CN110539221A - 适应于高精度伺服阀阀芯的磨削同步去毛刺机构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及适应于高精度伺服阀阀芯的磨削同步去毛刺机构及方法，所述机构包括磨床本体，所述磨床本体设有用于外圆研磨的砂轮架，所述砂轮架设有用于外圆研磨的主砂轮，所述磨床本体的头架上设有去毛刺机构，所述去毛刺机构包括滑架、垂直移动机构和旋转机构，所述滑架与所述头架纵向滑动配合并设有滑架驱动装置，所述垂直移动机构安装在所述头架的右侧，所述旋转机构安装在所述垂直移动机构的滑动件上，其旋转件的顶端安装有附属磨头，所述附属磨头采用红宝石修整头。所述方法使用上述机构在同一工序中完成磨外圆和去毛刺。本发明不仅提高了加工效率，而且还有利于保证产品质量的稳定，降低废品率，适应于高精度伺服阀阀芯等。

Description

适应于高精度伺服阀阀芯的磨削同步去毛刺机构及方法

技术领域

本发明涉及机械加工领域，具体为一种适应于高精度伺服阀阀芯的磨削同步去毛刺机构及方法。

背景技术

电液伺服阀一般由喷挡或偏导射流和滑阀副偶件组成，其作用是将微弱电信号转换为大功率流量输出，阀芯工作边同阀套节流窗口轴向配合关系一般要求保持直角锐边无毛刺，工作边的微小毛刺对偶件配合运动都有重要影响。目前尚无有效的去毛刺机械，由于加工精度要求很高，如果在外圆研磨后再采用其他磨床去除毛刺，因工件装夹和磨床定位旋转等误差就可能会超过工件允许的误差范围，再加上两道工序的磨削误差，难以实现产品的精度要求。因此，目前依然采用手动研磨方式，依靠操作工的认真细心和手艺实现达到所需的加工精度，然而这种手动方式不仅效率极低，而且节流边去除量通过手动控制，废品率较高；同时，手动刮蹭容易破坏加工表面精度，手动去毛刺的结果是表面微观形貌较差，不能实现完全去毛刺的效果，制约了产品质量的提高。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种适应于高精度伺服阀阀芯的磨削同步去毛刺机构及方法，以实现外圆磨削和去毛刺的机械化作业，且一个工序内完成，既节省了工序，又可以确保稳定的产品质量。

本发明的技术方案是：一种适应于高精度伺服阀阀芯的磨削同步去毛刺机构，包括磨床本体，所述磨床本体设有用于外圆研磨的砂轮架，所述砂轮架设有用于外圆研磨的主砂轮，所述磨床本体的头架上设有去毛刺机构，所述去毛刺机构包括滑架、垂直移动机构和旋转机构，所述滑架与所述头架纵向滑动配合并设有滑架驱动装置，所述垂直移动机构安装在所述头架的右侧，设有滑动件，所述滑动件的运动方向垂直于纵向，所述旋转机构安装在所述垂直移动机构的滑动件上，设有旋转件，其旋转件的顶端安装有附属磨头，所述附属磨头位于所述旋转机构的内侧，朝向工件方向。

所述滑架位于所述头架的上面，与所述头架之间设有纵向的导向限位结构。

所述导向限位结构包括固定安装在所述头架顶部的两个相互平行的纵向延伸的直线导轨，所述滑架的底面设有与直线导轨配合的两个直线滑槽，所述直线导轨的上部位于相应的所述直线滑槽内，两者之间滑动配合。

所述滑架驱动装置包括滑架驱动电机及用于传动的丝杠副，所述丝杠副包括纵向的丝杠及与丝杠配合的丝杠螺母，所述滑架驱动电机的输出轴与所述丝杠传动连接，所述丝杠螺母通过设置于所述滑架上的螺母座与所述滑架固定连接。

所述丝杠的左右两端通过相应端的轴承安装在所述头架上，所述滑架驱动电机的右端端面为安装面，固定安装在丝杠左端的轴承座上，丝杠左右两端的轴承座与所述头架的顶面之间配有调整垫或者不配有调整垫。

所述垂直移动机构采用滑台气缸，所述滑台气缸设置方式为滑动件朝右，滑台气缸的缸体轴线与所述磨床本体的头架和尾架的顶尖连线垂直相交。

所述滑台气缸的缸体在垂直于纵向的平面内倾斜设置，缸体的轴线为非竖直线。

所述旋转机构为电动旋转机构或者气动旋转机构。

所述附属磨头为红宝石修整头。

所述滑台气缸和所述砂轮架分别位于过所述磨床本体的头架和尾架的顶尖连线的竖直平面的前后两侧。

一种适应于高精度伺服阀阀芯的磨削同步去毛刺方法，采用本发明的任一适应于高精度伺服阀阀芯的磨削同步去毛刺机构，在工件持续旋转的状态下，以主砂轮进行工件外圆的磨削，对于外圆磨削产生的毛刺，以附属磨头进行毛刺的磨削，去除毛刺。

本发明的有益效果是：由于在同一台磨床上同时设置了带有主砂轮的砂轮架和带有附属磨头的去毛刺机构，可以在一台磨床上就能够实现磨外圆和去毛刺，由此避免了因在不同磨床上进行两次工件装夹所带来的工作量和装夹位置误差，同时，磨外圆和去毛刺在一个工序中完成，外圆磨好后工件继续以原有的旋转方式保持旋转，进行毛刺磨削（去毛刺），由此避免了两次开机导致的工件旋转轴线变化，由于磨外圆和去毛刺都基于同一个旋转状态，无论工件在磨床上的装夹位置是否在理想状态，去毛刺和磨外圆之间不存在基准误差，形成类似于配磨的技术效果，由此保证了加工精度，实现了机械化作业，不仅提高了加工效率，而且还有利于保证产品质量的稳定，降低废品率。

本发明，适应于高精度伺服阀阀芯等高精度产品。

附图说明

图1是本发明涉及去毛刺机构的主视结构示意图；

图2是本发明涉及去毛刺机构的右视结构示意图；

图3是本发明的结构示意图。

图中标识：

10，机身；20，头架；21，头架的顶尖；23，导轨； 30，尾架；31，尾架的顶尖；40，滑架；41，滑架驱动电机；42，联轴器；43，轴承座；44，轴承；45，丝杠；47，轴承座； 50，滑台气缸；59，气缸支架； 60，旋转机构；61，旋转件；70，工件；80，砂轮架；81，主砂轮；90，附属磨头。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

如图1-3所示，本发明提供了一种适应于高精度伺服阀阀芯的磨削同步去毛刺机构，包括磨床本体，所述磨床本体设有用于外圆研磨（磨削）的砂轮架80，所述砂轮架设有用于外圆研磨的主砂轮81，所述磨床本体的头架20上设有去毛刺机构，所述去毛刺机构包括滑架40、垂直移动机构50和旋转机构60，所述滑架与所述头架纵向滑动配合并设有滑架驱动装置，所述垂直移动机构安装在所述头架的右侧（近尾架侧），设有滑动件（能够相对于垂直移动机构的基座或固定的主体部分滑动的件）51，所述滑动件的运动方向垂直于纵向，所述旋转机构安装在所述垂直移动机构的滑动件上，设有旋转件（能够相对于旋转机构的基座或固定的主体部分旋转的件）61，其旋转件的顶端安装有附属磨头（去毛刺磨头）90，所述附属磨头位于所述旋转机构的内侧（近工件侧），朝向工件70方向。

所述磨床本体可以采用任何能够满足相应外圆磨削要求的现有磨床，其机身10、头架20、尾架30及砂轮架80等均可以采用现有技术。相对于现有磨床而言，本发明的磨削同步去毛刺机构主要是在磨床（磨床本体）的头架上增加了一套能够实现附属磨头形成运动的去毛刺机构，以便在同一磨床上实现外圆磨削和无毛刺作业，以磨床本体的头架和尾架顶尖21、31实现工件的夹持、定位和旋转等，以去毛刺机构将附属磨头移动到去毛刺的磨削位置并旋转，由此将毛刺去除，可以在一道工序或一次作业下实现外圆磨削和去毛刺磨削，磨好相关的外圆后，磨床不停，工件继续保持旋转，操动去毛刺机构将附属磨头移动到去毛刺位置对毛刺进行磨削，以去除毛刺。

所述滑架通常可以位于所述头架的上面，以避免与其他件的相互妨碍，其便于设置移动平台或导轨。

所述滑架与所述头架之间通常应设有纵向的导向限位结构，用于纵向移动的导向和限制其他运动，所述导向限位结构可以采用任意适宜的现有技术，例如，机床上常用的相互配合的燕尾槽和梯形导轨。

可以将相互配合的导轨及滑槽一个固定设置在头架的顶面，另一个固定设施在滑架的底面，通过导轨和滑槽的滑动配合，实现滑架与头架的滑动导向和限位。

相互配合的导轨和滑槽数量可以为两套，以便于稳定。

例如，所述导向限位结构可以包括固定安装在所述头架顶部的两个相互平行的纵向延伸的直线导轨23，所述滑架的底面设有与直线导轨配合的两个直线滑槽（设有与直线导轨配合的直线槽的条形件），所述直线导轨的上部（主体部分）位于相应的所述直线滑槽的槽内，两者之间滑动配合（允许相对滑动的活动连接方式）。

所述滑架驱动装置可以包括滑架驱动电机41及用于传动的丝杠副，所述丝杠副包括纵向的丝杠45及与丝杠配合的丝杠螺母，所述滑架驱动电机可以采用伺服电机，通常可以使其位于所述丝杠的左侧（远离尾架侧）以方便布置，其输出轴通过联轴器42与所述丝杠的端部（例如，左端或称远离尾架端）同轴连接，也可以采用其他与所述丝杠传动连接方式，例如，通过齿轮啮合的传动连接方式，所述丝杠螺母通过设置于所述滑架上的螺母座与所述滑架固定连接，由此，滑架驱动电机得以通过丝杠副带动所述滑架纵向运动。

所述丝杠的左右两端通过相应端的轴承安装在所述头架上，所述滑架驱动电机的右端端面为安装面，固定安装在丝杠左端的轴承座43上，丝杠左右两端的轴承座43、47与所述头架的顶面之间配有调整垫或者不配有调整垫。

所述丝杠优选滚珠丝杆，所述滚珠丝杠的两端由两组轴承44固定支撑，两组轴承分别安装在相应的轴承座上。

所述滚珠丝杠上设有用于与丝杠螺母配套的螺纹段，所述螺纹段的直径可以大于丝杠其余部分的直径，所述丝杠螺母旋转连接在所述滚珠丝杠的螺纹段。

用于安装所述丝杠的轴承采用高精度角接触轴承，以保证丝杠的安装精度。

所述螺母座和所述滑架之间配有调整垫或者不配有调整垫。

所述垂直移动机构50为其滑动件51能够相对于其基座或主体部分做直线移动的机构，能够通过自身的驱动机理或所设置的驱动系统（例如，用于相应驱动的气缸、电动机及其传动机构等）驱动滑动件进行所需的滑动（直线移动）。

所述滑架上可以设置竖向板59作为垂直移动机构的支架，延长竖向的配合跨度，以利于固定或稳定。

所述垂直移动机构优选采用滑台气缸，所述滑台气缸为一种无杆气缸，设有能够在活塞带动下沿缸体轴线方向做直线运动的滑台（或称滑块，即其滑动件），这种滑台气缸运行和控制的精度高，且便于旋转机构的安装和固定。

所述滑台气缸设置方式优选为滑动件朝右（朝向尾架方向），滑台气缸的缸体轴线（或者说轴向的延长线）与所述磨床本体的头架和尾架的顶尖连线（连接头架顶尖和尾架顶尖的直线）垂直相交。

所述滑台气缸的缸体（缸体的轴线）优选在垂直于纵向的平面内倾斜设置，缸体的轴线为非竖直线（不垂直于水平面的线），以方便操作和观察，同时，由此可以使得去毛刺机构与砂轮架分别位于工件的前后两侧，还可以同时与工件接触和磨削。

所述去毛刺机构和所述砂轮架分别位于过所述磨床本体的头架和尾架的顶尖连线的竖直平面（垂直于水平面的面）的前后两侧，由此允许（可以使）主砂轮和附属磨头分别前后两侧与工件接触或对工件进行磨削，避免相互干扰，并允许（可以使）主砂轮和附属磨头同时作业，在提高效率的同时还有利于保证加工精度。

所述旋转机构60为其旋转件能够相对于其基座或主体部分旋转的机构，能够通过自身的驱动机理或所设置的驱动系统（例如，用于相应驱动的气缸、电动机及其传动机构等）驱动旋转件进行所需的旋转，当驱动动力来源于电能时，为电动旋转机构，当驱动动力来源于气体压力时，为气动旋转机构。

例如，可以采用伺服电动机，其输出轴即可作为其选装件，将附属磨头固定安装在电动机的输出轴（电机轴）或者由电动机的输出轴驱动的传动机构的输出轴上，由此通过电动机带动附属磨头旋转。

所述附属磨头90优选为红宝石修整头。

所述红宝石修整头可以采用旋转曲面形状，其轴线与所述旋转件的旋转轴线一致（位于同一条直线上），由此在去毛刺磨削过程中实现所需的旋转。

所述红宝石修整头设有多种型号，红宝石修整头与所述旋转机构通过方便拆装的方式连接，以方便加工不同的工件。

可以依据现有技术进行作业控制，例如，采用现有磨床和自动化机加工机床的控制技术，例如，NC控制系统，以控制机器各部件协调运行。

在非工作状态时，滑台气缸始终处于上部位置，滑架后撤到原位（靠左的初始或等待位置），使整个去毛刺机构处于头架的上方，以保证机床磨削前的准备及测量工作时不影响其他的操作。

进行去毛刺磨削时，滑架驱动电机向右侧移动，待滑架移动到去毛刺的纵向位置时，滑台气缸的滑动件带动旋转机构下降，同时旋转机构带动红宝石修整头依一定的速度旋转，红宝石修整头与毛刺部位接触，将毛刺磨削掉，但不磨削工件本身。

当需要对同一工件进行多处去毛刺时，可以在完成一处去毛刺后，将红宝石修整头抬升，将滑架纵向移动到下一个除毛刺部位，再使红宝石修整头下移到与新的除毛刺部位接触，将新部位的毛刺去除，重复上述步骤，直至完成全部去毛刺作业。

也可以磨外圆与除毛刺交替进行，在主砂轮磨好一处外圆后，去毛刺机构控制红宝石修整头完成该外圆涉及的去毛刺作业，退回到原位，由砂轮架控制主砂轮进行另一处的外圆磨削，外圆磨削完成后砂轮架退回到原位（初始或等待位置），去毛刺机构控制红宝石修整头进行该外圆涉及的去毛刺磨削。

在外圆磨削和去毛刺的整个过程中，优选工件不停止旋转，且保持稳定和一致的旋转方式，避免因工件旋转驱动装置及相应传动机构的间隙或误差等导致工件两次旋转的轴线出现差异，使磨外圆和去毛刺的基准不一致，影响产品质量。

本发明涉及的毛刺为或主要为外圆磨削在外圆边缘处产生的毛刺。

可以依据实际工件的设计要求确定加工方式或顺序。例如，可以依据下列工作顺序：先对工件外圆进行配磨，然后配磨轴向尺寸再磨削工件端面的同时对工件尖角进行精准倒角(去毛刺),同时保持工件封油边尖角，工件倒角数值小于0.005mm。本发明能够有效解决原人工加工时没有精准控制导致废品率高的问题。

本说明书所称左右用于表示相关件或结构在纵向上的相对位置关系，不用于限定实际实施中的左右，所称前后以用于表示相关件或结构在水平横向上的相对位置关系，不用于限定实际实施中的前后。

本发明公开的各优选和可选的技术手段，除特别说明外及一个优选或可选技术手段为另一技术手段的进一步限定外，均可以任意组合，形成若干不同的技术方案。

Claims (10)

1.一种适应于高精度伺服阀阀芯的磨削同步去毛刺机构，包括磨床本体，所述磨床本体设有用于外圆研磨的砂轮架，所述砂轮架设有用于外圆研磨的主砂轮，其特征在于所述磨床本体的头架上设有去毛刺机构，所述去毛刺机构包括滑架、垂直移动机构和旋转机构，所述滑架与所述头架纵向滑动配合并设有滑架驱动装置，所述垂直移动机构安装在所述头架的右侧，设有滑动件，所述滑动件的运动方向垂直于纵向，所述旋转机构安装在所述垂直移动机构的滑动件上，设有旋转件，其旋转件的顶端安装有附属磨头，所述附属磨头位于所述旋转机构的内侧，朝向工件方向。

2.根据权利要求1所述的机构，其特征在于所述滑架位于所述头架的上面，与所述头架之间设有纵向的导向限位结构。

3.根据权利要求2所述的机构，其特征在于所述导向限位结构包括固定安装在所述头架顶部的两个相互平行的纵向延伸的直线导轨，所述滑架的底面设有与直线导轨配合的两个直线滑槽，所述直线导轨的上部位于相应的所述直线滑槽内，两者之间滑动配合。

4.根据权利要求2所述的机构，其特征在于所述滑架驱动装置包括滑架驱动电机及用于传动的丝杠副，所述丝杠副包括纵向的丝杠及与丝杠配合的丝杠螺母，所述滑架驱动电机的输出轴与所述丝杠传动连接，所述丝杠螺母通过设置于所述滑架上的螺母座与所述滑架固定连接。

5.根据权利要求4所述的机构，其特征在于所述丝杠的左右两端通过相应端的轴承安装在所述头架上，所述滑架驱动电机的右端端面为安装面，固定安装在丝杠左端的轴承座上，丝杠左右两端的轴承座与所述头架的顶面之间配有调整垫或者不配有调整垫。

6.根据权利要求1所述的机构，其特征在于所述垂直移动机构采用滑台气缸，所述滑台气缸设置方式为滑动件朝右，滑台气缸的缸体轴线与所述磨床本体的头架和尾架的顶尖连线垂直相交。

7.根据权利要求6所述的机构，其特征在于所述滑台气缸的缸体在垂直于纵向的平面内倾斜设置，缸体的轴线为非竖直线。

8.根据权利要求1所述的机构，其特征在于所述附属磨头为红宝石修整头。

9.根据权利要求1-8任一项所述的机构，其特征在于所述去毛刺机构和所述砂轮架分别位于过所述磨床本体的头架和尾架的顶尖连线的竖直平面的前后两侧。

10.一种适应于高精度伺服阀阀芯的磨削同步去毛刺方法，采用权利要求1-9任一项所述的适应于高精度伺服阀阀芯的磨削同步去毛刺机构，在工件持续旋转的状态下，以主砂轮进行工件外圆的磨削，对于外圆磨削产生的毛刺，以附属磨头进行毛刺的磨削，去除毛刺。