專利名稱：滾磨光整設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于自由磨具光整加工設(shè)備，特別涉及一種滾磨光整設(shè)備。
背景技術(shù)：
屬于自由磨具光整加工技術(shù)領(lǐng)域范疇的加工方法有研磨、滾磨、磁磨、磨料流 擠壓琦磨等。其中滾磨光整加工的基本原理是:將被加工工件置于盛有磨料和磨液等介質(zhì) 的磨料箱中，在特定方式的運動作用下，強制流動的磨料以一定的壓力對工件表面進(jìn)行 碰撞、滾壓及微量磨削，從而細(xì)化工件表面粗糙度，去除加工毛刺和表面缺陷，改善工 件表面的物理性能。中國專利200420117206.4號公開了一種軸類零件滾磨光整機，包括機架、設(shè) 置于機架上的磨料箱、由動力源驅(qū)動的夾裝、升降、傳動機構(gòu)；磨料箱上方的升降架上設(shè) 有縱向往復(fù)運動的水平夾裝機構(gòu)，水平夾裝機構(gòu)包括設(shè)置于升降架上的主軸箱、與主軸 箱連接的驅(qū)動主軸，與驅(qū)動主軸位于同一水平線、通過頂尖架連接的頂尖；頂尖為沿其軸 線方向具有伸縮性的頂尖，頂尖架沿水平方向與升降架滑動配合。磨料箱由曲柄連桿機 構(gòu)驅(qū)動，沿水平面做垂直于驅(qū)動主軸軸線方向的往復(fù)運動。該設(shè)備解決了以往立軸式光 整設(shè)備加工范圍窄，擴(kuò)大了加工范圍，但是其磨料箱采用直線式往復(fù)運動，磨料箱中磨 料的速度方向只有一個方向，并且磨粒的速度大小受限于驅(qū)動機構(gòu)本身，故加工效果不 佳，效率不高。

實用新型內(nèi)容為了提高光整設(shè)備的光整效果和效率，設(shè)計一種滾磨光整設(shè)備。本實用新型的技術(shù)方案是一種滾磨光整設(shè)備，包括機架，機架上部設(shè)置有 升降架，升降架上設(shè)置有主驅(qū)動機構(gòu)，升降架還設(shè)置有水平裝夾機構(gòu)，水平裝夾機構(gòu)包 括設(shè)置于所述升降架上的主軸箱和頂尖架，主軸箱設(shè)置有主軸，頂尖架設(shè)置有頂尖，主 軸和頂尖位于同一水平線上，升降架下方還設(shè)置有磨料箱，磨料箱沿弧形軌跡做往復(fù)運 動。作為本實用新型的一種改進(jìn)，機架下部設(shè)置有弧形導(dǎo)軌，磨料箱在弧形導(dǎo)軌上 做往復(fù)運動。磨料箱的往復(fù)運動由曲柄連桿機構(gòu)驅(qū)動，磨料箱底部還設(shè)有滑輪，滑輪與 弧形導(dǎo)軌滾動配合。根據(jù)《表面質(zhì)量與光整技術(shù)》一書滾磨光整加工過程中的作用分為三種。其 一，碰撞作用，當(dāng)質(zhì)量為m的游離磨塊，以相對工件的速度ν撞擊到工件表面時，產(chǎn)生 一個F=mAv/At (Δ ν為磨塊作用到工件后的速度變化量、At為接觸時間)的撞 擊力，使工件表面產(chǎn)生彈性和塑性變形，改變了工件表面的微觀幾何形狀和物理力學(xué)性 能。其中公式F=mAv/At中，Δ v/At即為磨粒的加速度，那么本實用新型采用在 弧形軌道上作往復(fù)作用的磨料箱，磨粒在弧形軌道的最高點和最低點之間往復(fù)運動受到 重力作用而產(chǎn)生一個加速度，另外曲柄連桿機構(gòu)給磨料箱一個力使之產(chǎn)生一個水平加速度，如此兩個加速度合成一個加速度，其比單一水平直線往復(fù)運動產(chǎn)生的加速度要大， 那么在磨粒質(zhì)量相同的情況下，所產(chǎn)生的力即公式中提到的F也更大，因此碰撞效果更 好，達(dá)到相同表面質(zhì)量所需的時間也更短。其二，滾壓作用，當(dāng)游離的磨塊以F力擠壓于工件表面時，在相對運動過程下 形成了滾壓加工，工件表面的微觀高峰在滾壓力作用下產(chǎn)生塑性變形而被碾平。同理 采用本實用新型的磨粒所產(chǎn)生的F力更大，工件表面的微觀高峰產(chǎn)生塑性變形的幾率更 大，故也能提高零件表面的光整效果。其三，微量磨削作用，游離的磨塊在F力的作用下，以相對速度ν在工件表面上 滑移，于是磨塊表面的磨粒便像砂輪表面的磨粒一樣，在工件表面進(jìn)行滑擦、刻劃和切 削。由于滾磨過程中作用力相對較小和磨粒為負(fù)前角作用，所以，磨塊表面的磨粒切削 刃的作用主要是滑擦和刻劃，當(dāng)磨粒一次或多次滑擦和刻劃工件表層金屬時，表層金屬 發(fā)生一次或多次塑變及塑變疊加，當(dāng)塑變程度超過材料允許的塑變極限時，微小切屑便 會從金屬體上脫落，以實現(xiàn)微量磨削加工。如此在F力更大的情況下，使工件表層發(fā)生 塑性變形所需的碰撞次數(shù)更少，相應(yīng)地節(jié)約了整個滾磨加工過程所需要的時間。作為本實用新型的一種改進(jìn)，主軸箱和頂尖架沿主軸軸向方向與升降架滑動配 合，主軸箱和頂尖架之間設(shè)置有移動油缸。作為本實用新型的一種改進(jìn)，主驅(qū)動機構(gòu)包括固定在升降架上的主軸減速電機, 主軸減速電機連接驅(qū)動軸，驅(qū)動軸滑動配合主動鏈輪，主動鏈輪驅(qū)動被動鏈輪，被動鏈 輪連接在主軸上。作為本實用新型的一種改進(jìn)，機架還包括側(cè)座，側(cè)座沿升降架移動方向滑動配 合導(dǎo)柱，導(dǎo)柱連接升降架，升降架下方連接升降油缸的一端，升降油缸的另一端連至機 架的下部。作為本實用新型的一種改進(jìn)，機架一側(cè)還設(shè)置有送料機構(gòu)，送料機構(gòu)包括支 架，支架上設(shè)有送料導(dǎo)軌，支架上還設(shè)有沿送料導(dǎo)軌軸線滑動的托盤，托盤設(shè)有數(shù)個支撐 滾輪，托盤兩側(cè)還設(shè)有支撐臂。作為本實用新型的一種改進(jìn)，頂尖后部連接有彈性元件。作為本實用新型的一種改進(jìn)，還設(shè)置有電控柜。作為本實用新型的一種改進(jìn)，還設(shè)置有冷卻水系統(tǒng)。工作時，工件被安放在送料機構(gòu)上，然后推動托盤沿導(dǎo)軌滑動，送至機架內(nèi)。 啟動升降油缸，調(diào)整至頂尖和主軸至零件軸線高度。再調(diào)整移動油缸，使主軸箱和頂尖 架動作，直至頂住工件，如此便實現(xiàn)了工件的自動裝夾。再次啟動升降油缸，提升工件 高度，抽出托盤，并緩緩下降工件至磨料箱內(nèi)。再啟動主軸減速電機和曲柄連桿機構(gòu)， 進(jìn)行加工。綜上所述，本實用新型具有以下優(yōu)點1、本實用新型設(shè)置了在弧形軌道上作往復(fù)運動的磨料箱，改變了磨料的運動軌 跡，由此增大了磨料的加速度，這樣磨粒和工件碰撞時的產(chǎn)生的力更大，能更容易改變 工件的表面質(zhì)量，切削下不需要的微小顆粒，提高了光整效果，節(jié)約了加工時間，經(jīng)實 用新型人實驗得知在加工相同表面要求的零件時，采用本實用新型裝置可節(jié)省10%的加 工時間。[0020]2、本實用新型設(shè)置了與升降架滑動配合的主軸箱和頂尖架，并且采用了和驅(qū)動 軸滑動配合的鏈輪傳動系統(tǒng)，實現(xiàn)了工件的自動裝夾。3、本實用新型還設(shè)置了送料機構(gòu)，送料機構(gòu)上設(shè)置帶有支撐臂的托盤，增加了 托盤的剛性，使其不易損壞。

圖1為本實用新型的主視圖；圖2為圖1的左視圖；圖3為圖1的俯視圖；圖4為圖2中送料機構(gòu)的K向視圖。圖中，1、機架；2、升降架；3、主驅(qū)動機構(gòu)；4、水平裝夾機構(gòu)；5、主軸 箱；6、頂尖架；7、磨料箱；8、弧形導(dǎo)軌；9、送料機構(gòu)；11、側(cè)座；12、導(dǎo)柱； 13、底座；14、導(dǎo)柱孔；15、直線軸承；21、升降油缸；22、冷卻水管；31、主軸減速 電機；32、驅(qū)動軸；33、主動鏈輪；34、鏈條；35、被動鏈輪；41、移動油缸；42、 水平移動導(dǎo)軌；51、主軸；61、頂尖架；62、彈簧；71、曲柄連桿機構(gòu)；72、滑輪； 73、連桿；91、支架；92、送料導(dǎo)軌；93、托盤；94、支撐滾輪；95、支撐臂。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖以實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。實施例1如圖1至4所示，本實用新型包括放置于地面的機架1，機架包括長方形的底座 13，底座13兩側(cè)固定有兩塊側(cè)座11，底座11上固定有兩條弧形導(dǎo)軌8，該弧形導(dǎo)軌的曲 率半徑為2000mm，弧形導(dǎo)軌8上放有磨料箱7，磨料箱7的底部設(shè)有對稱分布的兩對滑 輪72，滑輪72和弧形導(dǎo)軌8滾動配合。磨料箱7和連桿73通過螺栓固定連接，連桿73 設(shè)置于曲柄連桿機構(gòu)71上，曲柄連桿機構(gòu)71也固定在底座13上。這樣曲柄連桿機構(gòu)71 可以推動磨料箱7沿弧形導(dǎo)軌8往復(fù)運動。每塊側(cè)座11上開有兩個導(dǎo)柱孔14，導(dǎo)柱孔14內(nèi)裝有直線軸承15，導(dǎo)柱12的一 端安裝在直線軸承15內(nèi)，另一端和升降架2固定連接。升降油缸21的一端固定在底座 13上，另一端和升降架2固定連接。這樣升降架2在升降油缸21的推動下，壓迫導(dǎo)柱 12在直線軸承15內(nèi)上下移動，實現(xiàn)升降架2的上下移動。在升降架2的上部設(shè)置有主驅(qū)動機構(gòu)3，主驅(qū)動機構(gòu)3包括固定在升降架2上的 主軸減速電機31，主軸減速電機31直接帶動驅(qū)動軸32，驅(qū)動軸32上開有外花鍵，主動 鏈輪33開有內(nèi)花鍵，主動鏈輪33套在驅(qū)動軸32上，這樣主動鏈輪33就能沿驅(qū)動軸32 軸線滑動。主動鏈輪33連有鏈條34，鏈條34連至被動鏈輪35。水平裝夾機構(gòu)4包括 固定在升降架2下部的水平移動導(dǎo)軌42，主軸箱5和頂尖架6都卡在移動導(dǎo)軌42內(nèi)，并 可以沿水平移動導(dǎo)軌42滑動。主軸箱5設(shè)置有主軸51，主軸51前端為圓錐形，主軸51 套有兩個軸承，軸承裝在主軸箱的軸承孔內(nèi)，主軸51上還套有被動鏈輪35，并對被動鏈 輪35進(jìn)行了軸向固定。頂尖架6設(shè)置有頂尖61，頂尖61后頂有彈簧62。主軸箱5和 頂尖架6之間設(shè)置有移動油缸41，啟動移動油缸41，主軸箱5和頂尖架6就能同時沿水平移動導(dǎo)軌42滑動，實現(xiàn)了自動裝夾。在升降架2上還裝有冷卻水管22，用以輸出冷卻 水。本實用新型的一些電路控制元件，都被置于電氣柜內(nèi)，電氣柜外置有控制開關(guān)，可 以調(diào)節(jié)各個驅(qū)動部件的動作。在機架1 一側(cè)安放有送料機構(gòu)9，送料機構(gòu)9包括焊接結(jié)構(gòu)的支座91，支座91， 支架91上設(shè)有送料導(dǎo)軌92,支架91上還設(shè)有沿送料導(dǎo)軌92軸線滑動的托盤93，托盤93 設(shè)有4對支撐滾輪94，托盤93兩側(cè)還設(shè)有支撐臂95。托盤93由液壓缸驅(qū)動。待加工 零件可放置支撐滾輪94上，然后啟動液壓缸推動。本實施例采用一根Im長，最大軸徑是200mm,最小軸徑是70mm的曲軸作為待 加工零件，進(jìn)行滾磨光整加工。設(shè)置零件的驗收標(biāo)準(zhǔn)是曲軸軸頸表面粗糙度達(dá)到Ral.6， 圓角表面粗糙度達(dá)到Ra3.2，軸頸表面無毛刺、劃痕，并記錄加工所耗費時間，以及加工 前后同一軸頸處直徑尺寸變化量。在測量粗糙度時在曲軸上任取5點作為測量點。經(jīng)加 工后所得數(shù)據(jù)如下
權(quán)利要求1.一種滾磨光整設(shè)備，包括機架(1)，所述機架(1)上部設(shè)置有升降架(2)， 所述升降架(2)上設(shè)置有主驅(qū)動機構(gòu)(3)，所述升降架(2)還設(shè)置有水平裝夾機構(gòu)(4)，所述水平裝夾機構(gòu)(4)包括設(shè)置于所述升降架(2)上的主軸箱(5)和頂尖架(6)，所述主軸箱(5)設(shè)置有主軸(51)，所述頂尖架(6)設(shè)置有頂尖(61)，所述主軸(51)和所述頂尖(61)位于同一水平線上，所述升降架(2)下方還設(shè)置有磨 料箱(7)，其特征在于所述磨料箱(7)沿弧形軌跡做往復(fù)運動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滾磨光整設(shè)備，其特征在于所述機架(1)下部設(shè) 置有弧形導(dǎo)軌(8)，所述磨料箱(7)在所述弧形導(dǎo)軌(8)上做往復(fù)運動，所述磨 料箱(7)的往復(fù)運動由曲柄連桿機構(gòu)(71)驅(qū)動，所述磨料箱(7)底部還設(shè)有滑輪(72)，所述滑輪(72)與所述弧形導(dǎo)軌(8)滾動配合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種滾磨光整設(shè)備，其特征在于所述主軸箱(5)和 所述頂尖架(6)沿所述主軸(51)軸向方向與所述升降架(2)滑動配合，所述主軸箱(5)和頂尖架(6)之間設(shè)置有移動油缸(41)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種滾磨光整設(shè)備，其特征在于所述主驅(qū)動機構(gòu)(3)包 括固定在所述升降架(2)上的主軸減速電機(31),所述主軸減速電機(31)連接驅(qū)動 軸(32)，所述驅(qū)動軸(32)滑動配合主動鏈輪(33)，所述主動鏈輪(33)驅(qū)動被動 鏈輪(35)，所述被動鏈輪(35)連接在所述主軸(51)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種滾磨光整設(shè)備，其特征在于所述機架(1)還包括側(cè) 座(11)，所述側(cè)座(11)沿所述升降架(2)移動方向滑動配合導(dǎo)柱(12)，所述導(dǎo) 柱(12)連接所述升降架(2)，所述升降架(2)下方連接升降油缸(21)的一端，所 述升降油缸(21)的另一端連至所述機架(1)的下部。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種滾磨光整設(shè)備，其特征在于所述頂尖(61)后部連 接有彈性元件(62)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種滾磨光整設(shè)備，其特征在于還設(shè)置有電控柜。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種滾磨光整設(shè)備，其特征在于所述機架(1)一側(cè)還設(shè) 置有送料機構(gòu)(9)，所述送料機構(gòu)(9)包括支架(91)，所述支架(91)上設(shè)有送料 導(dǎo)軌(92),所述支架(91)上還設(shè)有沿所述送料導(dǎo)軌(92)軸線滑動的托盤(93)， 所述托盤(93)設(shè)有數(shù)個支撐滾輪(94)，所述托盤(93)兩側(cè)還設(shè)有支撐臂(95)。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種滾磨光整設(shè)備，其特征在于還設(shè)置有冷卻水系統(tǒng)。
專利摘要本實用新型為解決現(xiàn)有滾磨光整設(shè)備加工效果不佳，效率不高的問題，提供一種滾磨光整設(shè)備。它包括機架，機架上部設(shè)置有升降架，升降架上設(shè)置有主驅(qū)動機構(gòu)，升降架還設(shè)置有水平裝夾機構(gòu)，水平裝夾機構(gòu)包括設(shè)置于所述升降架上的主軸箱和頂尖架，主軸箱設(shè)置有主軸，頂尖架設(shè)置有頂尖，主軸和頂尖位于同一水平線上，升降架下方還設(shè)置有磨料箱，磨料箱沿弧形軌跡做往復(fù)運動。本實用新型改變了磨料的運動軌跡，由此增大了磨料的加速度，提高了光整效果，節(jié)約了加工時間。
文檔編號B24B31/00GK201799925SQ20102053327
公開日2011年4月20日 申請日期2010年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月17日
發(fā)明者嵇興林, 王宏博, 王淮柱, 趙恩宗, 黃裕超 申請人:浙江湖磨拋光磨具制造有限公司