CN105196139A - 预应力砂带磨削轴类零件的加载装置 - Google Patents

预应力砂带磨削轴类零件的加载装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种预应力砂带磨削轴类零件的加载装置，包括底板，在所述底板上连接有左右两个安装座，每一所述安装座的上部均穿设有固定轴，两个所述固定轴的中心线位于同一直线上，两个所述固定轴相互靠近的端头均连接有下夹体，在下夹体上连接有上夹体，在其中一个固定轴远离另一个固定轴的一端螺纹连接有预紧螺母，所述预紧螺母与对应的安装座之间抵装有推力轴承。上述结构利用预紧螺母对轴类零件施加预应力，从而使轴类零件表面获得合适的残余压应力，显著地提高了轴类零件的疲劳强度和寿命，具有构思巧妙、结构简单、生产容易和生产成本低等特点。

Description

预应力砂带磨削轴类零件的加载装置
技术领域
本发明属于砂带磨削技术领域，具体涉及一种预应力砂带磨削轴类零件的加载装置，用于轴类零件的预应力砂带磨削。
背景技术
目前，表面残余应力是零部件表面质量的重要指标之一，对零部件的疲劳寿命有着重要的影响。残余应力由加工过程中的力-热耦合形成，研究发现，由多物理场耦合形成的残余应力对零部件的疲劳强度有决定性的意义。并且，零部件表面分布残余压应力时，能有效提高其疲劳强度及寿命，提高抵抗腐蚀的能力；相反，当残余应力呈现残余拉应力状态时，则会明显降低其疲劳强度和寿命。因此，在已加工零部件的表面获得合适的残余压应力状态就显得十分重要。
砂带磨削是利用砂带这种特殊形式的柔性涂附工具对零部件表面同时进行磨削和抛光的一种加工形式。由于砂带基体以及接触轮具有弹性，砂带磨削属于弹性接触磨削，兼具磨削、研磨和抛光等多重效应，是一种复合加工工艺，具有高效、精密的加工特点。砂带磨削的优越性使得砂带磨削技术在工业生产中被广泛采用。特别是随着近年来精密砂带制造技术和砂带磨床研制水平的显著提高，砂带磨削的应用领域变得更为广阔。
现有轴类零件的砂带磨削加工，主要是通过加载装置将轴类零件安装于砂带磨削机床上，再进行砂带磨削加工，经研究发现这样加工出的轴类零件表面残余应力呈拉应力状态，不利于轴类零件疲劳强度和寿命的提高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种预应力砂带磨削轴类零件的加载装置，用于提高轴类零件的疲劳强度和寿命。
本发明的技术方案如下：一种预应力砂带磨削轴类零件的加载装置，包括底板，在所述底板上连接有左右两个安装座，每一所述安装座的上部均穿设有固定轴，两个所述固定轴的中心线位于同一直线上，两个所述固定轴相互靠近的端头均连接有下夹体，在下夹体上连接有上夹体，在其中一个固定轴远离另一个固定轴的一端螺纹连接有预紧螺母，所述预紧螺母与对应的安装座之间抵装有推力轴承。
本发明通过在其中一个固定轴上连接预紧螺母，使用过程中，通过两个固定轴上的上夹体和下夹体将待加工的轴类零件夹紧，然后拧动预紧螺母，通过预紧螺母对轴类零件施加预应力，然后保持轴类零件在该应力作用下进行砂带磨削加工，利用磨粒对加工表面的挤压作用，将部分预应力通过塑性变形固化在轴类零件的表层，从而改变已加工轴类零件的表面残余应力状态，使轴类零件表面获得合适的残余压应力，显著地提高了轴类零件的疲劳强度和寿命,并提高了轴类零件耐腐蚀的能力。并且在预紧螺母与对应的安装座之间抵装推力轴承，通过推力轴承对加工过程中的周向冲击进行缓冲，有效地避免了加工过程中轴向的串动影响加工效果。
在所述底板上固定有滑键，在底板上还开设有倒置的“T”形槽，所述滑键和“T”形槽均沿固定轴的中心线方向布置，在所述“T”形槽内卡装有”T”形螺栓，右边的安装座下端与滑键配合，并且该右边安装座通过”T”形螺栓和螺母与底板固定连接；左边的所述安装座与底板螺栓固定连接。这样将其中一个安装座与底板螺栓固定，另一个安装座与底板上的滑键配合，并通过“T”形螺栓固定，使该安装座的位置可以调整，从而调整两个固定轴之间的距离，便于加载不同长度的轴类零件。
作为优选，连接有预紧螺母的固定轴安装在右边的安装座上。
所述下夹体一体连接在固定轴上，在下夹体的上部开有半圆形的凹陷，并且下夹体远离对应固定轴的一端向上延伸形成半环形的下止口；所述上夹体的下部开有向上凹陷的半圆形缺口，并且上夹体远离对应固定轴的一端向下延伸形成半环形的上止口，所述上夹体通过螺栓与下夹体固定。这样上夹体和下夹体的结构简单，下夹体与固定轴一体连接，使下夹体的连接强度高，上止口和下止口的设置可以有效地避免轴类零件从上夹体和下夹体之间脱落。
所述固定轴还包括同轴、依次相连、且直径由大到小的大直径段、中直径段、小直径段、轴环段和螺纹段，其中大直径段远离中直径段的一端与下夹体相连，在每一所述小直径段上均固套有两个轴承，所述轴承安装在对应的安装座内，每一固定轴上靠近中直径段的轴承内圈与中直径段相抵，在轴环段上固套有与轴承相抵的轴环，所述轴环通过圆螺母锁紧，所述圆螺母连接在螺纹段上。所述预紧螺母可以是直接连接在螺纹段上，也可以是在螺纹段的外端加工有直径更小的小螺纹段，预紧螺母连接在该小螺纹段上。这样固定轴的结构简单、安装结构简单、稳定。
在连接有预紧螺母的固定轴的大直径段上开有扁方面。扁方面的设置便于在拧动预紧螺母时对固定轴进行夹持限位，操作更加方便。
在每一固定轴的两个轴承之间垫有内衬套和外衬套，所述内衬套和外衬套分别与轴承的内圈和外圈相抵。设置内衬套和外衬套，将每一固定轴上的两个轴承隔开，便于轴承润滑。
在两个所述安装座上端相背离的一侧均固定有端盖，所述固定轴穿过对应的端盖；所述预紧螺母位于对应端盖的外侧，并且所述推力轴承通过端盖抵装在预紧螺母与对应的安装座之间；在另一安装座的端盖与正对的轴承外圈之间垫有隔环。设置端盖，一方面便于利用端盖抵装推力轴承，另一方面可以对安装座的内部结构进行防护。隔环的设置，对相应轴承的外圈进行限位。
有益效果：本发明通过在其中一个固定轴上连接预紧螺母，利用预紧螺母对轴类零件施加预应力，从而使轴类零件表面获得合适的残余压应力，显著地提高了轴类零件的疲劳强度和寿命，具有构思巧妙、结构简单、生产容易和生产成本低等特点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为上夹体和下夹体的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述的实施例示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙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、以特定方位构造和操作，不应理解为限制本发明的具体保护范围。
在本发明中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式作进一步的描述，使本发明的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。
如图1和图2所示，本发明包括底板1，在所述底板1上连接有左右两个安装座5，每一所述安装座5的上部均穿设有固定轴8，两个所述固定轴8的中心线位于同一直线上，两个所述固定轴8相互靠近的端头均连接有下夹体15，在下夹体15上连接有上夹体16，在其中一个固定轴8远离另一个固定轴8的一端螺纹连接有预紧螺母9，所述预紧螺母9与对应的安装座5之间抵装有推力轴承7。
如图1和图2所示，在所述底板1上固定有滑键2，在底板1上还开设有倒置的“T”形槽，所述滑键2和“T”形槽均沿固定轴8的中心线方向布置，在所述“T”形槽内卡装有”T”形螺栓3，右边的安装座5下端与滑键2配合，并且该右边安装座5通过”T”形螺栓3和螺母4与底板1固定连接；左边的所述安装座5与底板1螺栓固定连接。连接有预紧螺母9的固定轴8安装在右边的安装座5上。
如图1和图2所示，所述下夹体15一体连接在固定轴8上，在下夹体15的上部开有半圆形的凹陷，并且下夹体15远离对应固定轴8的一端向上延伸形成半环形的下止口15a；所述上夹体16的下部开有向上凹陷的半圆形缺口，并且上夹体16远离对应固定轴8的一端向下延伸形成半环形的上止口16a，所述上夹体16通过螺栓与下夹体15固定。
如图1和图2所示，所述固定轴8还包括同轴、依次相连、且直径由大到小的大直径段81、中直径段82、小直径段83、轴环段84和螺纹段85，其中大直径段81远离中直径段82的一端与下夹体15相连，在每一所述小直径段83上均固套有两个轴承12，所述轴承12安装在对应的安装座5内，每一固定轴8上靠近中直径段82的轴承12内圈与中直径段82相抵，在轴环段84上固套有与轴承12相抵的轴环11，所述轴环11通过圆螺母10锁紧，所述圆螺母10连接在螺纹段85上。预紧螺母9可以是直接连接在螺纹段85上，也可以是在螺纹段85的外端加工有直径更小的小螺纹段，预紧螺母9连接在该小螺纹段上。在连接有预紧螺母9的固定轴8的大直径段81上开有扁方面81a。在每一固定轴8的两个轴承12之间垫有内衬套13和外衬套14，所述内衬套13和外衬套14分别与轴承12的内圈和外圈相抵。
如图1和图2所示，在两个所述安装座5上端相背离的一侧均固定有端盖6，所述固定轴8穿过对应的端盖6；所述预紧螺母9位于对应端盖6的外侧，并且所述推力轴承7通过端盖6抵装在预紧螺母9与对应的安装座5之间；在另一安装座5的端盖6与正对的轴承12外圈之间垫有隔环17。

Claims (8)

1.一种预应力砂带磨削轴类零件的加载装置，其特征在于：包括底板(1)，在所述底板(1)上连接有左右两个安装座(5)，每一所述安装座(5)的上部均穿设有固定轴(8)，两个所述固定轴(8)的中心线位于同一直线上，两个所述固定轴(8)相互靠近的端头均连接有下夹体(15)，在下夹体(15)上连接有上夹体(16)，在其中一个固定轴(8)远离另一个固定轴(8)的一端螺纹连接有预紧螺母(9)，所述预紧螺母(9)与对应的安装座(5)之间抵装有推力轴承(7)。
2.根据权利要求1所述预应力砂带磨削轴类零件的加载装置，其特征在于：在所述底板(1)上固定有滑键(2)，在底板(1)上还开设有倒置的“T”形槽，所述滑键(2)和“T”形槽均沿固定轴(8)的中心线方向布置，在所述“T”形槽内卡装有”T”形螺栓(3)，右边的安装座(5)下端与滑键(2)配合，并且该右边安装座(5)通过”T”形螺栓(3)和螺母(4)与底板(1)固定连接；左边的所述安装座(5)与底板(1)螺栓固定连接。
3.根据权利要求2所述预应力砂带磨削轴类零件的加载装置，其特征在于：连接有预紧螺母(9)的固定轴(8)安装在右边的安装座(5)上。
4.根据权利要求1或2或3所述预应力砂带磨削轴类零件的加载装置，其特征在于：所述下夹体(15)一体连接在固定轴(8)上，在下夹体(15)的上部开有半圆形的凹陷，并且下夹体(15)远离对应固定轴(8)的一端向上延伸形成半环形的下止口(15a)；所述上夹体(16)的下部开有向上凹陷的半圆形缺口，并且上夹体(16)远离对应固定轴(8)的一端向下延伸形成半环形的上止口(16a)，所述上夹体(16)通过螺栓与下夹体(15)固定。
5.根据权利要求5所述预应力砂带磨削轴类零件的加载装置，其特征在于：所述固定轴(8)还包括同轴、依次相连、且直径由大到小的大直径段(81)、中直径段(82)、小直径段(83)、轴环段(84)和螺纹段(85)，其中大直径段(81)远离中直径段(82)的一端与下夹体(15)相连，在每一所述小直径段(83)上均固套有两个轴承(12)，所述轴承(12)安装在对应的安装座(5)内，每一固定轴(8)上靠近中直径段(82)的轴承(12)内圈与中直径段(82)相抵，在轴环段(84)上固套有与轴承(12)相抵的轴环(11)，所述轴环(11)通过圆螺母(10)锁紧，所述圆螺母(10)连接在螺纹段(85)上。
6.根据权利要求5所述预应力砂带磨削轴类零件的加载装置，其特征在于：在连接有预紧螺母(9)的固定轴(8)的大直径段(81)上开有扁方面(81a)。
7.根据权利要求6所述预应力砂带磨削轴类零件的加载装置，其特征在于：在每一固定轴(8)的两个轴承(12)之间垫有内衬套(13)和外衬套(14)，所述内衬套(13)和外衬套(14)分别与轴承(12)的内圈和外圈相抵。
8.根据权利要求7所述预应力砂带磨削轴类零件的加载装置，其特征在于：在两个所述安装座(5)上端相背离的一侧均固定有端盖(6)，所述固定轴(8)穿过对应的端盖(6)；所述预紧螺母(9)位于对应端盖(6)的外侧，并且所述推力轴承(7)通过端盖(6)抵装在预紧螺母(9)与对应的安装座(5)之间；在另一安装座(5)的端盖(6)与正对的轴承(12)外圈之间垫有隔环(17)。
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