专利名称：磨削方法和磨削装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用杯形砂轮的内侧表面磨削工件的方法和装置。
通常，需要将作为光学纤维部件的套圈的端部表面磨削成圆顶(圆弧)形。一般地，通常使用图6所示的磨床来将这种套圈或其它细长工件的端部表面磨成圆顶形。
在图6所示的磨床中，杯形砂轮8装在砂轮主轴7的端部，以便于将工件5的端部表面5a磨削成圆顶形，工件轴3端部的卡盘4与砂轮主轴7处的杯形砂轮8的侧面相互倾斜地面对。为了将工件的端部表面5a加工成圆顶形，将工件5固定在工件轴3端部的卡盘4上，并通过杯形砂轮8的内表面对工件端部表面5a进行磨削。工件5与杯形砂轮6之间的接触点P(后面将称为“磨削点”)位于杯形砂轮8内表面上，并向磨削点P供应切削液。
由于切削液是从杯形砂轮8外部的点喷向杯形砂轮8内表面上的磨削点P，因此，使用上述普通磨床会产生下述问题(1)切削液可能供应不足，从而降低了磨削精度。
在磨削过程中，杯形砂轮8相对于工件5高速旋转，其端部和圆周面上由高速旋转所产生的气帘所覆盖。当切削液以普通的方式从杯形砂轮8的外侧进行供应时，一部分切削液在到达杯形砂轮8内表面上的磨削点P之前就会被气帘的压力所排斥。
特别是，在反复使用杯形砂轮8的过程中，杯形砂轮8自身会逐渐产生磨损，磨削点P逐渐向杯形砂轮8的底部退缩，因此，只要切削液以普通的方式从杯形砂轮8的外侧进行供应，杯形砂轮8的边缘就会阻碍切削液的供应。在此情况下，很难充足地将切削液供应到杯形砂轮内表面上的磨削点P处，并且切削液供应不足的问题就变得更严重。
(2)而且，由于供应切削液的喷嘴19设置在杯形砂轮8的外侧，因此，切削液以普通的方式从杯形砂轮8的外侧进行供应使得杯形砂轮8周围的结构较为复杂。由于喷嘴19的干扰，因此不能有效地利用杯形砂轮8的所有周围空间。而且，还存在人为导致切削液供应不足的可能性。也就是说，在将工件5装到工件轴3上时，操作者会不经意地碰到喷嘴19并改变喷嘴19的方向，从而使喷嘴19喷出的切削液不能准确地喷到杯形砂轮8内表面上的磨削点P。这就可能导致操作者与喷嘴19接触而人为引起的切削液供应不足。
(3)另外，当切削液以普通的方式从杯形砂轮8的外侧进行供应时，切削液被覆盖在杯形砂轮8端部和圆周面的气帘压力所排斥而分散在磨床周围，从而使磨床周围的环境受到污染。
鉴于现有技术中所存在的上述问题，本发明的目的就是要提供一种可将足量切削液供应到杯形砂轮内表面上的磨削点的磨削方法和磨削装置，利用该磨削方法和磨削装置，可进行高精度的磨削，并可有效地利用杯形砂轮周围的空间，同时使磨床周围的工作环境保持清洁。
为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种利用床头箱和砂轮主轴箱进行磨削的磨削方法，所述床头箱具有工件轴，所述工件轴用于使固定在工件轴端部的工件旋转，所述砂轮主轴箱具有砂轮主轴，所述砂轮主轴用于使固定在砂轮主轴端部的杯形砂轮转动，用杯形砂轮的内表面磨削工件，所述方法包括在杯形砂轮内表面侧设置切削液供应喷嘴部分，并将切削液从切削液供应喷嘴部分供应到杯形砂轮内表面上的磨削点。
根据本发明，在上述磨削方法中，根据砂轮磨损、调整、校正或类似方面所引起的磨削点的变化来改变切削液的供应点。
根据本发明的另一个方面，提供一种磨削装置，所述磨削装置包括床头箱、砂轮主轴箱和切削液供应喷嘴部分，所述床头箱具有工件轴，所述工件轴用于使固定在工件轴端部的工件旋转，所述砂轮主轴箱具有砂轮主轴，所述砂轮主轴用于使固定在砂轮主轴端部的杯形砂轮转动，用杯形砂轮的内表面磨削工件，所述切削液供应喷嘴部分设置在杯形砂轮内表面侧，其中，切削液从切削液供应喷嘴部分供应到杯形砂轮内表面上的磨削点。
根据本发明，在上述磨削装置中，根据砂轮磨损、调整、校正或类似方面所引起的磨削点的变化来改变切削液的供应点。
根据本发明，上述切削液供应喷嘴部分包括与杯形砂轮一起转动的旋转喷嘴。
根据本发明，上述切削液供应喷嘴部分包括固定喷嘴，所述固定喷嘴是固定的，其与杯形砂轮的转动不相关并完全与之脱离。
根据本发明，上述切削液供应喷嘴部分具有多个喷嘴端部小孔，所述喷嘴端部小孔径向设置在杯形砂轮的轴向中心线周围。
根据本发明，上述旋转喷嘴具有喷嘴孔，所述喷嘴孔的一端通向贯穿砂轮主轴轴线所形成的切削液供应槽，喷嘴孔的另一端沿离开杯形砂轮底部的方向面向杯形砂轮的内壁。
根据本发明，所述固定喷嘴具有这样的一种结构，切削液供应管设置在通孔中，所述通孔穿过砂轮主轴和杯形砂轮的底部，切削液供应管与砂轮主轴和杯形砂轮的转动无关并与之隔离，其中，切削液供应管的前端部分形成喷嘴端，所述喷嘴端具有面向杯形砂轮内表面上的磨削点的开口。
根据本发明，所述切削液供应管可沿砂轮轴向滑动。
在本发明中，切削液从杯形砂轮的内部供应到杯形砂轮内表面上的磨削点。因此，即使杯形砂轮的前端表面和圆周表面被气帘覆盖，也可在气帘内将切削液供应到磨削点，而且气帘压力不会象在普通磨床中那样排斥切削液使其四处飞溅。即使在磨削点退缩到杯形砂轮内部时，切削液也可充足地供应到磨削点。
在本发明的特定结构中，喷嘴端部小孔面向杯形砂轮的内壁，由喷嘴端部小孔喷出的切削液在喷嘴端部小孔喷射产生的切削液力和杯形砂轮的转动离心力作用下流到杯形砂轮的内壁面。以此方式，切削液就可自身到达磨削点。因此，可更加可靠地向磨削点提供切削液。
图1是本发明实施例磨床主体部分的横截面图；图2是图1所示磨床整个砂轮主轴箱的横截面图；图3是图1所示杯形砂轮另一个实施例的正视图；图4是本发明另一个实施例磨床的横截面图；图5是本发明又一个实施例磨床的横截面图；图6是普通磨床主体部分的平面图。
下面件结合附图1-5对本发明的磨削方法和磨削装置进行描述。
图1示出了采用本发明磨削方法和磨削装置的磨床。该磨床包括安装在机座上的床头箱1和砂轮主轴箱2。床头箱1具有通过轴承(未示出)可转动地支承着的工件轴3。卡盘4将工件5固定在工件轴3的端部。砂轮主轴箱2具有通过轴承6可转动地支承着的砂轮主轴7。杯形砂轮8安装在砂轮主轴7的端部。
在该实施例的磨床中，通过杯形砂轮8内表面上的内边缘部分8a将细长工件5的端面5a磨削成圆顶形。工件轴3上的卡盘4的侧面与砂轮主轴7杯形砂轮8的侧面相互倾斜地面对，从而将工件的端面5a加工成圆顶形。
如图2所示，砂轮主轴7上设有切削液供应槽9。砂轮主轴7上钻有孔，因此，切削液供应槽9可经砂轮主轴7中的孔从砂轮主轴的后端7b延伸到砂轮主轴的前端7a。外部软管10在砂轮主轴后端7b处与切削液供应槽9相联。为此而使用固定式接头11。但也可使用图4所示的旋转接头12。
如图1所示，杯形砂轮8具有开在其内表面侧的切削液供应喷嘴部分13，该喷嘴部分13具有在杯形砂轮8底部8b钻孔而形成的喷嘴孔14。喷嘴孔14的一端通向穿过砂轮主轴7的切削液供应槽9并直接与其相联。喷嘴孔14的另一端是倾斜的，并在杯形砂轮8的底部8b开有面向杯形砂轮8内表面8c的喷嘴端部小孔14b。由于喷嘴孔14如上所述整体形成在杯形砂轮8的底部8b上，因此，在杯形砂轮8绕轴转动时，喷嘴孔14就与杯形砂轮8一体转动。因此，从杯形砂轮8外侧看，喷嘴孔14是一种与杯形砂轮8一体转动的旋转喷嘴。
喷嘴14只要有一个喷嘴端部小孔14b就足够了。但也可设有多个喷嘴端部小孔14b。在设有多个喷嘴端部小孔14b的情况下，如图3所示，这些小孔可径向分布在杯形砂轮8的轴向中心线周围。
可根据所需供应到磨削点P的切削液的流量来改变喷嘴端部小孔14b的数量、加工位置、大小和形状等参数。
高频驱动马达15或类似装置设置在砂轮主轴7周围。砂轮主轴7由高频驱动马达15驱动而绕其轴线转动。工件轴3也由一个马达(未示出)驱动旋转。
下面将结合附图1对本发明磨床的工作过程进行描述。
在本发明的磨床中，装在工件轴3卡盘4上的工件5的端面5a和杯形砂轮8的内边缘部分8a相互接触，并通过杯形砂轮8的内边缘部分8a对工件5的端面5a进行磨削。
在使用如上所述的杯形砂轮8进行磨削时，切削液在压力作用下经切削液供应槽9连续地流入喷嘴孔14，并从喷嘴孔14前端的喷嘴端部小孔14b直接供应到杯形砂轮8的内表面。因此，所供的切削液喷向倾斜于喷嘴端部小孔14b前端方向的杯形砂轮8的内壁面8c。所喷射的切削液在喷射所产生的力和杯形砂轮8转动离心力作用下沿杯形砂轮8的内壁面8c流动。切削液最后到达杯形砂轮8的内边缘部分8a，也就是磨削点P。
也就是，在图1所示的磨床中，切削液具有自身产生的可使其流向磨削点P的力，所述的力由喷射所产生的切削液喷射力和杯形砂轮8的旋转离心力形成。因此，切削液自身可到达磨削点P处而起作用。
图5是本发明另一个实施例磨床的横截面图。图5所示的磨床与上述实施例的磨床(图2)的不同之处在于使用了固定喷嘴16来作为与上述切削液供应喷嘴部分13相对应的部件。
固定喷嘴16不会象由喷嘴孔14构成的上述转动喷嘴那样与杯形砂轮8一体转动。固定喷嘴16是固定的，其与杯形砂轮8的转动不相关并完全与之脱离。在图5所示的磨床中，为利用固定喷嘴16，设有穿过砂轮主轴7和杯形砂轮8底部8b的通孔17，通孔17沿砂轮轴线连续地穿过砂轮主轴7和杯形砂轮8的底部8b。切削液供应管18插入并固定在以上述方式形成的通孔17中。
支承切削液供应管18，从而使其圆周面不与通孔17的内表面接触，这样就使其独立于杯形砂轮8和砂轮主轴7的转动，并完全与之脱离。而且，切削液供应管18可在致动器(未示出)作用下沿砂轮主轴7的轴线滑动且可定位并固定在一个确定的滑动位置上。
切削液供应管18的前端形成伸长的喷嘴端部小孔18a，小孔18a具有一个从底部8b面向杯形砂轮8内壁面8c的开口，所述内壁面与所述向前的方向成一定角度。
如图5所示，将喷嘴端部小孔18a设置成使其开口恰好沿该方向面向砂轮内壁面8c的内边缘部分8a(磨削点P)。这样，根据磨削点P的位置，沿砂轮轴线滑动切削液供应管18来使其定位，从而将其固定在适当的位置上。根据砂轮磨损、调整、校正等所引起的磨削点P的位置变化，可通过手动或通过致动器(未示出)自动进行上述滑动。在本申请中，“调整”表示调整砂轮位置，“校正”表示校正砂轮形状。
切削液供应管18的后端18b从砂轮主轴后端7b伸出，并通过固定式接头11与外部软管10相联。
同样，在该实施例中，可只使用一个喷嘴端部小孔18a或使用多个喷嘴端部小孔18a，所述多个喷嘴端部小孔18a形成于杯形砂轮8轴向中心线周围。可根据所需供应到磨削点P的切削液量来改变喷嘴端部小孔18a的数目、位置、大小和形状等参数。
在使用图5所示磨床的杯形砂轮8进行磨削过程中，在压力作用下切削液从外部软管10连续地流入切削液供应管18，并从切削液供应管18的喷嘴端直接供应到杯形砂轮8的内表面。切削液直接从喷嘴端部小孔18a的开口喷向倾斜于向前方向的磨削点P并直接到达磨削点P。
在反复使用杯形砂轮8的过程中，杯形砂轮8自身会逐渐磨损，且其内边缘部分8a逐渐向其底部8b退缩，因此，磨削点P和切削液供应管18的喷嘴端部小孔18a开口的位置关系发生变化。在此情况下，切削液供应管18根据变化量沿退缩方向滑动，从而再次调整切削液供应管18的喷嘴端部小孔18a，使其对准磨削点P。
在对杯形砂轮8进行调整、校正等工作时，同样也会使磨削点P与切削液供应管18的喷嘴端部小孔18a之间的位置关系发生变化。在此情况下，切削液供应管18根据变化量沿退缩方向滑动，从而再次调整切削液供应管18的喷嘴端部小孔18a，使其对准磨削点P。
如上所述，每个实施例的磨床均具有将切削液从杯形砂轮8的内部供应到其内表面上的磨削点P的结构。因此，即使杯形砂轮8的前端表面和圆周表面被气帘覆盖，也可在气帘内将切削液供应到磨削点P，而且气帘压力不可能象普通磨床那样排斥切削液使其四处飞溅。即使在磨削点P退缩到杯形砂轮8的内部时，切削液也可充足地供应到磨削点P。因此，本发明可进行高精度的磨削并保持磨床周围工作环境清洁。
另外，在每个实施例的磨床中，切削液供应喷嘴部分13位于杯形砂轮8的内表面侧，并避免了置于杯形砂轮8外侧的喷嘴所产生的妨碍，这样就简化了砂轮周围的结构并可有效地利用杯形砂轮周围的空间。
特别是，在图1所示实施例的喷嘴孔14的结构中，喷嘴孔14的喷嘴端部小孔14b面向从底部8b向杯形砂轮的内壁面8c的方向，由喷嘴端部小孔14b喷出的切削液在喷嘴端部小孔18b喷射产生的切削液力和杯形砂轮8的转动离心力作用下流到杯形砂轮8的内壁面8c。以此方式，切削液就可自身到达磨削点P。因此，可更加可靠地向磨削点P提供切削液。
而且，在图5所示实施例的结构中，切削液供应管18的喷嘴端部小孔18a位于固定喷嘴16上并面向磨削点P，切削液直接从喷嘴端部小孔18a的开口喷出并进行供应，而且提高了向磨削点P供应切削液的可靠性。
上述实施例所描述的各种不同喷嘴可根据其结构特征而分为表1所示的四种形式，也就是，(1)具有多个喷射小孔的固定式(2)只有一个喷射小孔的固定式(3)具有多个喷射小孔的旋转式(4)只有一个喷射小孔的旋转式。这些喷嘴类型具有各自特定的效果，也就是，第一种(1)类型具有效果(1)和(3)；第二种(2)类型具有效果(2)和(3)第三种(3)类型具有效果(1)；第四种(4)类型具有效果(2)。
表1
(1)由于切削液喷到杯形砂轮的整个内表面，因此，可有效地冷却砂轮，并可有效地将砂轮磨削表面孔隙内残留的磨屑冲洗掉。
(2)由于切削液可集中地喷到磨削点P，因此，可刚氐切削液的供应量，并可将供应切削液的泵和储存箱、冷却切削液的冷却装置等设备作得小一些，而且也可减小切削液防溅罩的尺寸。
(3)由于砂轮上切削液接触点是沿砂轮的圆周方向连续变化，避免了砂轮的局部冷却，从而使砂轮的温度分布均匀。因此提高了磨削精度和砂轮的清洁度。
如上所述，在本发明的磨削方法和磨削装置中，切削液供应喷嘴部分设置在杯形砂轮的内表面侧，且切削液直接从切削液供应喷嘴部分供应到杯形砂轮内表面上的磨削点。由于切削液从杯形砂轮的内表面侧供应到杯形砂轮内表面上的磨削点，因此，覆盖杯形砂轮前端和圆周面的气帘的压力不会排斥切削液使其四处飞溅。即使在磨削点退缩到砂轮内部时，切削液也可充足地供应到磨削点。因此，本发明可进行高精度的磨削并保持磨床周围工作环境清洁。
另外，根据本发明，切削液供应喷嘴部分位于杯形砂轮的内表面侧，从而避免了置于杯形砂轮外侧的喷嘴所产生的妨碍，因此就简化了杯形砂轮周围的结构并可有效地利用杯形砂轮周围的空间。
权利要求
1．一种利用床头箱和砂轮主轴箱进行磨削的磨削方法，所述床头箱具有工件轴，所述工件轴用于使固定在工件轴端部的工件旋转，所述砂轮主轴箱具有砂轮主轴，所述砂轮主轴用于使固定在砂轮主轴端部的杯形砂轮转动，用杯形砂轮的内表面磨削工件，所述方法包括在杯形砂轮内表面侧设置切削液供应喷嘴部分，并将切削液从切削液供应喷嘴部分供应到杯形砂轮内表面上的磨削点。
2．根据权利要求1所述的磨削方法，其中，根据砂轮磨损、调整、校正所引起的磨削点的变化来改变切削液的供应点。
3．一种磨削装置，所述磨削装置包括床头箱，所述床头箱具有工件轴，所述工件轴用于使固定在工件轴端部的工件旋转；砂轮主轴箱，所述砂轮主轴箱具有砂轮主轴，所述砂轮主轴用于使固定在砂轮主轴端部的杯形砂轮转动，用杯形砂轮的内表面磨削工件；以及切削液供应喷嘴部分，所述切削液供应喷嘴部分设置在杯形砂轮内表面侧，其中，切削液从切削液供应喷嘴部分供应到杯形砂轮内表面上的磨削点。
4．根据权利要求3所述的磨削装置，其中，根据砂轮磨损、调整、校正所引起的磨削点的变化来改变切削液的供应点。
5．根据权利要求3所述的磨削装置，其中，所述切削液供应喷嘴部分包括与杯形砂轮一体转动的旋转喷嘴。
6．根据权利要求3所述的磨削装置，其中，所述切削液供应喷嘴部分包括固定喷嘴，所述固定喷嘴是固定的，其与杯形砂轮的转动不相关并完全与之隔离。
7．根据权利要求3所述的磨削装置，其中，所述切削液供应喷嘴部分具有多个喷嘴端部小孔，所述喷嘴端部小孔径向设置在杯形砂轮的轴向中心线周围。
8．根据权利要求5所述的磨削装置，其中，所述旋转喷嘴具有喷嘴孔，所述喷嘴孔的一端通向贯穿砂轮主轴形成的切削液供应槽，喷嘴孔的另一端沿离开杯形砂轮底部的方向面向杯形砂轮的内壁。
9．根据权利要求6所述的磨削装置，其中，所述固定喷嘴具有这样的一种结构，切削液供应管设置在通孔中，所述通孔穿过砂轮主轴和杯形砂轮的底部，切削液供应管与砂轮主轴和杯形砂轮的转动无关并与之隔离，其中，切削液供应管的前端部分形成喷嘴端，所述喷嘴端具有面向杯形砂轮内表面上的磨削点的开口。
10．根据权利要求9所述的磨削装置，其中，所述切削液供应管可沿砂轮轴向滑动。
全文摘要
一种可将足量切削液供应到杯形砂轮内表面上的磨削点的磨削方法和磨削装置,利用该磨削方法和磨削装置,可进行高精度的磨削,并可有效地利用杯形砂轮周围的空间,同时使磨床周围的工作环境保持清洁。切削液供应喷嘴部分设置在杯形砂轮内表面侧,且切削液从切削液供应喷嘴部分供应到杯形砂轮内表面上的磨削点。切削液供应喷嘴部分可形成喷嘴孔,所述喷嘴孔通过在杯形砂轮底部钻孔而成。在此情况下,喷嘴孔的一端通向贯穿砂轮主轴形成的切削液供应槽,其另一端具有沿离开杯形砂轮底部的方向面向杯形砂轮内壁的喷嘴端部小孔。
文档编号B24B41/04GK1299729SQ0013737
公开日2001年6月20日 申请日期2000年12月6日 优先权日1999年12月6日
发明者荒井茂弘 申请人:精工精机株式会社