一种用于单体泵泵体阀孔圆锥面、圆柱面相交的磨削加工装置制造方法
【专利摘要】一种用于单体泵泵体阀孔圆锥面、圆柱面相交的磨削加工装置。该装置适合高精度圆锥面、圆柱面相交单体泵泵体阀孔的磨削加工。通过一次装夹，实现泵体阀孔圆锥面、圆柱面的磨削加工。不需要更换砂轮、夹具，避免了2次装夹定位造成的两形面中心线同轴精度低的问题。使用砂轮锥面对泵体阀孔锥面进行磨削加工，使用砂轮圆柱面对泵体阀孔圆柱面进行磨削加工。
【专利说明】-种用于单体泵泵体阀孔圆锥面、圆柱面相交的磨削加工 装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种单体泵泵体阀孔圆锥面、圆柱面相切的磨削加工装置。特别适合 于高精度圆锥面、圆柱面相交单体泵泵体阀孔的磨削加工。
【背景技术】
[0002] 单体泵泵体阀孔是由圆锥面与圆柱面相交结合组成的内孔表面结构，是用于单体 泵高压油密封的重要形面。圆锥面、圆柱面必须有高的圆度、高的表面质量并且两形面的中 心线同轴度要求很高。目前公知的加工方式采用圆锥面、圆柱面分别装夹加工的方式进行 加工，圆锥面利用成形磨削的方式进行加工，在两工序转换过程中需要进行二次装夹。这种 加工方式容易造成比较大的定位误差，从而造成圆锥面、圆柱面中心线同轴精度差的问题， 而且成形磨削锥形砂轮损耗快易造成锥形面面形精度差。目前查阅的文献表明：对由圆锥 面与圆柱面相交结合的单体泵泵体阀孔的一次定位、装夹的磨削加工方式没有论述，也从 未采用小直径圆锥面、圆柱面结合的砂轮对泵体阀孔圆锥面、圆柱面进行磨削，目前尚没有 发现公知的集定位、装夹、加工为一体的泵体阀孔圆锥面、圆柱面相交的磨削加工装置。
【发明内容】
[0003] 为了解决现有的对于圆锥面、圆柱面相交结合单体泵泵体阀孔磨削加工方式精度 不高，只能达到圆度为0. 〇〇6mm，圆锥面跳动为0. 008mm，二者同轴度为0. 02mm，不能满足实 际需要的问题。本发明提供一种对于圆锥面、圆柱面相交的单体泵泵体阀孔的定位、装夹、 磨削加工装置。该装置可以对圆锥面、圆柱面相交的单体泵泵体阀孔进行磨削加工。通过 一次装夹，实现泵体阀孔圆锥面、圆柱面的磨削加工。
[0004] 实现本发明目的的技术解决方案为：圆锥面、圆柱面相交单体泵泵体阀孔磨削加 工装置。该装置由床身（1)、Z轴导轨（2)、工件轴滑台（3)、主轴系统（4)、砂轮轴系统（5)、 砂轮轴滑台（6 )、X轴导轨（7 )、数控系统组成。主轴系统（4 )由变频电机（8 )通过传动带（9 ) 带动主轴（10)旋转。夹具体（11)通过内孔1:5的内锥面与主轴（10)前端1:5的外锥面 相连接，通过定位轴（12)紧固。主轴系统（4)安装在工件轴滑台（3)上，与工件轴滑台（3) 运行方向平行。砂轮轴系统（5)由砂轮（13)、砂轮杆（14)、电主轴（15)及砂轮轴支架（16) 组成，安装在砂轮轴滑台（6)上，电主轴（14)中心线与主轴中心线平行且在同一水平面内。 砂轮轴滑台（6)运动方向与工件轴滑台（3)运动方向相垂直。待加工泵体，相对泵体阀孔为 非对称结构，阀孔位置为四方体，四方体在阀孔两端为平面，另外两端有弧形紧固结构，上 部为螺柱结构，下部为阶梯圆柱结构。利用定位轴（12)伸出部分与泵体阀孔定位面相接触 使泵体阀孔的中心线与主轴（10)的中心线相重合保证泵体阀孔在磨削加工时的轴向准确 定位。夹具体（11)与泵体阀孔圆柱侧相贴合，保证泵体阀孔端面与阀孔中心线相垂直，在 另一阀孔圆柱侧通过螺钉将压板（17)、泵体与夹具体（11)紧固为一体。通过螺栓将配重块 (18)与泵体连接，消除泵体非对称旋转带来的惯性力。利用夹具体（11)端面突出的定位边 带动泵体绕阀孔中心线进行旋转。
[0005] 在加工过程中，首先，依靠砂轮（13)的圆锥面对泵体阀孔的圆锥面进行磨削加工， Z轴导轨（2)与X轴导轨（7)进行插补联动，完成泵体阀孔圆锥面的磨削，然后利用砂轮 (13)的圆柱面对阀孔的圆柱面进行磨削加工，Z轴导轨（2)进给，完成阀孔圆柱面的磨削。
[0006] 本发明的有益效果是：采用一次定位、装夹的方式通过一次程序运行加工泵体阀 孔的圆锥面、圆柱面，不需要更换砂轮、夹具，避免了 2次装夹定位造成的两形面中心线同 轴精度低的问题。同时由于利用砂轮锥面对泵体阀孔锥面进行磨削，相对于采用成形磨削 的方式减少了砂轮的损耗造成的泵体阀孔磨削精度损失。提高了圆锥面、圆柱面相交结合 的泵体内孔的磨削精度，且加工重复性好。
【专利附图】
【附图说明】
[0007] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0008] 图1是单体泵泵体阀孔磨削加工装置主视图。
[0009] 图2是单体泵泵体阀孔磨削加工装置左视图。
[0010] 图3是单体泵泵体阀孔磨削加工装置俯视图。
[0011] 图4是主轴系统主视图。
[0012] 图5是主轴系统俯视图。
[0013] 图6是砂轮轴系统示意图。
[0014] 图7是夹具体结构示意图 图8是单体泵泵体结构示意图。
[0015] 图9是单体泵泵体阀孔结构示意图。
[0016] 图10是单体泵泵体阀孔磨削加工定位、装夹示意图。
[0017] 图11是砂轮结构示意图。
[0018] 图12是单体泵泵体阀孔圆锥面磨削加工示意图。
[0019] 图13是单体泵泵体阀孔圆柱面磨削加工示意图。
[0020] 图14是单体泵泵体阀孔磨削加工流程图。
[0021] 图中1.床身，2. Z轴导轨，3.工件轴滑台，4.主轴系统，5.砂轮轴系统，6.砂 轮轴滑台，7. X轴导轨，8.变频电机，9.传动带，10.主轴，11.夹具体，12.定位轴，13.砂 轮，14.砂轮杆，15.电主轴，16.砂轮轴支架，17.压板，18.配重块。
【具体实施方式】
[0022] 在图9中，单体泵泵体阀孔A面与D面相邻，为定位面基准面。B、C为待加工面，E 面为锁紧面。
[0023] 在图7中，夹具体（11) I面为圆柱面与圆锥面同轴，II面为平面与I面垂直，III为 两个对称凸台。
[0024] 在图12中，夹具体（11)通过内孔1:5的内锥面与主轴（10)前端1:5的外锥面相 连接，通过定位轴（12)紧固。利用定位轴（12)伸出部分与泵体阀孔A面相接触使泵体阀孔 的中心线与主轴（10)的中心线相重合保证泵体阀孔在磨削加工时的轴向准确定位，夹具体 (11)端面II与泵体D面相贴合，保证泵体阀孔端面与主轴中心线相垂直。在泵体另一端面 E侧通过螺钉将压板（17)、泵体与夹具体（11)紧固为一体。通过螺栓将配重块（18)与泵体 连接，消除泵体非对称旋转带来的惯性力。利用夹具体（11)端面突出的凸台III带动泵体绕 阀孔中心线进行旋转。
[0025] 将主轴（10)中心线调节至与工件轴滑台（3)运行的方向平行。电主轴（15)中心 线与主轴（10)中心线平行且在同一水平面内。砂轮轴滑台（6)运动方向与工件轴滑台（3) 运动方向垂直。
[0026] 砂轮轴系统（5)采用120MD60Y6型电主轴（15)，可以在大范围内调节转速。且旋 转精度高。
[0027] 砂轮（13)通过砂轮粘结专用胶将砂轮（13)与砂轮杆（14)粘结成一体。砂轮（13) 采用的直径为8mm的小直径砂轮，顶端锥角为140°。材质为陶瓷粘合剂的180#CBN砂轮， 该砂轮硬度高、耐磨性好可以减少砂轮的休整次数。
[0028] 具体操作过程： 启动数控系统，将单体泵泵体内孔A面与具体（11) I面通过定位轴（12)连接，保证泵 体阀孔加工面B、C与主轴（10)中心线同轴，泵体D端面与夹具体（11) II面贴合，保证泵体 端面与泵体阀孔垂直。通过螺钉将压板（17)、泵体与夹具体（11)紧固为一体。启动数控程 序对泵体阀孔进行磨削加工。在磨削加工过程中首先利用砂轮（13)锥面对泵体阀孔锥面 进行磨削加工，Z轴导轨（2)与X轴导轨（7)进行插补联动，当砂轮（13)的锥角达到泵体阀 孔Η点时，Z轴导轨（2)正向进给，利用砂轮（13)圆柱面对泵体阀孔圆柱面进行磨削加工。 当砂轮（13)圆柱面到达泵体阀孔圆柱面Α端时再逆向回到泵体阀孔锥面，一次程序运行完 毕。如泵体阀孔外形尺寸达到规定范围内则磨削过程结束，否则X轴正向进给〇. 001mm，再 次启动磨削加工程序，加工流程如图14所示。
【权利要求】
1. 一种用于单体泵泵体阀孔圆锥面、圆柱面相交的磨削加工装置，其特征是：该装置 由床身（1)、Z轴导轨（2)、工件轴滑台（3)、主轴系统（4)、砂轮轴系统（5)、砂轮轴滑台（6)、 X轴导轨（7)、数控系统组成；主轴系统（4)由变频电机（8)通过传动带（9)带动主轴（10) 旋转，夹具体（11)通过内孔1:5的内锥面与主轴（10)前端1:5的外锥面相连接，通过定 位轴（12)紧固，夹具体（11) I面为圆柱面与圆锥面同轴，II面为平面与I面垂直，III为两 个对称凸台；砂轮轴系统（5)由砂轮（13)、砂轮杆（14)、电主轴（15)及砂轮轴支架（16)组 成，砂轮（13)采用直径为8mm的圆锥面、圆柱面相交结合的砂轮，锥角为140°，砂轮长度 15mm，180#陶瓷粘合剂CBN砂轮。
2. 各部件间相互关系：Z轴导轨（2)与X轴导轨（7)都安装在床身（1)上且Z轴导轨 (2)与X轴导轨（7)相互垂直，工件轴滑台（3)安装在Z轴导轨⑵上，砂轮轴滑台（6)安 装在X轴导轨（7)上，主轴系统（4)安装在工件轴滑台（3)上，并且主轴（10)中心线与Z轴 导轨（2)运行方向平行，砂轮轴系统（5)安装在砂轮轴滑台（6)上，电主轴（15)中心线与主 轴（10)中心线平行且在同一水平面内，待加工单体泵泵体相对泵体阀孔为非对称结构，阀 孔位置为四方体，四方体在阀孔两端为平面，另外两端有弧形紧固结构，上部为螺柱结构， 下部为阶梯圆柱结构，阀孔内部为阶梯圆柱孔及圆锥孔，定位轴（12)伸出部分与泵体阀孔 定位面相接触使泵体阀孔的中心线与主轴（10)的中心线相重合保证泵体阀孔在磨削加工 时的轴向准确定位，夹具体（11)与泵体阀孔圆柱侧相贴合，保证泵体阀孔端面与阀孔中心 线相垂直，在另一阀孔圆柱侧通过螺钉将压板（17)、泵体与夹具体（11)紧固为一体，利用 夹具体（11)端面突出的定位边带动泵体绕阀孔中心线进行旋转。
3. 根据权利要求1、2所述的单体泵泵体阀孔的磨削加工装置，其特征是：定位轴（12) 为泵体阀孔提供磨削定位，压板（17)与夹具体（11)共同提供紧固作用，由夹具体（11)凸边 带动泵体旋转。
4. 根据权利要求1、2所述的单体泵泵体阀孔的磨削加工装置，其特征是：通过一次装 夹完成内孔圆锥面、圆柱面磨削加工。
5. 根据权利要求1、2所述的单体泵泵体阀孔的磨削加工装置，其特征是：依靠砂轮 (13)的圆锥面对泵体阀孔的圆锥面进行磨削加工，Z轴导轨（2)与X轴导轨（7)进行插补联 动，完成泵体阀孔圆锥面的磨削；利用砂轮（13)的圆柱面对阀孔的圆柱面进行磨削加工，Z 轴导轨（2)进给，完成阀孔圆柱面的磨削。
【文档编号】B24B5/48GK104044026SQ201410256039
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年6月11日 优先权日:2014年6月11日
【发明者】王凯, 聂凤明, 吴庆堂, 王大森, 康战, 郭波, 李珊, 卢政宇, 魏巍, 段学俊, 吴焕, 陈洪海, 修冬, 胡宝共, 孙洪宇, 王文渊, 刘玉, 李政, 王宁, 刘志波 申请人:长春设备工艺研究所