CN103433838A - 一种适用于细长杆外圆加工的超声珩磨头 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适用于细长杆外圆加工的超声珩磨头，主要由基板、支撑架、油石架、油石、扶正块支撑架、扶正块组成，所述支撑架通过螺栓连接支撑座，支撑座通过T形凸台与基板上的T形凹槽配合使得基板沿轴向运动，油石架和扶正块支撑架安装在基板上，并沿基板周向分布，油石安装在油石架上，扶正块安装在扶正块支撑架上，导向板通过导向槽控制油石架和扶正块的运动方向，进给油缸连接在基板上并推动基板轴向运动实现油石和扶正块的径向进给。本发明适用于细长杆类零件外圆珩磨加工，可有效提高珩磨加工效率和加工精度、降低工件表面粗糙度、延长油石的使用寿命并改善冷却液的冷却效果。

Description

一种适用于细长杆外圆加工的超声珩磨头
技术领域
本发明涉及一种适用于细长杆外圆加工的超声珩磨头，属于珩磨加工技术领域。
背景技术
细长杆类零件在工程机械中有着广泛的应用，诸如工程机械伸缩臂中所使用的活塞杆之类的工件、均属于细长杆类零件。此类零件由于长径比大、刚度差，在切削力和自身重力的作用下易产生振动和弯曲变形现象，严重影响了零件的加工精度和表面粗糙度。因此迫切需要一种适用于细长杆外圆高精度加工方法。
对于高精度细长杆零件外圆的精密加工，目前普遍采用外圆珩磨加工工艺，但传统的外圆珩磨在实际加工细长杆的过程中存在很多问题，比如：油石易堵塞、散热慢、磨损快等，导致油石使用寿命短；加工精度和表面质量难以控制；易出现崩边现象，并产生表面、亚表面裂纹，严重影响零部件使用性能和寿命。
超声珩磨加工技术是在传统珩磨加工的基础上，对油石施加超声振动的方法，该方法能够大幅度提高珩磨效率，降低珩磨过程中的切削力和切削热，进而延长油石的使用寿命。现有结构的超声珩磨装置，如专利200620031811.9、201020672721.4和201210047050.6等均只给出了超声振动装置与油石连接的结构，而没有相应的装置应用于细长杆外圆超声珩磨加工中。专利201210416459.0所述立式超声外圆珩磨装置，仅适用于小型圆柱体外表面的精加工。
专利94228509.3所述细长轴外表面加工方法，通过在导向套内安装油石，进而实现细长圆杆件的外圆珩磨。这种方式并未能解决由于细长杆件因长径比大、刚度差而引起的工件弯曲对加工精度的影响。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种适用于细长杆外圆加工的超声珩磨头，可有效提高对细长杆珩磨加工效率和加工精度、降低工件表面粗糙度、延长油石的使用寿命并改善冷却液的冷却效果。
为达到上述目的，本发明解决此问题所采用的技术方案是：
本发明一种适用于细长杆外圆加工的超声珩磨头，主要由基板、支撑架、油石架、油石、扶正块支撑架、扶正块组成，所述珩磨头的支撑架连接连接铰耳，并通过连接铰耳固定在珩磨小车上；所述支撑架通过螺栓连接支撑座，支撑座通过T形凸台与基板上的T形凹槽配合使得基板沿轴向运动；油石架和扶正块支撑架安装在基板上，并沿基板周向分布，油石安装在油石架上，扶正块安装在扶正块支撑架上；导向板通过导向槽控制油石架和扶正块的运动方向，进给油缸连接在基板上，并通过推动基板轴向运动实现油石和扶正块的径向进给。
基板由上基板和下基板对开组成，上基板上安装油石架，下基板上安装扶正块支撑架，进给油缸由上油缸和下油缸组成，上油缸控制上基板轴向运动，下油缸控制下基板轴向运动。
油石座上沿轴向安装2-6条油石，且各油石之间存在间隙。
本发明与现有技术相比，其有益效果是：1、上基板和下基板对开配合可实现对油石和扶正块施加不同的压力；2、扶正块可扶正工件的弯曲变形，使工件外圆表面的中心与回转中心重合，进而提高珩磨精度和表面粗糙度；3、工件较好的对中度使得油石受力更加均匀，提高了油石使用寿命；4、多条油石有间隙分布使得超声振动效果好、珩磨过程中排屑容易，且冷却液更易作用在油石和工件表面；5、降低油石更好频率、提高珩磨加工的成品率和生产率。
本发明适用于细长杆外圆珩磨加工，可有效提高珩磨加工效率和加工精度、降低工件表面粗糙度、延长油石的使用寿命并改善冷却液的冷却效果。
附图说明
图1是本发明一种适用于细长杆外圆加工的超声珩磨头的结构示意图；
图2是图1中基板A-A向视图；
图3是图1中油石架B-B向视图；
图4是图1中扶正块支撑架C-C向视图；
图5是本发明的细长杆类工件在珩磨过程中弯曲示意图；
图6是图5中弯曲工件与油石接触状态示意图。
图中，1.珩磨头，2.珩磨小车，3.连接铰耳，4.基板，5.支撑架，6.支撑座，7.T形凸台，8.T形凹槽，9.油石架，10.油石，11.扶正块支撑架，12.扶正块，13.工件，14.导向板，15.进给油缸，16.上油缸，17.上基板，18.下基板，19.下油缸，20.导向槽，21.上楔板，22.下楔板，23.加压板，24.油石座，25.超声振动发生器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
如图1、2、3、4、5、6所示，本发明一种适用于细长杆外圆加工的超声珩磨头，主要由基板4、支撑架5、油石架9、油石10、扶正块支撑架11、扶正块12组成，所述珩磨头1的支撑架5连接连接铰耳3，并通过连接铰耳3固定在珩磨小车2上；所述支撑架5通过螺栓连接支撑座6，支撑座6通过T形凸台7与基板4上的T形凹槽8配合使得基板4沿轴向运动；油石架9和扶正块支撑架11安装在基板4上，并沿基板4周向分布；油石10安装在油石架9上，扶正块12安装在扶正块支撑架11上；导向板14通过导向槽20控制油石架9和扶正块12的运动方向，进给油缸15连接在基板4上并推动基板4轴向运动实现油石10和扶正块12的径向进给。
如图2所示，基板4由上基板17和下基板18对开组成，上基板17上安装油石架9，下基板18上安装扶正块支撑架11；进给油缸15由上油缸16和下油缸19组成，上油缸16控制上基板17轴向运动，下油缸19控制下基板18轴向运动。
如图3所示，油石架9主要由上楔板21、下楔板22、加压板23、油石座24组成，上楔板21安装在上基板17上，下楔板22安装在加压板23上并与上楔板21相配合，油石座24安装在加压板23上与下楔板22相对应的另一侧，上基板带动上楔板21与下楔板22运动实现径向进给。油石座24上安装2-6条油石10，且各油石10之间存在间隙。超声振动发生器25安装在油石座24上，为油石提供超声振动激励。
如图4所示，扶正块支撑架11固定在下基板18上，扶正块支撑架11采用与油石架9相同的径向进给方式。如图5所示，细长杆类工件在磨床上，由于自身重力作用发生弯曲。
如图6所示，细长杆类工件在珩磨过程中某一时刻工件与油石的接触状态，工件外圆表面的中心与回转中心不一致，使得工件弯曲方向油石与工件表面过紧接触，而另一边油石无法接触到工件，过大的接触力易导致油石偏磨，甚至崩裂。
工作原理是：所述珩磨头1通过连接铰耳3安装在珩磨小车2上，上油缸16通过上基板17和油石架9对油石10加压，下油缸19通过下基板18和扶正块支撑架11对扶正块12加压，下油缸19所施加的压力略高于上油缸16，在珩磨头1随珩磨小车2一起沿被加工工件13轴向运动过程中，扶正块12对弯曲的工件13进行扶正，并分担工件作用在油石10上的作用力，可提高工件的加工精度、表面粗糙度和油石10的使用寿命。同一油石座24上安装多条油石10可提高超声振动效果，各油石10之间的间隙利于珩磨废屑的排出和冷却液冷却油石10与工件13。超声振动发生器25安装在油石座24上为油石10提供超声振动激励。

Claims (2)

1.一种适用于细长杆外圆加工的超声珩磨头，主要由基板（4）、支撑架（5）、油石架（9）、油石（10）、扶正块支撑架（11）、扶正块（12）组成，其特征在于：所述珩磨头（1）的支撑架（5）连接连接铰耳（3），并通过连接铰耳（3）固定在珩磨小车（2）上；所述支撑架（5）通过螺栓连接支撑座（6），支撑座（6）通过T形凸台（7）与基板（4）上的T形凹槽（8）配合使得基板（4）沿轴向运动；油石架（9）和扶正块支撑架（11）安装在基板（4）上，并沿基板（4）周向分布，油石（10）安装在油石架（9）上，扶正块（12）安装在扶正块支撑架（11）上；导向板（14）通过导向槽（20）控制油石架（9）和扶正块（12）的运动方向，进给油缸（15）连接在基板（4）上并推动基板（4）轴向运动实现油石（10）和扶正块（12）的径向进给；基板（4）由上基板（17）和下基板（18）对开组成，上基板（17）上安装油石架（9），下基板（18）上安装扶正块支撑架（11）；进给油缸（15）由上油缸（16）和下油缸（19）组成，上油缸（16）控制上基板（17）轴向运动，下油缸（19）控制下基板（18）轴向运动。
2.根据权利要求1所述的一种适用于细长杆外圆加工的超声珩磨头，其特征在于：油石座（24）上安装2-6条油石（10），且各油石（10）之间存在间隙。
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