一种提高轴类零件内孔加工精度的装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种提高轴类零件内孔加工精度的装置，属于机械加工领域。该装置由可变直径的加载钢球的调节装置、轴类零件中心高调节装置、自动检测装置、液压加载装置以及液压控制部分组成；可变直径的加载钢球调节装置和轴类零件中心高调节装置分别通过导轨和滑动平台安装在工作平台上；可变直径的加载钢球调节装置主要由安装在导轨上的挤压头、齿轮箱、加载液压缸和滚珠丝杠组成；轴类零件中心高调节装置由定位装置和高度调节装置组成，待加工工件由定位装置和高度调节装置定位调节；自动检测装置由上位机控制系统、下位机可编程控制器PLC和伺服控制器组成。本实用新型克服了目前轴类零件内孔精加工方式的费用较高，适用范围较窄等问题。
【专利说明】
一种提高轴类零件内孔加工精度的装置
技术领域
[0001]本实用新型应用于解决轴类零件中心孔精加工费用较高的问题，属于机械加工领域。能够应用于不同直径中心孔及不同外型的轴类零件。本实用新型涉及的一种提高轴类零件内孔加工精度的装置是通过液压加载装置挤压可变直径的加载钢球，并通过调节不同直径轴类零件的中心高，保证轴类零件的中心轴线与加载杆的中心轴线对中，实现不同直径轴类零件中心孔的精加工。【背景技术】
[0002]随着装备制造行业的迅速发展，对回转类的零件的需求量也日益增加，因此对带有内孔的轴类零件需求也就日益增加。传统的内孔精加工的方法主要采用的是珩磨，铰孔， 抛光等方法。但是对于一些孔径较小的轴类零件，则只能通过铰孔的方式，但是加工效率和加工成本都比较高。
[0003]目前，轴类零件的加工方式主要是在数控车床上进行加工。中心孔的加工方式是通过车床进行粗加工，然后通过铰孔或者珩磨的方式进行精加工，为了保证加工精度和内孔的表面粗糙度，并需要设置专门的夹紧和定位方式，不仅加工成本费用较高，而且加工方式比较复杂。也有一些厂家通过挤压碳化钨钢珠的方式提高内孔精度，降低了成本和加工时间，但是对于不同的孔径则需要不同的钢球，因此适用范围较窄。
[0004]本实用新型根据现场轴类零件内孔加工的实际使用工况，提出了一种提高轴类零件内孔加工精度的装置，能够适用于不同直径轴类零件的精加工。加工效率高，适用范围广，并且加工成本较低。【实用新型内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是克服了目前轴类零件内孔精加工方式的费用较高，适用范围较窄等问题。本实用新型提供了一种具有可变直径的加载头，调节不同类型轴类零件中心高，自动测量等功能的一种提高轴类零件内孔加工精度的装置。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型是采用如下技术方案实现的，结合【附图说明】如下:
[0007]—种提高轴类零件内孔加工精度的装置，由可变直径的加载钢球的调节装置、轴类零件中心高调节装置、自动检测装置、液压加载装置以及液压控制部分组成，其特征在于:
[0008]所述可变直径的加载钢球调节装置和轴类零件中心高调节装置分别通过导轨27、 固定支撑块16和滑动平台13安装在工作平台26上，所述可变直径的加载钢球调节装置主要由安装在导轨27上的挤压头17、齿轮箱21、加载液压缸25和滚珠丝杠32组成，所述挤压头17 通过连接杆20与齿轮箱21连接，所述齿轮箱21与加载液压缸25通过加载杆22连接，所述齿轮箱21通过固定在滑台30上与导轨27滑动配合，所述加载液压缸25通过支撑板24固定在导轨27上，所述加载杆22上装有拉压力传感器23,所述齿轮箱21上装有电机28,所述滚珠丝杠32通过丝杠座33固定在导轨27上并与滑台30连接;所述挤压头17、连接杆20、加载杆22、加载液压缸25同轴线安装；
[0009]所述轴类零件中心高调节装置由定位装置和高度调节装置组成，待加工工件2由定位装置和高度调节装置分别进行定位和高度调节；
[0010]所述的自动检测装置由上位机控制系统、下位机可编程控制器PLC和伺服控制器组成；
[0011]所述的下位机可编程控制器PLC通过RS232线与上位工控机控制系统通讯，下行方向与电磁换向阀连接，通过控制PLC来控制栗站的启停，和电磁换向阀给加载液压缸提供液压油，并改变加载液压缸的进给方向。
[0012]所述可变直径的加载钢球由3个按120度角分布的挤压头17构成，所述挤压头17底部设有与连接杆20上的T型凸台滑动连接的T型槽，为了防止挤压头17滑出，在挤压头17外部装有压紧环18,压紧环18与挤压头17通过压紧弹簧41连接，压紧环18通过横向弹簧19与齿轮箱21连接。
[0013]所述可变直径的加载钢球的动力由加载液压缸25提供，所述液压缸25固定在支撑板24上，推动加载杆22运动，加载杆22固定在齿轮箱21上，齿轮箱21固定在滑台30上，滑台 30底部两侧设有导轨滑块31，中间部位连接着滚珠丝杠32,滑台30在加载杆22推动下在导轨27上水平滑动，带动滚珠丝杠32转动，在滚珠丝杠32—侧安装计数传感器，记录滑台30移动的距离。[〇〇14]所述挤压头17内部装有锥形杆40,通过调节锥形杆40在挤压头17内部的位置调节加载钢球的直径;所述锥形杆40与连接杆20间隙配合，在连接杆20尾部开有半圆槽，锥形杆 40尾部设有与齿轮箱21内的小齿轮39相配合的齿条;所述小齿轮39装在齿轮箱21内部的内部电机36输出轴上，所述内部电机36带动小齿轮39运动；小齿轮39与齿条配合带动锥形杆 40运动，挤压头17底部的T型凸台与连接杆20上的T型槽间隙配合保证锥形杆40推动挤压头 17沿连接杆20上的T型导轨运动;挤压头17挤压压紧弹簧41，压紧弹簧41底部装有压力传感器42，对压力传感器42进行标定，根据压力传感器42的数值读出加载钢球的直径，设定压力传感器42—定的数值变化范围，保证钢球的直径在指定范围内变化。[〇〇15]所述齿轮箱21内装有相互啮合的上下齿轮37、38，所述上齿轮37装在连接杆20上并通过键配合传递转矩，所述下齿轮38由固定在电机底座29上的电机28驱动，带动连接杆 20转动，连接杆20通过T型凸台带动3个挤压头17旋转，通过改变挤压头17之间间隙的位置后再进行一次挤压加工，以消除间隙对挤压加工的影响。
[0016]所述定位装置主要由位置调节液压缸4、左楔形块9、右楔形块11和滑动平台13组成，所述左楔形块9、右楔形块11分别通过螺杆10固定在固定支撑块16和滑动平台13上，滑动平台13底部的矩形凸台与工作平台26上的矩形凹槽间隙配合，实现右楔形块11的水平位置的调节，固定支撑块16固定在工作平台26上，待加工工件2放在左右楔形块9、11上并紧贴左楔形块9平面，通过压紧块7用固定螺母8固定。
[0017]所述位置调节液压缸4固定在固定支撑板5上，所述固定支撑板5固定在工作平台 26上，与位置调节液压缸4连接的推动杆6穿过固定支撑块16与滑动平台13连接，在右楔形块11的右侧装有位置传感器，右楔形块11运动到指定位置能够实现自动停止，通过启动位置调节液压缸4实现右楔形块11的水平位置的调节。
[0018]所述高度调节装置由伺服电机14、凸轮35、空心板12和实心板34组成，所述伺服电机14通过电机座15固定在滑动平台13上，所述空心板12与右楔形块11固定并与实心板34套接，所述实心板34与左楔形块9固接，当松开所有固定螺母8时，所述凸轮35由伺服电机14驱动与空心板12接触，实现左右楔形块9、11和待加工工件2同步运动，实现轴类零件中心高的调节，所述凸轮35与空心板12是否接触，通过力传感器判断。
[0019]所述的位置传感器、计数传感器和拉压力传感器，通过信号放大器将所加载的位移和力反馈给上位工控机，从而实现对现实工况的实时监控，其中所述的加载液压缸25上的拉压力传感器23需要在上位机界面上显示出测量力的最大值、最小值和方差值，通过这些测量参数，反馈加工精度是否超差，若超差，则需要改变钢球空隙的位置，再进行一次挤压加工，直到显示值完成指定要求。
[0020]所述液压加载装置及液压控制部分由位置调节液压缸4、加载液压缸25、节流阀 43、电磁换向阀44、溢流阀45、双向变量马达46、液压表47、蓄能器48和单向阀49组成，所述的液压控制部分通过蓄能器48提供能量，加载液压缸25的运动方向和速度分别通过电磁换向阀44和节流阀43进行控制;在进行挤压加工过程中，若液压表47测量的压力不够时，由双向变量马达46提供额外的压力；所述加载液压缸25的运动速度通过节流调速进行调节;节流阀43串联在液压回路中，并与另外一条支路的溢流阀45并联;节流阀43和溢流阀45相当于并联的两个液阻，若液压栗输出流量不变的情况下，经过节流阀43进入加载液压缸25的流量为Q1和流进溢流阀45回油箱的流量为Q2是由节流阀43和溢流阀45的液阻的大小决定的；调节节流阀43的开口大小，则可以调节加载液压缸25的运动速度;所述位置调节液压缸4通过电磁换向阀44改变液压缸4的运动方向，不能进行加载速度调节。
[0021]与现有技术相比本实用新型的有益效果是:
[0022]1.本实用新型所述的一种轴类零件内孔加工精度的装置通过可变直径的加载钢球挤压代加工工件的内孔表面完成轴类零件内孔的精加工，通过液压加载装置使加载钢球在中心孔内自由移动，加工工序简单，加工时间短，制作成本低。
[0023]2.本实用新型所述可变直径的加载钢球调节装置，能够根据不同中心孔直径的轴类零件调节加载钢球直径的大小，实现对不同直径中心孔零件的挤压加工。为了消除加载钢球直径变大后间隙的影响，通过旋转加载头，进行再加工，保证了加工精度。体现了本加载装置的灵活性和通用性。
[0024]3.本实用新型所述轴类零件的中心高调节装置，能够适用于不同外型和直径的轴类零件。本实用新型包含两个楔形块和一个平面定位装置实现不同类型的轴类零件定位。 在楔形块底部设置凸轮高度调节装置调节不同直径轴类零件的中心高，实现加载杆的中心轴线和轴类零件中心轴线对中。为了保证两侧的楔形块能够在高度方向同步运动，水平方向自由移动，两楔形块中间通过空心板和实心板间隙配合。
[0025]4.本实用新型所述的自动检测装置，通过在加载液压缸加载钢球处安装拉压力传感器，根据拉压力传感器在加载过程中，测量出力的波动识别内孔的精度。实现不用拆卸工件就能完成零件的测量，减少了工件因为检验不合格需要重新安装加工的时间。
[0026]5.本实用新型所述的液压控制部分，能够根据不同的加工要求调节加载杆的加载速度，保证加工内孔表面的粗糙度和圆柱度等要求。
[0027]6.本实用新型所述的一种轴类零件内孔加工精度的装置操作简单，安装工件方便，只需要调节轴类零件的中心轴线与加载杆的中心轴线对中。安装工件时间短，加工效率得到显著的提高。【附图说明】
[0028]下面结合附图对本实用新型作进一步的说明:
[0029]图1为本实用新型所述的一种提高轴类零件内孔加工精度装置的整体布置的轴测投影图；
[0030]图2为本实用新型所述的一种轴类零件内孔加工精度装置的中心高调节装置的轴测投影图；
[0031]图3为本实用新型所述的一种轴类零件内孔加工精度装置的中心高调节装置的高度调节原理图；
[0032]图4为本实用新型所述的一种轴类零件内孔加工精度装置的可变钢球调节装置外部的轴测投影图；
[0033]图5为本实用新型所述的一种轴类零件内孔加工精度装置的可变钢球调节装置齿轮箱内部的轴测投影图；
[0034]图6为本实用新型所述的一种轴类零件内孔加工精度装置的可变钢球调节装置挤压头部位的轴测投影图；
[0035]图7为本实用新型所述的一种轴类零件内孔加工精度装置的可变钢球调节装置挤压头部位的原理图；
[0036]图8为本实用新型所述的一种轴类零件内孔加工精度装置的液压控制部分的原理框图；
[0037]图9为本实用新型所述的一种轴类零件内孔加工精度装置的信号控制部分的原理框图；
[0038]图中:1.可调定位装置，2.待加工工件，3.可变钢球调节装置，4.位置调节液压缸， 5.固定支撑板，6.推动杆，7.压紧块，8.固定螺母，9.左楔形块，10.螺杆，11.右楔形块，12.空心板，13.滑动平台，14.伺服电机，15.电机座，16.固定支撑块，17.挤压头，18.压紧环， 19.横向弹簧，20.连接杆，21.齿轮箱，22.加载杆，23.拉压力传感器，24.支撑板，25.加载液压缸，26.工作平台，27.导轨，28.电机，29.电机底座，30.滑台，31.导轨副，32.滚珠丝杠， 33.丝杠座，34.实心板，35.凸轮，36.内部电机，37.上齿轮，38.下齿轮，39.小齿轮，40.锥形杆，41.压紧弹簧，42.压力传感器，43.调速阀，44.电磁换向阀，45.溢流阀，46.双向变量马达，47.液压表，48.蓄能器，49.单向阀。【具体实施方式】
[0039]下面结合附图对本实用新型作详细的描述:
[0040]参阅图1，本实用新型所述的一种轴类零件内孔精加工装置包括可变直径加载钢球调节装置、轴类零件中心高调节装置、自动检测装置、液压加载装置、以及液压控制部分。 本实用新型适用于不同外型的轴类零件及不同孔径的轴类零件的内孔精加工。
[0041]—、可变直径加载钢球调节装置
[0042]参阅图4?7所示，所述的可变直径的加载钢球调节装置由挤压头17,压紧环18,横向弹簧19，连接杆20，齿轮箱21，加载杆22，拉压力传感器23，支撑板24，加载液压缸25，工作平台26，导轨27，电机28，电机底座29，滑台30，导轨滑块31，滚珠丝杠32，丝杠座33，实心板 34，凸轮35，内部电机36，上齿轮37，下齿轮38，小齿轮39，锥形杆40，压紧弹簧41，压力传感器42等组成。[〇〇43]可变直径的加载钢球由三个120度角的挤压头17组成，参阅图6,图7所示，挤压头 17底部的T型槽与连接杆20连接，使挤压头能够沿着T形槽滑动。为了防止挤压头17滑出，在其外部装有压紧环18,压紧环18与挤压头17通过压紧弹簧41连接。压紧环18通过横向弹簧 19与齿轮箱21连接。挤压头17内部与锥形杆40接触，调节锥形杆40就能够调节加载钢球的直径。参阅图5、图7所示，锥形杆40与连接杆20间隙配合，在连接杆20尾部开有半圆槽，使锥形杆40尾部的齿条能够与小齿轮39配合。内部电机36带动小齿轮39运动。小齿轮39与齿条配合带动锥形杆40运动，锥形杆40推动挤压头17沿连接杆20上的T型导轨运动。挤压头17挤压压紧弹簧41，压紧弹簧底部装有压力传感器42，对压力传感器42进行标定，则可以根据压力传感器42的数值读出加载钢球的直径。加载钢球的直径变化时，3个挤压头17之间存在着间隙，为了消除间隙对挤压加工的影响，参阅图5、图6所示。电机28固定在电机底座29上，并带动下齿轮38运动，下齿轮38与上齿轮37啮合，上齿轮37与连接杆20配合，通过键传递转矩，带动连接杆20转动，连接杆20通过T型凸台带动3个挤压头17旋转。通过上述过程，改变挤压头17之间间隙的位置后再进行一次挤压加工过程。
[0044]参阅图4所示，可变直径的加载钢球的动力由加载液压缸25提供。液压缸25固定在支撑板24上，中间装有力传感器并推动加载杆22运动。加载杆22固定在齿轮箱21上，齿轮箱 21固定在滑台30上，滑台30底部两端连接着导轨滑块31，中间部位连接着滚珠丝杠32.因此滑台30在加载杆22推动下能够在导轨27上水平滑动，带动滚珠丝杠32转动。在滚珠丝杠32 一侧安装计数传感器，记录滑台30移动的距离。参阅图1所示，在加载钢球完成挤压过程时， 压紧环18紧贴待加工工件2的表面，挤压固定在齿轮箱21上的横向弹簧19。当挤压加工完成后，加载钢球离开待加工工件2时，横向弹簧19带动压紧环18回到指定位置。[〇〇45]二、轴类零件中心高调节装置
[0046]参阅图2、图3所示，所述轴类零件中心高调节装置包括定位装置和高度调节装置组成。由位置调节液压缸4，固定支撑板5，推动杆6，压紧块7，固定螺母8，左楔形块9，螺杆 10,右楔形块11，空心板12,滑动平台13,伺服电机14,电机座15,固定支撑块16,实心板34， 凸轮35等组成。拧开螺杆10上的固定螺母8,将压紧块7沿螺杆10旋转，将待加工工件2放置到右楔形块11和左楔形块9上。并将待加工工件2紧贴左楔形块9平面上，左楔形块9通过螺杆与固定支撑块16连接，固定支撑块16固定在工作平台26上。打开位置调节液压缸4,带动推动杆6运动，推动杆6穿过固定支撑块16与滑动平台13连接，滑动平台13底部的矩形凸台与工作平台26上的矩形凹槽间隙配合，滑动平台13通过螺杆与右楔形块11连接，实现右楔形块11的水平位置的调节。在右楔形块11的右侧装有位置传感器，右楔形块11运动到指定位置能够实现自动停止。伺服电机14带动凸轮35运动，使凸轮35与空心板12接触。伺服电机 14安装在电机座16上，中间装有力传感器，判断凸轮35与空心板12是否接触。松开螺杆上所有的螺母，再次启动伺服电机14带动凸轮35运动，凸轮35推动实心板12运动，实心板12与右楔形块11固定并与实心板34连接，实心板34与左楔形块9固接，实现右楔形块11与左楔形块9同步运动。左楔形块9与右楔形块11推动待加工工件2运动，实现轴类零件中心高的调-K-T〇[〇〇47]三、自动检测装置
[0048]参阅图9所示，所述的自动检测装置包括上位机控制系统、下位机可编程控制器 PLC、伺服控制器组成。
[0049]所述的下位可编程控制器PLC通过RS232线与上位工控机控制系统通讯，下行方向与电磁换向阀连接，通过控制电磁换向阀来控制栗站的启停和给加载液压缸提供液压油， 并改变加载液压缸的进给方向。
[0050]所述的位置传感器、计数传感器和拉压力传感器，通过信号放大器将所加载的位移和力反馈给上位工控机。从而实现对现实工况的实时监控。其中所述的加载液压缸25上的拉压力传感器23需要在上位机界面上显示出测量力的最大值、最小值和方差值。通过这些测量参数，反馈加工精度是否超差。若超差，则需要改变钢球空隙的位置，再进行一次挤压加工，直到显示值完成指定要求。[〇〇51]四、液压加载装置及液压控制
[0052]参阅图8所示，所述的液压加载装置及液压控制部分由位置调节液压缸4,加载液压缸25，节流阀43，电磁换向阀44，溢流阀45，双向变量马达46，液压表47，蓄能器48，单向阀 49等组成。[〇〇53] 所述的液压控制部分主要通过蓄能器48提供能量，加载液压缸25的运动方向和速度分别通过电磁换向阀44和节流阀43进行控制。在进行挤压加工过程中，若液压表47测量的压力不够时，由双向变量马达46提供额外的压力。所述的加载液压缸25的运动速度通过节流调速进行调节。节流阀43串联在液压回路中，并与另外一条支路的溢流阀45并联。节流阀43和溢流阀45相当于并联的两个液阻，若液压栗输出流量不变的情况下，经过节流阀43 进入加载液压缸25的流量为Q1和流进溢流阀45回油箱的流量为Q2是由节流阀43和溢流阀 45的液阻的大小决定的。调节节流阀43的开口大小，则可以调节加载液压缸25的运动速度。 所述的位置调节液压缸4通过电磁换向阀44改变液压缸4的运动方向，不能够进行加载速度调节。[〇〇54] 一种提高轴类零件内孔加工精度装置的工作原理:
[0055]首先，将待加工工件2安装到中心高调节装置1上，通过左楔形块9、右楔形块11和定位平面完成待加工工件2的定位，并通过位置调节液压缸4调节右楔形块11的位置。启动伺服电机14,带到凸轮35运动，凸轮35推动左楔形块9和右楔形块11运动，完成待加工工件2 的轴线和加载钢球中心线的对中调节。然后拧紧螺母，使压紧块7压紧待加工工件2。调整可变直径加载钢球调节装置3的内部电机36带动锥形杆40运动，锥形杆40带动挤压头17运动，实现钢球直径大小调节。
[0056]首先将待加工工件2安装到中心高调节装置1上，通过两端的楔形块和定位平面两端的螺母完成待加工工件2的定位，调节楔形块上下的螺母保证待加工工件2的轴线和推力杆轴线对中。然后调节固定螺母8使压紧块7压紧待加工工件2。调节可变钢球调节装置1的连接杆20带动挤压头17运动来改变钢球的大小，然后打开液压缸25推动推力杆6运动，将加载钢球挤入待加工工件2的内孔指定位置后拔出，完成一次挤压加工。启动电机28带动下齿轮38运动，通过齿轮传动带动连接杆20旋转，连接杆20通过T型凸台带动3个挤压头17旋转， 使钢球旋转到指定位置，再打开液压缸完成一次内孔的挤压加工。读出显示器显出的测量力的最大值和最小值和方差值，若检验合格，最后松开压紧块7,取出工件。否则，需要改变钢球空隙的位置，再进行一次挤压加工，直到显示值完成指定要求。对于同一工件，钢球的大小和中心高位置只需要调节一次。操作简便，将检验和加工集成到一道工序上，工作效率尚。
[0057]本实用新型中所述的实施例是为了便于该技术领域的技术人员能够理解和应用本实用新型，本实用新型只是一种优化的实施例，或者说是一种较佳的具体的技术方案，故本实用新型不限于实施这一种比较具体技术方案的描述。如果相关的技术人员在坚持本实用新型基本技术方案的情况下做出不需要经过创造性劳动的等效结构变化或各种修改都在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种提高轴类零件内孔加工精度的装置，由可变直径的加载钢球的调节装置、轴类 零件中心高调节装置、自动检测装置、液压加载装置以及液压控制部分组成，其特征在于:所述可变直径的加载钢球调节装置和轴类零件中心高调节装置分别通过导轨(27)、固 定支撑块(16)和滑动平台(13)安装在工作平台(26)上，所述可变直径的加载钢球调节装置 主要由安装在导轨(27)上的挤压头(17)、齿轮箱(21)、加载液压缸(25)和滚珠丝杠(32)组 成，所述挤压头(17)通过连接杆(20)与齿轮箱(21)连接，所述齿轮箱(21)与加载液压缸 (25)通过加载杆(22)连接，所述齿轮箱(21)通过固定在滑台(30)上与导轨(27)滑动配合， 所述加载液压缸(25)通过支撑板(24)固定在导轨(27)上，所述加载杆(22)上装有拉压力传 感器(23)，所述齿轮箱(21)上装有电机(28)，所述滚珠丝杠(32)通过丝杠座(33)固定在导 轨(27)上并与滑台(30)连接;所述挤压头(17)、连接杆(20)、加载杆(22)、加载液压缸(25) 同轴线安装；所述轴类零件中心高调节装置由定位装置和高度调节装置组成，待加工工件(2)由定 位装置和高度调节装置分别进行定位和高度调节；所述的自动检测装置由上位机控制系统、下位机可编程控制器PLC和伺服控制器组成； 所述的下位机可编程控制器PLC通过RS232线与上位工控机控制系统通讯，下行方向与 电磁换向阀连接，通过控制PLC来控制栗站的启停，和电磁换向阀给加载液压缸提供液压 油，并改变加载液压缸的进给方向。2.根据权利要求1所述的一种提高轴类零件内孔加工精度的装置，其特征在于:所述可变直径的加载钢球由3个按120度角分布的挤压头(17)构成，所述挤压头(17)底部设有与连接杆(20)上的T型凸台滑动连接的T型槽，为了防止挤压头(17)滑出，在挤压头 (17)外部装有压紧环(18)，压紧环(18)与挤压头(17)通过压紧弹簧(41)连接，压紧环(18) 通过横向弹簧(19)与齿轮箱(21)连接。3.根据权利要求1或2所述的一种提高轴类零件内孔加工精度的装置，其特征在于:所述可变直径的加载钢球的动力由加载液压缸(25)提供，所述液压缸(25)固定在支撑板(24)上，推动加载杆(22)运动，加载杆(22)固定在齿轮箱(21)上，齿轮箱(21)固定在滑台 (30)上，滑台(30)底部两侧设有导轨滑块(31)，中间部位连接着滚珠丝杠(32)，滑台(30)在 加载杆(22)推动下在导轨(27)上水平滑动，带动滚珠丝杠(32)转动，在滚珠丝杠(32)—侧 安装计数传感器，记录滑台(30)移动的距离。4.根据权利要求1或2所述的一种提高轴类零件内孔加工精度的装置，其特征在于:所述挤压头(17)内部装有锥形杆(40)，通过调节锥形杆(40)在挤压头(17)内部的位置调节加载钢球的直径;所述锥形杆(40)与连接杆(20)间隙配合，在连接杆(20)尾部开有半 圆槽，锥形杆(40)尾部设有与齿轮箱(21)内的小齿轮(39)相配合的齿条;所述小齿轮(39) 装在齿轮箱(21)内部的内部电机(36)输出轴上，所述内部电机(36)带动小齿轮(39)运动； 小齿轮(39)与齿条配合带动锥形杆(40)运动，挤压头(17)底部的T型凸台与连接杆(20)上 的T型槽间隙配合保证锥形杆(40)推动挤压头(17)沿连接杆(20)上的T型导轨运动;挤压头 (17)挤压压紧弹簧(41)，压紧弹簧(41)底部装有压力传感器(42)，对压力传感器(42)进行 标定，根据压力传感器(42)的数值读出加载钢球的直径，设定压力传感器(42)—定的数值 变化范围，保证钢球的直径在指定范围内变化。5.根据权利要求4所述的一种提高轴类零件内孔加工精度的装置，其特征在于:所述齿轮箱(21)内装有相互啮合的上下齿轮(37、38)，所述上齿轮(37)装在连接杆 (20)上并通过键配合传递转矩，所述下齿轮(38)由固定在电机底座(29)上的电机(28)驱 动，带动连接杆(20)转动，连接杆(20)通过T型凸台带动3个挤压头(17)旋转，通过改变挤压 头(17)之间间隙的位置后再进行一次挤压加工，以消除间隙对挤压加工的影响。6.根据权利要求3所述的一种提高轴类零件内孔加工精度的装置，其特征在于:所述定位装置主要由位置调节液压缸(4)、左楔形块(9)、右楔形块(11)和滑动平台 (13)组成，所述左楔形块(9)、右楔形块(11)分别通过螺杆(10)固定在固定支撑块(16)和滑 动平台(13)上，滑动平台(13)底部的矩形凸台与工作平台(26)上的矩形凹槽间隙配合，实 现右楔形块(11)的水平位置的调节，固定支撑块(16)固定在工作平台(26)上，待加工工件 (2)放在左右楔形块(9、11)上并紧贴左楔形块(9)平面，通过压紧块(7)用固定螺母(8)固 定。7.根据权利要求6所述的一种提高轴类零件内孔加工精度的装置，其特征在于:所述位置调节液压缸(4)固定在固定支撑板(5)上，所述固定支撑板(5)固定在工作平台(26)上，与位置调节液压缸(4)连接的推动杆(6)穿过固定支撑块(16)与滑动平台(13)连 接，在右楔形块(11)的右侧装有位置传感器，右楔形块(11)运动到指定位置能够实现自动 停止，通过启动位置调节液压缸(4)实现右楔形块(11)的水平位置的调节。8.根据权利要求1所述的一种提高轴类零件内孔加工精度的装置，其特征在于:所述高度调节装置由伺服电机(14)、凸轮(35)、空心板(12)和实心板(34)组成，所述伺 服电机(14)通过电机座(15)固定在滑动平台(13)上，所述空心板(12)与右楔形块(11)固定 并与实心板(34)套接，所述实心板(34)与左楔形块(9)固接，当松开所有固定螺母(8)时，所 述凸轮(35)由伺服电机(14)驱动与空心板(12)接触，实现左右楔形块(9、11)和待加工工件 (2)同步运动，实现轴类零件中心高的调节，所述凸轮(35)与空心板(12)是否接触，通过力 传感器判断。9.根据权利要求7所述的一种提高轴类零件内孔加工精度的装置，其特征在于:所述的位置传感器、计数传感器和拉压力传感器，通过信号放大器将所加载的位移和 力反馈给上位工控机，从而实现对现实工况的实时监控，其中所述的加载液压缸(25)上的 拉压力传感器(23)需要在上位机界面上显示出测量力的最大值、最小值和方差值，通过这 些测量参数，反馈加工精度是否超差，若超差，则需要改变钢球空隙的位置，再进行一次挤 压加工，直到显示值完成指定要求。10.根据权利要求1所述的一种提高轴类零件内孔加工精度的装置，其特征在于:所述液压加载装置及液压控制部分由位置调节液压缸(4)、加载液压缸(25)、节流阀 (43)、电磁换向阀(44)、溢流阀(45)、双向变量马达(46)、液压表(47)、蓄能器(48)和单向阀 (49)组成，所述的液压控制部分通过蓄能器(48)提供能量，加载液压缸(25)的运动方向和 速度分别通过电磁换向阀(44)和节流阀(43)进行控制;在进行挤压加工过程中，若液压表 (47)测量的压力不够时，由双向变量马达(46)提供额外的压力;所述加载液压缸(25)的运 动速度通过节流调速进行调节;节流阀(43)串联在液压回路中，并与另外一条支路的溢流 阀(45)并联;节流阀(43)和溢流阀(45)相当于并联的两个液阻，若液压栗输出流量不变的 情况下，经过节流阀(43)进入加载液压缸(25)的流量为Q1和流进溢流阀(45)回油箱的流量 为Q2是由节流阀(43)和溢流阀(45)的液阻的大小决定的；调节节流阀(43)的开口大小，则可以调节加载液压缸(25)的运动速度;所述位置调节液压缸(4)通过电磁换向阀(44)改变 液压缸(4)的运动方向，不能进行加载速度调节。
【文档编号】B23P9/02GK205600225SQ201620055514
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年1月21日
【发明人】李圳, 陈菲, 许彬彬, 杨兆军, 李全, 何佳龙, 刘国飞, 朱明民, 谢群亚, 赵星汉, 陈小娟
【申请人】吉林大学