CN105014529B - 研磨夹具装置及研磨方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种研磨夹具装置及研磨方法，它主要是用于提高静压主轴壳体内孔表面和静压轴承内孔表面的圆柱度、锥度和圆度，它包括舌尾锥套、自动定心卡爪、万向连接结、轴套和研磨棒。自动定心三爪用螺钉固定在舌尾锥套上，用自动定心三爪上的三爪连接万向连接结，轴套通过螺钉固定在万向连接结上，研磨棒连接轴套用螺钉固定。整个研磨夹具套进摇臂钻床上，开启摇臂钻可正反转控制研磨棒的研磨，也可实现手动自动控制，研磨过的静压主轴壳体内孔表面和静压轴承内孔表面上下偏差可达到0.002mm以内，壳体孔径和静压轴承的锥度、圆度、直线性提高，满足静压轴承和静压主轴的装配安装工艺的要求。

Description

研磨夹具装置及研磨方法
技术领域
本发明涉及一种研磨夹具装置及研磨方法，用此研磨夹具装置及研磨方法来研磨静压主轴壳体和静压主轴，可提高其直线性、锥度、圆度和圆柱度，满足静压主轴壳体和静压轴承、静压轴承和主轴的装配安装工艺。
背景技术
液体静压轴承在我国机床等领域应用广泛，因为静压轴承具有摩擦阻力小、传动效率高、抗振性能好、使用寿命长、承载力和旋转精度高且稳定的特点。但其加工工艺复杂，往往单一静压轴承加工达到图纸要求，组装装配后测试调整达不到设计要求，主要是静压轴承的刮削、装配工艺达不到要求。
大部分的静压主轴壳体内孔表面和静压轴承内孔表面采取手工研磨的方式，手工研磨的特点，精度高但效率低下，费力。在当下人力成本逐步上升的时代，机械化替换纯手工势在必行。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种研磨夹具装置及研磨方法，以提高静压主轴壳体和静压轴承的圆柱度、锥度、圆度和上下同心度，从而保证静压轴承工作时的有效工作间隙，提高静压主轴的回转精度。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种研磨夹具装置，用于提高静压主轴壳体内孔表面和静压轴承内孔表面的同心度、锥度、圆度和圆柱度，它包括：舌尾锥套、自动定心爪盘、万向上连接板、万向下连接板、轴套、螺母、研磨棒、短连接杆、螺钉、连接结、三爪夹头、固定螺钉、连接杆和固定螺母；所述三爪夹头装于自动定心爪盘上，自动定心爪盘通过固定螺钉固定在舌尾锥套上，万向上连接板和万向下连接板用连接结连接组成万向连接结，连接杆穿过万向下连接板一端用固定螺母锁紧；三爪夹头连接万向上连接板，万向下连接板通过螺钉连接轴套，研磨棒套进轴套中，用短连接杆固定，短连接杆一端用螺母锁紧。
一种利用上述研磨夹具装置进行研磨的方法，包括以下步骤：
(1)将待研磨的主轴壳体平置于摇臂钻工作平板上，用内径千分尺测量出主轴壳体上下孔径的尺寸，并记录；
(2)根据整批主轴壳体的最大值来制作研磨棒；所述研磨棒为实心研磨棒，材料选用耐磨铸铁，头部加工成3°X50导向；研磨棒分粗研磨棒和精研磨棒二档，所述粗研磨棒带有螺纹线；所述精研磨棒为光棒；
(3)将待研磨的主轴壳体固定于摇臂钻工作台板上，固定时壳体垫高40-100mm，将所述研磨夹具装置的舌尾锥套装进摇臂钻床中；
(4)开启摇臂钻，转速控制在25转/分，在研磨时根据研磨棒与主轴壳体的松紧配合，在研磨棒上涂抹煤油或研磨膏，转速须正反转控制；
(5)研磨一定时间取出研磨棒，用内径千分尺再测量主轴壳体的上下孔径尺寸，如果上下孔径的误差在0.002mm范围内则研磨成功，否则，主轴壳体孔径小的一端须再次研磨，可在研磨棒上涂研磨粉继续研磨，若上孔偏小则将研磨棒伸下去一小段即可，若下孔偏小则须将静压主轴壳体倒置并固定在工作台板上继续研磨，直到用内径千分尺测量出来的偏差在0.002mm范围内即完成研磨；静压主轴壳体的孔径研磨好后，装配好静压轴承，同样的方法可研磨静压轴承的内孔表面。
整批静压主轴壳体中从最大的尺寸开始研磨，研磨会使研磨棒有所损耗，则从大到小顺序研磨刚好，若研磨棒的尺寸不能满足研磨要求时，则需再根据所剩静压主轴壳体内孔的尺寸制作一根符合要求的研磨棒，可以从使用过的研磨棒中修改成小尺寸的研磨棒，达到节约成本化生产，以此继续来研磨壳体的内孔，直至将整批静压主轴壳体研磨完成。
本发明的有益效果是：本发明装置的舌尾锥套套进摇臂钻，利用摇臂钻机床可以手动自动控制研磨的正反转，大批量生产时省时省力提高生产效率；自动定心三爪可控制其研磨棒的自动定心及垂直度，研磨切削力大时可自动打滑，不会出现卡死，起到安全保护作用。万向连接结装置可保证研磨主轴壳体孔尺寸不会出现喇叭口状，既起到传递扭矩的作用，当机床主轴轴心线和静压主轴壳体内孔轴心线不重合时，起到自动纠偏的作用。本发明装置及方法可提高静压主轴壳体和静压轴承的精度、锥度、圆度，满足静压轴承和静压主轴壳体的装配安装工艺，促使静压主轴工作时静压轴承寿命增长，回转精度提高，温升降低。
附图说明
图1为研磨夹具装置一个角度的结构示意图；
图2为研磨夹具装置另一个角度的结构示意图；
图3为主轴壳体安放及研磨位置图；
图中：舌尾锥套1、自动定心爪盘2、万向上连接板3、万向下连接板4、轴套5、螺母6、研磨棒7、短连接杆8、螺钉9、连接结10、三爪夹头11、固定螺钉12、连接杆13、固定螺母14、待研磨的主轴壳体15、摇臂钻工作平板16、垫块17、壳体上端口研磨处18、上静压轴承研磨处19、下静压轴承研磨处20、壳体下端口研磨处21。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1、2所示，本发明一种研磨夹具装置，包括：舌尾锥套1、自动定心爪盘2、万向上连接板3、万向下连接板4、轴套5、螺母6、研磨棒7、短连接杆8、螺钉9、连接结10、三爪夹头11、固定螺钉12、连接杆13和固定螺母14；所述三爪夹头11装于自动定心爪盘2上，自动定心爪盘2通过固定螺钉12固定在舌尾锥套1上，万向上连接板3和万向下连接板4用连接结10连接组成万向连接结，连接杆13穿过万向下连接板4一端用固定螺母14锁紧；三爪夹头11连接万向上连接板3，万向下连接板4通过螺钉9连接轴套5，研磨棒7套进轴套5中，用短连接杆8固定，短连接杆8一端用螺母6锁紧。
如图3所示，一种利用上述研磨夹具装置进行研磨的方法，包括以下步骤：
(1)将待研磨的主轴壳体15平置于摇臂钻工作平板16上，用内径千分尺测量出主轴壳体上下孔径的尺寸，并记录；
(2)根据整批主轴壳体的最大值来制作研磨棒；研磨棒为实心研磨棒，材料选用耐磨铸铁，必须经过精密加工，头部加工成3°X50导向，保证研磨棒的直线性、精度、锥度和圆度；研磨棒分二档：1：粗研磨棒，带有螺纹线(可以带走研磨膏及研磨下来的杂质)，主要去除表面毛刺，及利用粗研磨膏进行微小切削，提高圆度、锥度；2：精研磨棒，光棒，主要提高内孔表面光洁度，起光整作用。例：整批主轴壳体中最大的主轴壳体孔径尺寸最大上偏差为+0.010mm——+0.005mm，则起初制作的研磨棒尺寸为最大壳体孔径，试着垂直放入主轴壳体内孔中，若能将研磨棒放进一半左右，那这根研磨棒可以使用了，如果放入时很紧不能放入半根长短，则再将研磨棒稍微磨掉0.5μm，再试着垂直放入，直到能将半根长短的研磨棒放入主轴壳体孔径中；
(3)将待研磨的主轴壳体15固定于摇臂钻工作平板16上，固定时壳体通过垫块17垫高40-100mm，防止研磨时研磨棒触碰撞到摇臂钻工作平板16，影响研磨质量，将所述研磨夹具装置的舌尾锥套(1)装进摇臂钻床中；
(4)开启摇臂钻，转速控制在25转/分，在研磨时根据研磨棒与主轴壳体的松紧配合，适当地在研磨棒上涂抹煤油或研磨膏，转速须正反转控制，能够使研磨接触更全面；
(5)研磨一定时间取出研磨棒，用内径千分尺再测量主轴壳体的上下孔径尺寸，如果上下孔径的误差在0.002mm范围内则研磨成功，否则，主轴壳体孔径小的一端须再研磨，可在研磨棒上涂研磨粉继续研磨，若上孔偏小则将研磨棒伸下去一小段即可，若下孔偏小则须将静压主轴壳体倒置并固定在工作台板上继续研磨，直到用内径千分尺测量出来的偏差在0.002mm范围内即完成研磨；静压主轴壳体的孔径研磨好后，装配好静压轴承，同样的方法可研磨静压轴承的内孔表面。
整批静压主轴壳体中从最大的尺寸开始研磨，研磨会使研磨棒有所损耗，则从大到小顺序研磨刚好，若研磨棒的尺寸不能满足研磨要求时，则需再根据所剩静压主轴壳体内孔的尺寸制作一根符合要求的研磨棒，可以从使用过的研磨棒中修改成小尺寸的研磨棒，达到节约成本化生产，以此继续来研磨壳体的内孔，直至将整批静压主轴壳体研磨完成。

Claims (3)

1.一种研磨夹具装置，其特征在于，包括：舌尾锥套(1)、自动定心爪盘(2)、万向上连接板(3)、万向下连接板(4)、轴套(5)、螺母(6)、研磨棒(7)、短连接杆(8)、螺钉(9)、连接结(10)、三爪夹头(11)、固定螺钉(12)、连接杆(13)和固定螺母(14)；所述三爪夹头(11)装于自动定心爪盘(2)上，自动定心爪盘(2)通过固定螺钉(12)固定在舌尾锥套(1)上，万向上连接板(3)和万向下连接板(4)用连接结(10)连接组成万向连接结，连接杆(13)穿过万向下连接板(4)一端用固定螺母(14)锁紧；三爪夹头(11)连接万向上连接板(3)，万向下连接板(4)通过螺钉(9)连接轴套(5)，研磨棒(7)套进轴套(5)中，用短连接杆(8)固定，短连接杆(8)一端用螺母(6)锁紧。
2.一种利用权利要求1所述研磨夹具装置进行研磨的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将待研磨的静压主轴壳体平置于摇臂钻工作台板上，用内径千分尺测量出静压主轴壳体上下孔径的尺寸，并记录；
(2)根据整批静压主轴壳体的最大值来制作研磨棒；所述研磨棒为实心研磨棒，材料选用耐磨铸铁，头部加工成3°X50导向，即研磨棒的顶端部位具有3°的导向，导向的距离长度为50mm；研磨棒分粗研磨棒和精研磨棒二档，所述粗研磨棒带有螺纹线；所述精研磨棒为光棒；
(3)将待研磨的静压主轴壳体固定于摇臂钻工作台板上，固定时静压主轴壳体垫高40-100mm，将所述研磨夹具装置的舌尾锥套装进摇臂钻床中；
(4)开启摇臂钻，转速控制在25转/分，在研磨时根据研磨棒与静压主轴壳体的松紧配合，在研磨棒上涂抹煤油或研磨膏，转速须正反转控制；
(5)研磨一定时间取出研磨棒，用内径千分尺再测量静压主轴壳体的上下孔径尺寸，如果上下孔径的误差在0.002mm范围内则研磨成功，否则，静压主轴壳体孔径小的一端须再次研磨，可在研磨棒上涂研磨粉继续研磨，若上孔偏小则将研磨棒伸下去一小段即可，若下孔偏小则须将静压主轴壳体倒置并固定在工作台板上继续研磨，直到用内径千分尺测量出来的偏差在0.002mm范围内即完成研磨；静压主轴壳体的孔径研磨好后，装配好静压轴承，同样的方法可研磨静压轴承的内孔表面。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，整批静压主轴壳体中从最大的尺寸开始研磨，研磨会使研磨棒有所损耗，则从大到小顺序研磨刚好，若研磨棒的尺寸不能满足研磨要求时，则需再根据所剩静压主轴壳体内孔的尺寸制作一根符合要求的研磨棒，可以从使用过的研磨棒中修改成小尺寸的研磨棒，达到节约成本化生产，以此继续来研磨静压主轴壳体的内孔，直至将整批静压主轴壳体研磨完成。
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