CN108127546A - 一种用于细长内壁曲线槽的挤压研磨装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于细长内壁曲线槽的挤压研磨装置和方法：该装置采用立式结构，由驱动电机、主动齿轮、下锁紧螺母、从动齿、下端盖、下轴套、下轴承、下挡圈、下密封圈、芯轴、带有细长内壁曲线槽结构的工件、夹具体、上夹具体、上端盖、上轴套、上锁紧螺母、上轴承、上挡圈、上密封圈、上料缸、上推杆、上液压缸、上控制阀、下控制阀、下液压缸、下推杆、下料缸、液压站组成。液压缸提供动力，推动料缸内的研磨剂在工件、芯轴之间的狭窄空腔内反复研磨，同时，传动齿轮带动圆柱表面具有螺旋槽的芯轴旋转，使工件内壁各处研磨剂均匀，压力一致。通过研磨剂高压挤送，芯轴自转，完成对工件内壁曲线槽的挤压研磨作用，实现工件细长内壁曲线槽的去毛刺和抛光加工。加工效率高，去除均匀、无损伤。

Description

一种用于细长内壁曲线槽的挤压研磨装置和方法

所属技术领域

本发明涉及一种用于细长内壁曲线槽的挤压研磨装置和方法。特别适合于高精度细长内壁曲线槽的无损去毛刺、光整加工。

背景技术

高精度细长内壁曲线槽的精密光整加工是枪管膛线加工的关键技术，枪管膛线能够使子弹在飞行过程中保持高速自转，提高子弹飞行的稳定性。细长内壁曲线槽在机械加工过程中不可避免的残留一些毛刺飞边，同时其内壁表面质量也不高。目前公知的细长内壁曲线槽的光整加工方法是采用柱状油石对内壁进行研磨加工，或采用软布蘸研磨剂进行研磨加工，采用柱状油石对内壁进行研磨加工容易造成内壁划伤，影响内壁的完整性，采用软布蘸研磨剂的方法可以很好的保护内壁，但是加工效率低，不能满足应用需求。目前查阅的文献表明：对于细长内壁曲线槽的光整、去毛刺加工，没有采用过带有转动芯轴磨粒流研磨加工方法，同时也没有采用外表面带有曲线槽的芯轴自传进行均匀布研磨剂的研磨方式。目前尚没有发现公知的芯轴自传布研磨剂的细长内壁曲线槽的挤压研磨加工装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于细长内壁曲线槽的挤压研磨加工装置，该装置能够有效去除曲线槽内壁毛刺，提高内壁光洁度。并且去除均匀，无损伤，现实了细长内壁曲线槽的快速、高效、高质量的研磨加工目标。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种用于细长内壁曲线槽的挤压研磨装置和方法，其特征在于：该装置采用立式结构，由驱动电机、主动齿轮、下锁紧螺母、从动齿轮、下端盖、下轴套、下轴承、下挡圈、下密封圈、芯轴、夹具体、上夹具体、上端盖、上轴套、上锁紧螺母、上轴承、上挡圈、上密封圈、上料缸、上推杆、上液压缸、上控制阀、下控制阀、下液压缸、下推杆、下料缸、液压站组成。

夹具体竖直摆放，首先将下密封圈装入夹具体。将上密封圈装入上夹具体。然后将芯轴穿过下密封圈插入夹具体，工件穿过芯轴装入夹具体上空腔，将上夹具体装在带有细长内壁曲线槽结构的工件（以下简称工件）上，将芯轴穿过上密封圈在上夹具体上方伸出。在上夹具体上侧上夹具体与芯轴之间依次装入上挡圈、上轴承、上端盖，使用螺钉将上端盖与夹具体连接。然后在芯轴上端装入上轴套、上锁紧螺母，在夹具体下侧夹具体与芯轴之间依次装入下挡圈、下轴承、下端盖，使用螺钉将下端盖与夹具体连接。然后在芯轴下端装入下轴套、从动齿轮，下锁紧螺母。将芯轴两端上锁紧螺母、下锁紧螺母拧紧，使芯轴处于拉伸状态，避免细长芯轴弯曲,保证芯轴具有较高的直线精度。使工件内孔与芯轴径向各位置的间隙保持一致。上料缸通过液压管与上夹具体料口相连，上液压缸由液压站提供动力受上控制阀控制，通过带动上推杆推动上料缸动作。下料缸通过液压管与夹具体料口相连，下液压缸由液压站提供动力受下控制阀控制，通过带动下推杆推动下料缸动作。

在细长内壁曲线槽挤压研磨加工装置对内壁曲线槽毛刺进行加工时，液压站起动，出油液压管与液压站的液压泵连通，压力为16MPa，回流液压管与液压站油箱上部连通，压力为大气压力。下控制阀在供油位置，出油液压管与下液压缸连通，下液压缸在液压油压力作用下，向左移动，推动下料缸向左移动，下料缸内的高压研磨剂在由夹具体料口流入夹具体空腔，通过夹具体与芯轴的空隙流入工件与芯轴的空隙，由于研磨剂具有一定的流动性，在压力作用下，对工件内壁曲线槽的毛刺进行挤压去除后经上夹具体与芯轴的空隙，流入上夹具体空腔，通过上夹具体料口流出，进入上料缸，由于上料缸压力上升，推动上顶杆右移，此时上控制阀在回油位置，回油液压管与上液压缸连通，上液压缸在上顶杆的作用下将上液压缸内液压油通过回油液压管挤回液压站油箱。当下液压缸移动到左极端，下控制阀移动到回油位置，回油液压管与下液压缸连通。上控制阀在供油位置，供油液压管与上液压缸连通。研磨剂由上料缸向下料缸流动。在上料缸、下料缸相互挤压研磨剂的过程中，驱动电机带动主动齿轮旋转，主动齿轮通过从动齿轮带动芯轴持续旋转，芯轴圆柱面外表面有螺旋凹槽，因为芯轴的旋转作用，消除了高粘度的研磨剂由于芯轴与工件间隙小而产生的各处阻力不一致，使研磨区域内各处研磨剂分布均匀，压力一致。研磨剂在压力作用下对工件内壁进行挤压、研磨，消除工件内壁的毛刺、并提高内壁光洁度。

研磨剂由碳化硅、二甲基硅油、三乙醇胺、硅胶按照一定比例配置而成，粘度较大，有一定的流动性，在高压状态下高速流动的研磨剂有一定的柔性切削能力。对于毛刺等突出物具有去除作用。本装置采用芯轴外径比工件内径小3mm的狭窄空腔结构，利用两料缸的反复推动使高压研磨剂反复在工件与芯轴之间流动，对毛刺进行去除。通过外表面具有螺旋槽的芯轴旋转，消除了由于狭窄空腔结构间隙小而造成的研磨砂流动不均匀，各处压力不一致的问题。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：本装置是针对细长内壁曲线槽的挤压研磨加工装置，使用压力装置驱动研磨剂的流动，同一时刻一个液压缸起推动作用，另一个液压缸具有阻尼作用，保证芯轴与工件之间压力恒定，无气泡。芯轴在工作过程中两端承受拉应力，可以保证芯轴无弯曲，与工件同轴度高，芯轴与工件之间的间隙始终保持均匀一致。芯轴圆柱表面具有螺旋槽，在芯轴转动过程中可以使工件细长内壁各处布研磨剂均匀，压力一致性好，研磨剂使用量小，所以本装置可以实现自动化加工，加工效率高，去除均匀，无损伤。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是细长内壁曲线槽的挤压研磨装置。

图2是细长内壁曲线槽工件剖视图。

图3是芯轴结构图。

具体实施方式

参照图1，本发明提供的用于细长内壁曲线槽的挤压研磨装置，包括驱动电机（1）、主动齿轮（2）、下锁紧螺母（3）、从动齿轮（4）、下端盖（5）、下轴套（6）、下轴承（7）、下挡圈（8）、下密封圈（9）、芯轴（10）、工件（11）、夹具体（12）、上夹具体（13）、上端盖（14）、上轴套（15）、上锁紧螺母（16）、上轴承（17）、上挡圈（18）、上密封圈（19）、上料缸（20）、上推杆（21）、上液压缸（22）、上控制阀（23）、下控制阀（24）、下液压缸（25）、下推杆（26）、下料缸（27）、液压站（28）。

参照图1，夹具体（12）竖直摆放，首先将下密封圈（9）装入夹具体（12）。将上密封圈（19）装入上夹具体（13）。然后将芯轴（10）穿过下密封圈（9）插入夹具体（12），工件（11）穿过芯轴（10）装入夹具体（12）上空腔，将上夹具体（6）装在夹具体（12）上，将芯轴（10）穿过上密封圈（19）在上夹具体（13）上方伸出。在上夹具体（13）上侧上夹具体（13）与芯轴（10）之间依次装入上挡圈（18）、上轴承（17）、上端盖（14），使用螺钉将上端盖（14）与上夹具体（13）连接。然后在芯轴（10）上端装入上轴套（15）、上锁紧螺母（16），在夹具体（12）下侧夹具体（12）与芯轴（10）之间依次装入下挡圈（8）、下轴承（7）、下端盖（6），使用螺钉将下端盖（6）与夹具体（12）连接。然后在芯轴（10）下端装入下轴套（6）、从动齿轮（4），下锁紧螺母（3）。将芯轴（10）两端上锁紧螺母（16）、下锁紧螺母（3）拧紧，使芯轴（10）处于拉伸状态，避免细长芯轴（10）弯曲，保证芯轴（10）具有较高的直线精度。使工件（11）与芯轴（10）径向各位置的间隙保持一致。上料缸（20）通过液压管与上夹具体（13）料口A相连，上液压缸（22）由液压站（28）提供动力受上控制阀（23）控制，通过带动上推杆（21）推动上料缸（20）动作。下料缸（27）通过液压管与夹具体（12）料口B相连，下液压缸（25）由液压站（28）提供动力受下控制阀（24）控制，通过带动下推杆（26）推动下料缸（27）动作。

参照图1，在挤压研磨装置对工件（11）内壁进行去毛刺、光整加工时，液压站（28）起动，出油液压管P与液压站（28）的液压泵连通，压力为16MPa，回油液压管P₀与液压站（28）油箱上部连通，压力为大气压力。下控制阀（24）在左侧供油位置，出油液压管P与下液压缸（25）连通，下液压缸（25）在液压油压力作用下，向左移动，推动下料缸（27）向左移动，下料缸（27）内的高压（10MPa）研磨剂在由夹具体（12）料口B流入夹具体（12）空腔通过夹具体（12）与芯轴（10）的空隙流入工件（11）与芯轴（10）的空隙，由于研磨剂具有一定的流动性，在压力作用下，对工件（11）内壁曲线槽的毛刺进行挤压去除后经上夹具体（13）与芯轴（10）的空隙，流入上夹具体（13）空腔，通过上夹具体（13）料口A流出，进入上料缸（20），由于上料缸（20）压力上升，推动上顶杆（21）右移，此时上控制阀（23）在右侧回油位置，回油液压管P₀与上液压缸（22）连通，

上液压缸（22）在上顶杆（21）的作用下将上液压缸（22）内液压油通过回油液压管P₀挤回液压站（28）油箱。当下液压缸（25）移动到左极端，下控制阀（24）移动到右侧回油位置，回油液压管P₀与下液压缸（25）连通。上控制阀（24）在左侧供油位置，供油液压管P与上液压缸（22）连通。研磨剂由上料缸（20）向下料缸（27）流动。在上料缸（20）、下料缸（27）相互挤压研磨剂的过程中，驱动电机（1）带动主动齿轮（2）旋转，主动齿轮（2）通过从动齿轮（3）带动芯轴（10）持续旋转，芯轴（10）圆柱面外表面有螺旋凹槽，因为芯轴的旋转作用，消除了高粘度的研磨剂由于芯轴（10）与工件（11）间隙小而产生的各处阻力不一致，使研磨区域内各处研磨剂分布均匀，压力一致。研磨剂在压力作用下对工件（10）内壁曲线槽进行挤压、研磨，消除工件（10）内壁的毛刺、并提高内壁光洁度。

Claims (3)

1.一种用于细长内壁曲线槽的挤压研磨装置和方法包括驱动电机（1）、主动齿轮（2）、下锁紧螺母（3）、从动齿轮（4）、下端盖（5）、下轴套（6）、下轴承（7）、下挡圈（8）、下密封圈（9）、芯轴（10）、工件（11）、夹具体（12）、上夹具体（13）、上端盖（14）、上轴套（15）、上锁紧螺母（16）、上轴承（17）、上挡圈（18）、上密封圈（19）、上料缸（20）、上推杆（21）、上液压缸（22）、上控制阀（23）、下控制阀（24）、下液压缸（25）、下推杆（26）、下料缸（27）、液压站（28）；其特征在于：芯轴（10）由安装在夹具体（12）和上夹具体（13）之间的下轴承（7）、上轴承（17）提供支撑，由两端下锁紧螺母（3）、上锁紧螺母（16）紧固并产生拉伸应力避免了细长的芯轴（10）的弯曲变形；

保证芯轴（10）具有较高的直线精度；

使工件（11）与芯轴（10）径向各位置的间隙保持一致；

从动齿轮（4）带动芯轴（10）旋转；

夹具体（12）、上夹具体（13）、芯轴（10）与工件（11）构成了一个狭窄空间，带有压力的研磨剂由下料缸（27）进入夹具体（12），通过芯轴（10）与工件（11）之间的狭小缝隙，从上夹具体（13）流入上料缸（20），之后由上料缸（20）进入上夹具体（13），通过芯轴（10）与工件（11）之间的狭小缝隙，从夹具体（12）流入下料缸（27），如此反复挤压，对工件（11）内壁螺旋槽产生挤压研磨作用。

2.根据权利要求1所述的细长内壁曲线槽的挤压研磨装置和方法，其特征在于：采用具有压力的研磨剂在狭小空间内对工件（11）内壁曲线槽进行挤压研磨。

3.根据权利要求1所述的细长内壁曲线槽的挤压研磨装置和方法，其特征在于：采用圆柱外表面具有螺旋槽的芯轴（10），通过芯轴（10）的旋转运动，使工件（11）与芯轴（10）构成的狭小缝隙研磨剂的分布均匀，压力一致，挤压研磨作用均匀。