CN216681780U - 一种用于硬脆材料工件上窄槽盲孔磨削加工用的杯形砂轮 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于硬脆材料工件上窄槽盲孔磨削加工用的杯形砂轮，包括砂轮杆和砂轮本体；所述砂轮杆为由三个直径依次增大的轴段构成的三阶阶梯轴结构，其中位于一端直径最小的轴段构成刀柄段，刀柄段的直径与机床卡头的尺寸匹配；位于另一端直径最大的轴段构成砂轮本体安装段；所述砂轮本体为环状结构，所述砂轮本体以部分与砂轮本体安装段的外圆接触的方式同轴粘接固定于砂轮杆上。本杯形砂轮提高了工件的加工效率和表面加工质量。

Description

一种用于硬脆材料工件上窄槽盲孔磨削加工用的杯形砂轮

技术领域

本实用新型属于陀螺仪电机定子高效数控加工技术领域，特别涉及一种用于硬脆材料工件上窄槽盲孔磨削加工用的杯形砂轮。

背景技术

高精度液浮陀螺仪动压电机核心部件定子所用材料为硬脆材料可加工陶瓷，该部件由多种零件组合而成，结构复杂，整体属于环形薄壁结构，且径向壁厚最小处仅为0.2mm，非常容易出现开裂问题导致部件报废，图1所示为某型电机定子立体半剖视图，该定子由定子外罩101、定子架102以及绕在定子架上的线圈103组成，其中定子架和定子外罩材料均为微晶玻璃。由于定子外罩及定子架所用材料均为微晶玻璃，且最小壁厚均为0.2mm，因此其各部位的最终精加工均采用磨削加工。但是由于结构限制原因，定子架两端窄槽盲孔内壁只能采用直径为2的砂轮进行加工，不仅加工效率不高，并且由于砂轮直径较小砂轮线速度不易提升，零件表面质量不高，除此之外对磨床精度要求较高。除此之外，由于定子架两端内壁为盲孔，内磨加工时无法加工到最终轴向端面，最后还需由精车加工来保证最终轴向深度，增加了二次找正时间，进一步降低了加工效率。为解决上述问题，可采用车磨复合加工的方案在一次装卡中完成定子窄槽盲孔内壁的加工，但是为保证足够的砂轮线速度，需设计专用砂轮，以保证零件加工质量和效率。

实用新型内容

本实用新型的目的是在于克服现有技术的不足之处，提供一种提高零件加工效率，保证零件加工质量的用于硬脆材料工件上窄槽盲孔磨削加工用的杯形砂轮。

一种用于硬脆材料工件上窄槽盲孔磨削加工用的杯形砂轮，其特征在于：包括砂轮杆和砂轮本体；

所述砂轮杆为由三个直径依次增大的轴段构成的三阶阶梯轴结构，其中位于一端直径最小的轴段构成刀柄段，导柄段长度用L1表示，刀柄段的直径与机床卡头的尺寸匹配；位于另一端直径最大的轴段构成砂轮本体安装段，砂轮本体安装段长度用L4表示；

所述砂轮本体为环状结构，所述砂轮本体以部分与砂轮本体安装段的外圆接触的方式同轴粘接固定于砂轮杆上，砂轮本体长度用L2表示，砂轮本体与砂轮杆的粘接长度用L3表示，砂轮本体的悬出长度用L表示；则L3≥0.3L2，L4比L3长1mm，窄槽深度*1.2<L＜窄槽深度*2；

砂轮本体的内径为砂轮安装直径d1，砂轮本体的外径为砂轮磨削直径d2，则

d3*1.1<d1<d3*2，d4*0.5<d2<d4-0.5，且d5-d2<d1-d3，

其中，d3为加工工件的窄槽外圆直径，d4为磨削加工前工件窄槽内孔直径；d5为磨削加工后工件窄槽内孔最终直径。

进一步的：所述刀柄段的长度L1为10mm-15mm。

进一步的：所述砂轮本体的粒度为270#，采用黄铜结合剂粘接制成。

本实用新型具有的优点和积极效果：

1、本实用新型设计专用砂轮，增大切削直径，在相同砂轮转速的情况下可有效降低切削力；根据磨削原理可知,在其他工艺参数不变的情况下，砂轮线速度越高，磨削力越小，同时磨削表面质量越好；并且由于砂轮直径越大，加工过程参与磨削的磨粒越多，在相同磨削长度下磨粒磨损越小，尺寸精度越容易保证，同时还降低了砂轮修整及更换概率，进一步提高了加工效率。

2、本实用新型在结构设计满足要求的前提下，优化砂轮粒度，可进一步提高零件加工表面质量。

附图说明

图1是本实用新型适用的某型陀螺仪电机定子立体结构示意图；

图2是本实用新型杯形砂轮的整体结构示意图；

图3是本实用新型砂轮杆的立体结构示意图；

图4是本实用新型砂轮本体的立体结构示意图；

图5是本实用新型杯形砂轮的设计结构示意图；

图6是本实用新型实施例采用的杯形砂轮的参数示意图。

具体实施方式

以下结合附图并通过实施例对本实用新型的结构作进一步说明。需要说明的是本实施例是叙述性的，而不是限定性的。

一种用于硬脆材料工件上窄槽盲孔磨削加工用的杯形砂轮，请参见图1-6，其发明点为：包括砂轮杆1和砂轮本体2。

所述砂轮杆为由三个直径依次增大的轴段构成的三阶阶梯轴结构，其中位于一端直径最小的轴段构成刀柄段1.1，位于另一端直径最大的轴段构成砂轮本体安装段1.3，刀柄段与砂轮本体安装段之间为中间连接段1.2。所述砂轮本体为环状结构，其内孔2.1为砂轮本体安装面，用于与砂轮杆的砂轮本体安装段的外圆配合，其外圆面2.2为砂轮磨削面。

所述砂轮本体以部分与砂轮本体安装段的外圆接触的方式同轴粘接固定于砂轮杆上。

图5中，刀柄段D尺寸与机床所用卡头尺寸相关。

图5中，刀柄段L1的长度一般为10mm-15mm。

为保证刀具刚性，应尽量增大砂轮安装直径d1的尺寸，该尺寸与加工工件窄槽外圆d3尺寸相关，该尺寸一般设计为：d3*1.1<d1<d3*2。

为保证刀具刚性以及尽量增大切削速度，应尽量增大砂轮磨削直径d2的尺寸，该尺寸与加工前工件窄槽内孔d4尺寸相关，该尺寸一般设计为：d4*0.5<d2<d4-0.5，除此之外，该直径尺寸还与砂轮安装尺寸d1以及工件窄槽内孔最终尺寸d5相关，及d5-d2<d1-d3。

为保证刀具刚性，应尽量降低砂轮本体悬出长度L，该尺寸一般设计为：窄槽深度*1.2<L＜窄槽深度*2；

为保证砂轮强度，砂轮本体粘接长度L3一般不小于砂轮整体长度L2的30％，砂轮本体安装段长度L4比粘接长度L3长1mm即可满足要求。

为进一步提升工件表面加工质量，同时兼顾砂轮耐用度，砂轮粒度设计为270#，黄铜结合剂，浓度125％。

以下面具体实施例对本杯形砂轮的结构尺寸作进一步说明：

本次加工的零件窄槽外圆直径为17mm，内孔加工成活前为23.2mm，加工成活后为23.5mm，窄槽深度为3mm。因此本次设计的杯形砂轮外径为22.5mm，安装内孔设计为18.5mm，悬出长度设计为4mm，砂轮粒度设计为270#，黄铜结合剂，浓度125％。砂轮杆的刀柄段直径设计为6mn，为保证加工质量，还应保证砂轮外圆与砂轮杆的同轴度不大于Φ0.02。

图6所示为针对上述窄槽盲孔设计的杯形砂轮，经多批次零件加工验证，证实上述刀具满足硬脆材料可加工陶瓷窄槽盲孔高效精密加工需求，对于同类型的可加工陶瓷窄槽盲孔加工，可设计相关尺寸刀具完成精密车磨复合加工。

尽管为说明目的公开了本实用新型的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本实用新型及所附权利要求的精神范围内，各种替换、变化和修改都是可以的，因此，本实用新型的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (3)

1.一种用于硬脆材料工件上窄槽盲孔磨削加工用的杯形砂轮，其特征在于：包括砂轮杆和砂轮本体；

所述砂轮杆为由三个直径依次增大的轴段构成的三阶阶梯轴结构，其中位于一端直径最小的轴段构成刀柄段，导柄段长度用L1表示，刀柄段的直径与机床卡头的尺寸匹配；位于另一端直径最大的轴段构成砂轮本体安装段，砂轮本体安装段长度用L4表示；

所述砂轮本体为环状结构，所述砂轮本体以部分与砂轮本体安装段的外圆接触的方式同轴粘接固定于砂轮杆上，砂轮本体长度用L2表示，砂轮本体与砂轮杆的粘接长度用L3表示，砂轮本体的悬出长度用L表示；则L3≥0.3L2，L4比L3长1mm，窄槽深度*1.2<L＜窄槽深度*2；

砂轮本体的内径为砂轮安装直径d1，砂轮本体的外径为砂轮磨削直径d2，则

d3*1.1<d1<d3*2，d4*0.5<d2<d4-0.5，且d5-d2<d1-d3，

其中，d3为加工工件的窄槽外圆直径，d4为磨削加工前工件窄槽内孔直径；d5为磨削加工后工件窄槽内孔最终直径。

2.根据权利要求1所述的用于硬脆材料工件上窄槽盲孔磨削加工用的杯形砂轮，其特征在于：所述刀柄段的长度L1为10mm-15mm。

3.根据权利要求1所述的用于硬脆材料工件上窄槽盲孔磨削加工用的杯形砂轮，其特征在于：所述砂轮本体的粒度为270#，采用黄铜结合剂粘接制成。

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