專利名稱：一種用于單體泵閥芯圓錐面、圓柱面相切的磨削加工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種單體泵閥芯圓錐面、圓柱面相切的磨削加工裝置。特別適合于高精度圓錐面、圓柱面相切的單體泵閥芯的磨削加工。
背景技術(shù)：
單體泵閥芯是由圓錐面、圓柱面及其相切過(guò)渡曲面組成的外圓表面結(jié)構(gòu)，用于單體泵高壓油密封的回轉(zhuǎn)類零件。圓錐面、圓柱面必須有高的圓柱度、高的表面質(zhì)量，并且各形面的中心線同軸度要求很高。目前公知的加工方式是圓柱面、圓錐面分別裝夾加工。圓錐面利用成形磨削的方式進(jìn)行加工。在兩工序轉(zhuǎn)換過(guò)程中需要進(jìn)行二次裝夾。這種加工方式容易造成大的定位誤差，從 而造成各形面中心線同軸精度差，而且成形磨削砂輪休整困難， 很難保證錐面的精度。目前查閱的文獻(xiàn)表明對(duì)由圓錐面與圓柱面相切結(jié)合的單體泵閥芯的一次定位、裝夾的磨削加工方式?jīng)]有論述，也從未采用大直徑小寬度CBN砂輪外圓與側(cè)面接合處邊線對(duì)閥芯圓錐面進(jìn)行磨削加工的方法。目前尚沒(méi)有發(fā)現(xiàn)公知的針對(duì)圓錐面、圓柱面相切閥芯的集定位、裝夾和加工為一體的磨削加工裝置。發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有的對(duì)于圓錐面、圓柱面相切結(jié)合單體泵閥芯磨削加工方式精度不高，只能達(dá)到圓柱度為O. 006mm,圓錐面跳動(dòng)為O. 008mm, 二者同軸度為O. 02mm,不能滿足實(shí)際需要的問(wèn)題。本發(fā)明提供一種對(duì)于單體泵閥芯圓錐面、圓柱面相切的復(fù)雜曲面的定位、裝夾磨削加工的裝置。該裝置可以對(duì)圓錐面、圓柱面相切復(fù)雜曲面單體泵閥芯進(jìn)行磨削加工。 通過(guò)一次裝夾，實(shí)現(xiàn)閥芯圓錐面、圓柱面加工。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的技術(shù)解決方案為圓錐面、圓柱面相切單體泵閥芯磨削加工裝置。 該裝置由床身(I)、Z軸導(dǎo)軌(2)、工件軸滑臺(tái)(3)、主軸系統(tǒng)(4)、砂輪軸系統(tǒng)(5)、尾頂系統(tǒng)(6)、砂輪軸滑臺(tái)(7)、X軸導(dǎo)軌(8)及數(shù)控系統(tǒng)組成。主軸系統(tǒng)(4)由變頻電機(jī)(9)通過(guò)傳動(dòng)帶(10)帶動(dòng)主軸(11)旋轉(zhuǎn)。主軸頂尖(12)與主軸(11)通過(guò)螺栓連接。主軸頂尖(12)為60°錐面，錐面頂端為外六方。尾頂系統(tǒng)￠)由尾頂頂尖(13)、尾頂體(14)、尾頂支架(15)及尾頂氣缸(16)組成。尾頂頂尖(13)為60°錐面，尾頂系統(tǒng)￠)由壓力空氣提供動(dòng)力源，用于裝夾工件，預(yù)緊力可通過(guò)調(diào)節(jié)壓力空氣的壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。主軸系統(tǒng)(4)與尾頂系統(tǒng)(6)都安裝在工件軸滑臺(tái)(7)上，并且主軸(11)中心線與尾頂頂尖(13)中心線同軸，與工件軸滑臺(tái)(3)運(yùn)行方向平行。砂輪軸系統(tǒng)(5)由砂輪(17)、電主軸(18)及砂輪軸支架(19)組成，安裝在砂輪軸滑臺(tái)(7)上，電主軸(18)中心線與主軸頂尖(12)中心線平行且在同一水平面內(nèi)。砂輪軸滑臺(tái)(7)運(yùn)動(dòng)方向與工件軸滑臺(tái)(3)運(yùn)動(dòng)方向相垂直。待加工閥芯，端面為60°錐孔，中心位置為六方內(nèi)孔。主軸頂尖(12)與尾頂頂尖(13)通過(guò)錐面保證閥芯的軸向、徑向定位。用主軸頂尖(12)的外六方通過(guò)閥芯的內(nèi)六方帶動(dòng)閥芯旋轉(zhuǎn)。
在加工過(guò)程中，首先，依靠砂輪(17)的外圓對(duì)閥芯的圓柱面進(jìn)行磨削加工，Z軸導(dǎo)軌(2)進(jìn)給，完成圓柱面的磨削，然后利用砂輪(17)的側(cè)面與外圓接合處的邊線對(duì)閥芯的圓錐面進(jìn)行磨削加工，X軸導(dǎo)軌(8)、z軸導(dǎo)軌(2)進(jìn)行插補(bǔ)聯(lián)動(dòng)，完成圓錐面的磨削。
本發(fā)明的有益效果是采用一次定位、裝夾的方式加工所有外表面，避免了多次裝 夾定位造成的各形面中心線同軸精度低的問(wèn)題。工作穩(wěn)定性好，加工的閥芯受人為的干擾 因素少。能加工出高質(zhì)量的圓錐面、圓柱面相切的單體泵閥芯，且加工重復(fù)性好。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1是單體泵閥芯磨削加工裝置主視圖。
圖2是單體泵閥芯磨削加工裝置左視圖。
圖3是單體泵閥芯磨削加工裝置俯視圖。
圖4是主軸系統(tǒng)主視圖。
圖5是主軸系統(tǒng)俯視圖。
圖6是尾頂系統(tǒng)示意圖。
圖7是砂輪軸系統(tǒng)示意圖。
圖8是主軸頂尖結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9是單體泵閥芯結(jié)構(gòu)示意圖。
圖10是定位、裝夾加工意圖。
圖11是圓錐面、圓柱面磨削過(guò)渡示意圖。
圖12是圓錐面、圓柱面相切磨削示意圖。
圖13是單體泵閥芯加工流程圖。
圖中1.床身，2. Z軸導(dǎo)軌，3.工件軸滑臺(tái)，4.主軸系統(tǒng)，5.砂輪軸系統(tǒng)，6.尾頂系統(tǒng)，7砂輪軸滑臺(tái)，8. X軸導(dǎo)軌，9.變頻電機(jī)，10.傳動(dòng)帶，11.主軸，12.主軸頂尖，13.尾頂頂尖，14.尾頂體，15.尾頂支架，16.尾頂氣缸，17.砂輪，18.電主軸，19.砂輪軸支架。
具體實(shí)施方式
在圖9中，閥芯大端內(nèi)孔是60°錐孔，閥芯小端內(nèi)孔是60°錐孔，閥芯中心的內(nèi)孔是內(nèi)六方O
在圖8中，主軸頂尖(12)是60°錐面，與閥芯大端內(nèi)孔貼合，主軸頂尖(12)的外六方伸入閥芯內(nèi)部與閥芯內(nèi)六方相配合，尾頂頂尖(13)是60°錐面，與閥芯小端內(nèi)孔貼 合。主軸頂尖(12)和尾頂頂尖(13)相互擠壓閥芯實(shí)現(xiàn)閥芯的軸向定位，主軸頂尖(12)的 外六方使閥芯不能任意轉(zhuǎn)動(dòng)。
將主軸頂尖(12)中心線與尾頂頂尖(13)中心線調(diào)節(jié)至同軸，并且與工件軸滑臺(tái)(3)的運(yùn)行方向平行。電主軸(18)中心線與主軸頂尖(12)中心線平行且在同一個(gè)水平面 內(nèi)。砂輪軸滑臺(tái)(7)運(yùn)動(dòng)方向與工件軸滑臺(tái)(3)運(yùn)動(dòng)方向垂直。
砂輪軸系統(tǒng)(5)采用170MD10Z5. 5A型電主軸(18)，可以在大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。且旋轉(zhuǎn)精度高。
砂輪(17)采用的直徑為400mm，寬度為4mm的180#陶瓷粘合劑CBN砂輪，該砂輪 硬度高、耐磨性好可以減少砂輪的休整次數(shù)。
具體操作過(guò)程啟動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)，將閥芯裝夾在主軸頂尖(12)和尾頂頂尖(13)之間，啟動(dòng)電主軸(18) 和變頻電機(jī)(9)，手動(dòng)控制數(shù)控系統(tǒng)使砂輪(17)外圓與閥芯接觸，砂輪(17)外側(cè)面與閥芯 大端平齊，如圖11所示。啟動(dòng)數(shù)控程序?qū)﹂y芯進(jìn)行磨削加工。在磨削加工過(guò)程中首先利 用砂輪外圓對(duì)閥芯圓柱面A-B段進(jìn)行加工，Z軸導(dǎo)軌(2)正向進(jìn)給，當(dāng)砂輪外側(cè)面到達(dá)B點(diǎn) 時(shí)，由圓柱面加工過(guò)渡到圓錐面加工，X軸導(dǎo)軌(8)、Z軸導(dǎo)軌(2)進(jìn)行插補(bǔ)聯(lián)動(dòng)，利用砂輪 外側(cè)面與外圓接合處的邊線對(duì)閥芯圓錐面進(jìn)行加工，如圖12所示。當(dāng)砂輪外側(cè)面到達(dá)C點(diǎn) 時(shí)，由圓錐面加工過(guò)渡到圓柱面加工，Z軸導(dǎo)軌(2)繼續(xù)正向進(jìn)給，完成閥芯其余圓柱面的 加工。當(dāng)砂輪外側(cè)面到達(dá)閥芯小端時(shí)再逆向回到閥芯大端，一次程序運(yùn)行完畢。如閥芯外 形尺寸達(dá)到規(guī)定范圍內(nèi)則磨削過(guò)程結(jié)束，否則X軸正向進(jìn)給O. 001_，再次啟動(dòng)磨削加工程 序，加工流程如圖13所示。
權(quán)利要求
1.一種用于單體泵閥芯圓錐面、圓柱面相切的磨削加工裝置，其特征是該裝置由床身(I)、z軸導(dǎo)軌(2)、工件軸滑臺(tái)(3)、主軸系統(tǒng)(4)、砂輪軸系統(tǒng)(5)、尾頂系統(tǒng)(6)、砂輪軸滑臺(tái)(7)、X軸導(dǎo)軌(8)及數(shù)控系統(tǒng)組成，主軸系統(tǒng)(4)由變頻電機(jī)(9)通過(guò)傳動(dòng)帶(10)帶動(dòng)主軸(11)旋轉(zhuǎn)，主軸頂尖(12)與主軸(11)通過(guò)螺栓連接，主軸頂尖(12)為60°錐面，錐面頂端為外六方，尾頂系統(tǒng)￠)由尾頂頂尖(13)、尾頂體(14)、尾頂支架(15)及尾頂氣缸(16)組成，尾頂頂尖(13)為60°錐面，尾頂系統(tǒng)(6)由壓力空氣提供動(dòng)力源，用于裝夾工件，預(yù)緊力可通過(guò)調(diào)節(jié)壓力空氣壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，砂輪軸系統(tǒng)(5)由砂輪(17)、電主軸(18)及砂輪軸支架(19)組成，砂輪(17)采用的直徑為400mm，寬度為4mm的180#陶瓷粘合劑CBN砂輪。
2.各部件間相互關(guān)系Z軸導(dǎo)軌(2)與X軸導(dǎo)軌(8)都安裝在床身(I)上且Z軸導(dǎo)軌(2)與X軸導(dǎo)軌⑶相互垂直，工件軸滑臺(tái)(3)安裝在Z軸導(dǎo)軌⑵上，砂輪軸滑臺(tái)(7)安裝在X軸導(dǎo)軌(8)上，主軸系統(tǒng)(4)與尾頂系統(tǒng)(6)都安裝在工件軸滑臺(tái)(3)上，并且主軸(11)中心線與尾頂頂尖(13)中心線同軸，與Z軸導(dǎo)軌⑵運(yùn)行方向平行，砂輪軸系統(tǒng)(5)安裝在砂輪軸滑臺(tái)(X)上，電主軸(18)中心線與主軸頂尖(12)中心線平行且在同一水平面內(nèi)，待加工閥芯端面為60°錐孔，中心位置為六方內(nèi)孔，主軸頂尖(12)與尾頂頂尖(13)通過(guò)錐面保證閥芯的軸向、徑向定位，用主軸頂尖(13)的外六方通過(guò)閥芯的內(nèi)六方帶動(dòng)閥芯旋轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的單體泵控制閥芯的磨削加工裝置，其特征是主軸頂尖(13)的外六方與閥芯孔的內(nèi)六方相貼合，并帶動(dòng)閥芯旋轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的單體泵控制閥芯的磨削加工裝置，其特征是通過(guò)一次裝夾完成圓錐面、圓柱面磨削加工。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的單體泵控制閥芯的磨削加工裝置，其特征是依靠砂輪(18)的外圓對(duì)閥芯的圓柱面進(jìn)行磨削加工，X軸導(dǎo)軌(9)進(jìn)給，完成圓柱面的磨削加工，依靠砂輪(18)的外圓與側(cè)面接合處的邊線對(duì)閥芯的圓錐面進(jìn)行磨削加工，X軸導(dǎo)軌(9)、Z軸導(dǎo)軌(2)進(jìn)行插補(bǔ)聯(lián)動(dòng)，完成圓錐面的磨削加工。
全文摘要
一種用于單體泵閥芯圓錐面、圓柱面相切的磨削加工裝置。該裝置適合高精度圓錐面、圓柱面相切的單體泵閥芯的磨削加工。通過(guò)一次定位、裝夾對(duì)所有圓錐面、圓柱面及過(guò)渡曲面進(jìn)行磨削加工。由主軸頂尖與尾頂頂尖對(duì)閥芯進(jìn)行定位夾緊，使用大直徑小寬度的CBN砂輪外圓完成閥芯圓柱面的磨削加工，使用砂輪外圓與側(cè)面接合處的邊線完成閥芯圓錐面的磨削加工。
文檔編號(hào)B24B5/14GK103042445SQ20121054461
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月17日
發(fā)明者王凱, 聶鳳明, 吳慶堂, 吳煥, 康戰(zhàn), 郭波, 李珊, 盧政宇, 魏巍, 段學(xué)俊, 李征, 陳洪海, 修冬, 張維杰, 胡寶共 申請(qǐng)人:長(zhǎng)春設(shè)備工藝研究所