一种快速柔性精确抛光小直径球形面装置总成的制作方法

1.本发明涉及工件加工设备领域，尤其是涉及一种快速柔性精确抛光小直径球形面装置总成。


背景技术：

2.随着现代工业体系迅猛发展，机加行业的产品及零部件精度要求逐步提高，设备精度提升是必然。近两年，为更好适应市场大功率柴油机需求量增多的趋势，逐步将某型号系列高速大功率柴油机整机性能提升作为研制重点。研制过程中，如何提高某型号系列高速大功率柴油机配气机构部件中工件球形销(如图7所示)的球形面的表面粗糙度的加工效果成为加工难点。
3.一般情况，球形面看作一个圆弧绕其轴线旋转而成的曲面，通常采用数控设备加工，可满足尺寸、位置精度和表面质量要求。随着机床性能及刀具材料、性能的不断提升，对于球头直径≥8mm、材料硬度≤64hrc的球头类零件采用传统方法加工，包括：
①
采用全向车刀或摆线刀的数控车床加工，
②
采用对刀具位置调整要求极高的旋风铣加工，
③
采用专用砂轮修整装置的成形磨削加工，
④
采用定制杯形砂轮的展成法磨削加工，
⑤
采用专用磨块进行批量生产的锉削加工(只能进行形状规则的半球轴端加工)。
4.如图7所示的球形销的加工方法一般是：粗车球形面(数控车)-热处理-粗、精磨夹持轴-精车球形面(数控车)-手工抛光球形面(普通车床)。这种方法最后需要操作者用金相砂纸手工抛光球形面，表面粗糙度质量随机，合格率72％，返工次数频繁，费时费力。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明旨在提出一种快速柔性精确抛光小直径球形面装置总成，提高工件表面粗糙度合格率，解决工件球形面因切削纹理明显造成表面粗糙致使摇臂轴衬套内圆磨损的不良后果；同时，利用机械设备加工状态的稳定性、一致性强的特性严格控制产品质量，满足工件加工精度要求，对类似结构工件的工艺方案进行有效技术支撑，最终实现能够符合部件性能指标要求的目的。
6.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
7.一种快速柔性精确抛光小直径球形面装置总成，包括：
8.夹紧装置，用于夹持球形销，包括支撑机构和压紧机构，支撑机构设置在底座上，底座安装在工作台上；支撑机构包括成对转动设置的支撑轴承，球形销放置在成对设置的支撑轴承之间；压紧机构包括压轮和传动轴，压轮位于支撑轴承的上方用于压在球形销上，压轮设置在传动轴上；
9.调节装置，设置在支撑板上，并与传动轴连接，用于调节传动轴的高度；
10.驱动装置，与传动轴连接，用于驱动传动轴转动。
11.进一步，支撑机构还包括轴承座、固定轴、定位后座和合金块；
12.轴承座设置在支撑板上，支撑轴承为2组，每组包括1个以上支撑轴承，同一组的支
撑轴承套设在同一个固定轴上，固定轴转动设置在轴承座上；
13.轴承座左侧的支撑板上设有定位后座，定位后座上设有用于顶住球形销尾端的合金块。
14.进一步，轴承座的上表面并排设有若干个用于放置固定轴的卡槽，卡槽的底部设有安装孔，紧固螺栓穿过固定轴插设在安装孔内以固定固定轴。
15.进一步，支撑板的上表面开设有安装槽，轴承座和定位后座均放置在安装槽内，支撑板的侧壁上螺接有夹紧螺栓，夹紧螺栓伸入安装槽内并抵在轴承座的侧壁上以固定轴承座和定位后座。
16.进一步，每组包括2个支撑轴承。
17.进一步，压紧机构还包括前加持盘和后加持盘，前加持盘和后加持盘均套设在传动轴上，压轮夹在前加持盘和后加持盘之间。
18.进一步，调节装置包括立杆和支撑架；立杆竖直固定在支撑板上，支撑架安装在立杆上，传动轴转动设置在支撑架上。
19.进一步，支撑架包括连接套和连接轴承，连接套安装在立杆上，连接轴承套设在连接套内，连接轴承还套设在传动轴上。
20.进一步，立杆上设有滑动孔，滑动孔为长圆孔，且长圆孔的长度延伸方向与立杆的长度延伸方向相同；连接套上还设有连接柄，连接柄上设有连接孔，连接孔也为长圆孔，长圆孔的长度延伸方向与连接柄的长度延伸方向相同；滑动孔和连接孔中共同插设有锁紧螺栓。
21.进一步，驱动装置包括皮带轮、皮带和电机；传动轴上设有皮带轮，电机的输出轴上也设有皮带轮，2个皮带轮通过皮带传动连接。
22.相对于现有技术，本发明所述的快速柔性精确抛光小直径球形面装置总成具有以下优势：
23.(1)本发明所述的快速柔性精确抛光小直径球形面装置总成通过夹紧装置夹紧球形销，以便于实现对球形销的球形面进行打磨；而且球形销放置在成对设置的支撑轴承之间，压轮压在球形销上，传动轴由驱动装置驱动转动，从而带动球形销在压轮和支撑轴承之间转动，方便打磨；传动轴设置在调节装置上，便于调节传动轴的高度，传动轴高度不同，也就是压轮与支撑轴承之间的距离不同，可以实现对不同尺寸的球形销的夹紧。
24.(2)本发明所述的快速柔性精确抛光小直径球形面装置总成可在小直径球形面的加工进行有效技术支撑；彻底解决因该工件切削纹理明显造成摇臂轴衬套内圆磨损的不良后果，最终实现某高速大功率柴油机配气机构部件性能指标要求的质量目的；有效缩短工件加工周期，消除操作者返工返修时间，保证工件生产节点的可控完成。
附图说明
25.构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
26.图1为本发明实施例所述的快速柔性精确抛光小直径球形面装置总成的示意图；
27.图2为本发明实施例所述的快速柔性精确抛光小直径球形面装置总成的右视图；
28.图3为本发明实施例所述的快速柔性精确抛光小直径球形面装置总成的左视图；
29.图4为本发明实施例所述的快速柔性精确抛光小直径球形面装置总成的a处局部放大图；
30.图5为本发明实施例所述的支撑机构的结构示意图；
31.图6为本发明实施例所述的调节装置的结构示意图；
32.图7为本发明实施例所述的球形销的结构示意图。
33.附图标记说明：
34.1-工作台；2-底座；3-支撑板；31-安装槽；4-支撑机构；41-轴承座；411-卡槽；412-安装孔；42-支撑轴承；43-固定轴；44-夹紧螺栓；45-定位后座；46-合金块；47-紧固螺栓；5-球形销；6-压紧机构；61-压轮；62-前加持盘；63-后加持盘；64-传动轴；7-调节装置；71-立杆；711-滑动孔；712-锁紧螺栓；72-支撑架；721-连接套；722-连接轴承；723-连接柄；724-连接孔；725-连接耳；73-弹簧；8-驱动装置；81-皮带轮；82-皮带；83-机壳。
具体实施方式
35.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
36.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
37.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
38.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
39.一种快速柔性精确抛光小直径球形面装置总成，包括：
40.夹紧装置，用于夹持球形销5，包括支撑机构4和压紧机构6，支撑机构设置在底座2上，底座安装在工作台1上；支撑机构包括成对转动设置的支撑轴承42，球形销放置在成对设置的支撑轴承之间；压紧机构包括压轮61和传动轴64，压轮位于支撑轴承的上方用于压在球形销上，压轮设置在传动轴上；
41.调节装置7，设置在支撑板3上，并与传动轴连接，用于调节传动轴的高度；
42.驱动装置8，与传动轴连接，用于驱动传动轴转动。
43.示例性的，支撑机构还包括轴承座41、固定轴43、定位后座45和合金块46；
44.轴承座设置在支撑板3上，支撑轴承为2组，每组包括1个以上支撑轴承，同一组的支撑轴承套设在同一个固定轴上，固定轴转动设置在轴承座上；
45.轴承座左侧的支撑板上设有定位后座，定位后座上设有用于顶住球形销尾端的合金块。
46.使用时，可将球形销放置在2组支撑轴承之间，球形销的尾端抵在合金块上。
47.具体的，轴承座的上表面并排设有若干个用于放置固定轴的卡槽411，卡槽的底部设有安装孔412，紧固螺栓47穿过固定轴插设在安装孔内以固定固定轴。
48.改变固定轴放置的卡槽的位置，可以调整2组支撑轴承之间的距离，以适应不同尺寸的球形销。
49.具体的，支撑板3的上表面开设有安装槽31，轴承座和定位后座均放置在安装槽内，支撑板的侧壁上螺接有夹紧螺栓44，夹紧螺栓伸入安装槽内并抵在轴承座的侧壁上以固定轴承座和定位后座。
50.具体的，每组包括2个支撑轴承。
51.示例性的，压紧机构还包括前加持盘62和后加持盘63，前加持盘和后加持盘均套设在传动轴上，压轮夹在前加持盘和后加持盘之间。
52.示例性的，调节装置包括立杆71和支撑架72；立杆竖直固定在支撑板上，支撑架安装在立杆上，传动轴转动设置在支撑架上。
53.具体的，支撑架包括连接套721和连接轴承722，连接套安装在立杆上，连接轴承套设在连接套内，连接轴承还套设在传动轴上。
54.更具体的，立杆上设有滑动孔711，滑动孔为长圆孔，且长圆孔的长度延伸方向与立杆的长度延伸方向相同；连接套上还设有连接柄723，连接柄上设有连接孔724，连接孔也为长圆孔，长圆孔的长度延伸方向与连接柄的长度延伸方向相同；滑动孔和连接孔中共同插设有锁紧螺栓712。拧松锁紧螺栓上的螺母，可以上下移动连接套的高度以调整压轮竖直方向的位置，同时还可时连接套绕锁紧螺栓转动，调整连接柄与立杆之间的角度，以调整压轮水平方向的位置。
55.更具体的，连接套上还设有连接耳，弹簧的一端与连接耳连接，另一端与支撑板侧壁连接。
56.示例性的，驱动装置包括皮带轮81、皮带83和电机；传动轴上设有皮带轮，电机的输出轴上也设有皮带轮，2个皮带轮通过皮带传动连接。
57.电机通过机壳83罩设在壳内。
58.使用时，首先，操作者将装置总成中的底座安装在外圆磨床工作台上，通过螺栓旋合锁紧。第二步，用3根皮带连接皮带轮和电机的输出轴上的皮带轮。第三步，工件夹紧在支撑轴承和压轮之间，松开锁紧螺栓，调整支撑架保证压轮压紧工件轴径后再锁紧。第四步，启动电机，皮带带动皮带轮旋转，皮带轮带动压轮旋转，压轮带动工件轴径旋转，磨床支架进给，工件接触砂带，砂带柔性变形将工件球形面全面抛光。第五步，支架后退，操作者卸下工件，完成抛光。
59.该装置总成可提高工件表面粗糙度合格率，解决工件球形面因切削纹理明显造成表面粗糙致使摇臂轴衬套内圆磨损的不良后果；同时，利用机械设备加工状态的稳定性、一致性强的特性严格控制产品质量，满足工件加工精度要求，对类似结构工件的工艺方案进行有效技术支撑，最终实现能够符合部件性能指标要求的目的。
60.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精
神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。