CN104972384B - 一种刚性珩磨装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及珩磨技术领域，尤其是涉及一种刚性珩磨装置，包括机床主轴、珩磨头、上导向机构和下导向机构；所述上导向机构包括上导向杆，所述下导向机构包括下导向杆；所述机床主轴与所述上导向杆连接；所述珩磨头的上端与所述上导向杆相连接，所述珩磨头的下端与下导向杆相连接；所述上导向杆的轴线、珩磨头的轴线和下导向杆的轴线重合。本发明提供的刚性珩磨装置使得珩磨头的往复和旋转运动的轴线固定，解决了由于运动部件长、运动惯量大，使得工件孔为鼓形或S状的花瓶形的技术问题，保证了珩磨头按照固定的轴线进行往复和旋转运动，从实现精准高效的珩磨。

Description

一种刚性珩磨装置
技术领域
本发明涉及珩磨技术领域，尤其是涉及一种刚性珩磨装置。
背景技术
珩磨工艺主要用于发动机制造、液压阀体加工、压缩机等行业零件的精密孔的精整加工，加工后的零件孔几何精度高。作为珩磨机上的切削工具，珩磨头的结构及尺寸对珩磨的精度影响很大，加工对象不同，珩磨头的结构也不一样。
珩磨过程是珩磨头的油石表面和工件表面不断相互研磨的过程。珩磨加工的最大特点是要保证有足够自由度的浮动环节，以弥补工件孔的轴线与机床主轴的轴线的不对中的误差，从而保证相互研磨动作的正常进行。
在加工孔的长径比比较小的短孔类零件时，由于被加工零件对珩磨头的导向作用差，为了弥补工件孔的轴线与机床主轴的轴线的不对中的误差，以保证珩磨的正常进行，珩磨机床采用刚性机床主轴、珩磨头采用刚性连接、工件浮动的珩磨工艺。
珩磨机床的旋转和往复运动是珩磨机床的主运动，在加工孔的长径比比较小的短孔类零件时，珩磨头和机床主轴采用刚性连接后进行旋转和往复运动，但是这造成了运动部件长、运动惯量大的问题。为了保证珩磨加工的精度，需要保证机床运动部件本身的静态和动态精度，由于运动部件的制造精度有一定的限度，无法达到理想值，因此运动部件的制造误差影响使磨头切削中产生倾覆力矩，同时由于旋转的离心力等因素，会造成珩磨头摆动，切削的结果是工件孔成为鼓形或S状的花瓶形；特别是小孔，由于转速高或短孔导向作用差时，上述现象更为严重。
发明内容
本发明的目的在于提供，以解决现有技术中存在的加工孔的长径比比较小的短孔类零件时，珩磨头和机床主轴采用刚性连接后进行旋转和往复运动的过程中，由于运动部件长、运动惯量大，使得工件孔为鼓形或S状的花瓶形的技术问题。
本发明提供的一种刚性珩磨装置，包括机床主轴、珩磨头、上导向机构和下导向机构；所述上导向机构包括上导向杆，所述下导向机构包括下导向杆；所述机床主轴与所述上导向杆连接；所述珩磨头的上端与所述上导向杆相连接，所述珩磨头的下端与下导向杆相连接；所述上导向杆的轴线、珩磨头的轴线和下导向杆的轴线重合。
进一步地，还包括机架；所述上导向机构还包括上导向套；所述上导向套固定在所述机架上。
进一步地，还包括珩磨夹具；所述下导向机构还包括下导向套；所述下导向套固定在所述珩磨夹具上。
进一步地，还包括平面浮动机构，用于使所述珩磨头的轴线、所述上导向套的中心轴线和所述下导向套的中心轴线重合。
进一步地，所述机床主轴与所述上导向杆通过所述平面浮动机构连接。
进一步地，所述平面浮动机构包括浮动组件和支撑组件；所述浮动组件用于使所述机床主轴与所述上导向杆能够在径向上发生相对移动；所述浮动组件设置在所述支撑组件的内部。
进一步地，所述支撑组件包括上支撑和下支撑；所述上支撑套设在所述机床主轴上，且所述上支撑与所述机床主轴固定连接；所述下支撑套设在所述上导向杆上，并且所述上导向杆能够相对于所述上支撑沿其自身的径向移动；所述上导向杆的顶端设置有卡合部，用于防止所述上导向杆沿其自身径向与所述下支撑分离；所述卡合部位于所述上支撑和下支撑所形成的空腔内；所述上支撑与所述下支撑固定连接。
进一步地，所述浮动组件设置在所述上支撑和下支撑所形成的空腔内；所述浮动组件包括上压板、下压板、钢珠保持架和多个钢珠；所述上压板和所述钢珠保持架套设在所述机床主轴上；所述下压板套设在所述上导向杆上，所述下压板位于所述卡合部的上方；所述钢珠保持架设置在所述上压板与所述下压板之间，且多个所述钢珠设置在所述钢珠保持架内。
进一步地，所述下支撑上设置有通孔，所述上导向杆穿设在所述通孔中，所述通孔的孔径大于所述上导向杆的杆径；所述卡合部的直径小于所述上支撑的内腔的直径；所述下压板的直径小于所述上支撑的内腔的直径。
进一步地，所述卡合部为螺纹套，所述螺纹套与所述上导向杆的顶端螺纹连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供的刚性珩磨装置，通过设置上导向机构和下导向机构，使机床主轴与上导向机构的上导向杆连接；珩磨头的上端与上导向杆相连接，珩磨头的下端与下导向机构的下导向杆相连接，并使上导向杆的轴线、珩磨头的轴线和下导向杆的轴线重合。这样使得珩磨头的往复和旋转运动的轴线固定，解决了由于运动部件长、运动惯量大，使得工件孔为鼓形或S状的花瓶形的技术问题，保证了珩磨头按照固定的轴线进行往复和旋转运动，从实现精准高效的珩磨。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一提供的刚性珩磨装置的结构示意图；
图2为本发明实施例二提供的刚性珩磨装置的结构示意图；
图3为图2中A处的局部放大示意图。
附图标记：
101-机床主轴；102-珩磨头；103-上导向杆；
104-下导向杆；105-机架；106-上导向套；
107-下导向套；108-珩磨夹具；109-上支撑；
110-下支撑；111-上压板；112-下压板；
113-钢珠保持架；114-通孔；
116-钢珠；117-工件。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的刚性珩磨装置的结构示意图，参见图1所示，本发明实施例一提供的刚性珩磨装置，包括机床主轴101、珩磨头102、上导向机构和下导向机构；上导向机构包括上导向杆103，下导向机构包括下导向杆104；机床主轴101与上导向杆103连接；珩磨头102的上端与上导向杆103相连接，珩磨头102的下端与下导向杆104相连接；上导向杆103的轴线、珩磨头102的轴线和下导向杆104的轴线重合。本发明提供的刚性珩磨装置，通过设置上导向机构和下导向机构，使机床主轴101与上导向机构的上导向杆103连接；珩磨头102的上端与上导向杆103相连接，珩磨头102的下端与下导向机构的下导向杆104相连接，并使上导向杆103的轴线、珩磨头102的轴线和下导向杆104的轴线重合。这样使得珩磨头102的往复和旋转运动的轴线固定，解决了由于运动部件长、运动惯量大，使得工件孔为鼓形或S状的花瓶形的技术问题，保证了珩磨头102按照固定的轴线进行往复和旋转运动，从实现精准高效的珩磨。
本实施例一中，刚性珩磨装置还包括机架105；上导向机构还包括上导向套106；上导向套106固定在机架105上。
本实施例一中，刚性珩磨装置还包括珩磨夹具108；下导向机构还包括下导向套107；下导向套107固定在珩磨夹具108上。
本实施例一提供的刚性珩磨装置，通过珩磨夹具108将工件117固定后，在珩磨过程中，上导向杆103在上导向套106内运动，下导向杆104在下导向套107内运动，由于珩磨头102的上端与上导向杆103连接，珩磨头102的下端与下导向杆104连接，从而保证了珩磨头102的往复运动的轴线和旋转运动轴线重合，这样避免了工件孔为鼓形或S状的花瓶形的情况发生。
实施例二
图2为本发明实施例二提供的刚性珩磨装置的结构示意图，图3为图2中A处的局部放大示意图，参见图1和图2所示，本发明实施例二提供了一种刚性珩磨装置，包括机床主轴101、珩磨头102、上导向机构和下导向机构；上导向机构包括上导向杆103，下导向机构包括下导向杆104；机床主轴101与上导向杆103连接；珩磨头102的上端与上导向杆103相连接，珩磨头102的下端与下导向杆104相连接；上导向杆103的轴线、珩磨头102的轴线和下导向杆104的轴线重合。本发明提供的刚性珩磨装置，通过设置上导向机构和下导向机构，使机床主轴101与上导向机构的上导向杆103连接；珩磨头102的上端与上导向杆103相连接，珩磨头102的下端与下导向机构的下导向杆104相连接，并使上导向杆103的轴线、珩磨头102的轴线和下导向杆104的轴线重合。这样使得珩磨头102的往复和旋转运动的轴线固定，解决了由于运动部件长、运动惯量大，使得工件孔为鼓形或S状的花瓶形的技术问题，保证了珩磨头102按照固定的轴线进行往复和旋转运动，从实现精准高效的珩磨。
本实施例二中，刚性珩磨装置还包括机架105；上导向机构还包括上导向套106；上导向套106固定在机架105上。刚性珩磨装置还包括珩磨夹具108；下导向机构还包括下导向套107；下导向套107固定在珩磨夹具108上。机床主轴101的轴线、上导向套106的中心轴线与下导向套107的中心轴线三者重合。在珩磨过程中，通过上导向套106和下导向套107使得上导向杆103和下导向杆104的运动在轴向方向上运动，使得珩磨头102的旋转运动的轴线与珩磨头102的往复运动的轴线重合，从而避免了工件孔为鼓形或S状的花瓶形的情况发生。
本实施例二中，刚性珩磨装置还包括平面浮动机构，用于使珩磨头102的轴线、上导向套106的中心轴线和下导向套107的中心轴线重合。
本实施例二中，机床主轴101与上导向杆103通过平面浮动机构连接。
本实施例二中，平面浮动机构包括浮动组件和支撑组件；浮动组件用于使机床主轴101与上导向杆103能够在径向上发生相对移动；浮动组件设置在支撑组件的内部。
参见图2所示，本实施例二中，支撑组件包括上支撑109和下支撑110；上支撑109套设在机床主轴101上，且上支撑109与机床主轴101固定连接；下支撑110套设在上导向杆103上，并且上导向杆103能够相对于上支撑109沿其自身的径向移动；上导向杆103的顶端设置有卡合部，用于防止上导向杆103沿其自身径向与下支撑110分离；卡合部位于上支撑109和下支撑110所形成的空腔内；上支撑109与下支撑110固定连接。
参见图2所示，本实施例二中，浮动组件设置在上支撑109和下支撑110所形成的空腔内；浮动组件包括上压板111、下压板112、钢珠保持架113和多个钢珠116；上压板111和钢珠保持架113套设在机床主轴101上；下压板112套设在上导向杆103上，下压板112位于卡合部的上方；钢珠保持架113设置在上压板111与下压板112之间，且多个钢珠116设置在钢珠保持架113内。
本实施例二中，下支撑110上设置有通孔114，上导向杆103穿设在通孔114中，通孔114的孔径大于上导向杆103的杆径；卡合部的直径小于上支撑109的内腔的直径；下压板112的直径小于上支撑109的内腔的直径。
本实施例二中，卡合部为螺纹套，螺纹套与上导向杆103的顶端螺纹连接。需要说明的是，本实施例二中卡合部不仅局限于螺纹套，也可以根据实际情况自由选取其他形式的卡合部，用以用于防止上导向杆沿其自身径向与下支撑分离，例如，卡合部为圆盘，圆盘与上导向杆的顶端为一体结构；对于其他形式的卡合部，本实施例二不再一一具体赘述。
本实施例二提供的刚性珩磨装置，在珩磨过程中，由于平面浮动机构中，上导向杆103与下支撑110的通孔114的孔壁之间留有间隙，卡合部与上支撑109的侧壁之间留有间隙，下压板112上支撑109的侧壁之间留有间隙，当在机床主轴101的轴线与珩磨头102的轴线出现偏差时，上导向杆103能够相对于上支撑109沿其自身的径向移动，使得珩磨头102的轴线、上导向套106的中心轴线和下导向套107的中心轴线重合，从而弥补了机床主轴101的轴线和珩磨头102的轴线不对中的误差，保证零件珩磨加工精度。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种刚性珩磨装置，其特征在于，包括机床主轴、珩磨头、上导向机构和下导向机构；所述上导向机构包括上导向杆，所述下导向机构包括下导向杆；所述机床主轴与所述上导向杆连接；所述珩磨头的上端与所述上导向杆相连接，所述珩磨头的下端与下导向杆相连接；所述上导向杆的轴线、珩磨头的轴线和下导向杆的轴线重合；
还包括机架；所述上导向机构还包括上导向套；所述上导向套固定在所述机架上；
还包括珩磨夹具；所述下导向机构还包括下导向套；所述下导向套固定在所述珩磨夹具上；所述机床主轴的轴线、所述上导向套的中心轴线与所述下导向套的中心轴线三者重合；
还包括平面浮动机构，用于使所述珩磨头的轴线、所述上导向套的中心轴线和所述下导向套的中心轴线重合；
所述机床主轴与所述上导向杆通过所述平面浮动机构连接；
所述平面浮动机构包括浮动组件和支撑组件；所述浮动组件用于使所述机床主轴与所述上导向杆能够在径向上发生相对移动；所述浮动组件设置在所述支撑组件的内部。
2.根据权利要求1所述的刚性珩磨装置，其特征在于，所述支撑组件包括上支撑和下支撑；所述上支撑套设在所述机床主轴上，且所述上支撑与所述机床主轴固定连接；所述下支撑套设在所述上导向杆上，并且所述上导向杆能够相对于所述上支撑沿其自身的径向移动；所述上导向杆的顶端设置有卡合部，用于防止所述上导向杆沿其自身径向与所述下支撑分离；所述卡合部位于所述上支撑和下支撑所形成的空腔内；所述上支撑与所述下支撑固定连接。
3.根据权利要求2所述的刚性珩磨装置，其特征在于，所述浮动组件设置在所述上支撑和下支撑所形成的空腔内；所述浮动组件包括上压板、下压板、钢珠保持架和多个钢珠；所述上压板和所述钢珠保持架套设在所述机床主轴上；所述下压板套设在所述上导向杆上，所述下压板位于所述卡合部的上方；所述钢珠保持架设置在所述上压板与所述下压板之间，且多个所述钢珠设置在所述钢珠保持架内。
4.根据权利要求3所述的刚性珩磨装置，其特征在于，所述下支撑上设置有通孔，所述上导向杆穿设在所述通孔中，所述通孔的孔径大于所述上导向杆的杆径；所述卡合部的直径小于所述上支撑的内腔的直径；所述下压板的直径小于所述上支撑的内腔的直径。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的刚性珩磨装置，其特征在于，所述卡合部为螺纹套，所述螺纹套与所述上导向杆的顶端螺纹连接。
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