專利名稱：特殊外圓工件外圓磨削成形加工的一種新方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及特殊外圓工件外圓磨削成形的一種加工方法，該特殊外圓工件是指輕薄工件和帶有孔或凹槽、凹面的弧形外圓工件，現(xiàn)有無心外圓磨削，對普通的外圓進(jìn)行磨削時，為了保持高的磨削效率，采用中國專申請?zhí)枮镃N86209906的無心磨削裝置，在無心外圓磨床上實(shí)現(xiàn)貫穿法磨削，如

圖1所示，該裝置主要由砂輪1、導(dǎo)輪4和托板5組成。把若干個工件2緊靠地排在一起，通過送料滾子6、7使工件送進(jìn)，截面成斜角的托板5與4導(dǎo)輪一齊定位并支承工件，在工作表面修整成回轉(zhuǎn)雙曲面的導(dǎo)輪4的摩擦力作用下，工件旋轉(zhuǎn)并向前推進(jìn)，通過砂輪1磨削，然后從導(dǎo)槽3導(dǎo)出，便完成磨削加工。然而，當(dāng)使用這樣的磨削方法磨削特殊的外圓工件時，在生產(chǎn)實(shí)踐中存在如下問題1．對于表面帶有孔或凹槽、凹面的工件的弧形外圓磨削，如圖2所示，由于工件2本身的周邊的輪廓不是一個圓，但凸出的圓弧卻共一個圓，它是一個帶有孔9或凹槽、凹面8的特殊弧形外圓。在磨削時，當(dāng)工件的凸出圓弧的外圓部分與導(dǎo)輪接觸時，由于工件推向砂輪，在工件相對應(yīng)的砂輪與工件的磨削處的磨削就比較充分；反之，當(dāng)工件凹的部分與導(dǎo)輪接觸時，由于工件會靠向?qū)л?，在工件相對?yīng)的砂輪與工件的磨削處的磨削就不夠充分，從而產(chǎn)生復(fù)映誤差，導(dǎo)致很難磨圓。
2．對于輕薄的工件的外圓磨削，由于一是工件輕易跳動和不穩(wěn)，二是工件薄易產(chǎn)生彈性變形并生產(chǎn)復(fù)映誤差，使得工件不易磨圓。
通常為了達(dá)到磨圓效果和減少這種復(fù)映誤差，加工時只能進(jìn)行少進(jìn)給量的磨削，如外圓表面要求圓度2微米時，每次只能磨1-2個微米，如果需磨0．1毫米的余量，就要磨50-100次，這樣的成圓效率之低是可想而知了。
此外，中國專利申請?zhí)朇N98220574公開了一種無心磨床磨削弧形外圓零件的裝置(實(shí)用新型專利)。這種裝置將原來控制修整器修整砂輪和導(dǎo)輪的兩塊仿形板的上部平面，分別改制成凹、凸圓弧半徑相對應(yīng)的凹圓弧形和凸圓弧形的表面；并將托板上部表面也改制成與兩塊仿形板凹、凸圓弧半徑相對應(yīng)的凹圓弧形表面。由于磨削加工的工件精度一般都精度較高，因而這種裝置所制成凹凸圓弧形表面的精度要求更高，形狀也復(fù)雜，故加工難度大，成本又高，且在仿形使用中容易磨損和不好修整，不易保證磨削加工所需的較高精度；由于工件是動態(tài)地通過導(dǎo)輪和托板而被砂輪磨削，在運(yùn)動的狀態(tài)下工件與托板的接觸以及工件與導(dǎo)輪的接觸，必須很好的相匹配、相適應(yīng)才行，否則這種仿形的表面就起不到支承和定位的作用。因此，必須結(jié)合具體生產(chǎn)中的工藝參數(shù)(如導(dǎo)輪的轉(zhuǎn)速和傾斜角度以及零件的設(shè)計(jì)要求)進(jìn)行綜合考慮和計(jì)算，才能確定該裝置的幾何參數(shù)和安裝位置。這樣一旦確定下來了，就不便再調(diào)整工藝參數(shù)，否則就會影響到相匹配和相適應(yīng)。顯然，這對加工生產(chǎn)是不利的，所以這種裝置就顯得十分不方便。
針對上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有無心外圓貫穿磨削法磨削特殊外圓難以磨圓和效率低的缺點(diǎn)，提供一種既能有效地成圓，又能高效率進(jìn)行特殊外圓工件外圓磨削成形加工的新方法。
本發(fā)明的目的是通過以下的技術(shù)方案來實(shí)觀(1)當(dāng)磨削表面帶有孔或凹槽、凹面的工件的外圓時，先把若干個工件的凹入部分和凸出圓弧的外圓部分沿圓周方向錯位和端面靠緊排列且中心對準(zhǔn)，通過一種輔助夾緊裝置串起來夾緊，使之成為一個整體即一個工件單元(包括輔助夾緊裝置本身)，并保持工件單元兩端面與工件母線較高精度的垂直、工件與輔助夾緊裝置也同心(以確保在以后貫穿磨削中工件母線始終成水平狀態(tài))，然后把若干個不同的工件單元端面緊靠地排在一起放到無心外圓磨床上進(jìn)行如前所述的貫穿磨削，使得工件單元始終有凸出圓弧的外圓部分與導(dǎo)輪接觸，工件單元就不會因?yàn)樽约和廨喞牟粓A在緊貼導(dǎo)輪時的來回?cái)[動而難以磨圓，工件的磨削處處比較充分，從而磨削得以順利進(jìn)行，達(dá)到磨圓的目的。(2)當(dāng)磨削輕薄的外圓工件的外圓時，不存在錯位排列的問題，也是通過上述同樣的一種輔助夾緊裝置，只需把若干個工件串起來并使之與輔助夾緊裝置對準(zhǔn)同心，再夾緊即可進(jìn)行同樣的磨削。這樣，一方面相當(dāng)增加了工件的重量，提高了工件的加工穩(wěn)定性，防止了工件的跳動；另一方面由于夾緊的作用，提高了工件的剛性，減少了因彈性變形帶來的加工復(fù)映誤差，從而達(dá)到磨圓的效果。(3)必要時在工件與工件間適當(dāng)插入些徑向較厚又與工件等同外徑且兩端面平行的圓環(huán)形套塊，通過一種輔助夾緊裝置串起來夾緊，使之成為一個整體即一個工件單元，并保持工件單元兩端面與工件母線較高精度的垂直，而且工件與輔助夾緊裝置以及該圓環(huán)形套塊的中心線應(yīng)對準(zhǔn)。這樣，一方面可使得工件單元能夠通過其圓形的輪廓穩(wěn)定地與導(dǎo)輪接觸，使得工件單元更加不易來回?cái)[動，從而磨得更圓；另一方面，這樣的圓環(huán)形套塊的插入，也增加的工件單元系統(tǒng)的剛性，從而成圓效果將更好。
在上述的技術(shù)解決方案中，為實(shí)現(xiàn)上述目的的輔助夾緊裝置是由特制的螺釘、墊片、外螺母、夾緊套塊組成，并在材料性能和幾何精度上滿足使用要求，夾緊套塊是一與工件同外徑的回轉(zhuǎn)體；特制螺釘帶有內(nèi)角螺母(或其它可適用的螺母)和外螺紋的螺桿，其頭部外形也是一與工件和夾緊套塊同外徑的圓柱體，該圓柱體和夾緊套塊的兩端面分別與特制的螺釘?shù)穆輻U相垂直；套在螺釘?shù)穆輻U右端是分別是墊片、外螺母，通過轉(zhuǎn)動內(nèi)外螺母把工件夾緊成一整體工件單元(包括輔助夾緊裝置本身)，并使該螺母和螺釘?shù)穆輻U右端不得凸出夾緊套塊的端面，以保證在無心外圓磨床上各工件單元能夠端面緊靠地排在一起順利地進(jìn)行貫穿磨削。當(dāng)然，該輔助夾緊裝置也可以是其它變換而類似的夾緊裝置。
本發(fā)明與現(xiàn)有的磨削技術(shù)相比，在磨削特殊外圓時，具有下列優(yōu)點(diǎn)1．對帶有孔或凹槽、凹面的弧形外圓工件而言，由于把若干個工件的凹入部分和凸出圓弧的外圓部分沿圓周方向錯位和端面靠緊排列且中心對準(zhǔn)，并夾緊使之成為一個整體，使得工件始終有凸出圓弧的外圓部分與導(dǎo)輪接觸，工件就不會在緊貼導(dǎo)輪時來回?cái)[動，從而磨圓效果好。
2．對于輕薄的外圓工件而言，由于把工件夾緊在一起使之成為一個整體單元，故增加了工件單元的重量，提高了加工穩(wěn)定性，可有效地防止工件的跳動；同時提高了工件的剛性，減少了因彈性變形帶來的加工復(fù)映誤差。
3．通過上述這樣的一個“錯位靠緊排列”和“夾緊成一體”的處理后，仍舊采用貫穿法磨削，由于貫穿法磨削的高效率性，因此本發(fā)明既克服了現(xiàn)有的特殊外圓工件在無心外圓磨床上貫穿法磨削外圓的缺點(diǎn)，又具繼承了無心外圓貫穿法磨削效率高的優(yōu)點(diǎn)。
4．由于必要時適當(dāng)插入些徑向較厚又與工件等同外徑且兩端面平行的圓環(huán)形套塊，可使得工件單元不僅能增加工件單元系統(tǒng)單元的剛性，而且增強(qiáng)了工件定位的穩(wěn)定性，從而增強(qiáng)了成圓效果，保證了加工精度。
5．避免了前面所述的中國專利申請?zhí)朇N98220574的磨削裝置復(fù)雜和較高難度的改制，從而降低了加工費(fèi)用，并且使得無心外圓磨床的加工通用性好，有效地?cái)U(kuò)展了其加工范圍。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)的說明圖1．現(xiàn)有的無心外圓貫穿法磨削外圓的示意圖；圖2．用無心外圓貫穿法磨削特殊外圓的示意圖；圖3．本發(fā)明所采用的工件夾緊方法及輔助夾緊裝置的示意圖；如圖3所示，本發(fā)明的輔助夾緊裝置是由特制的螺釘10、墊片15、外螺母14、夾緊套塊13組成，并在材料性能和幾何精度上滿足使用要求，夾緊套塊13是一與工件同外徑的回轉(zhuǎn)體；特制螺釘10帶有內(nèi)角螺母11(或其它可適用的螺母)和外螺紋的螺桿16，其頭部外形也是一與工件2和夾緊套塊同外徑的圓柱體10＇，該圓柱體10＇和夾緊套塊13的兩端面分別與特制的螺釘?shù)穆輻U16相垂直；套在螺釘10的螺桿16右端是分別是墊片15、外螺母14和螺桿16右端不得凸出夾緊套塊13的端面。如圖2所示，當(dāng)磨削表面帶有孔9或凹槽、凹面8且輕薄的外圓工件2的外圓時，先把若干個工件2的凹入部分和凸出圓弧的外圓部分沿圓周方向，按圖3所示錯位和端面靠緊排列且中心對準(zhǔn)(單純的輕薄件則無需錯位排列)，并在工件與工件間適當(dāng)插入些徑向較厚又與工件等同外徑且兩端面平行的圓環(huán)形套塊17，通過轉(zhuǎn)動內(nèi)螺母11、外螺母14把工件2夾緊成直徑等同而長度增加的一整體工件單元(包括輔助夾緊裝置本身)，并使其兩端面與工件母線較高精度的垂直，而且工件和圓環(huán)形套塊與輔助夾緊裝置的中心線應(yīng)對準(zhǔn)，然后把若干個工件單元串起來端面緊靠地排在一起放到無心外圓磨床上同樣地進(jìn)行貫穿磨削(參照圖1)，使得工件在緊貼導(dǎo)輪時不易來回?cái)[動，得以充分和順利地進(jìn)行磨削。這樣，相當(dāng)增加了工件單元的重量，提高了工件的加工穩(wěn)定性，防止了工件的跳動，并提高了工件的剛性，減少了因彈性變形帶來的加工復(fù)映誤差，從而達(dá)到磨圓的效果。
權(quán)利要求
1．特殊外圓工件外圓磨削成形加工的一種新方法，其特征在于所述的特殊外圓工件是指輕薄工件和帶有孔或凹槽、凹面的弧形外圓工件，在磨削特殊外圓工件時，把若干個工件中心對準(zhǔn)、端面靠緊，通過一種輔助夾緊裝置使之夾緊成為一整體工件單元，并保持工件單元兩端面與工件母線較高精度的垂直、工件與輔助夾緊裝置也同心，再把若干個工件單元串起來，實(shí)現(xiàn)在無心外圓磨床上的貫穿磨削。
2．按照權(quán)力要求1所述的特殊外圓工件外圓磨削成形新方法，其特征在于當(dāng)磨削帶有孔或凹槽、凹面的弧形外圓工件時，把若干個特殊外圓工件的凹入部分和凸出圓弧的外圓部分沿圓周方向，錯位和端面靠緊排列。
3．按照權(quán)力要求1所述的特殊外圓工件外圓磨削成形新方法，其特征在于必要時先適當(dāng)插入些徑向較厚又與工件等同外徑且兩端面平行的圓環(huán)形套塊(17)，并使之與工件同心。
4．實(shí)現(xiàn)權(quán)力要求1所述的夾緊方法中的專用輔助夾緊裝置，它包括特制的螺釘(10)、墊片(15)，外螺母(14)、夾緊套塊(13)，其特征在于所述的特制的螺釘(10)帶有內(nèi)角螺母(11)，或其它可適用的螺母，其頭部外形是一圓柱體(10＇)，所述夾緊套塊(13)是一回轉(zhuǎn)體。
5．按照權(quán)力要求4所述的輔助夾緊裝置，其特征在于所述的圓柱體(10＇)和與工件(2)外徑相同。
6．按照權(quán)力要求4所述的輔助夾緊裝置，其特征在于所述夾緊套塊(13)與工件(2)外徑相同。
7按照權(quán)力要求4所述的輔助夾緊裝置，其特征在于所述的圓柱體(10＇)和夾緊套塊(13)的兩端面分別與螺桿(16)相垂直。
8．按照權(quán)力要求4所述的輔助夾緊裝置，其特征在于所述外螺母(14)和螺桿(16)右端不得凸出夾緊套塊(13)的端面。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種特殊外圓工件外圓磨削成形的方法,該特殊外圓工件是指輕薄工件和帶有孔或凹槽,凹面的弧形外圓工件。磨削外圓時,先把工件沿圓周方向錯位和端面靠緊排列且中心對準(zhǔn)和適當(dāng)插入些徑向較厚又與工件等同外徑且兩端面平行的圓環(huán)形套塊,然后通過夾緊使之成為一整體單元,再把若干個工件單元串起來,實(shí)現(xiàn)了特殊外圓在無心外圓磨床上的貫穿磨削。既保證了加工精度,又提高了生產(chǎn)效率,還降低了加工費(fèi)用。
文檔編號B24B5/18GK1282647SQ00119298
公開日2001年2月7日 申請日期2000年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月26日
發(fā)明者劉曉初 申請人:劉曉初