申请/专利权人：武汉船用机械有限责任公司

申请日：2017-11-23

公开（公告）日：2020-09-15

公开（公告）号：CN108177065B

主分类号：B24B27/00(20060101)

分类号：B24B27/00(20060101);B24B35/00(20060101);B24B41/00(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.09.15#授权;2018.07.13#实质审查的生效;2018.06.19#公开

摘要：本发明公开了一种内孔超精装置及系统，属于机械加工技术领域，该内孔超精装置包括：安装板和两个安装架和两个砂轮，安装板包括相对设置的第一侧面和第二侧面以及连接第一侧面和第二侧面的侧壁，两个安装架分别安装在第一侧面和第二侧面上，安装板的侧壁上设有镗床连接部，每个安装架均包括：两个支撑杆和砂轮杆，两个支撑杆均竖直可移动地插装在安装板上且两个支撑杆相互平行，砂轮杆垂直连接在两个支撑杆之间，每个砂轮杆上对应安装有一个砂轮，安装板布置在两个砂轮的中心连线的中垂面上，两个支撑杆上分别设有弹性元件限位部，弹性元件限位部与安装板之间设有弹性元件。本发明提高了内孔超精装置对不同内孔尺寸工件的适应性。

主权项：1.一种内孔超精装置，其特征在于，所述内孔超精装置包括：安装板和两个安装架和两个砂轮，所述安装板包括相对设置的第一侧面和第二侧面以及连接所述第一侧面和第二侧面的侧壁，所述两个安装架分别安装在所述第一侧面和所述第二侧面上，所述安装板的侧壁上设有镗床连接部，每个所述安装架均包括：砂轮杆和两个支撑杆，所述两个支撑杆均竖直可移动地插装在所述安装板上且所述两个支撑杆相互平行，所述砂轮杆垂直连接在两个所述支撑杆之间，每个所述砂轮杆上对应安装有一个所述砂轮，所述安装板布置在两个所述砂轮的中心连线的中垂面上，所述安装板上设有四个用于插装所述支撑杆的支撑杆孔，四个所述支撑杆孔呈矩形分布，两个所述砂轮杆在所述安装板上的投影相互交叉，所述两个支撑杆上分别设有弹性元件限位部，所述弹性元件限位部与所述安装板之间设有弹性元件。

全文数据：内孔超精装置及系统技术领域[0001]本发明属于机械加工技术领域，特别涉及一种内孔超精装置及系统。背景技术[0002]超精装置是对精加工表面进行清理、光整研磨和精加工的装置。在内孔超精加工过程中，常有的车、铣和镗床粗糙度的加工精度只能达到Ral.6及以上，而通常在超精工件内孔时会要求内孔表面粗糙度的加工精度达到RaO•4-RaO•8，为解决内孔加工精度向题，满足内孔的加工要求，会采用专用磨床或珩磨机等设备进行加工。[0003]在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：[0004]使用磨床或珩磨机超精加工工件内孔时，由于工件夹具和刀具要求的限制，对被加工工件的外形、加工内孔的大小以及深度有要求，对于不满足设备的装夹要求或刀具要求的情况，需要设计专用工装或者专用刀具实现超精加工，但是改造或设计专用夹具和专用刀具存在唯一性，只能加工一种内孔尺寸的工件，且成本较高，所以现有的内孔超精技术局限性很大。发明内容[0005]为了解决现有内孔超精技术局限性大的问题，本发明实施例提供了一种内孔超精装置及其加工方法。所述技术方案如下：[0006]第一方面，本发明实施例提供了一种内孔超精装置，所述内孔超精装置包括:安装板和两个安装架和两个砂轮，[0007]所述安装板包括相对设置的第一侧面和第二侧面以及连接所述第一侧面和第二侧面的侧壁，所述两个安装架分别安装在所述第一侧面和所述第二侧面上，所述安装板的侧壁上设有镗床连接部，[0008]每个所述安装架均包括:两个支撑杆和砂轮杆，所述两个支撑杆均竖直可移动地插装在所述安装板上且所述两个支撑杆相互平行，所述砂轮杆垂直连接在两个所述支撑杆之间，每个所述砂轮杆上对应安装有一个所述砂轮，所述安装板布置在两个所述砂轮的中心连线的中垂面上，[0009]所述两个支撑杆上分别设有弹性元件限位部，所述弹性元件限位部与所述安装板之间设有弹性元件。[0010]在本发明实施例的一种实现方式中，两个所述砂轮杆在所述安装板上的投影相互交叉。[0011]在本发明实施例的另一种实现方式中，所述两个支撑杆分别为第一支撑杆和第二支撑杆，所述第一支撑杆与所述砂轮杆固定连接，所述第二支撑杆上设有与所述砂轮杆连接的通孔。[0012]在本发明实施例的另一种实现方式中，所述内孔超精装置还包括限位圆环，所述限位圆环套设在所述砂轮杆上，所述限位圆环两端分别与所述砂轮和所述第二支撑杆相抵。[0013]在本发明实施例的另一种实现方式中，所述第二支撑杆上的弹性元件限位部是设置在所述第二支撑杆的外壁上的外凸缘。[0014]在本发明实施例的另一种实现方式中，所述第一支撑杆上的弹性元件限位部为设置在所述第一支撑杆的一端且径向向外凸出于所述第一支撑杆的连接块，所述砂轮杆和所述第一支撑杆均与所述连接块固定连接。[0015]在本发明实施例的一种实现方式中，所述连接块和所述砂轮杆连接处设有限位轴肩。[0016]在本发明实施例的另一种实现方式中，所述内孔超精装置还包括支撑杆防掉结构，所述支撑杆防掉结构设置在所述第一支撑杆和所述第二支撑杆插入所述安装板的一端的底部的外壁上。[0017]第二方面，在本发明实施例提供了一种内孔超精系统，所述内孔超精系统包括第一方面任一项所述的内孔超精装置。[0018]在本发明实施例的一种实现方式中，所述内孔超精系统包括:镗杆，所述镗杆一端设有安装凹槽和螺纹孔，所述安装凹槽与所述镗床连接部卡合并通过穿过所述螺纹孔的螺栓紧固。[0019]本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：[0020]本发明实施例通过在相对设置的第一侧面和第二侧面上竖直可移动地插装两个安装架，并在安装架内的砂轮杆上安装砂轮，同时在支撑杆上的弹性元件限位部和安装板间设有弹性元件，使得安装架在安装板上竖直移动时，可得到弹性元件的支撑力，当将该内孔超精装置压入工件内孔时，由于安装架会受到弹性元件的支撑力，因此使得安装板两侧布置的安装架与工件内孔相抵，本发明实施例可以通过改变安装架插装在安装板上的深入程度，调整安装架可支撑工件内孔的尺寸，从而实现对不同尺寸的工件内孔加工，提高了内孔超精装置对不同内孔尺寸工件的适应性。附图说明[0021]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。'[0022]图1是本发明实施例提供的一种内孔超精装置的装配图；[0023]图2是图1提供的一种内孔超精装置的A向部分截面示意图；[0024]图3是图1提供的一种内孔超精装置的晌部分截面示意图；[0025]图4是本发明实施例提供的一种安装板的结构示意图；[0026]图5是本发明实施例提供的另一种安装板的结构示意图；[0027]图6是本发明实施例提供的第一支撑杆和砂轮杆的结构示意图；[0028]图7是本发明实施例提供的第二支撑杆的结构示意图；[0029]图8是本发明实施例提供的镗杆的结构示意图；[0030]图中各符号表示含义如下：[0031]1-镗杆，11-安装凹槽，12-螺栓孔，2-安装板，21-镗床连接部，22-第一侧面，23_第二侧面，31-连接块，32-砂轮杆，33-第一支撑杆，34-限位轴肩，35-限位圆环，41-第二支撑杆，42-弹性元件限位部，5-弹性元件，6-砂轮。具体实施方式[0032]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。[0033]本发明实施例提供了一种内孔超精装置，图1是本发明实施例提供的一种内孔超精装置的装配图，如图1所示，该内孔超精装置包括:安装板2和两个安装架和两个砂轮6。[0034]图2是图1提供的一种内孔超精装置的A向部分截面示意图，图3是图1提供的一种内孔超精装置的B向部分截面示意图，结合图2、3,安装板2包括相对设置的第一侧面22和第二侧面23以及连接第一侧面22和第二侧面23的侧壁，两个安装架分别安装在第一侧面22和第二侧面23上，安装板2的侧壁上设有镗床连接部21。[0035]其中，每个安装架均包括:两个支撑杆和砂轮杆32,两个支撑杆均竖直可移动地插装在安装板2上且两个支撑杆相互平行，砂轮杆32垂直连接在两个支撑杆之间，每个砂轮杆32上对应安装有一个砂轮6，安装板2布置在两个砂轮6的中心连线的中垂面上。[0036]如图2、3所示，两个支撑杆上分别设有弹性元件限位部42,弹性元件限位部42与安装板2之间设有弹性元件5。[0037]本发明实施例通过在相对设置的第一侧面22和第二侧面23上竖直可移动地插装两个安装架，并在安装架内的砂轮杆32上安装砂轮6,同时在支撑杆上的弹性元件限位部42和安装板2间设有弹性元件5,使得安装架在安装板2上竖直移动时，可得到弹性元件5的支撑力，当将该内孔超精装置压入工件内孔时，由于安装架会受到弹性元件5的支撑力，因此使得安装板2两侧布置的安装架与工件内孔相抵，本发明实施例可以通过改变安装架插装在安装板2上的深入程度，调整安装架可支撑工件内孔的尺寸，从而实现对不同尺寸的工件内孔加工，提高了内孔超精装置对不同内孔尺寸工件的适应性。[0038]图4是本发明实施例提供的一种安装板结构示意图，结合图4,两个砂轮杆32在安装板2上的投影相互交叉。安装板2上设有四个支撑杆孔，四个支撑杆孔用于插装两个支撑杆，且插装在安装板2上的两个安装架上的两个砂轮杆32在安装板2上的投影相互交叉，优选地，该投影交叉的夹角为60°。其中，四个支撑杆孔呈矩形分布，各个支撑杆孔的中心点分布在矩形的四个角上，设置第一侧面22和第二侧面23上的第一支撑杆33和第二支撑杆41插装在两个对角的支撑杆孔内，使得两个砂轮杆32在安装板2上的投影相互交叉，因此内孔超精装置在加工工件内孔时，安装在砂轮杆32上的砂轮6的砂轮面与工件内孔的内壁面不完全贴合，即使得砂轮轴线与工件内孔轴线不平行，增大了砂轮与工件内孔间的摩擦，到达加工余量的目的，同时提高工件内孔表面粗糙度的精度。[0039]在本发明实施例的安装板的一种实施方式中，安装板2上的四个支撑杆孔可以布置在同一直线上，图5是本发明实施例提供的另一种安装板的结构示意图，参见图5，第一侧面22的两个支撑杆安装在A、C孔内，第二侧面23的两个支撑杆安装在B、D孔内，当将这种安装架布置方式的内孔超精装置压入工件内孔后，安装在砂轮杆32上的砂轮6的砂轮面与工件内孔的内壁面是贴合状态，这种砂轮6加工布置方式适合余量很小、错序加工表面粗糙度较好的超精加工，因砂轮轴线与内孔轴线平行，接触线上基本为滚动摩擦，磨削效率很低，使得余量的加工效果较差，但由于对砂轮6的磨损较少，可降低砂轮6的更换频率。通常在超精工件内孔时，可先确定内孔超精加工的余量和表面粗糙度情况，若余量较多、表面粗糙度较差可采用四个支撑孔中心分布为矩形的形式对工件超精，既可达到加工余量的目的，使工件内孔尺寸满足公差要求，也可提高工件内孔表面粗糙度的精度，若基本无余量、仅提高工件内孔表面粗糙度的精度可采用四个支撑孔沿直线分布的形式对工件超精。实际上镗序加工后，一般工件内孔均留有一定的余量，并且工件内孔表面粗糙度也较差，故实际生产中多采用四个支撑孔中心分布为矩形的形式进行超精加工。[0040]图6是本发明实施例提供的第一支撑杆和砂轮杆的结构示意图，图7是本发明实施例提供的第二支撑杆的结构示意图，参见图6、7,两个支撑杆分别为第一支撑杆33和第二支撑杆41，第一支撑杆33与砂轮杆32固定连接，第二支撑杆41上设有与砂轮杆32连接的通孔。第一支撑杆33和砂轮杆32固定连接，且第二支撑杆41上设有供砂轮杆32通过的通孔，因此砂轮杆32插装在第二支撑杆41上即可装配成安装架，同时在第二支撑杆41上设置通孔插装砂轮杆32,也便于安装架和砂轮6的组装。[0041]如图3、4所示，内孔超精装置还包括限位圆环35,限位圆环35套设在砂轮杆32上，限位圆环35两端分别与砂轮6和第二支撑杆41相抵。通过设置限位圆环35限制砂轮6在砂轮杆32上的轴向移动，防止砂轮6在加工过程中在砂轮杆32的轴向上产生位移松动影响工件内孔的加工，因此设置限位圆环35提高了装置的稳定性和加工效率。[0042]如图7所示，第二支撑杆41上的弹性元件限位部42是设置在第二支撑杆41的外壁上的外凸缘。在本实施例中，外凸缘可以是环绕布置在第二支撑杆41的外壁上的圆环板，也可以是对称布置在第二支撑杆41的轴截面上的肋板，外凸缘需满足将弹性元件5抵在弹性元件限位部42和安装板2间即可，在此不做限制。[0043]如图6所示，第一支撑杆33上的弹性元件限位部42为设置在第一支撑杆33的一端且径向向外凸出于第一支撑杆33的连接块31，砂轮杆32和第一支撑杆33均与连接块31固定连接。砂轮杆32和第一支撑杆33通过连接块W垂直连接在一起，连接块31为各截面皆大于第一支撑杆33和砂轮杆32的块状结构。其中，连接块31可以是球体或是六面体等结构，只要满足弹性元件5抵在安装板2和连接块31间，当安装架压入工件内孔时，弹性元件5可为第一支撑杆33提供支撑力即可。并且在本实施例中，第一支撑杆33和砂轮杆32需相互垂直布置在连接块31上，满足砂轮杆32与第二支撑杆41连接后，第一支撑杆33和第二支撑杆41相互平行，使得第一、二支撑杆插装在支撑杆孔内时，不会产生安装误差，导致第一、二支撑杆无法与支撑杆孔对齐的问题。[0044]在一种实现方式中，第一支撑杆33、砂轮杆32可以分别焊接在连接块31上，在另一种实现方式中，第一支撑杆33、砂轮杆32和连接块31可以采用一体成型的方式制成。[0045]具体地，连接块31和砂轮杆32连接处设有限位轴肩34。如图6所示，砂轮杆32与正连接块31连接位置设有限位轴肩34。通过在连接块31和砂轮杆32之间设置限位轴肩34,有效避免砂轮6与连接块31间的磨损，同时也可防止连接块31与砂轮6接触减缓砂轮6加工内孔时的转速，提高了内孔超精装置的加工效率。[0046]在本发明实施例中，内孔超精装置还可以包括支撑杆防掉结构，支撑杆防掉结构设置在第一支撑杆33和第二支撑杆41插入安装板2的一端的底部的外壁上。其中支撑杆防掉装置可以是插装在第一支撑杆33和第二支撑杆41的底部的销轴上，也可以是孔用挡圈，安装孔用挡圈时，需在第一、二支撑杆上开设环形槽，将孔用挡圈安装在环形槽内，因此可防止第一、二支撑杆脱离安装板2。[0047]本发明实施例提供了一种内孔超精系统，图8是本发明实施例提供的镗杆的结构示意图，如图8所示，内孔超精系统包括:镗杆1，镗杆1一端设有安装凹槽11和螺纹孔，安装凹槽11与镗床连接部21卡合并通过穿过螺纹孔的螺栓紧固。镗杆1一端设有安装凹槽11，镗杆1侧壁设有螺栓孔I2,螺纹孔12穿至安装凹槽11。安装凹槽11与镗床连接部21卡合时，通过将安装板2上的镗床连接部21卡入镗杆1一端的安装凹槽11内，并将螺栓旋入螺栓孔12内固定安装板2,完成镗杆1于安装板2的卡合连接，使用可拆卸的螺栓连接方式便于零件的维护和更换。[0048]其中，镗杆1的另一端外壁设有莫氏锥度，镗杆1上设有莫氏锥度的一端与镗床主轴连接，莫氏锥度由于其锥度很小，可以传递一定扭矩，且又因为是锥度配合，方便拆卸，提高了装配效率。[0049]在通过本发明提供的内孔超精装置超精内孔时，首先，在镗床工作台上校正并装夹工件，对工件内孔进行粗、精镗加工。精镗完成后，使工件内孔应留有0.08〜0.10mm的超精余量，同时，内孔相对其它基准的所有形位公差皆符合零件要求。接着，将工件装夹在镗床或钻床的工作台上，使工件内孔轴线与镗床主轴平行，并校正工件内孔，使得工件上的各个跳动均小于〇.〇5mm，并压紧工件。然后安装内孔超精装置，将内孔超精装置的镗杆丨与镗床主轴相连，在安装销的砂轮杆32上安装砂轮6,将内孔超精装置按压置入工件内孔中。安装内孔超精装置时，先将镗杆1安装在机床的主轴上，然后将安装板2与镗杆1连接，其次将安装架、弹性元件5和砂轮6该砂轮粒度号为30#安装在安装板2上，并压入工件内孔。最后控制镗床主轴转速和进给量加工工件内孔。其中还包括:更换不同粒度的砂轮6加工工件内孔。[0050]下面简要介绍一下如何控制镗床主轴转速和进给量加工工件内孔:将内孔超精装置置入工件内孔后，需设定超精参数，超精参数包括主轴转速和进给量，在本发明实施例中设定的主轴转速为350rmin，进给量为lmmmin。然后进行第一组砂轮砂轮粒度号为30#超精工件内孔，第一组砂轮超精完成后使用内径千分尺检测工件内孔，然后依次按砂轮粒度号60#、8〇#、l2〇#、lSO#更换下一组砂轮进行超精。每组砂轮超精完成后均应检测内孔并记录，每组砂轮的超精次数可根据内孔余量适当调整，当内孔超精余量还剩〇.〇1〜0.02mm时，使用粒度号为240#的砂轮进行超精，此时的超精参数的主轴转速设定为450rmin，进给量设定为0.5mmmin，使用粒度号为240#的砂轮超精至工件内径所需尺寸完成内孔超精。[0051]以上仅为本发明的较佳实施例，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。

权利要求：1.一种内孔超精装置，其特征在于，所述内孔超精装置包括:安装板和两个安装架和两个砂轮，所述安装板包括相对设置的第一侧面和第二侧面以及连接所述第一侧面和第二侧面的侧壁，所述两个安装架分别安装在所述第一侧面和所述第二侧面上，所述安装板的侧壁上设有鐘床连接部，每个所述安装架均包括:两个支撑杆和砂轮杆，所述两个支撑杆均竖直可移动地插装在所述安装板上且所述两个支撑杆相互平行，所述砂轮杆垂直连接在两个所述支撑杆之间，每个所述砂轮杆上对应安装有一个所述砂轮，所述安装板布置在两个所述砂轮的中心连线的中垂面上，所述两个支撑杆上分别设有弹性元件限位部，所述弹性元件限位部与所述安装板之间设有弹性元件。2.根据权利要求1所述的内孔超精装置，其特征在于，两个所述砂轮杆在所述安装板上的投影相互交叉。3.根据权利要求1所述的内孔超精装置，其特征在于，所述两个支撑杆分别为第一支撑杆和第二支撑杆，所述第一支撑杆与所述砂轮杆固定连接，所述第二支撑杆上设有与所述砂轮杆连接的通孔。4.根据权利要求3所述的内孔超精装置，其特征在于，所述内孔超精装置还包括限位圆环，所述限位圆环套设在所述砂轮杆上，所述限位圆环两端分别与所述砂轮和所述第二支撑杆相抵。5.根据权利要求3所述的内孔超精装置，其特征在于，所述第二支撑杆上的弹性元件限位部是设置在所述第二支撑杆的外壁上的外凸缘。6.根据权利要求3所述的内孔超精装置，其特征在于，所述第一支撑杆上的弹性元件限位部为设置在所述第一支撑杆的一端且径向向外凸出于所述第一支撑杆的连接块，所述砂轮杆和所述第一支撑杆均与所述连接块固定连接。7.根据权利要求6所述的内孔超精装置，其特征在于，所述连接块和所述砂轮杆连接处设有限位轴肩。8.根据权利要求1-7任一项所述的内孔超精装置，其特征在于，所述内孔超精装置还包括支撑杆防掉结构，所述支撑杆防掉结构设置在所述第一支撑杆和所述第二支撑杆插入所述安装板的一端的底部的外壁上。9.一种内孔超精系统，其特征在于，所述内孔超精系统包括权利要求卜7任一项所述的内孔超精装置。10.根据权利要求9所述的内孔超精系统，其特征在于，所述内孔超精系统还包括键杆，所述镗杆一端设有安装凹槽和螺纹孔，所述安装凹槽与所述镗床连接部卡合并通过穿过所述螺纹孔的螺栓紧固。

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