一种用于少半球球体展成磨削的装夹装置制造方法
【专利摘要】一种用于少半球球体展成磨削装夹装置，包括芯轴、六角螺母、弹簧垫圈、定位压盘和球心补偿盘。其中球心补偿盘安装在所述芯轴的球心补偿盘安装面上，并与该芯轴过渡配合。两个定位压盘分别安装在芯轴两端的凸台上，并通过该凸台实现各定位压盘的径向定位。以球心补偿盘的两个端面为工件的定位面。所述球心补偿盘、两个定位压盘与工件均与芯轴同轴。本发明提供了一种当少半球球体表面硬度大于等于HRC55、圆度小于等于0.02mm，表面粗糙度小于等于Ra0.8μm时，展成磨削过程能够使用标准量具直接测量磨削球径、球心位置，确定球体形状误差，实现在线误差调整的磨削装置，具有生产效率高、产品紧度高的特点。
【专利说明】一种用于少半球球体展成磨削的装夹装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种展成磨削加工领域，具体是一种用于少半球球体展成磨削的装夹装置。
【背景技术】
[0002]航天发动机行业使用的少半球球体,在采用普通外圆磨床或平面磨床展成磨削时，通常一次只能磨削一件。由于属少半球球冠结构，球冠直径均小于球体最大直径，故球冠的球心处在实体以外为空间点，装夹后磨削过程中，采用常规方法、常规量具不能直接测量获得准确球径值，控制球心位置、球面形状误差困难，生产效率低。
[0003]在中国知识产权网、soopat专利搜索引擎中搜索专利，均未查询到相似的专利。
[0004]在《商品与质量?学术观察》2012第8期，公开发表了《少半球体的磨削方法探讨》的论文。该论文中，对少半球体加工中球体球径尺寸、球心位置、球形误差等主要参数在无法直接测量时，采用间接测量特征点、采用检具验证、球面接触面涂色检查等定性方法间接控制。其论述的是控制方法，与本
【发明内容】
无相同或相似点。
【发明内容】
[0005]为克服现有技术中存在的不能直接测量获得准确球径值，控制球心位置、球面形状误差困难，以及生产效率低的不足，本发明提出了一种用于少半球球体展成磨削装夹装置。
[0006]本发明包括芯轴、六角螺母、弹簧垫圈、定位压盘和球心补偿盘。其中球心补偿盘安装在所述芯轴的球心补偿盘安装面上，并与该芯轴过渡配合。两个定位压盘分别安装在芯轴两端的凸台上，并通过该凸台实现各定位压盘的径向定位。以球心补偿盘的两个端面为工件的定位面，该球心补偿盘两个端面平行度为0.01~0.02mm。所述球心补偿盘、两个定位压盘与工件均与芯轴同轴。
[0007]在芯轴的轴对称处有径向凸出的球心补偿盘安装面，该球心补偿盘安装面的轴向宽度为球心补偿盘厚度的1.5~2倍，以方便所述球心补偿盘的轴向移动；
[0008]在接近芯轴两端的圆周表面亦分别有径向凸出的定位压盘安装面。该定位压盘安装面的宽度比定位压盘的轴向高度大5~15mm。
[0009]芯轴接近芯轴两端的圆周表面均有外螺纹，并且该外螺纹分别位于所述定位压盘安装凸台的外侧。芯轴两端面有用于与磨削设备或磨削装置顶尖装夹的中心孔。
[0010]所述球心补偿盘的外径略小于工件的外径。球心补偿盘的厚度根据工件的补偿量确定，所述的工件的补偿量是指工件端面至球心之间的距离。
[0011]在所述球心补偿盘的两个端面均有凹槽，凹槽直径小于工件内径，使工件端面分别与球心补偿盘的两个端面的外缘接触。
[0012]定位压盘4的外圆周表面为阶梯面。定位压盘4的最小外径与工件等径段的内径相同，将工件的等径段安放在定位压盘的最小外径的圆周上，并通过定位压盘外圆周表面的阶梯面实现对工件的轴向定位。
[0013]本发明提供了一种当少半球球体表面硬度大于等于HRC55、圆度小于等于
0.02mm,表面粗糙度小于等于Ra0.8 y m时，展成磨削过程能够使用标准量具直接测量磨削球径、球心位置，确定球体形状误差，实现在线误差调整的磨削装置。
[0014]由于采取了上述技术方案，本发明具有以下效果:
[0015]两件少半球球体一次装夹完成磨削，生产效率至少提高一倍。
[0016]两件少半球球体对称装夹，形成的球冠面对称位于最大球径两侧，可满足加工过程使用标准外径量具采用常规测量方法直接测量获得球体不同截面球径值，降低了磨削质量控制难度和检测成本。
[0017]两件少半球球体同时装夹，展成磨削平稳，磨削纹路完整，可直接控制球心位置、球面形状，降低了误差调整难度，相比单件少半球球体磨削，可提高球径、球心位置精度60%以上。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是少半球球体展成磨削装夹装置结构图。
[0019]图2是芯轴I示意图。
[0020]图3a是定位压盘4结构示意图的右视图，图3b是定位压盘4结构示意图的主视图。
[0021]图4a是球心补偿盘5结构示意图的主视图，图4b是球心补偿盘5结构示意图的左视图。
[0022]图5是少半球球体展成磨削装夹装置连接工件的示意图。
[0023]图6是薄壁少半球形工件端面与球心距离的示意图。其中:
[0024]1.芯轴；2.六角螺母；3.弹簧垫圈；4.定位压盘；5.球心补偿盘；6.工件。
【具体实施方式】
[0025]本实施例是一种用于少半球球体展成磨削装夹装置。
[0026]本装置包括芯轴1、六角螺母、弹簧垫圈3、定位压盘4、球心补偿盘5。
[0027]芯轴I为40Cr钢制成，两端结构对称。在芯轴的轴对称处有径向凸出的球心补偿盘安装面，该球心补偿盘安装面的轴向宽度为球心补偿盘厚度的1.5?2倍，以方便所述球心补偿盘5的轴向移动。在接近芯轴两端的圆周表面亦分别有径向凸出的定位压盘安装面。该定位压盘安装面的宽度比定位压盘的轴向高度大5?15mm。芯轴接近芯轴两端的圆周表面均有外螺纹，并且该外螺纹分别位于所述定位压盘安装凸台的外侧。芯轴两端面有用于与磨削设备或磨削装置顶尖装夹的中心孔。
[0028]球心补偿盘5安装在所述芯轴I的球心补偿盘安装面上，并与该芯轴过渡配合。两个定位压盘4分别安装在芯轴两端的凸台上，并通过该凸台实现各定位压盘4的径向定位。
[0029]所述球心补偿盘5为中空回转体，该球心补偿盘的外径略小于工件的外径。球心补偿盘的厚度根据工件的补偿量确定，所述的工件的补偿量是指工件端面至球心之间的距离，如图6所示。所述的补偿量8根据工件设计要求确定。
[0030]球心补偿盘5的两个端面为工件的定位面，与工件6球冠面接触；球心补偿盘两个端面平行度为0.01?0.02mm。
[0031]在所述球心补偿盘5的两个端面均有凹槽，凹槽直径小于工件内径，使工件端面分别与球心补偿盘的两个端面的外缘接触。为减轻球心补偿盘的重量，在所述凹槽面上开有减重孔。
[0032]所述定位压盘4亦为中空回转体。定位压盘4的外圆周表面为阶梯面。定位压盘4的最小外径与工件6等径段的内径相同，将工件6的等径段安放在定位压盘4的最小外径的圆周上，并通过定位压盘外圆周表面的阶梯面实现对工件的轴向定位。在所述定位压盘的盘面上有减重孔。
[0033]所述球心补偿盘5、两个定位压盘4与工件6均与芯轴同轴。
[0034]使用时，将球心补偿盘5安装在所述芯轴I的球心补偿盘安装面上；将两个少半球球体的工件分别从芯轴的两端套装在芯轴上，并使两个工件的端面均与球心补偿盘5的端面贴合；将两个定位压盘4分别安装在芯轴两端的凸台上，并在两个定位压盘的外侧通过螺母2固定。
[0035]本实施例中:
[0036]球心补偿盘5为45钢制成的回转体,球心补偿盘5厚度9±0.02mm ;球心补偿盘5最大直径小于工件6球冠磨削球径Imm ;球心补偿盘5两侧端面平行度0.015mm,与工件6球冠面接触；球心补偿盘5的中心孔孔径为0 56mmH9 ;球心补偿盘5两侧端面上设有O290mmX O IlOmm凹槽,该凹槽的深度为1_ ;凹槽内均布6个065_的减重孔。
[0037]芯轴的总长为516mm。最大直径①56mm。芯轴中间设有I个球心补偿盘5径向安装面，该安装面的宽度为18mm，与球心补偿盘5中心孔0 56f9配合。
[0038]所述定位压盘4的安装凸台别位于工件6装夹基准面处。所述安装凸台的直径为C>50mm,宽度为30mm,与定位压盘4中心孔C>50g6配合。
[0039]定位压盘4有2个，均为用2A12铝合金板制成的回转体。定位压盘4的最小外径为①252mm,宽度为IOmm,最大外径为①270mm、宽度为IOmm ;定位盘4中心孔的直径为①50mm,与芯轴10 50H7配合；定位压盘4的盘面均布有4个直径为①70mm的减重孔。
[0040]球心补偿盘5为45钢制成的回转体,球心补偿盘5厚度9±0.02mm ;球心补偿盘5最大直径小于工件6球冠磨削球径Imm ;球心补偿盘5两侧端面平行度0.015mm,与工件6球冠面接触；球心补偿盘5中心孔的孔径为0 56mmH9 ;球心补偿盘5两侧端面上设有O290mmX O IlOmm凹槽,凹槽深度为1_，凹槽内均布6个065_的减重孔。
[0041]球心补偿盘5安装在芯轴I上中心位置，2件少半球球体工件6面对面装配在芯轴I上球心补偿盘5左右两侧,形成过球心的多半球球体。定位压盘4分别安装在2件少半球球体工件6两侧定位。定位压盘4两端使用六角螺母2、弹簧垫圈3紧固。芯轴I两端中心孔，与普通外圆磨床工作台前、后顶尖装夹。
【权利要求】
1.一种用于少半球球体展成磨削装夹装置，其特征在于，包括芯轴、六角螺母、弹簧垫圈、定位压盘和球心补偿盘；其中球心补偿盘安装在所述芯轴的球心补偿盘安装面上，并与该芯轴过渡配合；两个定位压盘分别安装在芯轴两端的凸台上，并通过该凸台实现各定位压盘的径向定位；以球心补偿盘的两个端面为工件的定位面，该球心补偿盘两个端面平行度为0.01?0.02mm ;所述球心补偿盘、两个定位压盘与工件均与芯轴同轴。
2.如权利要求1所述一种用于少半球球体展成磨削装夹装置，其特征在于， 在芯轴的轴对称处有径向凸出的球心补偿盘安装面，该球心补偿盘安装面的轴向宽度为球心补偿盘厚度的1.5?2倍，以方便所述球心补偿盘的轴向移动； 在接近芯轴两端的圆周表面亦分别有径向凸出的定位压盘安装面；该定位压盘安装面的宽度比定位压盘的轴向高度大5?15mm ； 芯轴接近芯轴两端的圆周表面均有外螺纹，并且该外螺纹分别位于所述定位压盘安装凸台的外侧；芯轴两端面有用于与磨削设备或磨削装置顶尖装夹的中心孔。
3.如权利要求1所述一种用于少半球球体展成磨削装夹装置，其特征在于，所述球心补偿盘的外径略小于工件的外径；球心补偿盘的厚度根据工件的补偿量确定，所述的工件的补偿量是指工件端面至球心之间的距离； 在所述球心补偿盘的两个端面均有凹槽，凹槽直径小于工件内径，使工件端面分别与球心补偿盘的两个端面的外缘接触。
4.如权利要求1所述一种用于少半球球体展成磨削装夹装置，其特征在于，定位压盘的外圆周表面为阶梯面；定位压盘的最小外径与工件等径段的内径相同，将工件的等径段安放在定位压盘的最小外径的圆周上，并通过定位压盘外圆周表面的阶梯面实现对工件的轴向定位。
【文档编号】B24B41/06GK103624680SQ201310587047
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年11月19日 优先权日:2013年11月19日
【发明者】姚邵军, 王浩刚, 杨朝亮, 费卫峰, 李有春, 郭红霞, 杨运波, 周雪梅, 张志红, 邓高峰, 史宝丽 申请人:西安航天动力机械厂