CN104044026A - 一种用于单体泵泵体阀孔圆锥面、圆柱面相交的磨削加工装置 - Google Patents

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聂凤明
吴庆堂
王大森
康战
郭波
李珊
卢政宇
魏巍
段学俊
吴焕
陈洪海
修冬
胡宝共
孙洪宇
王文渊
刘玉
李政
王宁
刘志波
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Abstract

一种用于单体泵泵体阀孔圆锥面、圆柱面相交的磨削加工装置。该装置适合高精度圆锥面、圆柱面相交单体泵泵体阀孔的磨削加工。通过一次装夹，实现泵体阀孔圆锥面、圆柱面的磨削加工。不需要更换砂轮、夹具，避免了2次装夹定位造成的两形面中心线同轴精度低的问题。使用砂轮锥面对泵体阀孔锥面进行磨削加工，使用砂轮圆柱面对泵体阀孔圆柱面进行磨削加工。

Description

一种用于单体泵泵体阀孔圆锥面、圆柱面相交的磨削加工装置
技术领域
本发明涉及一种单体泵泵体阀孔圆锥面、圆柱面相切的磨削加工装置。特别适合于高精度圆锥面、圆柱面相交单体泵泵体阀孔的磨削加工。
背景技术
单体泵泵体阀孔是由圆锥面与圆柱面相交结合组成的内孔表面结构，是用于单体泵高压油密封的重要形面。圆锥面、圆柱面必须有高的圆度、高的表面质量并且两形面的中心线同轴度要求很高。目前公知的加工方式采用圆锥面、圆柱面分别装夹加工的方式进行加工，圆锥面利用成形磨削的方式进行加工，在两工序转换过程中需要进行二次装夹。这种加工方式容易造成比较大的定位误差，从而造成圆锥面、圆柱面中心线同轴精度差的问题，而且成形磨削锥形砂轮损耗快易造成锥形面面形精度差。目前查阅的文献表明：对由圆锥面与圆柱面相交结合的单体泵泵体阀孔的一次定位、装夹的磨削加工方式没有论述，也从未采用小直径圆锥面、圆柱面结合的砂轮对泵体阀孔圆锥面、圆柱面进行磨削，目前尚没有发现公知的集定位、装夹、加工为一体的泵体阀孔圆锥面、圆柱面相交的磨削加工装置。
发明内容
为了解决现有的对于圆锥面、圆柱面相交结合单体泵泵体阀孔磨削加工方式精度不高，只能达到圆度为0.006mm，圆锥面跳动为0.008mm，二者同轴度为0.02mm，不能满足实际需要的问题。本发明提供一种对于圆锥面、圆柱面相交的单体泵泵体阀孔的定位、装夹、磨削加工装置。该装置可以对圆锥面、圆柱面相交的单体泵泵体阀孔进行磨削加工。通过一次装夹，实现泵体阀孔圆锥面、圆柱面的磨削加工。
实现本发明目的的技术解决方案为：圆锥面、圆柱面相交单体泵泵体阀孔磨削加工装置。该装置由床身（1）、Z轴导轨（2）、工件轴滑台（3）、主轴***（4）、砂轮轴***（5）、砂轮轴滑台（6）、X轴导轨（7）、数控***组成。主轴***（4）由变频电机（8）通过传动带（9）带动主轴（10）旋转。夹具体（11）通过内孔1:5的内锥面与主轴（10）前端1:5的外锥面相连接，通过定位轴（12）紧固。主轴***（4）安装在工件轴滑台（3）上，与工件轴滑台（3）运行方向平行。砂轮轴***（5）由砂轮（13）、砂轮杆（14）、电主轴（15）及砂轮轴支架（16）组成，安装在砂轮轴滑台（6）上，电主轴（14）中心线与主轴中心线平行且在同一水平面内。砂轮轴滑台（6）运动方向与工件轴滑台（3）运动方向相垂直。待加工泵体，相对泵体阀孔为非对称结构，阀孔位置为四方体，四方体在阀孔两端为平面，另外两端有弧形紧固结构，上部为螺柱结构，下部为阶梯圆柱结构。利用定位轴（12）伸出部分与泵体阀孔定位面相接触使泵体阀孔的中心线与主轴（10）的中心线相重合保证泵体阀孔在磨削加工时的轴向准确定位。夹具体（11）与泵体阀孔圆柱侧相贴合，保证泵体阀孔端面与阀孔中心线相垂直，在另一阀孔圆柱侧通过螺钉将压板（17）、泵体与夹具体（11）紧固为一体。通过螺栓将配重块（18）与泵体连接，消除泵体非对称旋转带来的惯性力。利用夹具体（11）端面突出的定位边带动泵体绕阀孔中心线进行旋转。
在加工过程中，首先，依靠砂轮（13）的圆锥面对泵体阀孔的圆锥面进行磨削加工，Z轴导轨（2）与X轴导轨（7）进行插补联动，完成泵体阀孔圆锥面的磨削，然后利用砂轮（13）的圆柱面对阀孔的圆柱面进行磨削加工，Z轴导轨（2）进给，完成阀孔圆柱面的磨削。
本发明的有益效果是：采用一次定位、装夹的方式通过一次程序运行加工泵体阀孔的圆锥面、圆柱面，不需要更换砂轮、夹具，避免了2次装夹定位造成的两形面中心线同轴精度低的问题。同时由于利用砂轮锥面对泵体阀孔锥面进行磨削，相对于采用成形磨削的方式减少了砂轮的损耗造成的泵体阀孔磨削精度损失。提高了圆锥面、圆柱面相交结合的泵体内孔的磨削精度，且加工重复性好。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是单体泵泵体阀孔磨削加工装置主视图。
图2是单体泵泵体阀孔磨削加工装置左视图。
图3是单体泵泵体阀孔磨削加工装置俯视图。
图4是主轴***主视图。
图5是主轴***俯视图。
图6是砂轮轴***示意图。
图7是夹具体结构示意图
图8是单体泵泵体结构示意图。
图9是单体泵泵体阀孔结构示意图。
图10是单体泵泵体阀孔磨削加工定位、装夹示意图。
图11是砂轮结构示意图。
图12是单体泵泵体阀孔圆锥面磨削加工示意图。
图13是单体泵泵体阀孔圆柱面磨削加工示意图。
图14是单体泵泵体阀孔磨削加工流程图。
图中1．床身，2．Z轴导轨，3．工件轴滑台，4．主轴***，5．砂轮轴***，6．砂轮轴滑台，7．X轴导轨，8．变频电机，9．传动带，10. 主轴，11.夹具体，12. 定位轴， 13. 砂轮，14. 砂轮杆，15．电主轴，16．砂轮轴支架， 17.压板， 18.配重块。
具体实施方式
在图9中，单体泵泵体阀孔A面与D面相邻，为定位面基准面。B、C为待加工面，E面为锁紧面。
在图7中，夹具体（11）Ⅰ面为圆柱面与圆锥面同轴，Ⅱ面为平面与Ⅰ面垂直，Ⅲ为两个对称凸台。
在图12中，夹具体（11）通过内孔1:5的内锥面与主轴（10）前端1:5的外锥面相连接，通过定位轴（12）紧固。利用定位轴（12）伸出部分与泵体阀孔A面相接触使泵体阀孔的中心线与主轴（10）的中心线相重合保证泵体阀孔在磨削加工时的轴向准确定位，夹具体（11）端面Ⅱ与泵体D面相贴合，保证泵体阀孔端面与主轴中心线相垂直。在泵体另一端面E侧通过螺钉将压板（17）、泵体与夹具体（11）紧固为一体。通过螺栓将配重块（18）与泵体连接，消除泵体非对称旋转带来的惯性力。利用夹具体（11）端面突出的凸台Ⅲ带动泵体绕阀孔中心线进行旋转。
将主轴（10）中心线调节至与工件轴滑台（3）运行的方向平行。电主轴（15）中心线与主轴（10）中心线平行且在同一水平面内。砂轮轴滑台（6）运动方向与工件轴滑台（3）运动方向垂直。
砂轮轴***（5）采用120MD60Y6型电主轴（15），可以在大范围内调节转速。且旋转精度高。
砂轮（13）通过砂轮粘结专用胶将砂轮（13）与砂轮杆（14）粘结成一体。砂轮（13）采用的直径为8mm的小直径砂轮，顶端锥角为140°。材质为陶瓷粘合剂的180#CBN砂轮，该砂轮硬度高、耐磨性好可以减少砂轮的休整次数。
具体操作过程：
启动数控***，将单体泵泵体内孔A面与具体（11）Ⅰ面通过定位轴（12）连接，保证泵体阀孔加工面B、C与主轴（10）中心线同轴，泵体D端面与夹具体（11）Ⅱ面贴合，保证泵体端面与泵体阀孔垂直。通过螺钉将压板（17）、泵体与夹具体（11）紧固为一体。启动数控程序对泵体阀孔进行磨削加工。在磨削加工过程中首先利用砂轮（13）锥面对泵体阀孔锥面进行磨削加工，Z轴导轨（2）与X轴导轨（7）进行插补联动，当砂轮（13）的锥角达到泵体阀孔H点时，Z轴导轨(2)正向进给，利用砂轮（13）圆柱面对泵体阀孔圆柱面进行磨削加工。当砂轮（13）圆柱面到达泵体阀孔圆柱面A端时再逆向回到泵体阀孔锥面，一次程序运行完毕。如泵体阀孔外形尺寸达到规定范围内则磨削过程结束，否则X轴正向进给0.001mm，再次启动磨削加工程序，加工流程如图14所示。

Claims (5)

1.一种用于单体泵泵体阀孔圆锥面、圆柱面相交的磨削加工装置，其特征是：该装置由床身（1）、Z轴导轨（2）、工件轴滑台（3）、主轴***（4）、砂轮轴***（5）、砂轮轴滑台（6）、X轴导轨（7）、数控***组成;主轴***（4）由变频电机（8）通过传动带（9）带动主轴（10）旋转,夹具体（11）通过内孔1:5的内锥面与主轴（10）前端1:5的外锥面相连接，通过定位轴（12）紧固，夹具体（11）Ⅰ面为圆柱面与圆锥面同轴，Ⅱ面为平面与Ⅰ面垂直，Ⅲ为两个对称凸台;砂轮轴***（5）由砂轮（13）、砂轮杆（14）、电主轴（15）及砂轮轴支架（16）组成，砂轮（13）采用直径为8mm的圆锥面、圆柱面相交结合的砂轮，锥角为140°,砂轮长度15mm，180#陶瓷粘合剂CBN砂轮。
2.各部件间相互关系：Z轴导轨(2)与X轴导轨(7)都安装在床身(1)上且Z轴导轨(2)与X轴导轨(7)相互垂直，工件轴滑台(3)安装在Z轴导轨(2)上，砂轮轴滑台(6)安装在X轴导轨(7)上，主轴***(4)安装在工件轴滑台(3)上，并且主轴(10)中心线与Z轴导轨(2)运行方向平行，砂轮轴***(5)安装在砂轮轴滑台(6)上，电主轴(15)中心线与主轴 (10)中心线平行且在同一水平面内，待加工单体泵泵体相对泵体阀孔为非对称结构，阀孔位置为四方体，四方体在阀孔两端为平面，另外两端有弧形紧固结构，上部为螺柱结构，下部为阶梯圆柱结构，阀孔内部为阶梯圆柱孔及圆锥孔,定位轴（12）伸出部分与泵体阀孔定位面相接触使泵体阀孔的中心线与主轴（10）的中心线相重合保证泵体阀孔在磨削加工时的轴向准确定位,夹具体（11）与泵体阀孔圆柱侧相贴合，保证泵体阀孔端面与阀孔中心线相垂直，在另一阀孔圆柱侧通过螺钉将压板（17）、泵体与夹具体（11）紧固为一体,利用夹具体（11）端面突出的定位边带动泵体绕阀孔中心线进行旋转。
3.根据权利要求1、2所述的单体泵泵体阀孔的磨削加工装置，其特征是：定位轴（12）为泵体阀孔提供磨削定位，压板（17）与夹具体（11）共同提供紧固作用，由夹具体（11）凸边带动泵体旋转。
4.根据权利要求1、2所述的单体泵泵体阀孔的磨削加工装置，其特征是：通过一次装夹完成内孔圆锥面、圆柱面磨削加工。
5.根据权利要求1、2所述的单体泵泵体阀孔的磨削加工装置，其特征是：依靠砂轮（13）的圆锥面对泵体阀孔的圆锥面进行磨削加工，Z轴导轨（2）与X轴导轨（7）进行插补联动，完成泵体阀孔圆锥面的磨削；利用砂轮（13）的圆柱面对阀孔的圆柱面进行磨削加工，Z轴导轨（2）进给，完成阀孔圆柱面的磨削。
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