备23（其在图4和5中更好示出）包括由低摩擦系数材料制成的滑动件25，其靠着正在加工的圆柱体22并且在其上滑动。

滑动件25被装配在短管26上，短管26在对立设备23的主体27内滑动。这些部件（主体27和短管26）之间的联接在前部借助柔性的可膨胀波纹管28来保证，所述波纹管28被密封和约束在这两个部件上。波纹管设备28包围短管26的末端，并且在其终端处被约束在主体27和短管26上。

还设想出具有阻挡活塞29，其阻挡短管26关于主体27的相对位置。活塞29例如为简单效应型（simple effect）并且被设置在关于对立设备23的纵轴线30的法向方向上。

活塞29施加与短管26的轴线30垂直的作用力，其足以借助所产生的摩擦力确保其轴向稳定性。

最后，在对立设备23的主体27的后部中装配有螺纹件31，所述螺纹件31在与主体27一体的螺丝板牙32内转动，螺纹件31通过马达33致动，并且充当短管26相对于圆柱体22的位置的不可倒退的阻挡装置。

为此，通过能够传递力矩且允许轴向往复滑动的联接件来连接马达33的轴杆和螺纹件31。

与马达33相反的螺纹件31的自由端靠在短管26的底部上。

对立设备23的控制系统34将加压气体送入由波纹管28和短管26的外表面限定的可膨胀腔室35中。

参见图4-12，根据本发明的对立设备的工作方法如下。

在第一阶段，一旦已将圆柱体22装配在中心件C之间，则将滑动件25移向圆柱体22，从图4的位置移至图5的位置。

为实现这点，对立设备23的控制系统34将加压气体送入由波纹管28和短管26的外表面限定的腔室35中。在这种压力的作用下，波纹管35（其被约束在对立设备23的主体27上）只能沿短管26且因此滑动件25的输送方向延伸。当滑动件25碰撞正在加工的圆柱体22的表面时，由于短管26和滑动件25的惯性，它施加比所需要的作用力更大的作用力。然而，由于滑动件25在相反方向上的运动未受到限制，因此该作用力在撞击之后非常短时间内达到稳定，且其数值等于由波纹管28和短管26限定的环形表面上的气压，因此该数值可以根据需要通过改变这些参数中的一个或两个来确定。

通过这种方式，有效实现了先前提出的第一目标（目标a），即具有相对较小的对立作用力。

此外，由波纹管28限定的环形腔室35中的气压在系统内部形成略微的增压，其确保机构不受来自外部环境的颗粒的污染，由此还实现该设备相对于外部环境具有高度保护性的目标（目标d）。

一旦已达到该位置和状态，致动气压缸29以将其作用力释放在短管26上，从而施加制动作用力（图6）。该制动作用力取决于气缸29的活塞与短管26之间的摩擦系数，并且可以在伸出阶段根据需求通过再次作用于馈送压力或气缸直径或两者来确定。

在这一点上，通过马达33致动螺纹件31（图7），螺纹件31在螺丝板牙32内前进，将螺纹件头部送向短管26的端面。由于短管26已经制动，滑动件25的位置不发生变化，由滑动件25施加到圆柱体22上的作用力不发生改变。同时，螺纹件31的新位置确保短管26的位置的稳定性。

通过这种方式，对立设备具有高刚度的目标（目标c）也得以实现。

由此能够获得很好的研磨性能，在所加工的圆柱体上获得很好的研磨结果。

同样显而易见的是，每当研磨轮24到达通道末端，因此不向圆柱体22施加任何压力时，由一个或多个滑动件23产生的对立作用力必须进行重新形成。否则，由于研磨圆柱体22的直径变小，该作用力会逐渐减小，直至消失。

为此，消除气动缸29的腔室中的压力。通过这种方式，波纹管28可以接收更多空气，并且推动短管26和滑动件25，使其再次抵靠正在加工的圆柱体22，如先前示出的那样（图8）。

如已指出的那样，经过非常短的时间之后，波纹管28和短管26之间的腔室35中的压力达到稳定，并且可以再次形成气动制动，即气缸29的活塞可以再次接合在短管26上（图9）。

最后，为得到先前所见到的，再次致动螺纹件31以保证短管26的位置的不可倒退性（图10）。

通过这种方式，对立设备23具有高刚性的目标再次得以实现，因此可以确定对立作用力在整个研磨循环中保持实际上恒定（目标b）。

根据本发明的对立设备因此实现了先前提出的总体性目标。

然而借助这种设备，还可以在研磨机上加工损坏的圆柱体。

一旦已将所述圆柱体22置于中心件之间，实际上，如前例中那样进行，对立设备23的控制系统34将加压气体送入波纹管28和短管26之间的腔室35。先前描述的滑动件移向圆柱体的情形得以实现（图11）。

作用力由此稳定在由环形表面和馈送压力限定的特定期望值。

在这点上，通过马达33致动螺纹件31，将螺纹件31的头部送向短管26的端面。由于短管26未制动，螺纹件31能够将作用力施加在滑动件25上，所述作用力与施加在螺纹件31上的力矩控制相关。如果该作用力足够大，则能够使圆柱体22弯曲，由于螺纹件31的运动的不可倒退，将其保持在该位置上（图12）。

通过这种方式，前面提出的目标中其余的目标（目标e），即能够研磨损坏的圆柱体，也得以实现。

该作用力的数值显然可以根据需要通过施加在螺纹件31上的力矩来进行调节。

说明书前序部分中提及的目标因此得以实现。

根据本发明的对立设备特别地可实现在完全自动化的装置中，其中操作人员可以在控制箱内控制相同的设备，因而与受污染的周边环境完全隔离。

用于生产本发明的对立设备23的结构形式以及材料和装配模式可以明显不同于以纯粹的说明性和非限制性目的在附图中所示出的。

本发明的保护范围因此通过所提交的权利要求来界定。

Claims (7)

1.一种用于研磨在中心件之间保持的产品例如圆柱体的对立设备，其中所述研磨机（21）包括配备有研磨轮（24）的保持结构（20），待加工的所述圆柱体（22）与研磨轮（24）是相对的，并且至少一个所述对立设备（23）位于所述圆柱体（22）的与所述研磨轮（24）相反的一侧，所述对立设备（23）包括装配在短管（26）上的滑动件（25），所述短管通过被夹置的致动器（28，35）在所述对立设备（23）的主体（27）内滑动，还设有所述短管（26）相对于所述主体（27）的相对位置的阻挡元件（29）以及所述短管（26）相对于所述圆柱体（22）的位置的不可倒退的阻挡设备（31，32，33）。

2.如权利要求1所述的对立设备，其特征在于，所述阻挡元件（29）为活塞。

3.如权利要求1所述的对立设备，其特征在于，所述夹置的致动器由限定于波纹管（28）之间的可膨胀的环形腔室（35）构成，所述波纹管（28）包围所述短管（26）的末端并且在所述末端处受到所述短管（26）和所述对立设备的主体（27）约束，所述环形腔室（35）连接至所述对立设备（23）的控制系统（34）。

4.如前述权利要求中一项或多项所述的对立设备，其特征在于，所述短管（26）关于所述主体（27）的相对位置的用于阻挡的所述活塞（29）为简单效应型，并且位于相对于所述对立设备（23）的纵轴线（30）的法向位置上。

5.如前述权利要求中一项或多项所述的对立设备，其特征在于，所述短管（26）相对于所述圆柱体（22）的位置的不可倒退的所述阻挡设备包括螺纹件（31），所述螺纹件在与所述主体（27）的后端成一体的螺丝板牙（32）内转动，并且由马达（33）致动而且靠在所述短管（26）的底部上。

6.如前述权利要求中一项或多项所述的对立设备，其特征在于，所述滑动件（25）由低摩擦系数的材料制成。

7.如前述权利要求中一项或多项所述的对立设备，其特征在于，所述对立设备以一定的数量设置在与所述研磨轮（24）相反的所述一侧。

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