CN103567835A - 一种多工作头可调压力陶瓷轴沟道曲面研磨装置 - Google Patents

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王贺
吴玉厚
张珂
张丽秀
李颂华
石怀涛
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Shenyang Jianzhu University
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Shenyang Jianzhu University
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    • B24B37/02—Lapping machines or devices; Accessories designed for working surfaces of revolution
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B24B55/04—Protective covers for the grinding wheel

Abstract

一种多工作头可调压力陶瓷轴沟道曲面研磨装置，它包括定位装置、工作头、调节装置、压力力显示系统、支架，装置支架底端与现有机床的工作台相连，研磨头连接安装在工作头前端，在工作头和研磨头之间装有传感器，传感器连接显示屏。支架高度可调整；研磨头在不同加工阶段采用不同材料，研磨前期采用尼龙材料，后期采用毡子。各工作头径向调节到适合的半径尺寸和研磨压力，由压力传感器感应工作头作用在工件上的压力值反馈到显示屏，选择合适的压力，陶瓷轴旋转，磨头固定不动，进行沟道的研磨加工。该装置结构简单，大大简化了人工研磨的工作强度和精度，并且工作头可更换，可以对不同直径尺寸、不同形状的沟道进行研磨加工。

Description

一种多工作头可调压力陶瓷轴沟道曲面研磨装置
技术领域    
本发明涉及精密加工装置制造技术领域，特别是一种多工作头可调压力陶瓷轴沟道曲面研磨装置，是陶瓷轴零件曲面精密研磨加工的重要设备。
背景技术    
陶瓷材料广泛应用于航空航天、化工、军事等重点领域，其高强度、高硬度、耐腐蚀、密度小等优点使其替代金属材料用作机械零部件，使用效果较好。在陶瓷材料加工中，陶瓷材料的硬脆特性使其加工成本和表面完整性不能满足大批量生产，严重限制了其使用范围。精密材料的加工制备往往都需要在工艺的最后阶段进行研磨加工及抛光等工艺来提高其表面质量和完整性。目前对于平面研磨和内外圆研磨加工可在传统加工设备上进行改进，但针对陶瓷轴类零件上的曲面研磨加工装置还未达到工业化生产阶段，都处于研发之中。该装置是在科研过程中针对轴上曲面研磨加工的特点逐渐改进而成，具有结构简单，调整方便等特点，可满足科研和生产需要，扩大我国陶瓷材料应用领域和范围。
陶瓷材料在工业上的应用已有50余年，目前美国、日本、欧洲等在材料的制备和加工上具有领先水平，我国在材料加工领域近年取得了一些进步，但与国外项目还有较大差距。我国的湖南大学、华侨大学、天津大学、沈阳建筑大学等高校在陶瓷材料加工上处于国内领先水平，各有侧重。但最终的加工目标就是要保证零件的表面质量和完整性。上述高校的研究表明，针对陶瓷任何一种加工方式都无法达到表面的使用要求，都需要最终进行研磨加工，这就带来了研磨装备的问题，平面和圆弧的研磨加工采用传统设备可以进行改进，但不规则曲面或复杂曲面的研磨一直是困扰加工领域的问题。目前陶瓷材料复杂曲面的精密加工还处于研究阶段，大部分加工还采用人工的手工研磨为主，没有达到完全的工业生产水平，因此无论科研还是生产，均需要自行研发装备进行加工，研究陶瓷材料在不同研磨压力条件下的研磨效果。当前国内外公开可查到的陶瓷轴曲面研磨专门装置还未见报道，因此，一种多工作头可调压力陶瓷轴沟道曲面研磨装置是一种可满足现阶段科研和生产使用要求的装置。 
发明内容    
本发明的目的在于提供 一种多工作头可调压力陶瓷轴沟道曲面研磨装置,可用来进行陶瓷轴类零件曲面研磨的加工，进行研磨压力可调节的加工和科研实验，满足陶瓷材料零部件加工的研究需要，为陶瓷零部件的工业化生产和大规模应用提供实验帮助和数据支持。
本发明的的设计方案是：实验过程中，利用陶瓷轴旋转运动，工作头固定不动，进行曲面研磨加工。调节工作头的径向位置，通过显示器确定研磨压力。陶瓷工件可通过支架进行高度调整，调整后采用机械方式锁紧，简单可靠。 
技术方案如下：一种多工作头可调压力陶瓷轴沟道曲面研磨装置，它包括定位装置、工作头、调节装置、压力力显示系统、支架，其特征在于：装置支架底端与现有机床的T型槽固定，研磨头连接安装在工作头前端，在工作头和研磨头之间装有传感器，传感器连接显示屏。支架高度通过螺纹调整，保证机床主轴与陶瓷轴同轴；工作头数量可调，装置上预留10个工作头孔。 
多工作头可调压力陶瓷轴沟道曲面研磨装置的使用方法：各工作头径向调节到适合的半径尺寸和研磨压力，由压力传感器感应工作头作用在工件上的压力值反馈到显示屏，选择合适的压力，陶瓷轴旋转，磨头固定不动，进行沟道的研磨加工。 
本发明的要点在于它的结构和原理。其特点是，工作头在调节装置作用下沿径向移动，与陶瓷轴零件的曲面接触，产生研磨压力由传感器测量并输出，陶瓷轴零件旋转工作头固定不动，产生相对运动进行曲面的研磨加工。该装置的工作头可根据研磨曲面的需要进行更换，工作头上的柔性材料也可进行更换，如研磨过程中出现磨损，可停机更换后继续加工。该装置与人工研磨相比，研磨压力精确，研磨曲面时可保证研磨过程中工作头与曲面接触的连续性。具有结构安全可靠，调整简单精确，定位可靠等优点，可广泛应用在陶瓷轴曲面研磨的研究和生产中。 
与现有技术相比，本发明的优点如下：该装置与人工研磨相比，研磨压力精确，研磨曲面时可保证研磨过程中工作头与曲面接触的连续性。具有结构安全可靠，调整简单精确，定位可靠等优点，可广泛应用在陶瓷轴曲面研磨的研究和生产中。还具有如下优点： 
1． 结构设计合理、简单，安全，压力可调，可承受径向压力，压力调整范围可根据传感器进行调整；
2． 径向加工范围可调，可在Φ5～Φ200mm范围内任意调整；
3． 工作头数量可调；根据需要进行工作头数量调整，同一圆周上最多可同时安装10个工作头；
4． 装置采用T型槽与工作台联接，定位采用机械方式，简单可靠。
附图说明    
图1是研磨示意图。
图2是研磨装置结构图。 
图3是支架图。 
具体实施方式   
一种多工作头可调压力陶瓷轴沟道曲面研磨装置由定位装置、工作头、调节装置、压力显示系统、支架等组成。支架通过T型槽与工作台连接，以定位夹紧。
支架底部经刮研处理，与工作台相互配合。紧固螺栓保证夹紧的可靠性。 
陶瓷轴由机床顶尖固定并调整好拨叉，通过支架调整研磨装置的高度，保证研磨装置与陶瓷轴同心，调整工作头的径向位置，并观察显示屏上读数，保证达到所要求的压力后紧固螺栓，工作头保持位置不变。如有多个工作头则分别调整径向位置以确保每个工作头所达到的研磨要求压力。将研磨装置外的柔性橡胶防护固定好，防止研磨过程中研磨膏等的飞溅，并且可以对不同尺寸陶瓷轴的研磨加工进行防护，简单易行。 
检查工作头曲面形状与加工曲面是否相符，同时确定工作头上柔性材料与加工零件材料是否相配，研磨膏是否均匀。开动机床主轴，带动陶瓷轴旋转，工作头与陶瓷轴进行研磨加工，研磨过程中注意观察工作头柔性材料是否完好，研磨膏是否均匀等。  

Claims (4)

1.一种多工作头可调压力陶瓷轴沟道曲面研磨装置，它包括定位装置、工作头、调节装置、压力力显示系统、支架等，其特征在于：装置支架（4）底端与现有机床的工作台相连，研磨头（3）连接安装在工作头（5）前端，在工作头（5）和研磨头（3）之间装有传感器（2），传感器（2）连接显示屏（1）。
2.根据权利要求1所述的多工作头可调压力陶瓷轴沟道曲面研磨装置：其特征在于：支架高度可调整；研磨头在不同加工阶段采用不同材料，研磨前期采用尼龙材料，后期采用毡子。
3.根据权利要求1所述一种多工作头可调压力陶瓷轴沟道曲面研磨装置，其特征在于：研磨装置外安装有采用橡胶材质制成的防护罩，防止研磨过程中研磨膏等飞溅。
4.如权利要求1所述的多工作头可调压力陶瓷轴沟道曲面研磨装置的使用方法：各工作头径向调节到适合的半径尺寸和研磨压力，由压力传感器感应工作头作用在工件上的压力值反馈到显示屏，选择合适的压力，陶瓷轴旋转，磨头固定不动，进行沟道的研磨加工。
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