CN107443178A - 一种自动化进给超声波珩磨机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自动化进给超声波珩磨机，包括换能器、转轴、设置在转轴下方的珩磨头以及设置在珩磨头上的油石，所述超声波珩磨机包括用于测定油石胀开程度的检测单元、与检测单元连接的用于控制转轴转速的控制器、与控制器连接用于控制转轴转动的动力单元以及与控制器连接用于控制进料的进料单元，当检测单元检测到油石的胀开程度符合要求，控制器控制转轴转动，并调节其转速，同时控制进料单元进料。与现有技术相比，本发明通过检测单元，可以自动控制珩磨的开闭，自动化程度高；且通过控制器控制动力单元和进料单元，使转轴的转速与珩磨液的进料量更加匹配，提高珩磨质量。
Description
技术领域
本发明涉及超声珩磨技术领域，具体涉及一种自动化进给超声波珩磨机。
背景技术
珩磨广泛应用于各种形状的孔的光整加工或精加工，还可以对表面有特殊要求的工件进行加工，如发运机缸套孔、连杆孔，油泵油嘴与液压阀体孔等，其表面要求有交叉沟槽网纹进行储油以便润滑。另外，因为工作状况不同，零件对沟槽的分布与深度有不同的要求。
普通珩磨存在两大问题：(1)普通珩磨效率较低，尤其是珩磨薄壁零件、韧性材料和硬脆材料时加工效率极低。珩磨铜、铝、钛合金等韧性材料时，油石极易堵塞，表面质量很差，加工效率极低。(2)定压进给时，油石胀开压力变化较大；定程进给时，油石胀开压力凭操作者的经验和手感来控制，导致油石异常破损，工件变形乃至报废。
因此，目前的加工行业出现了超声珩磨加工，超声珩磨加工是在传统珩磨头上添加了超声振动，除具有普通珩磨的优点外还具有独特的优点。超声珩磨装置主要是能使珩磨头上的油石磨粒产生超声振动，实现磨粒对工件的断续切削，具有珩磨力小，油石不容易被掉下的磨粒与切削堵塞，珩磨温度较低的特点，因而珩磨后工件表面质量较好。
现在文献公开以及实际应用的超声珩磨装置，其结构大致有两种情况，一种是如申请号为201020672721.4、200620031811.9和99108124.2的专利公开的结构，由集流环和碳刷、换能器、变幅杆、振动圆盘、油石、油石座、珩磨头本体组成。其工作过程都是将换能器产生的高频振动通过变幅杆传到振动圆盘，然后又通过挠性杆传到油石座，最终使粘结在油石座上的油石产生沿被加工孔轴向的超声振动。
另一种是如申请号为201110202887.9的专利公开的结构，是在油石座上开槽后嵌入换能器，使油石产生沿被加工孔轴向的超声振动。
但是，现有的超声研磨技术还是存在一个较大的缺陷，就是珩磨的过程中不能离开操作员，因为超声发生器持续振动，会使油石持续胀开，从而使珩磨的痕迹太深，因此需要有人不断打开或关闭超声发生器，自动化程度低。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种自动化程度高的自动化进给超声波珩磨机。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种自动化进给超声波珩磨机，包括换能器、转轴、设置在转轴下方的珩磨头以及设置在珩磨头上的油石，所述超声波珩磨机包括用于测定油石胀开程度的检测单元、与检测单元连接的用于控制转轴转速的控制器、与控制器连接用于控制转轴转动的动力单元以及与控制器连接用于控制进料的进料单元，当检测单元检测到油石的胀开程度符合要求，控制器控制转轴转动，并调节其转速，同时控制进料单元进料。
要保证珩磨的质量，有几个重量的因素，第一是油石的胀开程度，油石胀开程度太小，油石与工件表面无法完全接触，导致某些地方无法完全加工，当油石胀开程度太大，珩磨的痕迹太深，影响表面美观。本发明中，打开换能器，将电能转换成超声波并作用在油石上，油石逐渐胀开，通过检测单元检测胀开程度，并将信号传递给控制器，当胀开程度符合要求时，控制器控制转轴开始转动；第二个重要因素是转轴的转速以及珩磨液的进料量，不同的胀开程度，需对应不同的转速及不同的珩磨液，本发明通过控制器可以很好的做到这一点，从而大大提高了珩磨的质量。
所述的检测单元包括两组光栅，两组光栅到珩磨头表面的距离分别为正常珩磨时油石需胀开的最小值和最大值。当一组光栅被阻挡，而另一组光栅没有被阻挡，则说明油石胀开程度是满足珩磨要求的，两组光栅都被阻挡则说明油石胀开程度过大，都不被阻挡则说明油石胀开程度太小。
所述控制器为PLC控制器。
所述动力单元包括步进电机以及联轴器，所述步进电机与控制器连接，步进电机的主轴上设有小齿轮，所述联轴器与所述转轴连接，且联轴器的一端设有与小齿轮啮合的大齿轮。
所述进料单元包括珩磨液储罐和输液泵，所述输液泵与超声波珩磨机的进液口连通，所述输液泵与控制器连接。
所述进料单元包括用于测定转轴转速的传感器，所述传感器与控制器连接，通过检测转轴的转速，然后将信号传递给控制器，通过控制器确定该转速下最合理的珩磨液进料量，然后控制输液泵的开度，控制珩磨液的进料量。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
(1)通过检测单元，可以自动控制珩磨的开闭，自动化程度高；
(2)通过控制器控制动力单元和进料单元，使转轴的转速与珩磨液的进料量更加匹配，提高珩磨质量。
附图说明
图1为本发明的连接示意图。
其中，1为珩磨液储罐，2为输液泵，3为PLC控制器，4为步进电机，5为小齿轮，6为大齿轮，7为联轴器，8为传感器，9为光栅，10为珩磨头，11为油石，12为转轴，13为换能器，14为进液口。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
一种自动化进给超声波珩磨机，包括换能器13、转轴12、设置在转轴12下方的珩磨头10以及设置在珩磨头10上的油石1，超声波珩磨机包括用于测定油石1胀开程度的检测单元、与检测单元连接的用于控制转轴12转速的PLC控制器3、与PLC控制器3连接用于控制转轴12转动的动力单元以及与PLC控制器3连接用于控制进料的进料单元，当检测单元检测到油石1的胀开程度符合要求，PLC控制器3控制转轴12转动，并调节其转速，同时控制进料单元进料。
检测单元包括两组光栅9，两组光栅9到珩磨头10表面的距离分别为正常珩磨时油石1需胀开的最小值和最大值。当一组光栅9被阻挡，而另一组光栅9没有被阻挡，则说明油石1胀开程度是满足珩磨要求的，两组光栅9都被阻挡则说明油石1胀开程度过大，都不被阻挡则说明油石1胀开程度太小。
动力单元包括步进电机4以及联轴器7，步进电机4与PLC控制器3连接，步进电机4的主轴上设有小齿轮5，联轴器7与转轴12连接，且联轴器7的一端设有与小齿轮5啮合的大齿轮6。
进料单元包括珩磨液储罐1和输液泵2，输液泵2与超声波珩磨机的进液口14连通，输液泵2与PLC控制器3连接。
进料单元包括用于测定转轴12转速的传感器8，传感器8与PLC控制器3连接，通过检测转轴12的转速，然后将信号传递给PLC控制器3，通过PLC控制器3确定该转速下最合理的珩磨液进料量，然后控制输液泵2的开度，控制珩磨液的进料量。
Claims (6)
1.一种自动化进给超声波珩磨机，包括换能器、转轴、设置在转轴下方的珩磨头以及设置在珩磨头上的油石，其特征在于，所述超声波珩磨机包括用于测定油石胀开程度的检测单元、与检测单元连接的用于控制转轴转速的控制器、与控制器连接用于控制转轴转动的动力单元以及与控制器连接用于控制进料的进料单元，当检测单元检测到油石的胀开程度符合要求，控制器控制转轴转动，并调节其转速，同时控制进料单元进料。
2.根据权利要求1所述的一种自动化进给超声波珩磨机，其特征在于，所述的检测单元包括两组光栅，两组光栅到珩磨头表面的距离分别为正常珩磨时油石需胀开的最小值和最大值。
3.根据权利要求1所述的一种自动化进给超声波珩磨机，其特征在于，所述控制器为PLC控制器。
4.根据权利要求1所述的一种自动化进给超声波珩磨机，其特征在于，所述动力单元包括步进电机以及联轴器，所述步进电机与控制器连接，步进电机的主轴上设有小齿轮，所述联轴器与所述转轴连接，且联轴器的一端设有与小齿轮啮合的大齿轮。
5.根据权利要求1所述的一种自动化进给超声波珩磨机，其特征在于，所述进料单元包括珩磨液储罐和输液泵，所述输液泵与超声波珩磨机的进液口连通，所述输液泵与控制器连接。
6.根据权利要求5所述的一种自动化进给超声波珩磨机，其特征在于，所述进料单元包括用于测定转轴转速的传感器，所述传感器与控制器连接。
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