CN103537969B - 一种水泵轴磨削装置以及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种水泵轴磨削装置以及工艺，属于机械领域。所述磨削装置，包括底座，以及依次设置在底座上表面的油缸座、头架、中心支承和砂轮架等，薄膜卡盘通过法兰盘安装在头架的主轴上，所述薄膜卡盘上设有若干个卡爪，所述中心支承垂直安装在薄膜卡盘和砂轮之间。上述水泵轴磨削装置以及工艺利用薄膜卡盘产生的弹性变形，夹紧或放松水泵轴，夹紧位置占用位置少，且下支承的支承面采用倾斜面，可以防止轴在磨削时产生径向位移,只需用一中心支承支承住水泵轴，而无需用压轮，从而可以实现多台阶、双沟中心距小的水泵轴的台阶及沟道的磨削加工。

Description

一种水泵轴磨削装置以及工艺

技术领域

本发明涉及一种水泵轴磨削装置以及工艺，属于机械领域。

背景技术

滚动轴承套圈磨削加工通常采用电磁无心夹具，已成为轴承磨加工工艺的一种标准化装夹方式。但由于水泵轴结构的特殊性，较难采用电磁无心夹具。现水泵轴沟道的加工装夹方式为单向轴承带动水泵轴，用双支承支承住轴，端面定位，再用压轮压住轴，方能进行磨削加工，由于单向轴承需要一定的装夹位置，而双支承和压轮的装夹也需一定的空间，导致磨削的水泵轴有一定的局限性，像台阶较多，双沟中心距小的水泵轴均不易采用上述方式加工。目前，对于水泵轴台阶的的磨削，多采用切入磨，但对于台阶长度较长，存在磨削精度不易保证，容易产生振纹等缺陷。

有鉴于此，本发明人对此进行研究，专门开发出一种水泵轴磨削装置以及工艺，本案由此产生。

发明内容

本发明的任务是要提供一种结构简单、操作方便，能用于水泵轴沟道及台阶外径磨削的加工装置以及工艺。

为了实现上述目的，本发明的解决方案是：

一种水泵轴磨削装置，包括底座，以及依次设置在底座上表面的油缸座、头架、中心支承和砂轮架，油缸座的一侧安装有油缸，头架上安装有法兰盘，薄膜卡盘通过法兰盘安装在头架的主轴上，所述薄膜卡盘上设有若干个卡爪，用于支承水泵轴；砂轮架靠近薄膜卡盘侧安装有砂轮，用于磨削水泵轴，油缸的活塞杆通过推杆与与薄膜卡盘的中心相接触，所述推杆滑动安装于法兰盘的中心孔内，上述活塞杆、推杆、头架主轴、法兰盘、薄膜卡盘在同一轴线上；所述中心支承垂直安装在薄膜卡盘和砂轮之间，用于支承水泵轴。

上述法兰盘依次通过端盖、推力轴承和锁紧螺母配合安装在头架的主轴上。

上述薄膜卡盘，包括一圆形的底盘，底盘中心设有一螺孔，支承通过螺孔安装在底盘上，所述支承用于支承水泵轴端面，起轴向定位作用；底盘上设有若干个等间距排列的卡爪，所述卡爪组成一圆环；卡盘的边沿设有若干个通孔，用于安装固定用的螺栓；上述薄膜卡盘底盘通过螺栓固定连接在法兰盘上。

上述支承的顶端设有一径向螺孔，用于安装固定水泵轴的螺钉。

作为优选，上述薄膜卡盘的底盘上设有6个等间距排列的卡爪，卡爪顶端处铣平，且设有一径向螺孔，用于安装支承螺钉，所述支承螺钉主要用于水泵轴圆周方向的支承。

所述薄膜卡盘采用65Mn弹簧钢。

所述中心支承包括一支承座，以及设置在支承座上端的上支承和下支承，支承座的底端安装在底座上，所述上支承和下支承均包括一支承杆和支承面，支承座上进一步设有上支承调整螺杆和下支承调整螺杆，其中，上支承调整螺杆与上支承杆相连，用于调节水泵轴水平方向的位置，下支承调整螺杆与下支承杆相连，用于调节水泵轴垂直方向的位置。

作为优选，上支承与水泵轴接触的支承面为一垂直面，下支承与水泵轴接触的支承面为一倾斜面，下支承调节螺杆通过调节下支撑面水平方向上的位置，进而通过倾斜度调节水泵轴垂直方向上的高低。下支承面采用倾斜面，可以防止轴在磨削时产生径向位移。

支承座上进一步设有若干个固定螺钉，包括上支承固定螺钉、下支承固定螺钉和底座固定螺钉等，其中，上支承固定螺钉与上支承的支承杆相连，当调整好水泵轴水平方向位置后，用上支承固定螺钉固定上支承的位置，防止其移动；同理，下支承固定螺钉与下支承的支承杆相连，当调整好水泵轴垂直方向位置后，用上支承固定螺钉固定下支承的位置，防止其移动；底座固定螺钉安装在支承座的下端，用于将支承座固定在底座上。

上述水泵轴磨削工艺，包括如下步骤：

1）薄膜卡盘通过法兰盘安装在头架的主轴上，通过头架上的外螺纹圆柱销带动法兰盘，从而使主轴与法兰盘、薄膜卡盘、推力轴承与锁紧螺母一起转动；

2）油缸进油，油缸活塞杆向头架方向运动，在推杆作用力下，薄膜卡盘中心位置受到外力，产生弹性变形，使六个卡爪的支承螺钉产生微量的径向位移此径向位移一般调整至0.1～0.15mm，此时，将待磨削的水泵轴套入薄膜卡盘的支承上，装好后，油缸活塞杆退出，推杆放松，薄膜卡盘的六个卡爪复原；

3）调整薄膜卡盘卡爪顶端六个螺钉，同时通过上支承调整螺杆和下支承调整螺杆自由调节中心支承的前后，上下位置，使磨削的水泵轴水平支承，用千分表调整到水泵轴的跳动为0.001mm时，拼紧卡爪顶端六个支承螺钉，薄膜卡盘与法兰盘随头架轴转动，由于薄膜卡盘已夹紧水泵轴，水泵轴与头架主轴一起转动，此时把砂轮对准水泵轴要磨削的部位，然后磨削水泵轴沟道或台阶； 磨削沟道时砂轮为圆弧修整,磨削台阶时砂轮为直线修整.

4）水泵轴磨削结束后，砂轮退出，油缸再次进油，推杆推向薄膜卡盘中心，使六个卡爪产生径向位移而松开已磨削好的水泵轴，取出工件，同时换上下一个待磨削轴。

上述水泵轴磨削装置利用薄膜卡盘产生的弹性变形，夹紧或放松水泵轴，夹紧位置占用位置少，且下支承的支承面采用倾斜面，可以防止轴在磨削时产生径向位移,只需用一中心支承支承住水泵轴，而无需用压轮，从而可以实现多台阶、双沟中心距小的水泵轴的台阶及沟道的磨削加工。这样，使水泵轴加工的范围大大拓宽，沟道和台阶都可以加工，而且调试也方便，更适合于水泵轴多品种、大小批量加工，大大降低水泵轴的磨削成本。

以下结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细描述。

附图说明

图1为本实施例的水泵轴磨削装置结构示意图；

图2为本实施例的薄膜卡盘剖视图；

图3为本实施例的薄膜卡盘俯视图（不包括支承）；

图4是本实施例的中心支承与水泵轴的安装示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种水泵轴磨削装置，包括底座1，以及依次设置在底座1上表面的油缸座2、头架3、中心支承4和砂轮架5，油缸座2的一侧安装有油缸21，法兰盘6依次通过端盖61、推力轴承62和锁紧螺母63配合安装在头架3的主轴31上。薄膜卡盘7通过法兰盘6安装在头架3的主轴31上，砂轮架5靠近薄膜卡盘7侧安装有砂轮51，用于磨削水泵轴8，油缸21的活塞杆22通过推杆9与与薄膜卡盘7的中心相接触，所述推杆9滑动安装于法兰盘6的中心孔64内，上述活塞杆22、推杆9、头架主轴31、法兰盘6、薄膜卡盘7在同一轴线上；所述中心支承4垂直安装在薄膜卡盘7和砂轮51之间，用于支承水泵轴8。

如图2-3所示，所述薄膜卡盘7，包括一圆形的底盘71，底盘71中心设有一螺孔72，支承73通过螺孔72安装在底盘71上，所述支承72用于支承水泵轴8端面，起轴向定位作用；底盘71上进一步设有6个等间距排列的卡爪74，所述卡爪74组成一圆环；薄膜卡盘7的边沿设有6个通孔75，用于安装固定用的螺栓，法兰盘6上设有对应的螺孔，上述薄膜卡盘底盘71通过螺栓固定连接在法兰盘6的螺孔上。上述支承73的顶端设有一径向螺孔76，用于安装固定水泵轴8的螺钉。上述卡爪74顶端处铣平，且设有一径向螺孔77，用于安装支承螺钉78，所述支承螺钉78主要用于水泵轴8圆周方向的支承。上述薄膜卡盘7采用65Mn弹簧钢。

水泵轴磨削装置利用薄膜卡盘7产生的弹性变形，夹紧或放松水泵轴8，夹紧位置占用位置少。

如图4所示，所述中心支承4包括一支承座41，以及设置在支承座41上端的上支承42和下支承43，在本实施例中，所述上支承42包括支承杆44和支承面46，所述下支承43包括支承杆45和支承面47，支承座41上进一步设有上支承调整螺杆48a和下支承调整螺杆48b，其中，上支承调整螺杆48a与上支承杆44相连，用于调节水泵轴8水平方向的位置，下支承调整螺杆48b与下支承杆45相连，用于调节水泵轴8垂直方向的位置。上述上支承42与水泵轴8接触的支承面46为一垂直面，下支承43与水泵轴8接触的支承面47为一倾斜面，下支承调节螺杆48b通过调节下支撑面47水平方向上的位置，进而通过倾斜度调节水泵轴8垂直方向上的高低。

支承座上进一步设有上支承固定螺钉49a、下支承固定螺钉49b和底座固定螺钉49c其中，上支承固定螺钉49a与上支承的支承杆44相连，当调整好水泵轴8水平方向位置后，用上支承固定螺钉49a固定上支承42的位置，防止其移动；同理，下支承固定螺钉49b与下支承的支承杆45相连，当调整好水泵轴8垂直方向位置后，用上支承固定螺钉49b固定下支承43的位置，防止其移动；底座固定螺钉49c安装在支承座41的下端，用于将支承座41固定在底座1上。

上述中心支承4支承住水泵轴8，因为其下支承的支承面47为倾斜面，可以防止轴在磨削时产生径向位移，而无需用压轮，从而可以实现多台阶、双沟中心距小的水泵轴的台阶及沟道的磨削加工。这样，使水泵轴加工的范围大大拓宽，沟道和台阶都可以加工，而且调试也方便，更适合于水泵轴多品种、大小批量加工，大大降低水泵轴的磨削成本。

上述水泵轴磨削工艺，包括如下步骤：

1）薄膜卡盘7通过法兰盘6安装在头架3的主轴31上，通过头架3上的外螺纹圆柱销带动法兰盘6，从而使主轴31与法兰盘6、薄膜卡盘7、推力轴承62与锁紧螺母63一起转动；

2）油缸21进油，油缸活塞杆22向头架3方向运动，在推杆9作用力下，薄膜卡盘7中心位置受到外力，产生弹性变形，使六个卡爪74的支承螺钉78产生微量的径向位移，此径向位移一般调整至0.1～0.15mm，此时，将待磨削的水泵轴8套入薄膜卡盘的支承73上，装好后，油缸活塞杆22退出，推杆9放松，薄膜卡盘7的六个卡爪74复原；

3）调整薄膜卡盘7卡爪74顶端六个支承螺钉78，同时通过上支承调整螺杆48a和下支承调整螺杆48b自由调节中心支承4的前后，上下位置，使磨削的水泵轴8水平支承，用千分表调整到水泵轴8的跳动为0.001mm时，拼紧卡爪74顶端六个支承螺钉78，薄膜卡盘7与法兰盘6随头架轴31转动，由于薄膜卡盘7已夹紧水泵轴8，水泵轴8与头架主轴31一起转动，此时把砂轮51对准水泵轴8要磨削的部位，然后磨削水泵8轴沟道或台阶；磨削沟道时砂轮为圆弧修整，磨削台阶时砂轮为直线修整；

4）水泵轴磨削结束后，砂轮51退出，油缸21再次进油，推杆9推向薄膜卡盘7中心，使六个卡爪74产生径向位移而松开已磨削好的水泵轴8，取出工件，同时换上下一个待磨削轴。

上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (6)

1.一种水泵轴磨削工艺，其特征在于：所述工艺采用水泵轴磨削装置，水泵轴磨削装置包括底座，以及依次设置在底座上表面的油缸座、头架、中心支承和砂轮架，油缸座的一侧安装有油缸，头架上安装有法兰盘，薄膜卡盘通过法兰盘安装在头架的主轴上，所述薄膜卡盘上设有若干个卡爪，砂轮架靠近薄膜卡盘侧安装有砂轮，油缸的活塞杆通过推杆与薄膜卡盘的中心相接触，所述推杆滑动安装于法兰盘的中心孔内，上述活塞杆、推杆、头架的主轴、法兰盘、薄膜卡盘在同一轴线上；所述中心支承垂直安装在薄膜卡盘和砂轮之间；所述薄膜卡盘，包括一圆形的底盘，底盘中心设有一螺孔，支承通过螺孔安装在底盘上；底盘上进一步设有若干个等间距排列的卡爪，所述卡爪组成一圆环；卡盘的边沿设有若干个用于安装螺栓的通孔，所述薄膜卡盘底盘通过螺栓固定连接在法兰盘上；上述法兰盘依次通过端盖、推力轴承和锁紧螺母配合安装在头架的主轴上；

所述水泵轴磨削工艺包括如下步骤：

1）薄膜卡盘通过法兰盘安装在头架的主轴上，通过头架上的外螺纹圆柱销带动法兰盘，从而使主轴与法兰盘、薄膜卡盘、推力轴承与锁紧螺母一起转动；

2）油缸进油，油缸活塞杆向头架方向运动，在推杆作用力下，薄膜卡盘中心位置受到外力，产生弹性变形，使六个卡爪的支承螺钉产生0.1～0.15mm的径向位移，此时，将待磨削的水泵轴套入薄膜卡盘的支承上，装好后，油缸活塞杆退出，推杆放松，薄膜卡盘的六个卡爪复原；

3）调整薄膜卡盘卡爪顶端六个螺钉，同时通过上支承调整螺杆和下支承调整螺杆自由调节中心支承的前后，上下位置，使磨削的水泵轴水平支承，用千分表调整到水泵轴的跳动为设定值时，拼紧卡爪顶端六个支承螺钉，薄膜卡盘与法兰盘随头架的主轴转动，由于薄膜卡盘已夹紧水泵轴，水泵轴与头架的主轴一起转动，此时把砂轮对准水泵轴要磨削的部位，然后磨削水泵轴沟道或台阶； 磨削沟道时砂轮为圆弧修整,磨削台阶时砂轮为直线修整；

4）水泵轴磨削结束后，砂轮退出，油缸再次进油，推杆推向薄膜卡盘中心，使六个卡爪产生径向位移而松开已磨削好的水泵轴，取出工件，同时换上下一个待磨削轴。

2.如权利要求1所述的一种水泵轴磨削工艺，其特征在于：上述薄膜卡盘的底盘上设有6个等间距排列的卡爪，卡爪顶端处铣平，且设有一径向螺孔；上述支承的顶端也设有一径向螺孔，所述薄膜卡盘采用65Mn弹簧钢。

3.如权利要求1所述的一种水泵轴磨削工艺，其特征在于：所述中心支承包括一支承座，以及设置在支承座上端的上支承和下支承，支承座的底端安装在底座上，所述上支承和下支承均包括一支承杆和支承面，支承座上进一步设有上支承调整螺杆和下支承调整螺杆，其中，上支承调整螺杆与上支承杆相连，下支承调整螺杆与下支承杆相连。

4.如权利要求3所述的一种水泵轴磨削工艺，其特征在于：所述上支承与水泵轴接触的支承面为一垂直面，下支承与水泵轴接触的支承面为一倾斜面。

5.如权利要求4所述的一种水泵轴磨削工艺，其特征在于：支承座上进一步设有若干个固定螺钉，包括上支承固定螺钉、下支承固定螺钉和底座固定螺钉，其中，上支承固定螺钉与上支承的支承杆相连，下支承固定螺钉与下支承的支承杆相连，底座固定螺钉安装在支承座的下端。

6.如权利要求1所述的一种水泵轴磨削工艺，其特征在于：上述步骤3）中，用千分表调整到水泵轴的跳动为0.001mm时，拼紧卡爪顶端六个支承螺钉。