一種研磨設(shè)備的自動(dòng)加壓方法
【專利摘要】一種研磨設(shè)備的自動(dòng)加壓方法，包括以下步驟：（1）空載時(shí)，磨盤重力通過下彈簧壓板傳遞到下彈簧上，此時(shí)上彈簧不受壓，下彈簧的彈力等于磨盤自重值；（2）控制下彈簧的彈力逐漸變小，其減小量即為加載壓力，此時(shí)上彈簧不受壓；（3），直到下彈簧的彈力為零，加載壓力等于磨盤自重載荷，此時(shí)，上彈簧與下彈簧均不受壓；（4）當(dāng)下彈簧的彈力為零時(shí)，控制下彈簧的壓力由零逐漸變大，此時(shí)，下彈簧不受壓，整體所施加的加載壓力等于自重值加上上彈簧的壓力；實(shí)現(xiàn)加載壓力從小于磨盤自重載荷到大于磨盤自重載荷的連續(xù)調(diào)節(jié)。本發(fā)明同時(shí)實(shí)現(xiàn)施加大于磨盤自重和小于磨盤自重載荷、控制精度高、穩(wěn)定性良好、低成本。
【專利說明】一種研磨設(shè)備的自動(dòng)加壓方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種研磨設(shè)備的自動(dòng)加壓方法，尤其用于精密立式球體研磨機(jī)床或平面(單面、雙面)研磨/拋光機(jī)床。
【背景技術(shù)】
[0002]精密立式球體研磨機(jī)床和平面研磨/拋光機(jī)床的加工載荷的精確可控性和穩(wěn)定性是影響所加工產(chǎn)品最終質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵因素。對(duì)產(chǎn)品的表面質(zhì)量和材料去除率有著直接的影響。因此加壓裝置是精密機(jī)床的關(guān)鍵組成部分。
[0003]目前，國(guó)內(nèi)的精密球體研磨機(jī)床和平面研磨/拋光機(jī)床的加壓系統(tǒng)多數(shù)是由氣缸或者液壓缸帶動(dòng)一組彈簧加壓機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)壓力加載，這種彈簧加壓機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是加壓精度高，穩(wěn)定性好，總體成本低，但這種結(jié)構(gòu)存在一種缺陷，即在彈簧加壓前，其磨盤自重必先施加到工件上，使這種加壓機(jī)構(gòu)無法實(shí)現(xiàn)小于磨盤自重的加壓，但在部分工件進(jìn)行超精研或者拋光時(shí)，所需要的加工載荷往往小于磨盤自重。一些機(jī)床的加壓系統(tǒng)采用了彈簧拉掛式加壓機(jī)構(gòu)，但這種加壓機(jī)構(gòu)只能實(shí)現(xiàn)小于磨盤自重的壓力加載，而無法實(shí)現(xiàn)大于磨盤自重的壓力加載。因此，目前采用的加壓系統(tǒng)無法滿足所有加工工序的載荷要求，有必要開發(fā)一種能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)施加大于磨盤自重和小于磨盤自重載荷的加壓方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服已有加壓系統(tǒng)的無法同時(shí)實(shí)現(xiàn)施加大于磨盤自重和小于磨盤自重載荷的不足，本發(fā)明提供一種同時(shí)實(shí)現(xiàn)施加大于磨盤自重和小于磨盤自重載荷、控制精度高、穩(wěn)定性良好、低成本的研磨設(shè)備的自動(dòng)加壓方法。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種研磨設(shè)備的自動(dòng)加壓方法，實(shí)現(xiàn)該加壓方法的裝置包括上彈簧和下彈簧，所述上彈簧的下端安裝在研磨設(shè)備的磨盤的上方，所述上彈簧的上端安裝在上彈簧壓板下方，所述上彈簧壓板與用以帶動(dòng)上彈簧壓板上下運(yùn)動(dòng)的上升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，所述下彈簧的上端安裝在所述磨盤的下方，所述下彈簧的下端安裝在下彈簧壓板上，所述下彈簧壓板與用以帶動(dòng)下彈簧壓板上下運(yùn)動(dòng)的下升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，所述上彈簧壓板、磨盤和下彈簧壓板同軸設(shè)置，所述自動(dòng)加壓方法包括以下步驟:
[0007](I)空載時(shí)，S卩加載壓力為零，磨盤重力通過下彈簧壓板傳遞到下彈簧上，此時(shí)上彈簧不受壓，下彈簧的彈力等于磨盤自重值；
[0008](2)控制所述下升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)下彈簧壓板逐漸向下運(yùn)動(dòng)，下彈簧的彈力逐漸變小，其減小量即為加載壓力，此時(shí)上彈簧不受壓；
[0009](3)直到下彈簧的彈力為零，加載壓力等于磨盤自重載荷，磨盤重力完全施加在磨盤下方的工件上，此時(shí)，上彈簧與下彈簧均不受壓；
[0010](4)當(dāng)下彈簧的彈力為零時(shí)，控制所述上升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)上彈簧壓板向下運(yùn)動(dòng)，上彈簧的壓力由零逐漸變大，此時(shí)，下彈簧不受壓，整體所施加的加載壓力等于自重值加上上彈簧的壓力；實(shí)現(xiàn)加載壓力從小于磨盤自重載荷到大于磨盤自重載荷的連續(xù)調(diào)節(jié)。
[0011]進(jìn)一步，所述自動(dòng)加壓方法還包括以下步驟:
[0012](5)加載工序完成后，先將上升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)復(fù)位，再將下升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)復(fù)位。
[0013]本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思為:通過在磨盤上、下方各安裝一組壓縮彈簧，并通過相應(yīng)的上、下壓力傳感器數(shù)值，計(jì)算得到作用于磨盤下方工件上的壓力，來控制加壓裝置的啟停，具體壓力加載過程和控制方法見具體實(shí)施方案。
[0014]本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在:1.同時(shí)實(shí)現(xiàn)施加大于磨盤自重和小于磨盤自重載荷。2.壓力加載精度高，穩(wěn)定性好。3.裝置整體成本低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明中加壓裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2是本發(fā)明中設(shè)置加載壓力小于磨盤自重時(shí)，兩組彈簧壓縮狀態(tài)示意圖。
[0017]圖3是本發(fā)明中設(shè)置加載壓力等于磨盤自重時(shí)，兩組彈簧壓縮狀態(tài)示意圖。
[0018]圖4是本發(fā)明中設(shè)置加載壓力大于磨盤自重時(shí)，兩組彈簧壓縮狀態(tài)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0020]參照?qǐng)D1?圖4，一種研磨設(shè)備的自動(dòng)加壓方法，實(shí)現(xiàn)該加壓方法的裝置包括上彈簧3和下彈簧4，所述上彈簧3的上端安裝在上彈簧壓板12下方，所述上彈簧3的下端安裝在研磨設(shè)備的磨盤8的上方，所述上彈簧壓板12與用以帶動(dòng)上彈簧壓板上下運(yùn)動(dòng)的上升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，所述下彈簧4的上端安裝在所述磨盤8的下方，所述下彈簧4的下端安裝在下彈簧壓板11上，所述下彈簧壓板11與用以帶動(dòng)下彈簧壓板上下運(yùn)動(dòng)的下升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，所述上彈簧壓板12、磨盤8和下彈簧壓板11同軸設(shè)置，所述自動(dòng)加壓方法包括以下步驟:
[0021](I)空載時(shí)，S卩加載壓力為零，磨盤重力通過下彈簧壓板傳遞到下彈簧上，此時(shí)上彈簧不受壓，下彈簧的彈力等于磨盤自重值；
[0022]( 2 )控制所述下升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)下彈簧壓板逐漸向下運(yùn)動(dòng)，下彈簧的彈力逐漸變小，其減小量即為加載壓力，此時(shí)上彈簧不受壓；
[0023](3)直到下彈簧的彈力為零，加載壓力等于磨盤自重載荷，磨盤重力完全施加在磨盤下方的工件上，此時(shí)，上彈簧與下彈簧均不受壓；
[0024](4)當(dāng)下彈簧的彈力為零時(shí)，控制所述上升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)上彈簧壓板向下運(yùn)動(dòng)，上彈簧的壓力由零逐漸變大，此時(shí)，下彈簧不受壓，整體所施加的加載壓力等于自重值加上上彈簧的壓力；實(shí)現(xiàn)加載壓力從小于磨盤自重載荷到大于磨盤自重載荷的連續(xù)調(diào)節(jié)。
[0025]進(jìn)一步，所述自動(dòng)加壓方法還包括以下步驟:
[0026](5)加載工序完成后，先將上升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)復(fù)位，再將下升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)復(fù)位。
[0027]本實(shí)施例中，所述上彈簧壓板12與上壓力傳感器2連接，所述下彈簧壓力板11與下壓力傳感器10連接。
[0028]再進(jìn)一步，所述上壓力傳感器2、下壓力傳感器10采用輪輻式結(jié)構(gòu)，當(dāng)然也可以選用其他結(jié)構(gòu)。[0029]所述上彈簧3和下彈簧4分別包括4?8根壓縮彈簧，均布于所述磨盤一圈上。
[0030]更進(jìn)一步，所述上升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和下升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用加壓桿1，所述加壓桿I上方設(shè)有用以帶動(dòng)加壓桿上下運(yùn)動(dòng)的加壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)14，所述上彈簧壓板12、磨盤8、下彈簧壓板11依次同軸安裝于所述加壓桿I上，所述加壓桿I的上部設(shè)有觸發(fā)塊，所述觸發(fā)塊與所述上彈簧壓板12之間的距離等于或大于下彈簧4承受研磨設(shè)備的磨盤自重的形變量。該處的大于通常取稍微大于即可，按照工程實(shí)際來說，稍微大于的情況可以留有余量，保證工作的穩(wěn)定性。
[0031]所述上升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和下升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用加壓桿1，所述加壓桿I上方設(shè)有用以帶動(dòng)加壓桿上下運(yùn)動(dòng)的加壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)14，所述上壓力傳感器2、上彈簧壓板12、磨盤8、下彈簧壓板11、下壓力傳感器10依次同軸安裝于所述加壓桿I上，所述加壓桿I的上部設(shè)有觸發(fā)塊，所述觸發(fā)塊與所述上壓力傳感器2之間的距離等于或大于下彈簧4承受研磨設(shè)備的磨盤自重的形變量。該處的大于通常取稍微大于即可，按照工程實(shí)際來說，稍微大于的情況可以留有余量，保證工作的穩(wěn)定性。
[0032]將上升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和下升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)統(tǒng)一為加壓桿的方式屬于一種優(yōu)選的方案，當(dāng)然，也可以選擇上升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和下升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)分別進(jìn)行控制，只要能夠?qū)崿F(xiàn)加載壓力連續(xù)調(diào)節(jié)即可。
[0033]本實(shí)施例的加壓裝置中，上彈簧3安裝于上彈簧壓板12與磨盤8之間，下彈簧4安裝與磨盤8與下彈簧壓板11之間；上壓力傳感器2，上彈簧壓板12，磨盤8，下彈簧壓板11，下壓力傳感器10依次同軸安裝于加壓桿I上，采用間隙配合；承重盤9安裝于加壓桿底端，用圓螺母5固定，用于承受加壓桿I上所安裝零件的重量。
[0034]加壓桿I上端具有加壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)14 (可以是氣壓、液壓或其它機(jī)械進(jìn)給機(jī)構(gòu))，實(shí)現(xiàn)加壓桿I的上下移動(dòng)；在所裝配上壓力傳感器2上方位置具有加壓凸臺(tái)，用于實(shí)現(xiàn)壓力加載；加壓桿I采用中空結(jié)構(gòu)，用于放置傳感器數(shù)據(jù)線；上壓力傳感器2和下壓力傳感器10均采用輪輻式結(jié)構(gòu)，其中，上壓力傳感器2用于測(cè)量施加載荷大于磨盤(包括磨盤8，研磨盤6)自重情況下所施加的額外壓力；下壓力傳感器10用于測(cè)量空載狀態(tài)下磨盤自重，以及測(cè)量施加載荷小于磨盤自重情況下加壓桿I承受的磨盤重量，將兩個(gè)壓力傳感器所測(cè)壓力經(jīng)過計(jì)算，即可得到實(shí)際加載到工件7上的壓力。測(cè)得的壓力值反饋給控制系統(tǒng)13，通過驅(qū)動(dòng)加壓系統(tǒng)14，實(shí)現(xiàn)施加載荷小于磨盤自重或大于上研磨自重的自動(dòng)加壓；上彈簧3和下彈簧4分別包括4?8根壓縮彈簧，均布于磨盤一定半徑的圓周上，有利于壓力的均勻加載。
[0035]本加壓裝置的加壓方式是通過加壓桿I與加壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)14后，使加壓桿I上下運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)彈簧變形而使壓力通過研磨盤6施加到工件7上，具體加壓過程如下:
[0036]空載時(shí)，磨盤重力通過下彈簧壓板11傳遞到下壓力傳感器10上，此時(shí)上壓力傳感器2與上彈簧3均不受壓，下壓力傳感器10的讀數(shù)等于磨盤自重值；當(dāng)加載壓力小于磨盤自重時(shí)，所加載的部分壓力由研磨盤6下方的工件7承受，下彈簧4所受壓力變小，下壓力傳感器10所受壓力相應(yīng)減小，其減小量即為加載壓力，此時(shí)，上彈簧3與上壓力傳感器2均不受壓，兩組彈簧的壓縮狀態(tài)如圖2所示；當(dāng)加載壓力等于磨盤自重載荷時(shí)，磨盤重力完全施加在磨盤下方的工件7上，此時(shí)，上彈簧3與下彈簧4均不受壓，兩組彈簧的壓縮狀態(tài)如圖3所示；當(dāng)加載壓力大于磨盤自重時(shí)，加壓桿I上的加壓凸臺(tái)向上加壓傳感器I加壓，最終作用在研磨盤6下方的工件7上，此時(shí)，下彈簧4不受壓，整體所施加的壓力等于自重值加上上壓力傳感器2所受壓力，兩組彈簧的壓縮狀態(tài)如圖4所示。
[0037]上述即為整個(gè)壓力的加載過程，設(shè)上壓力傳感器2的讀數(shù)為F1，下壓力傳感器10的讀數(shù)為F2,在空載狀態(tài)下下壓力傳感器10的讀數(shù)等于磨盤自重值，設(shè)為G，則在整個(gè)壓力加載過程中，工件實(shí)際所受的壓力F=G+FrF2，因此，可以通過簡(jiǎn)單的計(jì)算即可得到實(shí)際所施加的壓力F，從而實(shí)現(xiàn)了壓力從小于磨盤自重到大于磨盤自重的整體可控。
[0038]實(shí)例:實(shí)測(cè)磨盤自重520Kg，彈簧加壓極限10KN，取重力加速度g=9.8Kg/s2，則所述加壓裝置的加壓極限約為15KN。使用絲桿升降機(jī)構(gòu)與加壓桿I連接，在磨盤下方均布3個(gè)稱重傳感器，用于測(cè)量實(shí)際加載壓力。取O~15KN內(nèi)的30組加壓值進(jìn)行加壓試驗(yàn)，加壓結(jié)束后測(cè)試其實(shí)際壓力，重復(fù)測(cè)量三次，所得數(shù)據(jù)如下表所示。從表中數(shù)據(jù)可以看到，所述加壓裝置具有良好的重復(fù)性與穩(wěn)定性，并且其加壓最大誤差不超過110N，即誤差小于0.74%，具有較高的加壓精度。實(shí)際加壓測(cè)試數(shù)據(jù)參照下表1:
第一組(單位:N) I 第二組(單位:N) I 第三組(單位:N)

施加壓力小于自重(自重值約5100N)
【權(quán)利要求】
1.一種研磨設(shè)備的自動(dòng)加壓方法，實(shí)現(xiàn)該加壓方法的裝置包括上彈簧和下彈簧，所述上彈簧的下端安裝在研磨設(shè)備的磨盤的上方，所述上彈簧的上端安裝在上彈簧壓板下方，所述上彈簧壓板與用以帶動(dòng)上彈簧壓板上下運(yùn)動(dòng)的上升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，所述下彈簧的上端安裝在所述磨盤的下方，所述下彈簧的下端安裝在下彈簧壓板上，所述下彈簧壓板與用以帶動(dòng)下彈簧壓板上下運(yùn)動(dòng)的下升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，所述上彈簧壓板、磨盤和下彈簧壓板同軸設(shè)置，所述自動(dòng)加壓方法包括以下步驟: (1)空載時(shí)，即加載壓力為零，磨盤重力通過下彈簧壓板傳遞到下彈簧上，此時(shí)上彈簧不受壓，下彈簧的彈力等于磨盤自重值； (2)控制所述下升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)下彈簧壓板逐漸向下運(yùn)動(dòng)，下彈簧的彈力逐漸變小，其減小量即為加載壓力，此時(shí)上彈簧不受壓； (3)直到下彈簧的彈力為零，加載壓力等于磨盤自重載荷，磨盤重力完全施加在磨盤下方的工件上，此時(shí)，上彈簧與下彈簧均不受壓； (4)當(dāng)下彈簧的彈力為零時(shí)，控制所述上升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)上彈簧壓板向下運(yùn)動(dòng)，上彈簧的壓力由零逐漸變大，此時(shí)，下彈簧不受壓，整體所施加的加載壓力等于自重值加上上彈簧的壓力；實(shí)現(xiàn)加載壓力從小于磨盤自重載荷到大于磨盤自重載荷的連續(xù)調(diào)節(jié)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種研磨設(shè)備的自動(dòng)加壓方法，所述自動(dòng)加壓方法還包括以下步驟:(5)加載工序完成后，先將上升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)復(fù)位，再將下升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)復(fù)位。
【文檔編號(hào)】B24B37/34GK103481187SQ201310426125
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月17日
【發(fā)明者】呂冰海, 董晨晨, 紀(jì)宏波, 彭巖, 孫磊, 周文華, 馮銘, 鄧乾發(fā), 袁巨龍 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)