一种仿形多段式圆弧连直线轮廓砂轮连续修整装置的制作方法

本实用新型涉及成形法磨削加工的砂轮修整领域，具体为一种仿形多段式圆弧连直线轮廓砂轮连续修整装置。

背景技术：

在航空材料测试领域中，对于材料拉伸持久试样件、冲击试验件、断裂韧性kic试验件、裂纹扩展试验件等进行性能测试时，需要在试样上加工出呈30°-60°的v型缺口或u型缺口。在对上述缺口进行加工时，要求加工尺寸精度高，加工位置精确。

目前，业内通常的处理办法，是采用成型砂轮在试验件上先磨制粗开缺口，然后精修砂轮使砂轮的边缘与待加工缺口形状相适配，其后再利用精修后的砂轮将试验件上的粗开缺口精磨到图纸要求的缺口形状和尺寸。

然而，实际应用时，由于许多v型缺口的尖部半径尺寸很小，在加工该类缺口时砂轮尖端的磨损钝化很快，这使得在精磨试验件时，经精修成型的砂轮通常只能磨制一件试验件后又需要对砂轮轮廓进行修整。而现有技术中，修整砂轮的方法一般是先用正弦修正器修理砂轮的斜边或直边，再用圆弧修正器修理砂轮两斜边或直边相接处的砂轮的圆弧。这样的操作方式，存在着效率低下，劳动强度大，试样稳定性、一致性差的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种仿形多段式圆弧连直线轮廓砂轮连续修整装置，能够实现快速修整砂轮，并且经修整后的砂轮尺寸具有良好的稳定性。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种仿形多段式圆弧连直线轮廓砂轮连续修整装置，包括移动装置和修整装置；

所述移动装置包括滑块和基板，所述基板上设置有仿形滑槽，所述修整装置与所述滑块连接，所述滑块可在所述仿形滑槽中滑动，所述仿形滑槽用于使所述修整装置的修整轨迹与试验件缺口的截面边缘形状相适配。

进一步的，所述仿形滑槽呈v字形，所述仿形滑槽包括一个圆弧段a和两个斜线段，两个所述斜线段对称设置于所述圆弧段a的两端，所述圆弧段a的两侧壁呈同心圆弧状，所述圆弧段a的两侧壁分别与所述斜线段的两侧壁相切，所述圆弧段a两侧壁的半径差与所述斜线段两侧壁之间的距离相等；

所述滑块的顶面为平面，所述滑块的底面为圆弧面，所述滑块的底面与所述圆弧段a底部侧壁的半径相等，所述滑块的顶面和底面分别与所述仿形滑槽的两侧壁相接触。

进一步的，所述仿形滑槽呈u字形，所述仿形滑槽包括两个直线段a、一个直线段b和两个圆弧段b，两个所述圆弧段b的一端分别与所述直线段b的两端连接，两个所述圆弧段b的另一端均连接有所述直线段a；

所述圆弧段b的两侧壁呈同心圆弧状，所述圆弧段b的一个侧壁与其相邻的所述直线段a的一个侧壁和所述直线段b的一个侧壁均相切，所述圆弧段b的另一个侧壁与其相邻的所述直线段a的另一个侧壁和所述直线段b的另一个侧壁均相切，所述圆弧段b两侧壁的半径差、所述直线段a两侧壁的距离和所述直线段b两侧壁的距离均相等；

所述滑块的顶面为平面，所述滑块的底面为圆弧面，所述滑块的底面与所述圆弧段b底部侧壁的半径相等，所述滑块的顶面和底面分别与所述仿形滑槽的两侧壁相接触。

进一步的，所述移动装置还包括连接座，所述滑块与所述连接座通过螺栓连接，所述基板的表面为平面，所述连接座与所述基板表面滑动配合。

进一步的，所述连接座上还设置有定位销，所述连接座、滑块上分别设置有销孔，所述定位销穿过所述连接座上的销孔进入所述滑块上的销孔中。

进一步的，所述修整装置包括砂轮修整笔，所述连接座上设置有贯穿孔，所述砂轮修整笔插入设置于所述贯穿孔内。

进一步的，所述连接座上还设置有定位螺孔，所述定位螺孔内通过螺纹连接有定位螺钉，所述定位螺钉的一端与所述砂轮修整笔的侧壁接触。

进一步的，所述连接座、砂轮修整笔、滑块均为轴对称结构，所述连接座、砂轮修整笔、滑块的对称轴共面。

本实用新型的有益效果是：

1、该仿形多段式圆弧连直线轮廓砂轮连续修整装置，主要移动装置和修整装置组成，移动装置包括滑块和基板，修整装置安装在滑块上，基板上根据试验件缺口的截面边缘形状设置有仿形滑槽，通过滑块在仿形滑槽内的滑动可以约束修整装置的修整轨迹，可有效确保每次修整后砂轮边缘形状的一致性，进而保证经修整后的砂轮加工出的试样一致。同时，该装置在修整砂轮时采取直线段与圆弧段一次修正完成的连续修整方式，减小了砂轮的修整难度，可有效降低人员的劳动强度，提高修整效率。

2、仿形滑槽设置呈一个圆弧段a和两个斜线段，可将砂轮边缘修整为“v”字形，可以修整尖端带r的锥形砂轮；仿形滑槽设置呈两个直线段a、一个直线段b和两个圆弧段b，可以修整带双r的矩形砂轮，以此可满足航空材料测试领域中对砂轮修整的部分要求。通过对仿形滑槽和滑块形状的匹配设计，使滑块的顶面或底面中的一个面与仿形滑槽的一个侧壁形成面接触，另一个面与仿形滑槽的另一侧面形成线接触，一方面保证滑块在仿形滑槽内被完全限位和导向，确保其运动轨迹的稳定和准确，另一方面通过圆弧段侧壁和直线段侧壁的相切设计又同时保证了滑块能在仿形滑槽内流畅的滑动，实现砂轮的连续修整。

附图说明

图1为本实用新型一种仿形多段式圆弧连直线轮廓砂轮连续修整装置的整体结构示意图；

图2为本实用新型一种仿形多段式圆弧连直线轮廓砂轮连续修整装置的分解结构示意图；

图3为本实用新型中v字形仿形滑槽与滑块配合关系示意图；

图4为本实用新型中u字形仿形滑槽与滑块配合关系示意图；

图5为本实用新型一种仿形多段式圆弧连直线轮廓砂轮连续修整装置工作状态示意图；

图6为本实用新型一种仿形多段式圆弧连直线轮廓砂轮连续修整装置中调整用门形专用规与块规的配合结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”，“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程，方法，物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程，方法，物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程，方法，物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本实用新型的特征和性能作进一步的详细描述。

如图1、图2所示，一种仿形多段式圆弧连直线轮廓砂轮连续修整装置，包括移动装置和修整装置。该移动装置包括滑块2和基板1，基板1上设置有仿形滑槽，修整装置与滑块2连接，滑块2可在仿形滑槽中滑动，仿形滑槽用于使所述修整装置的修整轨迹与砂轮加工轮廓的截面边缘形状相适配。

目前，在对砂轮进行修整时，通常是先用正弦修正器修理砂轮的斜边或直边，再用圆弧修正器修理砂轮两斜边或直边相接处的砂轮的圆弧，这样的操作方式劳动强度大，修整效率低；同时因为在修整过程中，涉及到工具的更换，操作过程会出现中断，使得作业过程不连续，作业过程的切换导致操作难度大，难以保证砂轮精修的质量。而在航空材料测试领域中，对试验件上测试用缺口的尺寸精度一般有着较高的要求，采用传统的修整方式修整出的砂轮由于修整质量的问题无法保证试验件的稳定性和一致性。

本实用新型提供的一种仿形多段式圆弧连直线轮廓砂轮连续修整装置，可根据试验件缺口的截面形状匹配出待修整砂轮边缘的目标形状，进一步据此来设计出与之对应的仿形滑槽的形状，通过滑块2在仿形滑槽内的滑动，使得修整装置的运动轨迹与上述目标形状相匹配，可有效确保每次修整后砂轮边缘形状的一致性，进而保证经修整后的砂轮加工出的试样一致。同时，该装置在修整砂轮时采取连续修整的方式，减小了砂轮的修整难度，可有效降低人员的劳动强度，提高修整效率。

在利用上述装置进行砂轮修整时，需要重点考虑修整装置运动过程的准确性、稳定性以及流畅性。本装置中修整装置跟随滑块2一起运动，通过基板1的平面、仿形滑槽分别对连接座4的平面定位、滑块2的位置限位和导向来实现该运动过程的控制，在具体实施时，对滑块2和仿形滑槽的配合形状有着进一步要求。因航空材料测试领域中，加工v字形缺口和u字形缺口的情形较多，本实施例分别就这两种情形所对应的仿形滑槽和滑块2的配合形状作进一步说明。

如图3所示，在对加工v字形缺口的砂轮进行修整时，本装置上的仿形滑槽亦对应设置呈v字形。

该v字形的仿形滑槽包括一个圆弧段a102和两个斜线段101，两个斜线段101对称设置于圆弧段a102的两端，圆弧段a102的两侧壁呈同心圆弧状，圆弧段a102的两侧壁分别与斜线段101的两侧壁相切，圆弧段a102两侧壁的半径差与斜线段101两侧壁之间的距离相等。滑块2的顶面为平面，滑块2的底面为圆弧面，滑块2的底面与圆弧段a102底部侧壁的半径相等，滑块2的顶面和底面分别与仿形滑槽的两侧壁相接触。

滑块2在仿形滑槽中滑动的过程中，当其处于斜线段101内时，滑块2顶面平面与斜线段101的一个侧面滑动配合形成面接触，滑块2底面圆弧面的弧顶与斜线段101的另一侧面形成线接触；在滑块2从斜线段101进入圆弧段a102时，滑块2底面圆弧面逐渐进入圆弧段a102底部侧面并与之贴合配合形成面接触，滑块2顶面平面逐渐脱离斜线段101的侧面并最终与圆弧段a102的顶部侧面形成线接触；在滑块2从圆弧段a102进入另一斜线段101时，滑块2顶面平面逐渐与该斜线段101的顶部侧面形成面接触，滑块2底面圆弧面逐渐脱离圆弧段a102底部侧面并最终与该斜线段101的底部侧面形成线接触。由此，在上述滑块2的滑动过程中，其顶面或底面中的一个面与仿形滑槽的一个侧壁形成面接触，另一个与仿形滑槽的另一侧面形成线接触，滑块2在仿形滑槽内被完全限位和导向，可确保其运动轨迹的稳定和准确。设置使圆弧段a102的两侧壁分别与斜线段101的两侧壁相切，滑块2的底面与圆弧段a102底部侧壁的半径相等，又同时保证了滑块2能在仿形滑槽内流畅的滑动。

如图4所示，在对加工u字形缺口的砂轮进行修整时，本装置上的仿形滑槽亦对应设置呈u字形。

该u字形的仿形滑槽包括两个直线段a104、一个直线段b103和两个圆弧段b105，两个圆弧段b105的一端分别与直线段b103的两端连接，两个圆弧段b105的另一端均连接有直线段a104。圆弧段b105的两侧壁呈同心圆弧状，圆弧段b105的一个侧壁与其相邻的直线段a104的一个侧壁和直线段b103的一个侧壁均相切，圆弧段b105的另一个侧壁与其相邻的直线段a104的另一个侧壁和直线段b103的另一个侧壁均相切，圆弧段b105两侧壁的半径差、直线段a104两侧壁的距离和直线段b103两侧壁的距离均相等。滑块2的顶面为平面，滑块2的底面为圆弧面，滑块2的底面与圆弧段b105底部侧壁的半径相等，滑块2的顶面和底面分别与仿形滑槽的两侧壁相接触。

滑块2在u字形的仿形滑槽中滑动的过程与上述滑块2在v字形的仿形滑槽中滑动的过程类似，在滑动时，滑块2的顶面或底面中的一个面与仿形滑槽的一个侧壁形成面接触，另一个面与仿形滑槽的另一侧面形成线接触，一方面保证滑块2在仿形滑槽内被完全限位和导向，确保其运动轨迹的稳定和准确，另一方面通过圆弧段侧壁和直线段侧壁的相切设计又同时保证了滑块2能在仿形滑槽内流畅的滑动。

进一步的，如图1、图2所示，上述移动装置还包括连接座4。修整装置安装在连接座4上，滑块2与连接座4通过螺栓连接，基板1的表面设置呈平面，连接座4与基板1表面滑动配合，可进一步为滑块2和仿形滑槽提供导向约束，同时亦可防止滑块2脱离出仿形滑槽外。

该连接座4上还设置有定位销7，连接座4、滑块2上分别设置有销孔，定位销7穿过连接座4上的销孔进入滑块2上的销孔中。通过设置定位销7使所述连接座4安装到所述滑块2上时可有效定位，固定两者的相对位置，在本实施例中，所述滑块2与所述连接座4可通过螺栓连接，如图1所示，通过设置两个螺栓a8，即可使滑块2与连接座4完成定位连接。

进一步地，修整装置包括砂轮修整笔5。在连接座4上设置有贯穿孔，砂轮修整笔5插入设置于该贯穿孔内。连接座4上还设置有定位螺孔，定位螺孔内通过螺纹连接有定位螺钉6，定位螺钉6的一端与砂轮修整笔5的侧壁接触，通过拧紧定位螺钉6，使其端部压紧砂轮修整笔5的侧壁，即可将所述砂轮修整笔5固定。

进一步地，连接座4、砂轮修整笔5、滑块2均为轴对称结构，连接座4、砂轮修整笔5、滑块2的对称轴共面，可以简易方便的确定砂轮修正笔5相对于滑块2的位置，尤其适用于对对称结构的砂轮进行修整。

使用该仿形多段式圆弧连直线轮廓砂轮连续修整装置修整砂轮时，如图5所示，先将砂轮9置于工作位置，并将基板1和砂轮9的相对位置进行固定；其后移动滑块2，使砂轮修整笔5的笔尖位于修整起点；之后启动砂轮机转动砂轮9；其后顺着仿形滑槽方向移动滑块2，直至轮修整笔5的笔尖位于修整终点完成对该砂轮9的修整。

在实际应用时，根据待修整砂轮9的形状尺寸需要对砂轮修整笔5的伸出距离进行调整以获得不同的修整半径。本实用新型采用常用的配套的调整装置，如图1、图2、图6所示，其包括门形专用规3和不同规格的块规10，该门形专用规3为倒凹字形结构，其内空到连接座上平面的距离为一固定值，通常该值是仿形滑槽上的圆弧段轴线到连接座的距离加上一个常数值。在对砂轮修整笔5的伸出位置进行调整时，先将门形专用规抵靠在连接座4上，使得轮修整笔5的轴心线垂直于该门形专用规3的内部顶面；其后选取所需修整半径加上上述常数值规格的块规10贴紧门形专用规3的内部顶面；其后轴向移动砂轮修整笔5，使之接触块规10，通过观察其在块规10上的划痕(若划痕较深，则需增大所述砂轮修整笔5笔尖到所述门形专用规3内部顶面之间的距离，若划痕较浅，则需减小所述砂轮修整笔5笔尖到所述门形专用规3内部顶面之间的距离)来最终确定砂轮修整笔5的位置并完成该修整半径的调整后拧紧定位螺钉。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改，等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。