CN107953209B - 一种用于高表面完整性加工的高效砂带磨削专用磨具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于高表面完整性加工的高效砂带磨削专用磨具，包括抛光块；用以将抛光块固定于磨床的固定装置；设于安装腔的内侧壁和抛光块外侧壁、用以固定砂带的砂带固定装置以及用以将砂带压紧于待加工工件的外周面，且能够沿安装腔的径向移动的径向压紧组件。该砂带磨削专用磨具，采用缠绕的方式，通过安装在安装腔内侧壁和抛光块外侧壁的砂带固定装置而将砂带固定于待加工工件外周面，可有效的防止砂带脱落；通过调整径向压紧组件的径向位置来满足不同直径工件的加工要求；通过多个径向压紧组件对待加工工件的不同部位同时进行磨削和抛光，使得工件的加工效率更高。该磨具，结构简单、砂带固定牢靠、加工效率高，且力学性能好。

Description

一种用于高表面完整性加工的高效砂带磨削专用磨具

技术领域

本发明涉及砂带磨削技术领域，更具体地说，涉及一种用于高表面完整性加工的高效砂带磨削专用磨具。

背景技术

砂带研磨工艺是一种用于曲轴、凸轮轴等外圆表面的精密磨削加工工艺，是提高上述工件表面完整性及其一致性的有效加工技术之一。

对于工件的疲劳寿命来说，表面纹理、粗糙度、残余应力等表面完整性特征的影响是非常巨大的。因此，为了提升工件的抗疲劳强度，提出了一种纵向砂带磨削的方法，以期在工件表面形成沿着工件轴向的符合要求的微观纹理，最终达到我们要求的抗疲劳强度。相比于普通的纵向磨削，纵向砂带磨削因为砂带磨削所具有的兼具抛光和磨削的双重作用，其工艺灵活性高、适应性强，且其独特的柔性磨削的特性在型面平滑过渡的方面有着独特的拟合效果，因此对于各种不同截面的工件都有一定的适用性。

而现有的纵向砂带磨削主要是在传统数控磨床的普通磨削方法的基础上做了一定的变化而得到的，即砂带和工件都不转动，同时砂带在有一定的压力的条件下“强行”沿着工件轴向移动，用这种类似于刨的方式来完成磨削。经过研究表明，这种方式所加工出来的表明确实有着比较完整的纵向纹理，工件的表面完整性也确实大大地提高了。但是，这种加工方式的加工效率低下，每次加工一个新的工件，都需要工件旋转180°才能完成加工。

与这种方法类似的还有砂带转动、工件不动的加工方式，这种方法的缺陷与上面的类似，加工效率低下，而且还有着纵向微观纹理方向性不强的缺点。而砂带不动、工件转动与砂带和工件都转动等纵向磨削方式，虽然加工效率比较高，但是也都有着纵向微观纹理方向性不强的问题。而造成这些问题的根本原因是市面上还没有普及一种针对于纵向砂带磨削的专用工具，只能在传统的磨削工具的基础上用一些创新的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于高表面完整性加工的高效砂带磨削专用磨具，其结构简单、磨削效率高，可满足不同尺寸的工件的加工要求。

为实现上述目的，本发明提供一种用于高表面完整性加工的高效砂带磨削专用磨具，包括：

设有安装腔的抛光块；

用以将所述抛光块固定于磨床的固定装置；

设于所述安装腔的内侧壁和所述抛光块的外侧壁、用以固定砂带的砂带固定装置；

贯穿于所述抛光块且延伸至所述安装腔内部、用以将砂带压紧于待加工工件的外周面，且能够沿所述安装腔的径向移动的径向压紧组件；

所述径向压紧组件为多个，多个所述径向压紧组件均匀分布于所述抛光块。

优选的，所述径向压紧组件包括：

设于所述安装腔的接触球以及贯穿于所述抛光块、用以调整所述接触球位于所述安装腔径向位置的调整螺钉，所述调整螺钉的螺纹端部锁紧于所述抛光块的内部。

优选的，所述砂带固定装置包括：

安装于所述安装腔内侧壁、用以固定砂带的多个砂带限位块，任意相邻的两个所述接触球之间设有至少一个所述砂带限位块；

安装于所述抛光块的左右外侧壁以及所述抛光块的底部、用以支撑砂带的多个砂带支撑轮。

优选的，所述砂带支撑轮与所述抛光块之间安装有砂带支撑板。

优选的，所述抛光块包括左抛光块以及与所述左抛光块相配合的右抛光块；

还包括用以锁紧所述左抛光块和所述右抛光块的锁紧装置。

优选的，所述固定装置包括：

用以与磨床相连的磨床连接部；

固设于所述磨床连接部下端、用以分别连接所述左抛光块和所述右抛光块的抛光块连接部；

所述磨床连接部与所述抛光块连接部为一体结构。

优选的，所述支撑板与所述抛光块本体之间，以及所述支撑板与所述安装轮之间均通过螺栓连接；

多个所述砂带支撑轮具体为四个，四个所述砂带支撑轮分别安装于所述左抛光块的左侧壁及底部，以及所述右抛光块的右侧壁及底部。

优选的，所述左抛光块的左上角和左下角设有左平台，所述右抛光块的右上角和右下角均设有右平台；

多个所述径向压紧组件具体为四个，四个所述径向压紧组件分别安装于所述左平台和所述右平台。

优选的，所述接触球具体为弹性接触球。

相较于上述背景技术，本发明所提供的用于高表面完整性加工的高效砂带磨削专用磨具，采用缠绕的方式，通过安装在安装腔内侧壁和抛光块外侧壁的砂带固定装置，将砂带固定于待加工工件外周面，这种方式，可以使砂带固定得更加稳固，并有效的防止砂带脱落。此外，通过径向压紧组件，可以将砂带压紧于待加工工件的外周面，由于径向压紧组件能够沿安装腔的径向移动，因此，当待加工工件为不同直径时，可以通过调整径向压紧组件沿安装腔的径向位置，来满足不同直径工件的加工要求，因此，适用性更强；此外，由于径向压紧组件为多个，且沿抛光块的周向均匀分布，可以对加工工件的不同部位同时进行磨削和抛光，加工效率更高。

此外，本发明所提供的砂带磨削专用磨具，采用沿轴向磨削工件的加工方法，经砂带磨削及抛光后的工件具有均匀、致密的微观纹理以及良好的微观组织，从而使得工件的抗疲劳强度等力学性能得到显著提高。

因此，本发明所提供的用于高表面完整性加工的高效砂带磨削专用磨具，其结构简单、砂带固定牢靠、加工效率高，且抗疲劳强度等力学性能好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的用于高表面完整性加工的高效砂带磨削专用磨具的结构示意图；

图2为图1中固定装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种用于高表面完整性加工的高效砂带磨削专用磨具，其结构简单、砂带固定牢靠、加工效率高，且力学性能好。

需要说明的是，本文中出现的方位词“上、下、左、右”方向指的是图1中的上、下、左、右方向。“内”指的是图1中指向抛光块内部的方向，“外”指的是图1中指向抛光块外部的方向；本文中出现的方位词均是以本领域技术人员的习惯用法以及说明书附图为基准而设立的，它们的出现不应当影响本发明的保护范围；此外，本文所述的“专用砂带”仅限于安装砂带。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1和图2，图1为本发明所提供的用于高表面完整性加工的高效砂带磨削专用磨具的结构示意图，图2为图1中固定装置的结构示意图。

本发明所提供的用于高表面完整性加工的高效砂带磨削专用磨具，包括抛光块3，该抛光块3开设有用以安装工件的安装腔，抛光块3的外部设有用以将抛光块3固定于磨床上的固定装置1，位于抛光块3的安装腔的内侧壁以及抛光块3的外侧壁安装有砂带固定装置，采用缠绕的方式，通过砂带固定装置而将砂带固定于待加工工件的外周面，可以防止砂带8脱落，实现砂带8的牢固安装，当砂带8磨损时，通过旋转砂带8来变换砂带8的磨削位置，可以提高砂带8的利用率；另外，还包括径向压紧组件，该径向压紧组件贯穿于抛光块3而延伸至安装腔内部，且能够沿安装腔的径向移动，通过调整径向压紧组件位于安装腔内的位置，以此来满足不同工件的加工要求；另外，径向压紧组件为多个，多个径向压紧组件沿抛光块3的周向均匀分布，磨削加工时，在磨床的推动下，砂带8可以沿工件的轴向运动，多个径向压紧组件的设置，可实现砂带8对工件同时磨削，从而提高工件的加工效率；此外，经砂带磨削及抛光后的工件，其具有均匀的微观纹理和致密的微观组织，工件的抗疲劳强度等力学性能得到显著提高。

具体来说，上述径向压紧组件包括接触球4以及调整螺钉2，接触球4设置于安装腔内，调整螺钉2贯穿于抛光块3而延伸至安装腔的内部，接触球4开设有螺纹孔，调整螺钉2的螺纹端部锁紧于接触球4的螺纹孔内，从而实现接触球4的固定。

磨削工件时，根据待加工工件的直径来调节调整螺钉2的旋入深度，直至接触球4与工件将砂带8的待加工表面相抵，从而将砂带8固定在工件的加工表面；当更换不同直径的工件时，通过调节调整螺钉2的旋入深度，和/或更换接触球4的直径，来满足具有不同直径的工件的加工要求。

此外，上述砂带固定装置包括安装于安装腔内侧壁中的多个砂带限位块6，砂带限位块6设有限位槽，砂带8安装在限位槽内，在安装时，任意相邻的两个接触球4之间设有至少一个砂带限位块6，这样一来，即可将砂带8压装在接触球4上；此外，砂带固定装置还包括多个砂带支撑轮9，多个砂带支撑轮9分别安装在抛光块3的左右外侧壁以及抛光块3的底部；为进一步增加砂带8安装的稳固性，可以通过增加砂带限位块6以及砂带支撑轮9的数量来实现。

上述抛光块3与砂带支撑轮9之间还可设置砂带支撑板5，通过螺栓等连接件实现砂带支撑板5与抛光块3和砂带支撑轮9之间的可拆卸连接，砂带支撑板5的设置，可以将砂带8支起一定的距离，使砂带8安装得更为牢固。

上述抛光块3包括左抛光块和右抛光块，左抛光块设有左安装腔，右抛光块设有右安装腔，左安装腔与右抛光腔相配合，形成用以放置工件的安装腔，左抛光块和右抛光块上还设置有锁紧装置7，该锁紧装置7具体为工字型结构，包括横跨部以及固设于横跨部两端的扣合部，横跨部与扣合部为一体结构，相对应的，左抛光块和右抛光块上各安装有凸起，两个扣合部分别与两个凸起相扣合，以此实现左抛光块与右抛光块之间的扣合锁紧。

此外，上述固定装置1包括用以与磨床相连的磨床连接部11以及固设于磨床连接部11下端的抛光块连接部12，磨床连接部11开设有圆形连接孔，磨床与磨床连接部11之间通过螺栓等连接件连接；抛光块连接部12具有左右两个相同的连接块，两个连接块上均开设有圆形连接孔，通过螺栓等连接件分别连接左抛光块和右抛光块，即可实现磨床与左抛光块和右抛光块之间的连接；磨床连接部11与抛光块连接部12为一体结构，以提高两者的连接强度。

在一种优选实施方式中，上述砂带支撑轮9具体为四个，分别安装在左抛光块的左侧壁及底部，以及右抛光块的右侧壁及底部，砂带支撑轮9与左抛光块和右抛光块之间可以通过上述砂带支撑板5连接，位于左右两抛光块上的砂带支撑轮9对称分布，这样一来，即可实现位于外部的砂带8的固定。

在另一种优选实施方式中，左抛光块的左上角和左下角各设有一个左平台，右抛光块的右上角和右下角各设有一个右平台，左平台及右平台均开设有螺纹孔；上述径向压紧组件具体为四个，四个调整螺钉2分别锁紧连接于左平台和右平台的螺纹孔内，这样一来，四个接触球4将砂带8紧紧地压在工件的表面，使得砂带8在接触球4的作用下与工件表面形成四个接触点，其加工效率是单个接触球4作用下的四倍，磨削效率由此得到提高。

为进一步提高工件的磨削效率，可以在上述四个接触球4及四个调整螺钉2的基础上进一步增加接触球4及调整螺钉2的数量，接触球4和调整螺钉2的数量应根据实际需要来选择，本文不作限定。

为调整工件和/或接触球4的安装误差，以实现砂带8与工件之间的紧密固定，上述接触球4可为由橡胶材料制成的弹性接触球，由于接触球4具有一定的弹力，则可以通过压缩接触球4来调节微小的安装误差，从而确保接触球4将砂带8紧固的安装在工件的加工表面。

以上对本发明所提供的用于高表面完整性加工的高效砂带磨削专用磨具进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种用于高表面完整性加工的高效砂带磨削专用磨具，其特征在于，包括：

设有安装腔的抛光块(3)；

用以将所述抛光块(3)固定于磨床的固定装置(1)；

设于所述安装腔的内侧壁和所述抛光块(3)的外侧壁、用以固定砂带(8)的砂带固定装置；

贯穿于所述抛光块(3)而延伸至所述安装腔内部、用以将砂带(8)压紧于待加工工件的外周面，且能够沿所述安装腔的径向移动的径向压紧组件；

所述径向压紧组件为多个，多个所述径向压紧组件沿所述抛光块(3)的周向均匀分布；

所述抛光块(3)包括左抛光块以及与所述左抛光块相配合的右抛光块；

还包括用以锁紧所述左抛光块和所述右抛光块的锁紧装置(7)；

所述固定装置(1)包括：

用以与磨床相连的磨床连接部(11)；

固设于所述磨床连接部(11)下端、用以分别连接所述左抛光块和所述右抛光块的抛光块连接部(12)；

所述磨床连接部(11)与所述抛光块连接部(12)为一体结构。

2.根据权利要求1所述的用于高表面完整性加工的高效砂带磨削专用磨具，其特征在于，所述径向压紧组件包括：

设于所述安装腔的接触球(4)以及贯穿于所述抛光块(3)、用以调整所述接触球(4)位于所述安装腔径向位置的调整螺钉(2)，所述调整螺钉(2)的螺纹端部锁紧于所述抛光块(3)的内部。

3.根据权利要求2所述的用于高表面完整性加工的高效砂带磨削专用磨具，其特征在于，所述砂带固定装置包括：

安装于所述安装腔内侧壁、用以固定砂带(8)的多个砂带限位块(6)，任意相邻的两个所述接触球(4)之间设有至少一个所述砂带限位块(6)；

安装于所述抛光块(3)的左右外侧壁以及所述抛光块(3)的底部、用以支撑砂带(8)的多个砂带支撑轮(9)。

4.根据权利要求3所述的用于高表面完整性加工的高效砂带磨削专用磨具，其特征在于，所述砂带支撑轮(9)与所述抛光块(3)之间安装有砂带支撑板(5)。

5.根据权利要求4所述的用于高表面完整性加工的高效砂带磨削专用磨具，其特征在于，所述砂带支撑板(5)与所述抛光块(3)之间，以及所述砂带支撑板(5)与所述砂带支撑轮(9)之间均通过螺栓连接；

多个所述砂带支撑轮(9)具体为四个，四个所述砂带支撑轮(9)分别安装于所述左抛光块的左侧壁及底部，以及所述右抛光块的右侧壁及底部。

6.根据权利要求5所述的用于高表面完整性加工的高效砂带磨削专用磨具，其特征在于，所述左抛光块的左上角和左下角均设有左平台，所述右抛光块的右上角和右下角均设有右平台；

多个所述径向压紧组件具体为四个，四个所述径向压紧组件分别安装于所述左平台和所述右平台。

7.根据权利要求6所述的用于高表面完整性加工的高效砂带磨削专用磨具，其特征在于，所述接触球(4)具体为弹性接触球。