CN107571110B - 一种微调式盲孔研磨工装及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微调式盲孔研磨工装，包括磨削组件及定位组件，所述的磨削组件的结构是，包括轴承套，轴承套的轴心通孔与工件台阶孔同轴连通，轴承套外端的圆槽中设置有定位轴套，在轴承套的轴心通孔与定位轴套内孔中共同穿有芯轴，芯轴内腔中套装有微调拉杆，微调拉杆两端头分别伸出该芯轴内腔；芯轴内端头套装有微调螺母，芯轴内端靠里的锥形圆周面上套装有研磨头；微调拉杆内端头与微调螺母的扁方对应设置，微调拉杆外端伸出芯轴之外横向安装有手把；微调拉杆与芯轴之间安装有定位螺钉；芯轴的外端靠里安装有加力杆。本发明还公开了一种微调式盲孔研磨方法。本发明的工装及方法，结构简单，使用方便。

Description

一种微调式盲孔研磨工装及方法

技术领域

本发明属于机械制造技术领域，涉及一种微调式盲孔研磨工装，本发明还涉及一种微调式盲孔研磨方法。

背景技术

在阀体类零件中，常有一些较深的内孔或盲孔中的台阶孔用于安装气密封零件，通常对这些台阶孔的尺寸和表面质量都有很高的要求。常规用于气密封的台阶孔表面粗糙度要求为0.4μm，但由于其空间的限制而且是盲孔，在普通的数控镗铣床上无法保证台阶孔的表面质量加工技术要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种微调式盲孔研磨工装，解决了常规的加工设备无法保证台阶孔所需表面精度，导致产品质量下降的问题。

本发明的另一目的是提供一种微调式盲孔研磨方法，解决了常规的加工设备无法保证台阶孔所需表面精度，导致产品质量下降的问题。

本发明采用的技术方案是，一种微调式盲孔研磨工装，包括磨削组件及定位组件，

所述的磨削组件的结构是，包括轴承套，轴承套内端的平直立面与工件的内孔轴线平行，并且轴承套通过多个连接螺栓与工件外立面贴紧固定，轴承套的轴心通孔与工件内孔中需要加工磨削的工件台阶孔同轴连通，轴承套外端的圆槽中设置有定位轴套，定位轴套与轴承套之间安装有轴承；在轴承套的轴心通孔与定位轴套内孔中共同穿有芯轴，芯轴轴心开有通透的内腔，该芯轴内腔中套装有微调拉杆，微调拉杆两端头分别伸出该芯轴内腔；芯轴内端头套装有微调螺母，芯轴内端靠里的锥形圆周面上套装有研磨头，微调螺母端口与研磨头端面顶紧接触；微调拉杆内端头与微调螺母的扁方对应设置，微调拉杆外端伸出芯轴之外横向安装有手把；微调拉杆与芯轴之间安装有定位螺钉；芯轴外圆周中部设置有定位槽，芯轴的外端靠里安装有加力杆。

本发明采用的另一技术方案是，一种微调式盲孔研磨方法，利用上述的工装，按照以下步骤具体实施：

步骤1、首先确定需研磨的工件台阶孔轴心线与工件内孔口沿端面的距离值，按该距离值确定定位芯轴的上下位置；然后将微调螺母放入定位芯轴方孔内，将研磨头放入定位芯轴定位止口内，组装定位组件，将定位芯轴连同微调螺母和研磨头整体放入工件内孔中；保证方孔的轴心线与需要研磨的工件台阶孔轴心线对中，然后拧紧定位组件的各个螺栓，将定位芯轴固定牢靠；

步骤2、将磨削组件中的轴承套与工件固定牢靠，将芯轴向里依次穿过定位轴套、轴承套、工件台阶孔，直至芯轴内端的锥形圆周面伸进研磨头内锥孔中；再将微调拉杆向里穿过芯轴内腔，直至微调拉杆内端头的扁方凸块穿过微调螺母的贯通扁方，然后旋转90度将微调拉杆的扁方凸块回拉至微调扁方内；转动手把旋转微调拉杆，使得微调螺母与芯轴旋合在一起，并且微调螺母与研磨头顶接接触，完成所有部件的初步组装；

步骤3、将芯轴向外移动，带动微调螺母及研磨头一同外移，直至微调螺母及研磨头全部脱出定位芯轴的方孔及定位止口，并且研磨头完全进入工件台阶孔中，取掉全部的定位组件；

步骤4、拧动插板上的顶紧螺栓，给芯轴一个向外的预紧力；通过手把拧转微调拉杆，带动微调螺母旋转压紧研磨头，使得研磨头与工件台阶孔紧密接触，实现对工件台阶孔磨削前的微调；

步骤5、拧紧定位螺钉，手动旋转加力杆，芯轴带动微调拉杆、微调螺母及研磨头一体旋转，定位轴套、轴承套对芯轴提供可靠的支撑，实现研磨头对工件台阶孔的磨削；

步骤6、磨削一段时间后，研磨头受到磨损后与工件台阶孔的径向间隙变大，需要对研磨头进行调节，

先松开定位螺钉，固定住芯轴的加力杆再拧转手把，微调拉杆的扁方凸块带动微调螺母旋紧，微调螺母旋紧过程中顶压研磨头，研磨头将会沿芯轴向外发生微小的移动，而研磨头与芯轴锥形圆周面通过锥面连接，此时内锥孔将会使研磨头发生径向的变形，使得研磨头与工件台阶孔重新紧密接触，

然后重复步骤5，通过多次微调及磨削，直至完全满足工件台阶孔研磨的技术要求。

本发明的有益效果是：一方面，实现了盲孔台阶孔的研磨，达到产品所需的表面质量；另一方面，此研磨装置制造成本低，使用方便快捷，降低了生产成本；在有效保证零件表面精度要求的前提下，通用性强，通过工具结构的模块化设计，可以实现在加工位置处的微调；安装使用方便、快捷，通过更换主要部件，能满足不同规格此类零件的内孔研磨，有效提高了生产效率，并且提高了关键工序的通过能力，增强该产品的市场竞争力；该方法使用的零件结构简单、操作方便、快捷，制造过程符合HSE要求，为盲孔研磨的加工提供了一种新思路、新方法。

附图说明

图1是本发明方法采用的工装结构示意图；

图2是本发明方法的工作原理图；

图3是本发明方法所使用的微调螺母1截面结构示意图；

图4是图1的左侧视向示意图；

图5是本发明方法所使用的研磨头2结构示意图；

图6是本发明方法所使用的研磨头2截面结构示意图；

图7是本发明方法所使用的芯轴6结构示意图；

图8是图7中的A-A截面示意图；

图9是图7中的B-B截面示意图；

图10是本发明方法所使用的微调拉杆11结构示意图；

图11是图10中的侧视结构示意图；

图12是本发明方法所使用的定位芯轴18截面示意图；

图13是本发明方法所使用的定位芯轴18俯视图。

图中，1.微调螺母，2.研磨头，3.连接螺栓，4.轴承套，5.定位轴套，6.芯轴，7.螺钉，8.手把，9.定位螺钉，10.加力杆，11.微调拉杆，12.顶紧螺栓，13.插板，14.轴承，15.固定螺栓，16.定位压板，17.定位板，18.定位芯轴，19.定位螺栓，20.工件，21.内锥孔，22.V型螺旋沟槽，23.定位槽，24.微调扁方，25.贯通扁方，26.方孔，27.定位止口，28.扁方凸块，29.安装孔，30.螺钉孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明方法的加工对象是工件20内孔中的台阶孔。以下描述中的内端为图1、图2中左侧，外端为图1、图2中右侧，实际位置以此类推。

参照图1、图2，本发明方法采用的工装结构是，包括一套磨削组件及一套定位组件，

磨削组件的结构是，包括轴承套4，轴承套4内端的平直立面与工件20的内孔轴线平行，并且轴承套4通过多个连接螺栓3与工件20外立面贴紧固定，轴承套4的轴心通孔与工件20内孔中需要加工磨削的工件20台阶孔同轴连通，轴承套4外端的圆槽中设置有定位轴套5，定位轴套5与轴承套4之间安装有轴承14；在工件20台阶孔、轴承套4的轴心通孔与定位轴套5内孔中共同穿有芯轴6，芯轴6轴心开有通透的内腔，该芯轴6内腔中套装有微调拉杆11，微调拉杆11两端头分别伸出该芯轴6内腔；芯轴6内端头套装有微调螺母1，芯轴6内端靠里的锥形圆周面上套装有研磨头2，微调螺母1端口与研磨头2端面顶紧接触；微调拉杆11内端头与微调螺母1的扁方对应设置，微调拉杆11外端伸出芯轴6之外横向安装有手把8，手把8通过螺钉7与微调拉杆11固定定位；微调拉杆11与芯轴6之间安装有定位螺钉9，用于微调拉杆11与芯轴6两者沿周向的定位；芯轴6外圆周中部设置有定位槽23，定位槽23中卡装有插板13，插板13上安装有顶紧螺栓12，顶紧螺栓12的内端头与定位轴套5外端面顶接；芯轴6的外端靠里安装有加力杆10；

定位组件的结构是，包括定位板17，定位板17通过定位螺栓19固定在工件20的内孔口沿，定位板17的侧开口中卡装有定位芯轴18，该侧开口安装有定位压板16，定位压板16两端分别通过一个固定螺栓15与定位板17固定连接，定位芯轴18被定位压板16和定位板17对扣卡紧固定为一体，使得定位芯轴18外圆表面与工件20的内孔壁贴紧，定位芯轴18下部径向(水平)开有方孔26及定位止口27，用于支撑微调螺母1。

参照图3、图4，微调螺母1内端面上向内凹进并且开有微调扁方24及贯通扁方25，贯通扁方25外侧的通孔内壁设置有内螺纹。

参照图5、图6，研磨头2沿径向开有一通透的缺口(近似圆环形)，研磨头2的内孔为斜率为1:20的内锥孔21，研磨头2通过内锥孔21套接在芯轴6锥形圆周面上；研磨头2外圆表面开有多圈V型螺旋沟槽22，用于预先放置研磨膏。

参照图7、图8、图9，芯轴6的内端外周设置有与微调螺母1对应的外螺纹，芯轴6的外端呈三角分布有三个安装孔29，每个安装孔29中均安装有一个加力杆10，设置的三个加力杆10便于转动操作；芯轴6设置有螺钉孔30，螺钉孔30中安装的定位螺钉9用于微调拉杆11与芯轴6两者的径向固定；芯轴6的中部外圆沿直径对称设置有两组定位槽23，以便适应不同规格尺寸的工件20；每组两个定位槽23沿直径对称，每个定位槽23中放置有一个插板13，每个插板13上沿轴向设置有顶紧螺栓12，各个顶紧螺栓12内端头与定位轴套5外端面顶接，用于调节芯轴6的外伸拉力，使得芯轴6内端的研磨头2与工件20台阶孔具有足够的摩擦力。

参照图10、图11，微调拉杆11内端沿直径方向设置有扁方凸块28，扁方凸块28与微调拉杆11主体之间设置有细颈，扁方凸块28的规格尺寸与微调扁方24及贯通扁方25配套一致；微调拉杆11外端沿直径方向设置有安装螺钉7及手把8的开孔。微调拉杆11内端的扁方凸块28穿过贯通扁方25再旋转90°伸进微调扁方24中，固定住旋转加力杆10后拧转手把8，实现微调拉杆11对微调螺母1的旋转调节，微调螺母1向外顶压研磨头2，使研磨头2沿芯轴6的锥形圆周面向外轻微移动，研磨头2实现微小的涨开量，从而达到对工件20台阶孔研磨过程中的微调。

参照图12、图13，定位芯轴18的上部细颈槽用于定位板17的侧开口及定位压板16的扣接卡装，定位芯轴18的下部水平开有近似圆角的方孔26，方孔26口沿开有圆形的定位止口27；方孔26的形状尺寸与微调螺母1外周的形状尺寸配套，定位止口27的形状尺寸与研磨头2外周的形状尺寸配套。

利用上述的两种工装，本发明方法，按照以下步骤具体实施：

步骤1、首先确定需研磨的工件20台阶孔轴心线与工件20内孔口沿端面的距离值，见图2中的H值，按H值确定定位芯轴18的上下位置；然后将微调螺母1放入定位芯轴18方孔内，将研磨头2放入定位芯轴18定位止口27内，组装定位组件，将定位芯轴18连同微调螺母1和研磨头2整体放入工件20内孔中；用弯尺靠平定位芯轴18端面保证方孔26的轴心线与需要研磨的工件20台阶孔轴心线对中，然后拧紧定位组件的各个螺栓，将定位芯轴18固定牢靠；

步骤2、将磨削组件中的轴承套4与工件20固定牢靠，将芯轴6向里依次穿过定位轴套5、轴承套4、工件20台阶孔，直至芯轴6内端的锥形圆周面伸进研磨头2内锥孔21中；再将微调拉杆11向里穿过芯轴6内腔，直至微调拉杆11内端头的扁方凸块28穿过微调螺母1的贯通扁方25，然后旋转90度将微调拉杆11的扁方凸块28回拉至微调扁方24内；转动手把8旋转微调拉杆11，使得微调螺母1与芯轴6旋合在一起，并且微调螺母1与研磨头2顶接接触，完成所有部件的初步组装，见图1；

步骤3、将芯轴6向外移动，带动微调螺母1及研磨头2一同外移，直至微调螺母1及研磨头2全部脱出定位芯轴18的方孔26及定位止口27，并且研磨头2完全进入工件20台阶孔中，取掉全部的定位组件(定位芯轴18及其他部件)，见图2；

步骤4、拧动插板13上的顶紧螺栓12，给芯轴6一个向外的预紧力；通过手把8拧转微调拉杆11，带动微调螺母1旋转压紧研磨头2，使得研磨头2与工件20台阶孔紧密接触，实现对工件20台阶孔磨削前的适时微调；

步骤5、拧紧定位螺钉9，手动旋转加力杆10，芯轴6带动微调拉杆11、微调螺母1及研磨头2一体旋转，定位轴套5、轴承套4对芯轴6提供可靠的支撑，实现研磨头2对工件20台阶孔的磨削；

步骤6、磨削一段时间后，研磨头2受到磨损后与工件20台阶孔的径向间隙变大，需要对研磨头2进行调节，

先松开定位螺钉9，固定住芯轴6的加力杆10再拧转手把8，微调拉杆11的扁方凸块28带动微调螺母1旋紧，微调螺母1旋紧过程中顶压研磨头2，研磨头2将会沿芯轴6向外发生微小的移动(图中向右微量移动)，而研磨头2与芯轴6锥形圆周面通过锥面连接，此时内锥孔21将会使研磨头2发生径向的变形，将研磨头2撑开从而弥补了研磨头2的微量磨损，实现研磨头2与工件20台阶孔重新紧密接触，

然后重复步骤5，通过多次微调及磨削，直至完全满足工件20台阶孔研磨的技术要求。

本发明的微调式盲孔研磨方法，能实现在零件内部工件20台阶孔加工位置处的微调，通过更换研磨头和微调拉杆等主要部件，能满足不同规格、不同深孔此类零件的工件20台阶孔研磨，有效提高了生产效率，极大地降低了的生产成本。该方法使用的零件结构简单、操作方便、快捷，为盲孔研磨的加工提供了一种新思路、新方法。

Claims (7)

1.一种微调式盲孔研磨工装，其特征在于，包括磨削组件及定位组件，

所述的磨削组件的结构是，包括轴承套(4)，轴承套(4)内端的平直立面与工件(20)的内孔轴线平行，并且轴承套(4)通过多个连接螺栓(3)与工件(20)外立面贴紧固定，轴承套(4)的轴心通孔与工件(20)内孔中需要加工磨削的工件(20)台阶孔同轴连通，轴承套(4)外端的圆槽中设置有定位轴套(5)，定位轴套(5)与轴承套(4)之间安装有轴承(14)；在轴承套(4)的轴心通孔与定位轴套(5)内孔中共同穿有芯轴(6)，芯轴(6)轴心开有通透的内腔，该芯轴(6)内腔中套装有微调拉杆(11)，微调拉杆(11)两端头分别伸出该芯轴(6)内腔；芯轴(6)内端头套装有微调螺母(1)，芯轴(6)内端靠里的锥形圆周面上套装有研磨头(2)，微调螺母(1)端口与研磨头(2)端面顶紧接触；微调拉杆(11)内端头与微调螺母(1)的扁方对应设置，微调拉杆(11)外端伸出芯轴(6)之外横向安装有手把(8)；微调拉杆(11)与芯轴(6)之间安装有定位螺钉(9)；芯轴(6)外圆周中部设置有定位槽(23)，芯轴(6)的外端靠里安装有加力杆(10)；

所述的定位组件的结构是，包括定位板(17)，定位板(17)通过定位螺栓(19)固定在工件(20)的内孔口沿，定位板(17)的侧开口中卡装有定位芯轴(18)，该侧开口安装有定位压板(16)，定位压板(16)两端分别通过一个固定螺栓(15)与定位板(17)固定连接，定位芯轴(18)被定位压板(16)和定位板(17)对扣卡紧固定为一体，定位芯轴(18)下部径向开有方孔(26)及定位止口(27)。

2.根据权利要求1所述的微调式盲孔研磨工装，其特征在于：所述的微调螺母(1)内端面上向内凹进并且开有微调扁方(24)及贯通扁方(25)，贯通扁方(25)外侧的通孔内壁设置有内螺纹。

3.根据权利要求1所述的微调式盲孔研磨工装，其特征在于：所述的研磨头(2)沿径向开有一通透的缺口，研磨头(2)的内孔为内锥孔(21)，研磨头(2)通过内锥孔(21)套接在芯轴(6)锥形圆周面上；研磨头(2)外圆表面开有多圈V型螺旋沟槽(22)。

4.根据权利要求1所述的微调式盲孔研磨工装，其特征在于：所述的芯轴(6)的内端外周设置有与微调螺母(1)对应的外螺纹，芯轴(6)的外端呈三角分布有三个安装孔(29)，每个安装孔(29)中均安装有一个加力杆(10)；芯轴(6)设置有螺钉孔(30)，螺钉孔(30)中安装的定位螺钉(9)用于微调拉杆(11)与芯轴(6)两者的径向固定；芯轴(6)的中部外圆沿直径对称设置有两组定位槽(23)；每组两个定位槽(23)沿直径对称，每个定位槽(23)中放置有一个插板(13)，每个插板(13)上沿轴向设置有顶紧螺栓(12)，各个顶紧螺栓(12)内端头与定位轴套(5)外端面顶接。

5.根据权利要求1所述的微调式盲孔研磨工装，其特征在于：所述的微调拉杆(11)内端沿直径方向设置有扁方凸块(28)，扁方凸块(28)与微调拉杆(11)主体之间设置有细颈，扁方凸块(28)的规格尺寸与微调扁方(24)及贯通扁方(25)配套一致；微调拉杆(11)外端沿直径方向设置有安装螺钉(7)及手把(8)的开孔。

6.根据权利要求1所述的微调式盲孔研磨工装，其特征在于：所述的定位芯轴(18)的上部细颈槽用于定位板(17)的侧开口及定位压板(16)的扣接卡装，定位芯轴(18)的下部水平开有近似圆角的方孔(26)，方孔(26)口沿开有圆形的定位止口(27)；方孔(26)的形状尺寸与微调螺母(1)外周的形状尺寸配套，定位止口(27)的形状尺寸与研磨头(2)外周的形状尺寸配套。

7.一种微调式盲孔研磨方法，利用权利要求1-6任一研磨工装，其特征在于，按照以下步骤具体实施：

步骤1、首先确定需研磨的工件(20)台阶孔轴心线与工件(20)内孔口沿端面的距离值，按该距离值确定定位芯轴(18)的上下位置；然后将微调螺母(1)放入定位芯轴(18)方孔(26)内，将研磨头(2)放入定位芯轴(18)定位止口(27)内，组装定位组件，将定位芯轴(18)连同微调螺母(1)和研磨头(2)整体放入工件(20)内孔中；保证方孔(26)的轴心线与需要研磨的工件(20)台阶孔轴心线对中，然后拧紧定位组件的各个螺栓，将定位芯轴(18)固定牢靠；

步骤2、将磨削组件中的轴承套(4)与工件(20)固定牢靠，将芯轴(6)向里依次穿过定位轴套(5)、轴承套(4)、工件(20)台阶孔，直至芯轴(6)内端的锥形圆周面伸进研磨头(2)内锥孔(21)中；再将微调拉杆(11)向里穿过芯轴(6)内腔，直至微调拉杆(11)内端头的扁方凸块(28)穿过微调螺母(1)的贯通扁方(25)，然后旋转90度将微调拉杆(11)的扁方凸块(28)回拉至微调扁方(24)内；转动手把(8)旋转微调拉杆(11)，使得微调螺母(1)与芯轴(6)旋合在一起，并且微调螺母(1)与研磨头(2)顶接接触，完成所有部件的初步组装；

步骤3、将芯轴(6)向外移动，带动微调螺母(1)及研磨头(2)一同外移，直至微调螺母(1)及研磨头(2)全部脱出定位芯轴(18)的方孔(26)及定位止口(27)，并且研磨头(2)完全进入工件(20)台阶孔中，取掉全部的定位组件；

步骤4、拧动插板(13)上的顶紧螺栓(12)，给芯轴(6)一个向外的预紧力；通过手把(8)拧转微调拉杆(11)，带动微调螺母(1)旋转压紧研磨头(2)，使得研磨头(2)与工件(20)台阶孔紧密接触，实现对工件(20)台阶孔磨削前的微调；

步骤5、拧紧定位螺钉(9)，手动旋转加力杆(10)，芯轴(6)带动微调拉杆(11)、微调螺母(1)及研磨头(2)一体旋转，定位轴套(5)、轴承套(4)对芯轴(6)提供可靠的支撑，实现研磨头(2)对工件(20)台阶孔的磨削；

步骤6、磨削一段时间后，研磨头(2)受到磨损后与工件(20)台阶孔的径向间隙变大，需要对研磨头(2)进行调节，

先松开定位螺钉(9)，固定住芯轴(6)的加力杆(10)再拧转手把(8)，微调拉杆(11)的扁方凸块(28)带动微调螺母(1)旋紧，微调螺母(1)旋紧过程中顶压研磨头(2)，研磨头(2)将会沿芯轴(6)向外发生微小的移动，而研磨头(2)与芯轴(6)锥形圆周面通过锥面连接，此时内锥孔(21)将会使研磨头(2)发生径向的变形，使得研磨头(2)与工件(20)台阶孔重新紧密接触，

然后重复步骤5，通过多次微调及磨削，直至完全满足工件(20)台阶孔研磨的技术要求。