一種浮動研磨裝置的設(shè)計

張文俊,夏 亮,段瑞永

一種浮動研磨裝置的設(shè)計

張文俊,夏 亮,段瑞永

(黃岡師范學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院,湖北 黃岡 438000)

針對現(xiàn)有研磨工序基本為人工完成，加工效率低，加工質(zhì)量不穩(wěn)定且不利于批量生產(chǎn)，提出了一種新結(jié)構(gòu)的研磨裝置，提出了浮動軸承座結(jié)構(gòu)設(shè)計構(gòu)思，通過浮動結(jié)構(gòu)及萬向節(jié)的組合應(yīng)用模仿人手的調(diào)節(jié)能力，通過液壓系統(tǒng)和漲緊囊體快速緊固或松開軸承完成裝配或拆卸操作，簡化了裝卸程序，提高了裝配效率。

研磨；浮動；漲緊囊體；裝配效率

0 引言

目前，國內(nèi)和國外的研磨加工主要還是采用散粒磨料在研磨機(jī)上進(jìn)行研磨加工。特點是加工設(shè)備簡單、加工精度高，但是研磨加工精度不穩(wěn)定，加工成本高、效率低。由于研磨存在的這些不足，許多學(xué)者都在研究改善這種研磨加工技術(shù)。

研磨機(jī)是保證研磨加工質(zhì)量的重要條件，因此人們針對不同的工件研究開發(fā)了不同類型的專用研磨裝置。為了提高研磨加工效率，人們在研磨加工如何實現(xiàn)自動化方面也做了許多工作。近來更是有人將計算機(jī)控制引入到研磨機(jī)中，以進(jìn)行特殊曲面零件加工。還有人將在線監(jiān)測技術(shù)引入研磨加工中，對研磨過程進(jìn)行同步監(jiān)控。通過這些研究，研磨加工技術(shù)得到了很大的改善和提高。

本浮動研磨裝置通過浮動結(jié)構(gòu)及萬向節(jié)的組合應(yīng)用模仿人手的調(diào)節(jié)能力，實現(xiàn)浮動磨削作業(yè)，避免磨桿變形，保證了磨削質(zhì)量。同時，通過液壓系統(tǒng)和漲緊囊體可快速緊固或松開軸承完成裝配或拆卸操作，簡化了裝卸程序，提高了裝配效率。

1 設(shè)計方案

浮動研磨裝置包括工件部分和磨削部分。工件部分包括工件夾持器、驅(qū)動夾持器旋轉(zhuǎn)的工件驅(qū)動電機(jī)和旋轉(zhuǎn)固定工件夾持器的夾持器支座，磨削部分包括研磨桿、驅(qū)動研磨桿旋轉(zhuǎn)的磨桿驅(qū)動電機(jī)和旋轉(zhuǎn)固定研磨桿的磨桿支座，磨桿支座包括具有座孔的座體和固定在座孔上的軸承，研磨桿固定于軸承的內(nèi)圈上，研磨桿與磨桿驅(qū)動電機(jī)之間采用萬向節(jié)聯(lián)軸器連接，磨桿支座的座孔與軸承之間設(shè)置有浮動結(jié)構(gòu)，浮動結(jié)構(gòu)包括多個連續(xù)布置在座孔的圓周上用于緊固所述軸承的漲緊囊體和用于對漲緊囊體提供漲緊介質(zhì)的液壓系統(tǒng)。研磨裝置結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

1.工件夾持器 2.工件驅(qū)動電機(jī) 3.夾持器支座 4.研磨桿 5.磨桿驅(qū)動電機(jī) 6.磨桿支座 7.固定座 8.電機(jī)支架 9.萬向節(jié)聯(lián)軸器

圖1 研磨裝置結(jié)構(gòu)示意圖

2 浮動軸承座結(jié)構(gòu)設(shè)計構(gòu)思

如圖2所示，浮動結(jié)構(gòu)包括多個連續(xù)布置在座孔的圓周上用于緊固軸承2的漲緊囊體3和用于對漲緊囊體3提供漲緊介質(zhì)的液壓系統(tǒng)9，漲緊囊體3的數(shù)目可以根據(jù)需要自由選擇，過少穩(wěn)定性不夠，過多會增加其加本成本，本實施例的漲緊囊體3設(shè)置三個，其包括袋體4和袋體固定塊5，袋體固定塊5與袋體4固定連接形成整體，座孔的圓周上均勻設(shè)置有與袋體固定塊5一一對應(yīng)的固定塊卡槽6，固定塊卡槽6的兩個側(cè)壁沿座孔的軸線方向設(shè)置有插入錐度7，袋體固定塊5從插入錐度的大端進(jìn)入，緊固在插入錐度的小端，更換時，用較小的軸向力，即可將袋體固定塊5從固定塊卡槽6退出，裝拆極為方便，本實施例的插入錐度為3°～10°，如圖3所示，可以達(dá)到更好的夾緊效果。

1.座體 2.軸承 3.漲緊囊體 4.袋體 5.袋體固定塊 6.固定塊卡槽 7.插入錐度 8.壓力表 9.液壓系統(tǒng)

圖2 浮動軸承座示意圖

6.固定塊卡槽 7.插入錐度圖3 固定塊卡槽的示意圖

三個袋體4之間相互連通，使不同袋體4內(nèi)的漲緊介質(zhì)的壓力一致，形成均壓系統(tǒng)，保證統(tǒng)一的夾持力，使軸承在周向上的變形一致，達(dá)到更好的夾緊效果和裝配質(zhì)量。液壓系統(tǒng)9包括與所述漲緊囊體3通過液壓管路連通的液壓泵(未示出)和介質(zhì)池(未示出)，通過液壓泵對漲緊囊體3提供足夠壓力的漲緊介質(zhì)，達(dá)到預(yù)定壓力值，同時，在液壓管路上設(shè)置壓力表8，可以隨時對漲緊囊體3內(nèi)的壓力進(jìn)行監(jiān)測，防止壓力過低夾持不穩(wěn)造成危險，有利于提高其使用的可靠性和安全性。

通過浮動結(jié)構(gòu)及萬向節(jié)的組合應(yīng)用實現(xiàn)磨桿驅(qū)動電機(jī)對研磨桿的浮動驅(qū)動，同時，也實現(xiàn)浮動磨削作業(yè)，高度仿真人手的調(diào)節(jié)能力，避免磨桿的塑性變形，實現(xiàn)高質(zhì)量的機(jī)械化研磨作業(yè)，同時，通過液壓系統(tǒng)和漲緊囊體可快速緊固或松開軸承完成裝配或拆卸操作，大大簡化操作步聚，提高裝配效率，另外，由于漲緊囊體過均勻布置在軸承的周向上，使軸承在圓周上變形一致，圓度保持好，裝配質(zhì)量高，相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有作業(yè)效率高、質(zhì)量穩(wěn)定可靠、適應(yīng)于批量生產(chǎn)的特點。

3 結(jié)束語

本浮動研磨裝置可以實現(xiàn)浮動模仿人手的調(diào)節(jié)能力，避免磨桿變形影響精度；無軸承蓋，零件少，裝配效率高，在工程實踐中會體現(xiàn)其價值所在。

[1] 方海生，胡滌新. 超精密研磨技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 輕工機(jī)械，2007(8)：9-12.

[2] 張善輝，楊超英，何海波. 基于特征和參數(shù)化的設(shè)計導(dǎo)航在活塞設(shè)計中的應(yīng)用[J]. 組合機(jī)床與自動化加工技術(shù)，2014(5)：5-8.

[3] EVANSC J.Material removal mechanisms in lapping and polishing[J].Annals of the CIRP,2003,52:611-633.

[4] 陳桂芳.鏟斗鏜孔專用機(jī)床的設(shè)計[J]. 組合機(jī)床與自動化加工技術(shù)，2010(1)：70-71.

[5] 朱勛鵬，郭艷玲，李健. 圓周陣列孔去毛刺機(jī)床設(shè)計與研究[J]. 組合機(jī)床與自動化加工技術(shù)，2014(8)：134-136.

[6] 曹敏曼，辛志杰.廢舊機(jī)床再制造設(shè)計與研究[J]. 組合機(jī)床與自動化加工技術(shù)， 2013(8)：130-132.

[7] KIMD J.A study on the development of in-process dressing lapping wheel and itsevaluation of machining characteristics[J].Int J Adv ManufTechnol,2005,26:211-218.

[8] 程相文，林福嚴(yán)，孫新民，等.靜電陀螺儀球形轉(zhuǎn)子的研磨運(yùn)動軌跡分析[J]. 制造技術(shù)與機(jī)床， 2009(9):90-93.

[9] 苗曉鵬，馬江虎，蘇華禮. 差速器殼十字軸孔四面雙工位鉆鏜組合機(jī)床設(shè)計[J]. 組合機(jī)床與自動化加工技術(shù)， 2012(12)：102-104.

[10] YUAN JL,LOU F Y.Research on ultrapreci-sion process of STAVAX ESR[J]. Advances in Materials Manufacturing Science and Techno-logy,2004(471-472):63-66.

[11] 吳衛(wèi)東，周會成，周向東. 一種面向多任務(wù)多通道的數(shù)控系統(tǒng)軟件設(shè)計[J]. 組合機(jī)床與自動化加工技術(shù)， 2010(10)：37-40.

[12] 陳桂芳. 轉(zhuǎn)向節(jié)專用數(shù)控車床的設(shè)計[J]. 組合機(jī)床與自動化加工技術(shù)， 2010(12)：90-94.

(編輯 李秀敏)

Design of a Floating Grinding Device

ZHANG Wen-jun，XIA Liang，DUAN Rui-yong

(School of Mechanical and Electrical Engineering, Huanggang Normal College, Huanggang Hubei 438000,China)

In view of the existing grinding process is done manually, low processing efficiency, processing quality unstable and are not suitable for mass production proposed a new structure device for grinding, floating bearing seat structure design is proposed, through the floating structure and universal joint combined application of imitate human hand adjustment ability, through hydraulic system and up tight bag body quick fastening or loosen the bearing assembly or disassembly operation is completed, simplifying the handling procedure, improves the assembly efficiency.

grinding; floating; tight; assembly efficiency

1001-2265(2017)02-0140-02

10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.02.036

2016-03-28；

2016-04-20

張文俊(1976—)，男，湖北黃岡人，黃岡師范學(xué)院副教授，研究方向為智能制造與先進(jìn)制造，(E-mail)752319600@qq.com。

TH39;TG65

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