CN112605881A - 小尺寸阶梯状轴类零件专用研磨抛光设备、球面研磨抛光 - Google Patents

小尺寸阶梯状轴类零件专用研磨抛光设备、球面研磨抛光 Download PDF

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Abstract

本发明公开是关于小尺寸阶梯状轴类零件专用研磨抛光设备、球面研磨抛光方法，涉及轴类零件打磨装置领域，该小尺寸阶梯状轴类零件专用研磨抛光设备还包括：工件加紧单元，联动研磨抛光单元。本公开技术方案实现阶梯状轴类零件球面研磨抛光，基于数控自动化技术，实现了工件一次装夹，自动研磨抛光，解决了生产效率低、球面质量和尺寸一致性差的问题。

Description

小尺寸阶梯状轴类零件专用研磨抛光设备、球面研磨抛光
技术领域
本发明公开涉及轴类零件打磨装置领域，尤其涉及小尺寸阶梯状轴类零件专用研磨抛光设备、球面研磨抛光方法。
背景技术
小尺寸阶梯状轴类零件结构如图1所示，其属于多阶梯长径比装配件，本工序需要对工件头部已有球面进行研磨抛光，工艺要求加工后的球面尺寸和质量较高，但是由于该零件特点造成装夹困难，加工难度大，故需要研制专用设备进行加工。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本发明公开实施例提供了小尺寸阶梯状轴类零件专用研磨抛光设备、球面研磨抛光方法。所述技术方案如下：
根据本发明公开实施例的第一方面，提供一种小尺寸阶梯状轴类零件专用研磨抛光设备，包括工作台，所述工作台的表面设有安装腔，该小尺寸阶梯状轴类零件专用研磨抛光设备还包括：
工件加紧单元，所述工件加紧单元包括：
摆臂；
至少一组压力棒组件；至少一组所述压力棒组件分别设置于摆臂上；
摆臂运动组件，所述摆臂运动组件包括摆臂连杆，所述摆臂连杆的一端设置于安装腔内，且所述摆臂连杆的另一端与摆臂的下表面活动连接；
联动研磨抛光单元，所述研磨抛光单元包括：
一个以上研磨组件，一个以上研磨组件设置于工作台内，且研磨组件的上部伸出工作台；
一组以上从动齿轮组，从动齿轮组包括一个以上相互啮合的从动齿轮，所述从动齿轮组所述从动齿轮套装于研磨组件上，且与研磨组件的侧壁固定连接；
第一电机，所述第一电机设置于工作台内，且所述第一电机的旋转端伸出工作台的表面；
驱动齿轮，所述驱动齿轮与第一电机的旋转端固定连接；
所述从动齿轮组中的其中一个从动齿轮与驱动齿轮相啮合。
在一个实施例中，所述研磨组件包括：
外壳，所述外壳的内部设有空腔，所述外壳的上表面设有与空腔内部连通的安装孔；
研磨棒，所述研磨棒通过研磨棒夹爪固定于安装孔内。
在一个实施例中，所述压力棒组件包括：
提手，所述提手上设有装配槽；
导套，所述导套的表面设有通槽；
连接杆，所述连接杆的一端插入提手的装配槽内，所述连接杆的另一端伸入导套的通槽内，
所述导套的通槽下部设有滚动轴承。
在一个实施例中，所述摆臂运动组件还包括：
第二电机，所述第二电机设置于工作台的安装腔的内壁上；
驱动杆，所述驱动杆与第二电机的旋转端固定连接；
从动杆，所述从动杆一端与驱动杆相连接，所述从动杆的另一端与摆臂连杆相连接。
在一个实施例中，所述摆臂连杆包括第一连杆和第二连杆，所第一连杆与第二连杆活动连接，所述第一连杆与从动杆活动连接；所述第二连杆与摆臂固定连接。
在一个实施例中，所述从动齿轮组中的任意从动齿轮的圆心均位于同一直线上。
在一个实施例中，所述工作台的第一表面分别设有摆幅控制器、控制面板以及转速控制器，所述转速控制器分别与一个以上所述第二电机相连接；所述摆幅控制器分别与第一电机相连接。
在一个实施例中，所述工作台的侧表面设有与工作台的内部空腔相连通的排风装置。
根据本公开实施例的第一方面，提供一种适用于上述的小尺寸阶梯状轴类零件专用研磨抛光设备的球面研磨抛光方法，该方法包括以下步骤：
步骤一：提起压力棒提手13将工件尾部放入滚动轴承16内，让工件头部放入研磨棒球窝内，然后松开提手13，保证工件固定到位，研磨工序研磨膏要填充球窝，抛光工序需用绸子包裹研磨膏，绸子放在研磨棒上，工件头部在绸子上抛光。
步骤二：调整摆幅控制器8旋钮，调整至工艺要求位置。
步骤三：调整转速控制器6旋钮，调整至工艺要求转速。
步骤四：在控制面板5中设定加工时间，按下开始按钮。
步骤五：研磨抛光工序完成加工按下停止按钮，取出工件。
本发明公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
第一、根据阶梯状轴类零件的尺寸设计了装夹固定的工装，能够使工件垂直固定的同时自转及往复摆动。
第二、针对研磨抛光不同加工效果，选取不同材质的研磨棒及研磨膏，使加工的工件球面满足要求。
第三、基于PLC的控制系统可以便捷、可靠地实现对设备、加工时间、转速以及摆幅等元器件的控制和集成。
当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1是本发明所述小尺寸阶梯状轴类零件示意图；
图2是本发明所述阶梯状轴类零件专用球面研磨抛光设备的结构示意图；
图3是本发明所述阶梯状轴类零件专用球面研磨抛光设备的后视图；
图4是本发明所述压力棒组件的结构示意图；
图5(A)是本发明所述工作台的俯视图；
图5(B)是图图5(A)的A-A的剖视图；
图6是本发明所述摆臂运动组件的结构示意图；
图7是本发明所述联动研磨抛光单元的俯视图；
图8(A)是本发明所述夹爪顶升旋钮的主视图；
图8(B)是本发明所述夹爪顶升旋钮的A向视图；
图8(C)是本发明所述夹爪顶升旋钮的B向视图；
附图标记：
1、压力棒 2、摆臂 3、摆臂连杆
4、工作台 5、控制面板 6、转速控制器
7、夹爪顶升旋钮 8、摆幅控制器 9、开关
10、电线 11、排风装置 12、电源线
13、提手 14、连接杆 15、导套
16、滚动轴承 17、研磨棒夹爪 18、研磨棒
19、电机 20、第一电机 301、第一连杆
302、第二连杆 21、驱动齿轮 22、从动齿轮
23、驱动杆 24、从动杆 25、外壳
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
本发明公开实施例所提供的技术方案涉及小尺寸阶梯状轴类零件专用研磨抛光设备，尤其涉及轴类零件打磨装置领域。在相关技术中，小尺寸阶梯状轴类零件结构，其属于多阶梯长径比装配件，本工序需要对工件头部已有球面进行研磨抛光，工艺要求加工后的球面尺寸和质量较高，但是由于该零件特点造成装夹困难，加工难度大，故需要研制专用设备进行加工。基于此，本公开技术方案所提供的小尺寸阶梯状轴类零件专用研磨抛光设备，用球面研磨抛光设备通过设计专用夹具将工件固定，PLC控制系统可以便捷、可靠地实现对设备、加工时间、转速以及摆幅等元器件的控制和集成。设备主要组成包括工件夹紧装置、摆臂运动机构、研磨抛光装置、PLC控制系统、排风装置、其他辅助装置等组成，下面结合附图对上述内容及执行过程进行说明。
图1示例性示出了本发明公开技术方案所提供的小尺寸阶梯状轴类零件专用研磨抛光设备的结构示意图。根据图1可知，工作台4的表面设有安装腔，该小尺寸阶梯状轴类零件专用研磨抛光设备还包括：
工件加紧单元，工件加紧单元包括：
摆臂2；
至少一组压力棒组件；至少一组压力棒组件分别设置于摆臂2上；
摆臂运动组件，摆臂运动组件包括摆臂连杆3，摆臂连杆3的一端设置于安装腔内，且摆臂连杆3的另一端与摆臂2的下表面活动连接；
联动研磨抛光单元，联动研磨抛光单元包括：
一个以上研磨组件，一个以上研磨组件设置于工作台4内，且研磨组件的上部伸出工作台4；
一组以上从动齿轮22组，从动齿轮22组包括一个以上相互啮合的从动齿轮22，从动齿轮22组从动齿轮22套装于研磨组件上，且与研磨组件的侧壁固定连接；
第一电机20，第一电机20设置于工作台4内，且第一电机20的旋转端伸出工作台4的表面；
驱动齿轮21，驱动齿轮21与第一电机20的旋转端固定连接；
从动齿轮22组中的其中一个从动齿轮22与驱动齿轮21相啮合。
在一个实施例中，研磨组件包括：
外壳，外壳的内部设有空腔，外壳的上表面设有与空腔内部连通的安装孔；
研磨棒18，研磨棒18通过研磨棒夹爪17固定于安装孔内。
在一个实施例中，压力棒组件包括：提手13，提手13上设有装配槽；
导套15，导套15的表面设有通槽；连接杆14，连接杆14的一端插入提手13的装配槽内，连接杆14的另一端伸入导套15的通槽内，导套15的通槽下部设有滚动轴承16。
在一个实施例中，摆臂运动组件还包括：第二电机19，第二电机19设置于工作台4的安装腔的内壁上；驱动杆23，驱动杆23与第二电机19的旋转端固定连接；从动杆24，从动杆一端与驱动杆相连接，从动杆的另一端与摆臂连杆3相连接。
在一个实施例中，摆臂连杆3包括第一连杆301和第二连杆302，所第一连杆301与第二连杆302活动连接，第一连杆301与从动杆活动连接；第二连杆302与摆臂2固定连接。
在一个实施例中，从动齿轮22组中的任意从动齿轮22的圆心均位于同一直线上。
在一个实施例中，工作台4的第一表面分别设有摆幅控制器8、控制面板5以及转速控制器6，转速控制器6分别与一个以上第二电机19相连接；摆幅控制器8分别与第一电机20相连接。
在一个实施例中，工作台4的侧表面设有与工作台4的内部空腔相连通的排风装置11。
该专用球面研磨抛光设备通过设计工件加紧单元将工件固定，PLC控制系统可以便捷、可靠地实现对设备、加工时间、转速以及摆幅等元器件的控制和集成。设备主要组成包括工件夹紧装置、摆臂运动机构、研磨抛光装置、PLC控制系统、排风装置11、其他辅助装置等组成，下面结合附图对上述内容及执行过程进行说明。
工件夹紧单元包括提手13，连接杆14，导套15，滚动轴承16；如图4所示。压力棒1固定在摆臂2上，之间有弹簧连接，可以实现在提起提手13时将工件尾部放入滚动轴承16内，工件头部放入研磨棒18球窝内，松开提手13后可以将工件固定，随着摆臂完成往复摆动。
摆臂运动机构，如图6所示，第二电机19以及多连杆机构组成，实现了将电机的圆周运动转变为摆臂2的往复运动。
联动研磨抛光单元包括夹爪顶升旋钮7，研磨棒夹爪17以及研磨棒18组成，如图5、8所示。如果研磨棒18加工的工件球面质量不合格，需转动夹爪顶升旋钮7，研磨棒夹爪17尾部与夹爪顶升旋钮7的B向平面接触，就可以达到转动夹爪顶升旋钮7实现研磨棒夹爪17的开合，从而更换研磨棒18。六个研磨棒夹爪17的自转是传动电机20通过齿轮实现六个工位的自转运动。
实施例二：
采用该设备进行球面研磨抛光过程为：
步骤S01:首先提起压力棒提手13将工件尾部放入滚动轴承16内，让工件头部放入研磨棒球窝内，然后松开提手13，保证工件固定到位，研磨工序研磨膏要填充球窝，抛光工序需用绸子包裹研磨膏，绸子放在研磨棒上，工件头部在绸子上抛光。
步骤S02:调整摆幅控制器8旋钮，调整至工艺要求位置。
步骤S03:调整转速控制器6旋钮，调整至工艺要求转速。
步骤S04:在控制面板5中设定加工时间，按下开始按钮。
步骤S05:研磨抛光工序完成加工按下停止按钮，取出工件。
在此过程中，排风装置11将保证设备内工作环境的通风散热，延长设备使用寿命。设备使用PLC和电机能够在降低设备成本的同时，实现各机构的控制。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围应由所附的权利要求来限制。

Claims (9)

1.一种小尺寸阶梯状轴类零件专用研磨抛光设备，包括工作台，所述工作台的表面设有安装腔，其特征在于，该小尺寸阶梯状轴类零件专用研磨抛光设备还包括：
工件加紧单元，所述工件加紧单元包括：
摆臂；
至少一组压力棒组件；至少一组所述压力棒组件分别设置于摆臂上；
摆臂运动组件，所述摆臂运动组件包括摆臂连杆，所述摆臂连杆的一端设置于安装腔内，且所述摆臂连杆的另一端与摆臂的下表面活动连接；
联动研磨抛光单元，所述研磨抛光单元包括：
一个以上研磨组件，一个以上研磨组件设置于工作台内，且研磨组件的上部伸出工作台；
一组以上从动齿轮组，从动齿轮组包括一个以上相互啮合的从动齿轮，所述从动齿轮组所述从动齿轮套装于研磨组件上，且与研磨组件的侧壁固定连接；
第一电机，所述第一电机设置于工作台内，且所述第一电机的旋转端伸出工作台的表面；
驱动齿轮，所述驱动齿轮与第一电机的旋转端固定连接；
所述从动齿轮组中的其中一个从动齿轮与驱动齿轮相啮合。
2.根据权利要求1所述的小尺寸阶梯状轴类零件专用研磨抛光设备，其特征在于，所述研磨组件包括：
外壳，所述外壳的内部设有空腔，所述外壳的上表面设有与空腔内部连通的安装孔；
研磨棒，所述研磨棒通过研磨棒夹爪固定于安装孔内。
3.根据权利要求1所述的小尺寸阶梯状轴类零件专用研磨抛光设备，其特征在于，所述压力棒组件包括：
提手，所述提手上设有装配槽；
导套，所述导套的表面设有通槽；
连接杆，所述连接杆的一端插入提手的装配槽内，所述连接杆的另一端伸入导套的通槽内，
所述导套的通槽下部设有滚动轴承。
4.根据权利要求1所述的小尺寸阶梯状轴类零件专用研磨抛光设备，其特征在于，所述摆臂运动组件还包括：
第二电机，所述第二电机设置于工作台的安装腔的内壁上；
驱动杆，所述驱动杆与第二电机的旋转端固定连接；
从动杆，所述从动杆一端与驱动杆相连接，所述从动杆的另一端与摆臂连杆相连接。
5.根据权利要求4所述的小尺寸阶梯状轴类零件专用研磨抛光设备，其特征在于，所述摆臂连杆包括第一连杆和第二连杆，所第一连杆与第二连杆活动连接，所述第一连杆与从动杆活动连接；所述第二连杆与摆臂固定连接。
6.根据权利要求1所述的小尺寸阶梯状轴类零件专用研磨抛光设备，其特征在于，所述从动齿轮组中的任意从动齿轮的圆心均位于同一直线上。
7.根据权利要求1所述的小尺寸阶梯状轴类零件专用研磨抛光设备，其特征在于，所述工作台的第一表面分别设有摆幅控制器、控制面板以及转速控制器，所述转速控制器分别与一个以上所述第二电机相连接；所述摆幅控制器分别与第一电机相连接。
8.根据权利要求1所述的小尺寸阶梯状轴类零件专用研磨抛光设备，其特征在于，所述工作台的侧表面设有与工作台的内部空腔相连通的排风装置。
9.根据权利要求1-8任一所述的小尺寸阶梯状轴类零件专用研磨抛光设备的球面研磨抛光方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一：提起压力棒提手13将工件尾部放入滚动轴承16内，让工件头部放入研磨棒球窝内，然后松开提手13，保证工件固定到位，研磨工序研磨膏要填充球窝，抛光工序需用绸子包裹研磨膏，绸子放在研磨棒上，工件头部在绸子上抛光。
步骤二：调整摆幅控制器8旋钮，调整至工艺要求位置。
步骤三：调整转速控制器6旋钮，调整至工艺要求转速。
步骤四：在控制面板5中设定加工时间，按下开始按钮。
步骤五：研磨抛光工序完成加工按下停止按钮，取出工件。
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