专利名称：滚磨光整设备的制作方法
技术领域：
本实用新型属于自由磨具光整加工设备，特别涉及一种滚磨光整设备。
背景技术：
属于自由磨具光整加工技术领域范畴的加工方法有研磨、滚磨、磁磨、磨料流 挤压琦磨等。其中滚磨光整加工的基本原理是:将被加工工件置于盛有磨料和磨液等介质 的磨料箱中，在特定方式的运动作用下，强制流动的磨料以一定的压力对工件表面进行 碰撞、滚压及微量磨削，从而细化工件表面粗糙度，去除加工毛刺和表面缺陷，改善工 件表面的物理性能。中国专利200420117206.4号公开了一种轴类零件滚磨光整机，包括机架、设 置于机架上的磨料箱、由动力源驱动的夹装、升降、传动机构；磨料箱上方的升降架上设 有纵向往复运动的水平夹装机构，水平夹装机构包括设置于升降架上的主轴箱、与主轴 箱连接的驱动主轴，与驱动主轴位于同一水平线、通过顶尖架连接的顶尖；顶尖为沿其轴 线方向具有伸缩性的顶尖，顶尖架沿水平方向与升降架滑动配合。磨料箱由曲柄连杆机 构驱动，沿水平面做垂直于驱动主轴轴线方向的往复运动。该设备解决了以往立轴式光 整设备加工范围窄，扩大了加工范围，但是其磨料箱采用直线式往复运动，磨料箱中磨 料的速度方向只有一个方向，并且磨粒的速度大小受限于驱动机构本身，故加工效果不 佳，效率不高。
实用新型内容为了提高光整设备的光整效果和效率，设计一种滚磨光整设备。本实用新型的技术方案是一种滚磨光整设备，包括机架，机架上部设置有 升降架，升降架上设置有主驱动机构，升降架还设置有水平装夹机构，水平装夹机构包 括设置于所述升降架上的主轴箱和顶尖架，主轴箱设置有主轴，顶尖架设置有顶尖，主 轴和顶尖位于同一水平线上，升降架下方还设置有磨料箱，磨料箱沿弧形轨迹做往复运 动。作为本实用新型的一种改进，机架下部设置有弧形导轨，磨料箱在弧形导轨上 做往复运动。磨料箱的往复运动由曲柄连杆机构驱动，磨料箱底部还设有滑轮，滑轮与 弧形导轨滚动配合。根据《表面质量与光整技术》一书滚磨光整加工过程中的作用分为三种。其 一，碰撞作用，当质量为m的游离磨块，以相对工件的速度ν撞击到工件表面时，产生 一个F=mAv/At (Δ ν为磨块作用到工件后的速度变化量、At为接触时间)的撞 击力，使工件表面产生弹性和塑性变形，改变了工件表面的微观几何形状和物理力学性 能。其中公式F=mAv/At中，Δ v/At即为磨粒的加速度，那么本实用新型采用在 弧形轨道上作往复作用的磨料箱，磨粒在弧形轨道的最高点和最低点之间往复运动受到 重力作用而产生一个加速度，另外曲柄连杆机构给磨料箱一个力使之产生一个水平加速度，如此两个加速度合成一个加速度，其比单一水平直线往复运动产生的加速度要大， 那么在磨粒质量相同的情况下，所产生的力即公式中提到的F也更大，因此碰撞效果更 好，达到相同表面质量所需的时间也更短。其二，滚压作用，当游离的磨块以F力挤压于工件表面时，在相对运动过程下 形成了滚压加工，工件表面的微观高峰在滚压力作用下产生塑性变形而被碾平。同理 采用本实用新型的磨粒所产生的F力更大，工件表面的微观高峰产生塑性变形的几率更 大，故也能提高零件表面的光整效果。其三，微量磨削作用，游离的磨块在F力的作用下，以相对速度ν在工件表面上 滑移，于是磨块表面的磨粒便像砂轮表面的磨粒一样，在工件表面进行滑擦、刻划和切 削。由于滚磨过程中作用力相对较小和磨粒为负前角作用，所以，磨块表面的磨粒切削 刃的作用主要是滑擦和刻划，当磨粒一次或多次滑擦和刻划工件表层金属时，表层金属 发生一次或多次塑变及塑变叠加，当塑变程度超过材料允许的塑变极限时，微小切屑便 会从金属体上脱落，以实现微量磨削加工。如此在F力更大的情况下，使工件表层发生 塑性变形所需的碰撞次数更少，相应地节约了整个滚磨加工过程所需要的时间。作为本实用新型的一种改进，主轴箱和顶尖架沿主轴轴向方向与升降架滑动配 合，主轴箱和顶尖架之间设置有移动油缸。作为本实用新型的一种改进，主驱动机构包括固定在升降架上的主轴减速电机, 主轴减速电机连接驱动轴，驱动轴滑动配合主动链轮，主动链轮驱动被动链轮，被动链 轮连接在主轴上。作为本实用新型的一种改进，机架还包括侧座，侧座沿升降架移动方向滑动配 合导柱，导柱连接升降架，升降架下方连接升降油缸的一端，升降油缸的另一端连至机 架的下部。作为本实用新型的一种改进，机架一侧还设置有送料机构，送料机构包括支 架，支架上设有送料导轨，支架上还设有沿送料导轨轴线滑动的托盘，托盘设有数个支撑 滚轮，托盘两侧还设有支撑臂。作为本实用新型的一种改进，顶尖后部连接有弹性元件。作为本实用新型的一种改进，还设置有电控柜。作为本实用新型的一种改进，还设置有冷却水系统。工作时，工件被安放在送料机构上，然后推动托盘沿导轨滑动，送至机架内。 启动升降油缸，调整至顶尖和主轴至零件轴线高度。再调整移动油缸，使主轴箱和顶尖 架动作，直至顶住工件，如此便实现了工件的自动装夹。再次启动升降油缸，提升工件 高度，抽出托盘，并缓缓下降工件至磨料箱内。再启动主轴减速电机和曲柄连杆机构， 进行加工。综上所述，本实用新型具有以下优点1、本实用新型设置了在弧形轨道上作往复运动的磨料箱，改变了磨料的运动轨 迹，由此增大了磨料的加速度，这样磨粒和工件碰撞时的产生的力更大，能更容易改变 工件的表面质量，切削下不需要的微小颗粒，提高了光整效果，节约了加工时间，经实 用新型人实验得知在加工相同表面要求的零件时，采用本实用新型装置可节省10%的加 工时间。[0020]2、本实用新型设置了与升降架滑动配合的主轴箱和顶尖架，并且采用了和驱动 轴滑动配合的链轮传动系统，实现了工件的自动装夹。3、本实用新型还设置了送料机构，送料机构上设置带有支撑臂的托盘，增加了 托盘的刚性，使其不易损坏。
图1为本实用新型的主视图；图2为图1的左视图；图3为图1的俯视图；图4为图2中送料机构的K向视图。图中，1、机架；2、升降架；3、主驱动机构；4、水平装夹机构；5、主轴 箱；6、顶尖架；7、磨料箱；8、弧形导轨；9、送料机构；11、侧座；12、导柱； 13、底座；14、导柱孔；15、直线轴承；21、升降油缸；22、冷却水管；31、主轴减速 电机；32、驱动轴；33、主动链轮；34、链条；35、被动链轮；41、移动油缸；42、 水平移动导轨；51、主轴；61、顶尖架；62、弹簧；71、曲柄连杆机构；72、滑轮； 73、连杆；91、支架；92、送料导轨；93、托盘；94、支撑滚轮；95、支撑臂。
具体实施方式
以下结合附图以实施例对本实用新型作进一步说明。实施例1如图1至4所示，本实用新型包括放置于地面的机架1，机架包括长方形的底座 13，底座13两侧固定有两块侧座11，底座11上固定有两条弧形导轨8，该弧形导轨的曲 率半径为2000mm，弧形导轨8上放有磨料箱7，磨料箱7的底部设有对称分布的两对滑 轮72，滑轮72和弧形导轨8滚动配合。磨料箱7和连杆73通过螺栓固定连接，连杆73 设置于曲柄连杆机构71上，曲柄连杆机构71也固定在底座13上。这样曲柄连杆机构71 可以推动磨料箱7沿弧形导轨8往复运动。每块侧座11上开有两个导柱孔14，导柱孔14内装有直线轴承15，导柱12的一 端安装在直线轴承15内，另一端和升降架2固定连接。升降油缸21的一端固定在底座 13上，另一端和升降架2固定连接。这样升降架2在升降油缸21的推动下，压迫导柱 12在直线轴承15内上下移动，实现升降架2的上下移动。在升降架2的上部设置有主驱动机构3，主驱动机构3包括固定在升降架2上的 主轴减速电机31，主轴减速电机31直接带动驱动轴32，驱动轴32上开有外花键，主动 链轮33开有内花键，主动链轮33套在驱动轴32上，这样主动链轮33就能沿驱动轴32 轴线滑动。主动链轮33连有链条34，链条34连至被动链轮35。水平装夹机构4包括 固定在升降架2下部的水平移动导轨42，主轴箱5和顶尖架6都卡在移动导轨42内，并 可以沿水平移动导轨42滑动。主轴箱5设置有主轴51，主轴51前端为圆锥形，主轴51 套有两个轴承，轴承装在主轴箱的轴承孔内，主轴51上还套有被动链轮35，并对被动链 轮35进行了轴向固定。顶尖架6设置有顶尖61，顶尖61后顶有弹簧62。主轴箱5和 顶尖架6之间设置有移动油缸41，启动移动油缸41，主轴箱5和顶尖架6就能同时沿水平移动导轨42滑动，实现了自动装夹。在升降架2上还装有冷却水管22，用以输出冷却 水。本实用新型的一些电路控制元件，都被置于电气柜内，电气柜外置有控制开关，可 以调节各个驱动部件的动作。在机架1 一侧安放有送料机构9，送料机构9包括焊接结构的支座91，支座91， 支架91上设有送料导轨92,支架91上还设有沿送料导轨92轴线滑动的托盘93，托盘93 设有4对支撑滚轮94，托盘93两侧还设有支撑臂95。托盘93由液压缸驱动。待加工 零件可放置支撑滚轮94上，然后启动液压缸推动。本实施例采用一根Im长，最大轴径是200mm,最小轴径是70mm的曲轴作为待 加工零件，进行滚磨光整加工。设置零件的验收标准是曲轴轴颈表面粗糙度达到Ral.6， 圆角表面粗糙度达到Ra3.2，轴颈表面无毛刺、划痕，并记录加工所耗费时间，以及加工 前后同一轴颈处直径尺寸变化量。在测量粗糙度时在曲轴上任取5点作为测量点。经加 工后所得数据如下
权利要求1.一种滚磨光整设备，包括机架(1)，所述机架(1)上部设置有升降架(2)， 所述升降架(2)上设置有主驱动机构(3)，所述升降架(2)还设置有水平装夹机构(4)，所述水平装夹机构(4)包括设置于所述升降架(2)上的主轴箱(5)和顶尖架(6)，所述主轴箱(5)设置有主轴(51)，所述顶尖架(6)设置有顶尖(61)，所述主轴(51)和所述顶尖(61)位于同一水平线上，所述升降架(2)下方还设置有磨 料箱(7)，其特征在于所述磨料箱(7)沿弧形轨迹做往复运动。
2.根据权利要求1所述的一种滚磨光整设备，其特征在于所述机架(1)下部设 置有弧形导轨(8)，所述磨料箱(7)在所述弧形导轨(8)上做往复运动，所述磨 料箱(7)的往复运动由曲柄连杆机构(71)驱动，所述磨料箱(7)底部还设有滑轮(72)，所述滑轮(72)与所述弧形导轨(8)滚动配合。
3.根据权利要求1或2所述的一种滚磨光整设备，其特征在于所述主轴箱(5)和 所述顶尖架(6)沿所述主轴(51)轴向方向与所述升降架(2)滑动配合，所述主轴箱(5)和顶尖架(6)之间设置有移动油缸(41)。
4.根据权利要求3所述的一种滚磨光整设备，其特征在于所述主驱动机构(3)包 括固定在所述升降架(2)上的主轴减速电机(31),所述主轴减速电机(31)连接驱动 轴(32)，所述驱动轴(32)滑动配合主动链轮(33)，所述主动链轮(33)驱动被动 链轮(35)，所述被动链轮(35)连接在所述主轴(51)上。
5.根据权利要求3所述的一种滚磨光整设备，其特征在于所述机架(1)还包括侧 座(11)，所述侧座(11)沿所述升降架(2)移动方向滑动配合导柱(12)，所述导 柱(12)连接所述升降架(2)，所述升降架(2)下方连接升降油缸(21)的一端，所 述升降油缸(21)的另一端连至所述机架(1)的下部。
6.根据权利要求4所述的一种滚磨光整设备，其特征在于所述顶尖(61)后部连 接有弹性元件(62)。
7.根据权利要求6所述的一种滚磨光整设备，其特征在于还设置有电控柜。
8.根据权利要求3所述的一种滚磨光整设备，其特征在于所述机架(1)一侧还设 置有送料机构(9)，所述送料机构(9)包括支架(91)，所述支架(91)上设有送料 导轨(92),所述支架(91)上还设有沿所述送料导轨(92)轴线滑动的托盘(93)， 所述托盘(93)设有数个支撑滚轮(94)，所述托盘(93)两侧还设有支撑臂(95)。
9.根据权利要求3所述的一种滚磨光整设备，其特征在于还设置有冷却水系统。
专利摘要本实用新型为解决现有滚磨光整设备加工效果不佳，效率不高的问题，提供一种滚磨光整设备。它包括机架，机架上部设置有升降架，升降架上设置有主驱动机构，升降架还设置有水平装夹机构，水平装夹机构包括设置于所述升降架上的主轴箱和顶尖架，主轴箱设置有主轴，顶尖架设置有顶尖，主轴和顶尖位于同一水平线上，升降架下方还设置有磨料箱，磨料箱沿弧形轨迹做往复运动。本实用新型改变了磨料的运动轨迹，由此增大了磨料的加速度，提高了光整效果，节约了加工时间。
文档编号B24B31/00GK201799925SQ20102053327
公开日2011年4月20日 申请日期2010年9月17日 优先权日2010年9月17日
发明者嵇兴林, 王宏博, 王淮柱, 赵恩宗, 黄裕超 申请人:浙江湖磨抛光磨具制造有限公司