CN104742010A - 一种塑料研磨体高精度深孔研磨芯棒 - Google Patents

一种塑料研磨体高精度深孔研磨芯棒 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可调式塑料研磨体高精度深孔研磨芯棒，它由带锥芯棒、调节螺帽、顶出垫圈、內锥塑料研磨体、及调节顶帽和内六角螺钉所组成。将顶出垫圈、內锥塑料研磨体和调节顶帽依次配入带锥芯棒后，研磨时通过对位于內锥塑料研磨体两端的调节螺帽和内六角螺钉的旋紧与旋松，达到调节內锥塑料研磨体到理想外径尺寸以及对它进行拆卸目的。本发明的优点在于：(1)因研磨体所用材质为膨胀系数较大的塑料，研磨体外径在研磨过程中产生的尺寸损耗，可通过研磨时产生的热能使之膨胀而得以补偿，这就保证了研磨间隙；(2)因研磨体所用材质为塑料，在研磨时对被研磨内孔不会造成损伤，这就保证了被研磨内孔的表面粗糙度能达到Ra0.02～0.04um的镜面。

Description

一种塑料研磨体高精度深孔研磨芯棒
技术领域
本发明涉及一种用以在机械制造领域进行零件精密加工的内孔研磨芯棒，特别涉及一种研磨体所用材质为塑料的，加工效果为镜面的可调式塑料研磨体高精度深孔研磨芯棒。
背景技术
在机械制造领域，尤其是在航天精密机械制造领域，经常要对一些关键零件的内孔进行研磨以得到极高的形状及表面精度。而这些零件所用材质又往往是些硬度不高且很难研磨的不锈钢、钛合金等。以传统方法研磨内孔时，所用的研磨芯棒通常是实心的生铁研磨芯棒及外径可调的生铁研磨芯棒。实心的生铁研磨芯棒在工作时，随着研磨的延续，生铁研磨芯棒的外径会变小而被研磨内孔的内径会变大，这就造成研磨间隙的放大而影响研磨精度，为获得较高的研磨精度，就要准备多支研磨芯棒，该种方法效率较低还浪费资源；外径可调的生铁研磨芯棒，其外径虽然可随着研磨间隙的放大进行间隙调节，但在调节之初它的研磨体圆柱度误差较大，虽经研磨后它的圆柱度误差会得到改善，但那时的研磨间隙也会随之增大，这就对研磨高精度的获得并无帮助。这两种研磨芯棒还有具有下列缺陷，其一：生铁芯棒在研磨的过程中会析出其材质内部的杂质划伤被研磨的内孔表面，其二：被研磨的内孔表面尤其是零件材质为不锈钢、钛合金的内孔表面极易与研磨芯棒表面产生摩擦而出现划痕。其三：为避免内孔表面划伤，只能选用较粗的研磨砂进行研磨，因此在研磨之后还要进行抛光处理，而零件在抛光时会因受热、受力等多种不利因素的影响而产生变形，这种影响对高精度的薄壁零件会更加明显。
发明内容
有鉴于传统研磨芯棒的局限，本发明提出一种可调式塑料研磨体高精度深孔研磨芯棒，用以弥补传统研磨芯棒的种种不足。
发明的目的在于：提供一种在传统研磨芯棒的基础上，加上塑料研磨体，使其在研磨时既可以利用锥体对研磨体进行一定程度的调节，又能利用塑料的较高膨胀系数使研磨体得以损耗补偿，研磨体还具有较高精度，且不会对被研磨内孔表面产生伤害的可调式塑料研磨体高精度深孔研磨芯棒。
本项发明为一种可调式塑料研磨体高精度深孔研磨芯棒，它由带锥芯棒1、调节螺帽2、顶出垫圈3、內锥塑料研磨体4、及附件调节顶帽5和内六角螺钉6所组成。
所述的带锥芯棒1依次由内螺孔101，外锥体段102、过渡段103、外螺纹段104、及夹持段105构成。外锥体段102的锥度为1:40～1：60，锥体小端的直径为8mm～12mm，其长度为锥体小端直径的10～12倍，在锥体的小端端面中心处有内螺孔101，它的规格为常用的M6或M8标准螺纹，当锥体小端直径大于或等于8mm并小于或等于10mm时，选用M6标准螺纹；当锥体小端直径大于10mm并小于或等于12mm时，选用M8标准螺纹；过渡段103为一段圆柱体，与外锥体段102相连，圆柱的外径与外锥体段102大端直径相同，长度为25～30mm；外螺纹段104与过渡段103相连，螺纹大径大于过渡段103直径6～10mm，长度为30～35mm，其螺距为1～2mm；末端的夹持段105也是一段圆柱体，圆柱外径小于外螺纹的大径4～6mm；
所述的调节螺帽2所用材质为黄铜或青铜，它由内螺纹201、滚花外圆202、及外六角203组成，其总长度为30～35mm，内螺纹201为贯穿螺孔，与外螺纹104相配，外六角203的规格大于内螺纹201的螺纹大径6～8mm，长度15～20mm，滚花外圆202的外径大于内螺纹201的螺纹大径10～15mm；
所述的顶出垫圈3上的外径小于滚花外圆202的外径4～6mm，内孔与带锥芯棒1上的过渡段103外圆以间隙0.02～0.05mm配合相配，其厚度为5～8mm；
所述的塑料研磨体4为有贯通锥孔的塑料管套，材质为聚四氟乙烯或工程塑料，其长度短于外锥体段102 5～8mm。它主要由研磨体外圆401和内锥孔402所组成，研磨体外圆401为完整的圆柱体表面，其直径大于外锥体段102大端直径3～8mm，内锥孔402的锥度与外锥体段102锥度相同，小端直径小于外锥体段102的小端0.05～0.08mm，使其在与外锥体段102相配时，它的端面高于外锥体段102端面4～6mm，内锥孔可用专用铰刀在车床上加工完成；
所述的调节顶帽5为有通孔及台阶孔的圆柱体，它由外圆501、通螺钉孔502、台阶内孔503及压紧面504所组成，外圆501的直径小于研磨体外圆401直径1～2mm，长度为14～16mm；通螺钉孔502的内径大于外锥体段102上的内螺孔101螺纹大径0.2～0.4mm；台阶内孔503的内径大于外锥体段102的小端直径0.2～0.4mm，其深度为8～10mm。
所述的内六角螺钉6长25～30mm，其规格与带锥芯棒1上的内螺孔101规格相同。
以带锥芯棒1为装配的基础元件，将调节螺帽2全部旋入带锥芯棒1上的外螺纹段102，将顶出垫圈3装配入其过渡段103并使其贴合外螺纹段1-3的端面，将內锥塑料研磨体4装配入它的外锥体段102，将附件调节顶帽5上的压紧面504紧贴塑料研磨体4小锥孔处的端面，通过内六角螺钉6旋入位于外锥体段102末端的内螺孔101，在旋紧内六角螺钉6后使內锥塑料研磨体4紧配入外锥体段102之后，再旋出内六角螺钉6并卸下附件调节顶帽5，这就形成了一种可调式塑料研磨体高精度深孔研磨芯棒。
本发明的有益效果：(1)因研磨体所用材质为膨胀系数较大的塑料，研磨体外径在研磨过程中产生的尺寸损耗，可通过研磨时产生的热能使之膨胀而得以补偿，这就保证了研磨间隙，降低了被研磨零件内孔的圆柱度误差；(2)因研磨体所用材质为塑料，在研磨时对被研磨内孔不会造成损伤，这就使被研磨内孔的表面粗糙度能达到Ra0.02～0.04um的镜面，从而节省了抛光时的工作量或直接省去了抛光工序，生产效率大为提高；(3)研磨体的外部为完整的圆柱体，无需加工弹性槽，利用塑料材质的较高弹性，通过其在锥体芯棒上的位置移动即可完成对研磨体外径的调节。并且清洗起来很方便，无需耗用汽油，丙酮等有机溶剂就能清洗干净，这就节省了加工成本，减少了对环境的污染。
附图说明
图1为研磨芯棒总装配视图，其中1为带锥芯棒，2为调节螺帽，3为顶出垫圈，4为內锥塑料研磨体，5为调节顶帽，6为内六角螺钉。
图2为带锥芯棒1,其中101为内螺孔、为102外锥体段、103为过渡段、104为外螺纹段、105为夹持段。
图3为调节螺帽2，其中201为内螺纹、202为滚花外圆、203为外六角。
图4为塑料研磨体4,其中401为研磨体外圆、402为内锥孔。
图5为调节顶帽5，其中501为外圆、502为通螺钉孔、503为台阶内孔、504为压紧面。
具体实施方式
以带锥芯棒1为装配的基础元件，将调节螺帽2全部旋入带锥芯棒1上的外螺纹段102，将顶出垫圈3装配入其过渡段103并使其贴合外螺纹段1-3的端面，将內锥塑料研磨体4装配入它的外锥体段102，将附件调节顶帽5上的压紧面504紧贴塑料研磨体4小锥孔处的端面，通过内六角螺钉6旋入位于外锥体段102末端的内螺孔101，在旋紧内六角螺钉6后使內锥塑料研磨体4紧配入外锥体段102之后，再旋出内六角螺钉6并卸下附件调节顶帽5，这就形成了一种可调式塑料研磨体高精度深孔镜面研磨芯棒。
研磨前先将本发明之研磨芯棒的夹持段固定于研磨机械的夹紧装置，通过对位于塑料研磨体两端的调节螺帽和内六角螺钉的旋紧与旋松，达到调节塑料研磨体到理想外径尺寸的目的。在研磨过程中塑料研磨体外径产生的尺寸损耗，可通过研磨时产生的热能使之膨胀而得以补偿。当温升过高使补偿量过大导致对被研磨零件与研磨芯棒之间的相对运动产生阻碍时，可通过暂停研磨或调低研磨转速的方法，或直接用冷水及冷风进行降温的方法使塑料研磨体重新获得理想外径尺寸。在研磨完成后如需取下或更换塑料研磨体，则旋动调节螺帽，利用顶出垫圈将塑料研磨体顶出。

Claims (1)

1.一种塑料研磨体高精度深孔研磨芯棒，它由带锥芯棒(1)、调节螺帽(2)、顶出垫圈(3)、塑料研磨体(4)、及附件调节顶帽(5)和内六角螺钉(6)所组成，其特征在于：
所述的带锥芯棒(1)依次由内螺孔(101)，外锥体段(102)、过渡段(103)、外螺纹段(104)、及夹持段(105)构成，外锥体段(102)的锥度为1:40～1：60，锥体小端的直径为8mm～12mm，其长度为锥体小端直径的10～12倍，在锥体的小端端面中心处有内螺孔(101)，它的规格为常用的M6或M8标准螺纹，当锥体小端直径大于或等于8mm并小于或等于10mm时，选用M6标准螺纹；当锥体小端直径大于10mm并小于或等于12mm时，选用M8标准螺纹，过渡段(103)为一段圆柱体，与外锥体段(102)相连，圆柱的外径与外锥体段(102)大端直径相同，长度为25～30mm；外螺纹段(104)与过渡段(103)相连，螺纹大径大于过渡段(103)直径6～10mm，长度为30～35mm，其螺距为1～2mm；末端的夹持段(105)也是一段圆柱体，圆柱外径小于外螺纹的大径4～6mm；
所述的调节螺帽(2)所用材质为黄铜或青铜，它由内螺纹(201)、滚花外圆(202)、及外六角(203)组成，其总长度为30～35mm，内螺纹(201)为贯穿螺孔，与外螺纹(104)相配，外六角(203)的规格大于内螺纹(201)的螺纹大径6～8mm，长度15～20mm，滚花外圆(202)的外径大于内螺纹(201)的螺纹大径10～15mm；
所述的顶出垫圈(3)上的外径小于滚花外圆(202)的外径4～6mm，内孔与带锥芯棒(1)上的过渡段(103)外圆以间隙0.02～0.05mm配合相配，其厚度为5～8mm；
所述的塑料研磨体(4)为有贯通锥孔的塑料管套，材质为聚四氟乙烯或物理性能与之相近的工程塑料，其长度短于外锥体段(102)5～8mm；它由研磨体外圆(401)和内锥孔(402)所组成，研磨体外圆(401)为完整的圆柱体表面，其直径大于外锥体段(102)大端直径3～8mm，内锥孔(402)的锥度与外锥体段(102)锥度相同，小端直径小于外锥体段(102)的小端0.05～0.08mm，使其在与外锥体段(102)相配时，它的端面高于外锥体段(102)端面4～6mm，内锥孔可用专用铰刀在车床上加工完成；
所述的调节顶帽(5)为有通孔及台阶孔的圆柱体，它由外圆(501)、通螺钉孔(502)、台阶内孔(503)及压紧面(504)所组成，外圆(501)的直径小于研磨体外圆(401)直径1～2mm，长度为14～16mm；通螺钉孔(502)的内径大于外锥体段(102)上的内螺孔(101)螺纹大径0.2～0.4mm；台阶内孔(503)的内径大于外锥体段(102)的小端直径0.2～0.4mm，其深度为8～10mm；
所述的内六角螺钉(6)长25～30mm，其规格与带锥芯棒(1)上的内螺孔(101)规格相同；
以带锥芯棒(1)为装配的基础元件，将调节螺帽(2)全部旋入带锥芯棒(1)上的外螺纹段(102)，将顶出垫圈(3)装配入其过渡段(103)并使其贴合外螺纹段(1-3)的端面，将塑料研磨体(4)装配入它的外锥体段(102)，将附件调节顶帽(5)上的压紧面(504)紧贴塑料研磨体(4)小锥孔处的端面，通过内六角螺钉(6)旋入位于外锥体段(102)末端的内螺孔(101)，在旋紧内六角螺钉(6)后使塑料研磨体(4)紧配入外锥体段(102)之后，再旋出内六角螺钉(6)并卸下附件调节顶帽(5)，这就形成了一种可调式塑料研磨体高精度深孔研磨芯棒。
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