专利名称：深孔多磨轮行星磨削复合加工工具的制作方法
深孔多磨轮行星磨削复合加工工具，属于机械加工中深孔精加工范畴，是一种深孔以磨为主铰、珩或挤光复合的定径加工工具，用于机械零件的深孔及中深孔高效精密加工。
目前的现有深孔精加工包括精钻、精镗、精铰、滚压、珩磨、抛光、电解、砂带磨削及金刚石铰削等，而长径比大于10的深孔磨轮磨削在国内外至今仍是一个还末解决的难题，其困难在于，在深孔磨削的全长上保证磨削工具具有高刚度，及磨轮高转速的长距离获取。
本发明的目的是，提供一种无间隙导向和运动合成的深孔多磨轮行星磨削复合加工工具，从而解决了长径比大于10的深孔磨轮磨削难题，填补了精密深孔多磨轮高效行星磨削工具的空白。
深孔多磨轮行星磨削复合加工工具由切削和导向、行星齿轮传动、转速和力矩输入三个部分组成，在切削和导向部分中，安装在磨轮轴2前端的磨轮1由行星齿轮6输出功率带动作高速自转，并使安装在前筒架4上圆周均布的磨轮轴2和导向块3一起低速公转，用于深孔磨削与铰削、珩磨复合定径加工时，磨轮1和导向块3的工作表面为电镀人造金刚石、立方氮化硼等超硬磨料，用于深孔磨削与挤光复合定径加工时，则将导向块3改为硬质合金挤压块，作为导向块3的超硬磨条或挤压块与其光整加工中的已磨削孔壁构成紧跟磨轮1的无间隙导向，从而获得深孔磨削工具高刚度，且不因磨削长度延伸而降低，磨轮1为可涨锥套结构，单独调整其直径，导向块3为斜面滑块结构或可涨锥套结构，综合调整其外圆的直径；行星齿轮传动部分为差动行星齿轮机构，中心齿轮5固定在中心轴13上，中心轴13尾端的连接套14与可旋转的机床刀杆相联接，单排行星齿轮6和磨轮轴2作成一体，或用固定在磨轮轴2尾端的双排行星齿轮，内齿轮7固定在后筒架12的前端，与密封罩8一起构成局部密封空间；在转速和力矩输入部分中，安装在后筒架12上圆周均布的夹布胶等耐磨材料辅助导向块9，在压缩弹簧11和平面滑块10的作用下涨开，其外圆的直径由调整螺母限定，在深孔磨削复合定径加工中紧贴可旋转的已加工孔壁，二者之间只有相对轴向移动而无相对圆周转动，并起减振、扶正的作用，在对中深孔磨削复合定径加工时可省去辅助导向块9、平面滑块10、压缩弹簧11，而用导向平键或花键与机床可旋转的导向套相联接；磨轮轴2、前筒架4、后筒架12的滚动轴承分别用调整螺母消除间隙，并用油脂润滑和O形橡胶密封圈密封，或用其它类型的轴承和密封。
从总体结构上看，本发明的显著优点是简单易制，调整方便。
深孔多磨轮行星磨削复合加工工具有三种运行状态I、机床刀杆和中心齿轮5不转动，由旋转的已加工孔壁靠磨擦力给内齿轮7传输转速和力矩，通过行星齿轮6升速传动而使磨轮1和前筒架4分别绕各自的轴线旋转；II、被加工深孔零件和内齿轮7不转动，由旋转的机床刀杆经连接套14给中心齿轮5传输转速和力矩，通过行星齿轮6升速传动而使磨轮1和前筒架4分别绕各自的轴线旋转；III、各自旋转的已加工孔壁与机床刀杆分别给内齿轮7与中心齿轮5同时传输转速和力矩，通过运动合成和行星齿轮6升速传动而使磨轮1和前筒架4分别绕各自的轴线旋转。
实施例用本发明在现有T2120型卧式单头深孔钻镗床上，更换导向套，加工27siMn无缝钢管油缸的深孔，孔径φ1000.14mm、长径比20、表面粗糙度Ra0.4μm、硬度HB240 280，深孔多磨轮行星磨削复合加工工具的名义直径D＝100mm、磨轮1的名义直径d＝40mm、差动行星齿轮机构的中心距R＝30mm、磨轮1和导向块3的工作表面为电镀立方氮化硼、其粒度分别为70#和120#，磨轮1和前筒架4按第一运行状态分别绕各自的轴线旋转，并由机床刀杆推动一起作轴向进给，进行油缸深孔定径磨铰复合加工。
为了充分发挥本发明的深孔及中深孔高效精密加工效能，需要专门设计制造配套的新型深孔磨床。
图1是深孔多磨轮行星磨削复合加工工具的A-A、B-B轴向剖面图，图中的标号表示1-磨轮 2-磨轮轴 3-导向块 4-前筒架5-中心齿轮 6-行星齿轮7-内齿轮 8-密封罩9-辅助导向块10-平面滑块 11-压缩弹簧12-后筒架13-中心轴 14-连接套图2、图3、图4、图5分别是深孔多磨轮行星磨削复合加工工具的C-C、D-D、E-E、F-F径向剖面图，图中的字符表示D-该工具的名义直径、d-磨轮的名义直径、R-差动行星齿轮机构的中心距
权利要求
1.深孔多磨轮行星磨削复合加工工具，是一种深孔以磨为主铰、珩或挤光复合的定径加工工具，由切削和导向、行星齿轮传动、转速和力矩输入三个部分组成，其特征在于在切削和导向部分中，安装在磨轮轴2前端的磨轮1由行星齿轮6输出功率带动作高速自转，并使安装在前筒架4上圆周均布的磨轮轴2和导向块3一起低速公转，作为导向块3的超硬磨条或挤压块与其光整加工中的已磨削孔壁，构成紧跟磨轮1的无间隙导向，从而获得深孔磨削工具高刚度，且不因磨削长度延伸而降低，磨轮1为可涨锥套结构，单独调整其直径，导向块3为斜面滑块结构，综合调整其外圆的直径；行星齿轮传动部分为差动行星齿轮机构，中心齿轮5固定在中心轴13上，中心轴13尾端的连接套14与可旋转的机床刀杆相联接，单排行星齿轮6和磨轮轴2作成一体，内齿轮7固定在后筒架12的前端，与密封罩8一起构成局部密封空间；在转速和力矩输入部分中，安装在后筒架12上圆周均布的辅助导向块9，在压缩弹簧11和平面滑块10的作用下涨开，其外圆的直径由调整螺母限定，在深孔磨削复合定径加工中紧贴可旋转的已加工孔壁，二者之间只有相对轴向移动而无相对圆周转动，并起减振、扶正的作用；磨轮轴2、前筒架4、后筒架12的滚动轴承分别用调整螺母消除间隙，并用油脂润滑和O形橡胶密封圈密封。
2.按照权利要求1所述的复合加工工具，其特征在于用于深孔磨削与铰削、珩磨复合定径加工时，磨轮1和导向块3的工作表面为电镀人造金刚石、立方氮化硼等超硬磨料，用于深孔磨削与挤光复合定径加工时，则将导向块3改为硬质合金挤压块。
3.按照权利要求1所述的复合加工工具，其特征在于有三种运行状态I、机床刀杆和中心齿轮5不转动，由旋转的已加工孔壁靠摩擦力给内齿轮7传输转速和力矩，通过行星齿轮6升速传动而使磨轮1和前筒架4分别绕各自的轴线旋转；II、被加工深孔零件和内齿轮7不转动，由旋转的机床刀杆经连接套14给中心齿轮5传输转速和力矩，通过行星齿轮6升速传动而使磨轮1和前筒架4分别绕各自的轴线旋转；III、各自旋转的已加工孔壁与机床刀杆分别给内齿轮7与中心齿轮5同时传输转速和力矩，通过运动合成和行星齿轮6升速传动而使磨轮1和前筒架4分别绕各自的轴线旋转。
4.按照权利要求1所述的复合加工工具，其特征在于圆周均布的导向块3的另一种形式为可涨锥套结构，行星齿轮6的另一种形式为双排齿轮，辅助导向块9的材料为夹布胶木等耐磨材料，磨轮轴2、前筒架4、后筒架12的其它类型轴承和密封由具体情况确定。
5.按照权利要求1所述的复合加工工具，其特征在于在对中深孔磨削复合定径加工时，可省去圆周均布的辅助导向块9、平面滑块10、压缩弹簧11，而用导向平键或花键与机床可旋转的导向套相联接。
全文摘要
深孔多磨轮行星磨削复合加工工具,属于机械加工中深孔精加工范畴,是一种深孔以磨为主铰、珩或挤光复合的定径加工工具,由切削和导向、行星齿轮传动、转速和力矩输入三个部分组成,用于机械零件的深孔及中深孔高效精密加工,行星齿轮输出功率带动磨轮高速自转,并使圆周均布的磨轮轴和导向块一起低速公转,作为导向块的超硬磨条或挤压块与其光整加工中的深孔已磨削孔壁,构成紧跟磨轮的无间隙导向,从而解决了长径比大于10的深孔磨轮磨削难题。
文档编号B24B5/48GK1179376SQ97119469
公开日1998年4月22日 申请日期1997年11月17日 优先权日1997年11月17日
发明者陈雪瑞 申请人:太原理工大学