CN109676522B - 半自动受力补偿夹紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了半自动受力补偿夹紧装置，适用于长径比不低于20的超长径刀具的外圆精密磨削加工，安装在磨床导轨上，包括U型限位块、导杆和安装在磨床导轨上的固定滑块；所述导杆的一端安装在固定滑块的一侧，所述导杆远离固定滑块的一端连接有U型限位块；所述U型限位块远离导杆的一端设置有U型槽。本发明公开的一种半自动受力补偿夹紧装置通过U型限位块将超长径刀具的径压紧，实现U型限位块的稳定、均匀受力，且能抵消大部分磨削压力，无需人工手持竹板顶住超长径刀具的径，避免了工人操作时用力不均衡容易导致超长径刀具的径单侧受力不均，在加工过程中容易出现变形，导致刀具外圆尺寸差、外圆圆度不足的问题。

Description

半自动受力补偿夹紧装置

技术领域

本发明涉及刀具精密磨削夹紧装置技术领域，具体涉及半自动受力补偿夹紧装置。

背景技术

超长径刀具在航空领域中被大量应用，是飞机零部件装配过程中的重要工具。飞机上许多孔的精度和质量与超长径刀具的质量息息相关。许多时候超长径刀具被用在飞机制孔工序中最后一道工序的工具。超长径刀具的质量直接影响着飞机零件上孔的质量。但超长径刀具的加工难度极高，一方面是因为刀具的精度要求高切削部柄部导向部的外径公差、圆跳动公差，直线度公差要求都很高，一般在5级或6级精度左右，另一方面一方面是因为刀具的长度较长，直径过小，长径比过大，在加工刀具的过程中，经常出现刀具外圆报废超差的现象。而加工超长径刀具过程中影响超长径刀具质量最重要的因素就是磨削刀具外圆的过程。

磨削超长径刀具的主要装夹固定方式为两端打中心孔顶尖顶住刀具，并在刀具的一端装上跟刀架。在于磨削过程中，磨削的径向力较大，不加以限制刀具会出现弹性让刀的情况，所以一般情况下需要具有丰富经验的专业磨工技师手持竹板顶住砂轮磨削处的另外一侧的外圆，这样就可以一定程度上减轻砂轮磨削刀具时产生的弹性让刀现象。但技师是凭经验、感觉磨削刀具，稍有不慎就会导致刀具外圆尺寸出现超差、圆度变差的情况。

目前传统加工方法中磨削刀具外圆的粗加工和精加工过程中，均使用白刚玉砂轮磨削刀具导向部、切削部、柄部外圆。白刚玉砂轮的磨料较细腻，每次磨削刀具外圆时砂轮的进给量较小，较适合用于超长径刀具的精磨过程。

现有的超长径刀具外圆精密磨削过程中存在以下缺点：

外圆磨削时，砂轮磨削径向力与技师用竹板顶住的支撑力难以均衡抵消，工人操作时用力不均衡就可能导致超长径刀具单侧受力不均，由于刀具的长径过大常常刚性不足，在多种因素的作用下刀具的轴线从直变弯，非常容易出现弹性变形的情况。超长径刀具在被加工过程中的变形，极易导致刀具外圆尺寸超差、外圆圆度不足。

因为白刚玉砂轮表面比较细腻，当砂轮进给量过小时，刀具外表面经常出现磨削不到位、磨削去除切削量不足的情况；但当砂轮进给量较大时会因为砂轮进给量太大温度过高，导致零件表面出现烧伤的现象。对刀具的表面质量产生影响。

一般情况下为了减少磨削时零件的弹性让刀和零件表面烧伤的情况，会减少砂轮的进给量，砂轮单次磨削过程中切削的零件量非常少，并且每次砂轮的进刀量增加后需要技师进行调整，技师的工作量会增大较大，砂轮磨削的次数非常多，导致总的磨削外圆时间非常长，超长径刀具外圆精密磨削的加工效率非常低。

超长径刀具的外圆精密磨削过程中的表面质量和加工效率在现有的技术条件下变成了不能同时得到较好的满足。

发明内容

本发明针对现有技术，提供了一种高效、人工劳动强度小的半自动受力补偿夹紧装置，解决了磨削外圆时工人手持竹板顶住超长径刀具导致磨削不平衡的问题。

本发明通过下述技术方案实现：半自动受力补偿夹紧装置，安装在磨床导轨上，包括U型限位块、导杆和安装在磨床导轨上的固定滑块；所述导杆的一端安装在固定滑块的一侧，所述导杆远离固定滑块的一端连接有U型限位块；所述U型限位块远离导杆的一端设置有U型槽。

所述固定滑块与磨床导轨可拆卸连接且可固定在磨床导轨上的不同位置。当加工超长径刀具不同部位时，通过调整固定滑块在磨床导轨上的不同位置，实现沿超长径刀具不同部位的压紧任务。

所述U型槽的内表面的形状与超长径刀具的径的形状一致，使超长径刀具在磨削过程中，U型限位块弧形面受力，受力稳定均匀，抵消大部分磨削压力。优选地，所述U型限位块采用橡胶材料制作，跟超长径刀具接触过程中，不会损伤刀具。

优选地，所述固定滑块为包括连接为一体的面板和腹板的L型滑块，所述面板上设置有紧固螺纹孔，所述固定滑块通过穿过紧固螺纹孔的紧固螺钉与磨床导轨可拆卸连接；所述导杆安装在腹板一侧。

优选地，所述导杆包括导向杆和设置在导向杆一端的安装座，所述安装座远离导向杆的一侧设置有凹槽，所述U型限位块远离U型槽的一端嵌入凹槽且凹槽过盈配合。所述U形U型限位块与安装槽可拆卸连接，若不同批次超长径刀具的径直径不同时，可通过更换不同U型限位块以适应超长径刀具的径与U型槽的圆弧形接触，实现不同直径的超长径刀具的径与U型限位块的压紧和均匀稳定受力。不同所述U型限位块的差异为U型槽的内表面的圆弧半径不同，其他均相同。

优选地，所述U型限位块与固定滑块之间的间距可调整，以调整U型限位块的位置，使U型限位块压紧超长径刀具，无需移动砂轮和磨床导轨的位置，即可保证超长径刀具被压紧在砂轮。U型限位块与固定滑块之间的间距调整可通过以下结构实现。

所述U型限位块与导杆连接的一端设置有安装槽，所述安装槽内侧面设置有内螺纹，所述导杆远离固定滑块的一端侧面设置有外螺纹，所述U型限位块通过安装槽与导杆螺纹连接，通过螺纹旋进旋出U型限位块即可实现U型限位块位置调整，实现U型限位块压紧超长径刀具的径。

还可以通过这一结构实现：所述固定滑块侧面上设置有安装孔，所述导向杆远离U型限位块的一端嵌入安装孔内且与安装孔螺纹连接。所述安装孔内侧面设置有内螺纹，所述导向杆的一端设置有外螺纹，通过旋进或旋出安装孔实现U型限位块位置调整。

还可以通过这一结构实现：所述固定滑块侧面上设置有导向通孔，所述固定滑块顶面设置有与导向通孔垂直相交的固定孔，所述导向杆的外径与导向通孔内径一致且所述导向杆远离U型限位块的一端穿过导向通孔；所述固定孔内设置有与固定孔螺纹连接的紧固螺杆。所述导向杆可沿导向通孔滑动，并通过紧固螺杆将导向杆固定在导向通孔内，所述U型限位块的位置通过移动和固定导向杆的位置来调整。

还可以通过这一结构实现：所述导向杆上套设有压缩弹簧，所述U型限位块与导向杆连接的一端的径向尺寸或长宽尺寸大于压缩弹簧的径向尺寸；所述压缩弹簧的一端与U型限位块靠近导杆的一端接触，所述压缩弹簧远离U型限位块的一端与固定滑块侧面接触。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明所提供的半自动受力补偿夹紧装置，通过U型限位块将超长径刀具的径压紧，实现U型限位块的稳定、均匀受力，且能抵消大部分磨削压力，无需人工手持竹板顶住超长径刀具的径，避免了工人操作时用力不均衡容易导致超长径刀具的径单侧受力不均，在加工过程中容易出现变形，导致刀具外圆尺寸差、外圆圆度不足的问题。

（2）本发明所提供的半自动受力补偿夹紧装置采用U型限位块更换简单方便，可通过更换不同的U型限位块实现不同直径的超长径刀具的径的压紧，其适用范围更广。

（3）本发明所提供的半自动受力补偿夹紧装置采用可沿磨床导轨移动的固定滑块，便于移动U型限位块以压紧超长径刀具的径，以实现加工超长径刀具不同部位时的径的压紧。

（4）本发明所提供的半自动受力补偿夹紧装置采用U型限位块与固定滑块的间距可调，使U型限位块压紧超长径刀具，无需移动砂轮和磨床导轨的位置，即可保证超长径刀具被压紧在砂轮。

（5）本发明所提供的半自动受力补偿夹紧装置结构简单，无需人工操作即可实现超长径刀具径的压紧，且超长径刀具在精密磨削加工过程中受力均匀稳定，解决了磨削外圆时工人手持竹板顶住刀具导致磨削不平衡的问题，适用范围广。

附图说明

图1为本发明公开的半自动受力补偿夹紧装置的结构示意图；

图2为本发明公开的半自动受力补偿夹紧装置的实施例3中U型限位块的剖视图；

图3为本发明公开的半自动受力补偿夹紧装置夹紧超长径刀具时的结构示意图；

其中：100—超长径刀具，200—砂轮，1—U型限位块，11—U型槽，12—安装槽，2—导杆，21—导向杆，22—安装座，221—凹槽，3—固定滑块，31—导向通孔，32—固定孔，33—紧固螺钉，34—紧固螺纹孔，35—紧固螺杆，4—压缩弹簧。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

本发明公开了一种半自动受力补偿夹紧装置，安装在磨床导轨上，如图1、图3所示，包括U型限位块1、导杆2和安装在磨床导轨上的固定滑块3；所述导杆2的一端安装在固定滑块3的一侧，所述导杆2远离固定滑块3的一端连接有U型限位块；所述U型限位块1远离导杆2的一端设置有U型槽11。

所述固定滑块3与磨床导轨可拆卸连接且可固定在磨床导轨上的不同位置。当加工超长径刀具100不同部位时，通过调整固定滑块3在磨床导轨上的不同位置，实现沿超长径刀具100不同部位的压紧任务。

所述U型槽11的内表面的形状与超长径刀具100的径的形状一致，使超长径刀具100在磨削过程中，U型限位块1弧形面受力，受力稳定均匀，抵消大部分磨削压力。优选地，所述U型限位块1采用橡胶材料制作，跟超长径刀具100接触过程中，不会损伤刀具。

优选地，所述固定滑块3为包括连接为一体的面板和腹板的L型滑块，所述面板上设置有紧固螺纹孔34，所述固定滑块3通过穿过紧固螺纹孔34的紧固螺钉33与磨床导轨可拆卸连接；所述导杆2安装在腹板一侧。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上进行改进，其改进之处在于：所述导杆2包括导向杆21和设置在导向杆21一端的安装座22，所述安装座22远离导向杆21的一侧设置有凹槽221，所述U型限位块1远离U型槽11的一端嵌入凹槽221且凹槽221过盈配合。所述U形U型限位块与安装槽12可拆卸连接，若不同批次超长径刀具100的径直径不同时，可通过更换不同U型限位块1以适应超长径刀具100的径与U型槽11的圆弧形接触，实现不同直径的超长径刀具100的径与U型限位块1的压紧和均匀稳定受力。不同所述U型限位块1的差异为U型槽11的内表面的圆弧半径不同，其他均相同。

本实施例其他部分与上述实施例基本相同，故不再一一赘述。

实施例3

本实施例是在实施例2的基础上进行改进，其改进之处在于：如图2所示，所述U型限位块1与固定滑块3之间的间距可调整，以调整U型限位块1的位置，使U型限位块1压紧超长径刀具100，无需移动砂轮200和磨床导轨的位置，即可保证超长径刀具100被压紧在砂轮200。U型限位块1与固定滑块3之间的间距调整可通过以下结构实现。

所述U型限位块1与导杆2连接的一端设置有安装槽12，所述安装槽12内侧面设置有内螺纹，所述导杆2远离固定滑块3的一端侧面设置有外螺纹，所述U型限位块1通过安装槽12与导杆2螺纹连接，通过螺纹旋进旋出U型限位块1即可实现U型限位块1位置调整，实现U型限位块1压紧超长径刀具100的径。

本实施例其他部分与实施例2基本相同，故不再一一赘述。

实施例4

本实施例是在实施例2的基础上进行改进，其改进之处在于：所述固定滑块3侧面上设置有安装孔，所述导向杆21远离U型限位块1的一端嵌入安装孔内且与安装孔螺纹连接。所述安装孔内侧面设置有内螺纹，所述导向杆21的一端设置有外螺纹，通过旋进或旋出安装孔实现U型限位块1位置调整。

还可以通过这一结构实现：所述固定滑块3侧面上设置有导向通孔31，所述固定滑块3顶面设置有与导向通孔31垂直相交的固定孔32，所述导向杆21的外径与导向通孔31内径一致且所述导向杆21远离U型限位块的一端穿过导向通孔31；所述固定孔32内设置有与固定孔32螺纹连接的紧固螺杆35。所述导向杆21可沿导向通孔31滑动，并通过紧固螺杆35将导向杆21固定在导向通孔31内，所述U型限位块1的位置通过移动和固定导向杆21的位置来调整。

还可以通过这一结构实现：所述导向杆21上套设有压缩弹簧4，所述U型限位块1与导向杆21连接的一端的径向尺寸或长宽尺寸大于压缩弹簧4的径向尺寸；所述压缩弹簧4的一端与U型限位块1靠近导杆2的一端接触，所述压缩弹簧4远离U型限位块1的一端与固定滑块3侧面接触。

本实施例其他部分与实施例2基本相同，故不再一一赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.半自动受力补偿夹紧装置，安装在磨床导轨上，其特征在于，包括U型限位块（1）、导杆（2）和安装在磨床导轨上的固定滑块（3）；所述导杆（2）的一端安装在固定滑块（3）的一侧，所述导杆（2）远离固定滑块（3）的一端连接有U型限位块（1）；所述U型限位块（1）远离导杆（2）的一端设置有U型槽（11）；所述导杆（2）包括导向杆（21）和设置在导向杆（21）一端的安装座（22），所述安装座（22）远离导向杆（21）的一侧设置有凹槽（221），所述U型限位块（1）远离U型槽（11）的一端嵌入凹槽（221）且凹槽（221）过盈配合；所述固定滑块（3）侧面上设置有导向通孔（31），所述固定滑块（3）顶面设置有与导向通孔（31）垂直相交的固定孔（32），所述导向杆（21）的外径与导向通孔（31）内径一致且所述导向杆（21）远离U型限位块的一端穿过导向通孔（31）；所述固定孔（32）内设置有与固定孔（32）螺纹连接的紧固螺杆（35）；所述导向杆（21）上套设有压缩弹簧（4），所述U型限位块（1）与导向杆（21）连接的一端的径向尺寸或长宽尺寸大于压缩弹簧（4）的径向尺寸；所述压缩弹簧（4）的一端与U型限位块（1）靠近导杆（2）的一端接触，所述压缩弹簧（4）远离U型限位块（1）的一端与固定滑块（3）侧面接触。

2.根据权利要求1所述的半自动受力补偿夹紧装置，其特征在于：所述U型限位块（1）与安装座（22）连接的一端设置有安装槽（12），所述安装槽（12）内侧面设置有内螺纹，所述导向杆（21）远离固定滑块（3）的一端侧面设置有外螺纹，所述U型限位块（1）通过安装槽（12）与安装座（22）螺纹连接。

3.根据权利要求1或2所述的半自动受力补偿夹紧装置，其特征在于：所述固定滑块（3）为包括连接为一体的面板和腹板的L型滑块，所述面板上设置有紧固螺纹孔（34），所述固定滑块（3）通过穿过紧固螺纹孔（34）的紧固螺钉（33）与磨床导轨可拆卸连接；所述导杆（2）安装在腹板一侧。

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