CN105269433A - 一种刃磨修整游标卡尺的装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种刃磨修整游标卡尺的装置及其工作方法。该装置包括底板、动力系统、装夹系统、主轴系统和工作台系统。所述动力系统包括电机和砂轮，电机固定安装在底板上，砂轮与电机输出轴相连接；主轴系统包括主轴和轴承座，主轴通过两端的轴承座安装在底板上，与电机并排；工作台系统包括工作台，工作台套装在主轴上；装夹系统安装在工作台上，用于游标卡尺的定位和装夹。该装置各零部件加工容易，装配和拆卸方便；装置整体尺寸不大，便于携带，适合到各现场进行游标卡尺的刃磨修整；操作方法简单，刃磨修整精度和效率较高，适合大批量游标卡尺的修整。

Description

一种刃磨修整游标卡尺的装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及一种刃磨装置，具体涉及一种用于刃磨修整游标卡尺的装置。

背景技术

游标卡尺是是一种用于测量长度、内外径、深度的量具，具有结构简单、测量快捷方便等优点，在机械制造领域大量应用。在游标卡尺进行深度测量的过程中，游标卡尺的测深尺端会产生磨损，从而造成不必要的测量误差，所以游标卡尺的修理在生产实习和工厂生产中十分重要。针对测深尺端的修整，传统的方法是将游标卡尺竖立置于一圆套中，加研料研磨。这种加工方法虽然能保证所需的形位精度要求，但是需要花费大量的人力资源，工作效率极低，所以不适合大批量的游标卡尺修整。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种用于刃磨修整游标卡尺的装置及其工作方法，该装置专门用于维修游标卡尺，自动化程度较高，工作效率高，并且能进一步提高刃磨修整的精度。

本发明的一种刃磨修整游标卡尺的装置，包括底板、动力系统、装夹系统、主轴系统和工作台系统；所述动力系统包括电机和砂轮，电机固定安装在底板上，砂轮与电机输出轴相连接，电机给砂轮提供旋转动力以保证对游标卡尺测深尺端的刃磨；主轴系统包括主轴和轴承座，主轴通过两端的轴承座安装在底板上，与电机并排；工作台系统包括工作台，工作台套装在主轴上，工作台系统使游标卡尺同工作台一起进行轴向移动，同时保证游标卡尺随工作台同主轴一起摆动以使游标卡尺测深尺端能被砂轮精确刃磨和修整。装夹系统安装在工作台上，用于游标卡尺的定位和装夹。

作为上述技术方案的进一步改进，在所述工作台两侧分别有螺旋推进装置和弹性部件套装在主轴上，螺旋推进装置通过螺纹与主轴联接。

作为上述技术方案的更进一步改进，所述螺旋推进装置为进给套筒。

作为上述技术方案的在进一步改进，在进给套筒内安装推力轴承，推力轴承与工作台接触。当旋转进给套筒时，推力球轴承会推动工作台进行运动。

作为上述技术方案的在进一步改进，在所述主轴上开槽，该主轴槽沿轴向伸展，开槽长圆柱端紧定螺钉从工作台一侧插入，其螺钉头部嵌入到主轴槽内，开槽平端紧定螺钉顶紧开槽长圆柱端紧定螺钉的尾部。这样即可保证工作台不能与主轴产生相对转动。

作为上述技术方案的在进一步改进，在与主轴槽相对一侧的圆周上，设置锁紧垫片，锁紧螺钉从工作台另一侧插入与锁紧垫片连接。旋转主轴锁紧螺钉使锁紧垫片压紧在主轴上，保证刃磨游标卡尺时工作台和主轴一起旋转，这种旋转是绕主轴轴线幅度不大的来回圆周摆动，以提高刃磨修整的精度。

作为上述技术方案的在进一步改进，所述装夹系统包括压板、压板锁紧螺钉、压板衬垫和定位块；压板和定位块固定在工作台上，压板衬垫安装在压板下面与游标卡尺接触的位置，压板锁紧螺钉穿过压板拧入工作台，用于锁紧压板从而压紧游标卡尺，保证游标卡尺刃磨时的稳定。

作为上述技术方案的在进一步改进，在砂轮外面安装有砂轮罩。

上述技术方案中的刃磨修整游标卡尺的装置的工作方法，包括以下步骤：

1）根据游标卡尺的长度调整工作台的位置，然后旋转主轴锁紧螺钉使锁紧垫片压紧在主轴上；对游标卡尺进行装夹和定位，保证游标卡尺的测深尺端和砂轮的端面接触；

2）开动电机，用手握住工作台使其同主轴一起摆动；

3）刃磨一段时间后，如还需进一步刃磨，根据进给套筒上面的刻度每次旋转一个或者二个刻度，使游标卡尺产生轴向移动，然后继续刃磨；

4）刃磨完成后，关闭电机，摆动工作台使游标卡尺远离砂轮直径范围，取出游标卡尺。

本发明的装置和方法具有以下有益效果：

1、各零部件加工容易，装配和拆卸方便；

2、装置整体尺寸不大，便于携带，适合到各现场进行游标卡尺的刃磨修整；

3、操作简单，刃磨修整精度和效率较高，适合大批量游标卡尺的修整。

附图说明

图1是本发明的刃磨修整游标卡尺装置的结构示意图；

图2是砂轮安装示意图；

图3是装夹系统的结构示意图；

图4是工作台系统的结构示意图；

图5是主轴系统的结构示意图。

其中：1.底板，2.电机座，3.开关，4.电机，5.联轴器，6.砂轮罩，7.砂轮，8.测深尺端，9.游标卡尺，10.工作台，11.轴承座，12.轴承挡圈，13.弹簧，14.锁紧法兰，15.主轴锁紧螺钉，16.挡板，17.进给套筒，18.轴承端盖，19.锁紧螺母，20.轴承调整螺钉，21.扳手孔，22.砂轮紧固螺钉，23.压板，24.压板锁紧螺钉，25.压板衬垫，26.定位块，27.定位销，28.开槽平端紧定螺钉，29.开槽长圆柱端紧定螺钉，30.主轴，31.锁紧垫片，32.圆锥滚子轴承，33.螺纹，34.推力球轴承，35.轴承调整挡圈。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明提出的一种刃磨修整游标卡尺的装置及其工作方法进行详细说明。

如图1所示，本发明所述的刃磨修整游标卡尺的装置包括包括底板1、动力系统、装夹系统、主轴系统和工作台系统。

动力系统包括电机座2、开关3、电机4、联轴器5、砂轮罩6、砂轮7和砂轮紧固螺钉22。装夹系统包括压板23、压板锁紧螺钉24、压板衬垫25和定位块26。主轴系统包括轴承座11、圆锥滚子轴承32、主轴30、轴承挡圈12、轴承端盖18、轴承调整挡圈35、锁紧螺母19和轴承调整螺钉20。工作台系统包括工作台10、弹簧13、锁紧法兰14、主轴锁紧螺钉15、挡板16、进给套筒17、开槽平端紧定螺钉28、开槽长圆柱端紧定螺钉29、锁紧垫片31和推力球轴承34。

底板1采用灰铸铁HT200材料，其上下两面需要进行磨削加工，上表面的表面粗糙度为Ra0.8。底板1的其它表面需进行铣削加工，表面粗糙度均为Ra1.6。需要根据电机座2和轴承座11的孔的数量、尺寸和位置在底板1上先钻孔后攻丝，然后通过螺纹联接保证底板1和电机座2和轴承座11的固定连接。

动力系统中，电机座2采用灰铸铁HT200材料，其上下表面需要进行磨削加工，表面粗糙度都为Ra0.8。电机4选用微型交流单相异步电机YY5622，它适用于没有三相电源的场合，工作电压为220V，该电机是防尘电机，能防止触及和接近机内带电或转动部件。电机座2通过下表面的螺纹联接固定安装在底板1，通过上表面的螺纹联接和电机4固定。开关3安装在电机座2上，用于电机4的启停控制。如图2所示，联轴器5与电机4的输出轴相联接，砂轮7通过砂轮紧固螺钉22固定在联轴器5上，同时砂轮7外面安装砂轮罩6防止磨屑四处飞溅。砂轮紧固螺钉22为非标准件，需要加工，其螺纹加工成右旋细牙螺纹以增加自锁性，在砂轮紧固螺钉22右端面加工四个扳手孔21，通过相应配套的扳手可以进行砂轮7的安装和拆卸。

如图5所示，主轴系统中，两个轴承座11固定安装在底板1上，圆锥滚子轴承32安装在轴承座11内，主轴30两端和圆锥滚子轴承32配合，松开锁紧螺母36，旋转轴承调整螺钉37使轴承调整挡圈35进行轴向运动，从而对圆锥滚子轴承32进行轴向间隙的调整，完成之后旋紧锁紧螺母36。圆锥滚子轴承32采用油脂润滑，轴承挡圈12和轴承端盖18都是采用螺纹联接固定在轴承座11上，从而完成圆锥滚子轴承32的密封防尘。

如图4和图5所示，工作台系统中，工作台10和主轴30配合，工作台10两侧面通过螺纹联接固定有挡板16，左侧挡板16和弹簧13接触，右侧挡板16和推力球轴承34接触，推力球轴承34安装在进给套筒17内，为了便于推力球轴承34的拆卸，在进给套筒17右侧设计有两个对称的孔。进给套筒17和主轴30通过螺纹33联接，螺纹33的螺距是1mm。当旋转进给套筒17时，推力球轴承34会推动工作台10进行运动。为保证工作台10只进行轴向运动，在主轴30上开槽，先拧入开槽长圆柱端紧定螺钉29使其螺钉头部嵌入到主轴槽内，然后再拧入开槽平端紧定螺钉28使其顶紧开槽长圆柱端紧定螺钉29的尾部，这样即可保证工作台10不能绕主轴30进行转动。为了使得工作台10的轴向移动速度均匀并保证工作台10在刃磨游标卡尺9过程中不会轴向串动，同时保证在刃磨结束后能随进给套筒17一起后退，在工作台10的左侧放置一弹簧13，要求弹簧13两端的承压面与其轴线垂直，应将端面圈在专用磨床上磨平。为保证锁紧可靠，采用具有较高塑性和强度、冷成型性能好、耐蚀性好的70黄铜作为锁紧垫片31的材料以增大锁紧时的接触面积和稳定性。锁紧法兰14通过螺钉固定在工作台10上，旋转主轴锁紧螺钉15与锁紧法兰14螺纹联接。旋转主轴锁紧螺钉15使锁紧垫片31压紧在主轴上，保证刃磨游标卡尺9时工作台10和主轴30一起旋转。为了使保证工作台10轴向移动距离的可控，在进给套筒17外圆表面上刻有刻度尺，刻度尺数为100，由于进给套筒17和主轴30联接的螺纹33螺距为1mm，所以每转一格，工作台10轴向移动0.01mm。同时，进给套筒17外圆表面加工有滚花。

如图3所示，在装夹系统中，要保证游标卡尺9刃磨的精度，定位块26各平面的平面度误差小于0.005mm，其两侧面相对于其底面的垂直度误差小于0.005mm。通过两个圆柱销27对定位块26进行定位，并通过两个螺钉使定位块26固定在工作台10上。压板23采用45钢制成，为防止压坏游标卡尺9表面，选用机械强度和胶合强度较高的酚醛层压布板作为压板衬垫25的材料，裁剪合适形状粘接在压板23下面。压板锁紧螺钉24用于锁紧压板23从而压紧游标卡尺9，保证游标卡尺9刃磨时的稳定。

本发明所述的刃磨修整游标卡尺的装置的工作方法包括以下步骤：

1）根据游标卡尺9的长度进行工作台10位置的调整，旋转进给套筒17，推动工作台10轴向运动，将工作台10调整到合适的相对位置后，旋转主轴锁紧螺钉15使锁紧垫片31压紧在主轴30上；对游标卡尺9进行装夹和定位：使游标卡尺9的侧面和定位块26贴合，游标卡尺9底面和工作台10上表面贴合，并保证游标卡尺9的测深尺端8和砂轮7的右端面接触，旋动压板锁紧螺钉24使压板衬垫25压紧在游标卡尺9上表面。

2）开动电机4，砂轮7旋转，用手握住工作台10，人工使其同主轴30一起摆动。

3）刃磨一段时间后，根据砂轮7刃磨测深尺端8产生的火花判断刃磨的情况，如还需进一步刃磨，根据进给套筒17上面的刻度每次旋转一个或者二个刻度，使游标卡尺9产生0.01mm或0.02mm的轴向移动，然后继续刃磨，保证了测深尺端8与砂轮7的均匀接触，提高了刃磨修整的精度。

4）刃磨完成后，关闭电机4，摆动工作台10使游标卡尺9远离砂轮7直径范围，取出游标卡尺9。

Claims (9)

1.一种刃磨修整游标卡尺的装置，其特征在于：包括底板（1）、动力系统、装夹系统、主轴系统和工作台系统；所述动力系统包括电机（4）和砂轮（7），电机（4）固定安装在底板（1）上，砂轮（7）与电机（4）输出轴相连接；主轴系统包括主轴（30）和轴承座（11），主轴（30）通过两端的轴承座（11）安装在底板（1）上，与电机（4）并排；工作台系统包括工作台（10），工作台（10）套装在主轴（30）上；装夹系统安装在工作台（10）上，用于游标卡尺（9）的定位和装夹。

2.根据权利要求1所述的刃磨修整游标卡尺的装置，其特征在于：在所述工作台（10）两侧分别有螺旋推进装置和弹性部件套装在主轴（30）上，螺旋推进装置通过螺纹（33）与主轴（30）联接。

3.根据权利要求2所述的刃磨修整游标卡尺的装置，其特征在于：所述螺旋推进装置为进给套筒（17）。

4.根据权利要求3所述的刃磨修整游标卡尺的装置，其特征在于：在进给套筒（17）内安装推力轴承（34），推力轴承（34）与工作台（10）接触。

5.根据权利要求4所述的刃磨修整游标卡尺的装置，其特征在于：在所述主轴（30）上开槽，该主轴槽沿轴向伸展，开槽长圆柱端紧定螺钉（29）从工作台（10）一侧插入，其螺钉头部嵌入到主轴槽内，开槽平端紧定螺钉（28）顶紧开槽长圆柱端紧定螺钉（29）的尾部。

6.根据权利要求5所述的刃磨修整游标卡尺的装置，其特征在于：在与主轴槽相对一侧的圆周上，设置锁紧垫片（31），锁紧螺钉（15）从工作台（10）另一侧插入与锁紧垫片（31）连接。

7.根据权利要求6所述的刃磨修整游标卡尺的装置，其特征在于：所述装夹系统包括压板（23）、压板锁紧螺钉（24）、压板衬垫（25）和定位块（26）；压板（23）和定位块（26）固定在工作台（10）上，压板衬垫（25）安装在压板（23）下面与游标卡尺（9）接触的位置，压板锁紧螺钉（24）穿过压板（23）拧入工作台（10）。

8.根据权利要求7所述的刃磨修整游标卡尺的装置，其特征在于：在砂轮（7）外面安装有砂轮罩（6）。

9.权利要求7或8所述的刃磨修整游标卡尺的装置的工作方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）根据游标卡尺（9）的长度调整工作台（10）的位置，然后旋转主轴锁紧螺钉（15）使锁紧垫片（31）压紧在主轴（30）上；对游标卡尺（9）进行装夹和定位，保证游标卡尺（9）的测深尺端（8）和砂轮（7）的端面接触；

2）开动电机（4），用手握住工作台（10）使其同主轴（30）一起摆动；

3）刃磨一段时间后，如还需进一步刃磨，根据进给套筒（17）上面的刻度每次旋转一个或者二个刻度，使游标卡尺9产生轴向移动，然后继续刃磨；

4）刃磨完成后，关闭电机（4），摆动工作台（10）使游标卡尺（9）远离砂轮（7）直径范围，取出游标卡尺（9）。