CN108527159A - 一种对称双锥面砂轮的修整装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于精密加工技术领域，提供了一种对称双锥面砂轮的修整装置及方法。为解决对称双锥面砂轮高精度修整问题，本发明提出通过翻转180°形成金刚石笔直线运动的镜像运动的方法，实现对称轮双锥面的高精度修整。并且提出一种对称双锥面砂轮的修整装置，包括：金刚石笔砂轮修整器、法兰轴承、法兰销轴、修整器保持架、微分头支架、球头微分头、180°翻转定位装置。金刚石笔修整器可绕修整器保持架旋转，可实现任意锥角的调整。综上，本发明提出的一种对称双锥面砂轮的修整装置只有一套导轨***，具有结构简单、直线运动及翻转运动精度高、锥角可任意调整等优点，具有良好的市场应用前景与推广价值。

Description

一种对称双锥面砂轮的修整装置及方法
技术领域
本发明属于精密加工技术领域，涉及一种对称双锥面砂轮的修整装置及方法。
背景技术
对称双锥面砂轮广泛应用于螺纹、蜗杆、齿轮、端齿盘等具有对称齿形的零件精密加工中。不管采用成型法加工还是范成法加工，砂轮的修整精度是零件加工精度的最关键影响因素之一。对于具有对称锥角的砂轮的修整方法，主要有成型金刚滚轮修整法、数字砂轮修整法、金刚石笔修整法。
成型金刚滚轮修整法又分为单滚轮和双滚轮两种类型。金刚滚轮通过靠修挤压的方式实现锥形砂轮的修整，滚轮的加工精度及其位置精度对锥面砂轮的修整精度影响较大。采用金刚滚轮修整法，锥砂轮的修整精度较低，左右锥面的锥角精度也难以保证。
数字砂轮修整是近几年新提出的一种修整方式，可采用砂轮只转动，修整轮在两组导轨的驱动下实现锥形砂轮左右两面的修整，也可采用修整只转动，砂轮轮在两组导轨的驱动下实现锥形砂轮左右两面的修整。由于导轨的运动精度，两组导轨运动的匹配精度、驱动控制精度均影响了锥砂轮的修整精度，致使采用该修整方式成本较高，修整装置的误差源较多，难以达到较高的修整精度。
采用金刚石笔沿锥形砂轮的母线修整，只要保证金刚石笔的运动直线度和匀速运动，便可以获得较高的修整精度。已公开的发明专利“一种高精度金刚石笔砂轮修整器(CN107471114A)”提供了一种采用步进电机驱动和精密贴塑滑动导轨的组成的高精度金钢石笔砂轮修整器，可用于单边锥面砂轮的修整。采用两套该类型的砂轮修整器实现对称双锥面砂轮，但对于尺寸较小的砂轮，由于工作空间有限，难以布置。另外，采用两套直线导轨***来实现双面锥砂轮的修整，两套导轨安装位置的对称精度将影响砂轮的修整精度，且成本较高。
发明内容
为解决对称双锥面砂轮高精度修整问题，本发明提出通过翻转180°形成金刚石笔直线运动的镜像运动的方法，实现对称轮双锥面的高精度修整，并搭建了一种对称双锥面砂轮修整装置。
具体技术方案如下：
一种对称双锥面砂轮的修整装置，包括：180°翻转定位装置、金刚石笔砂轮修整器、法兰轴承、修整器保持架、法兰销轴、微分头支架、球头微分头；
金刚石笔修整器壳体上下设有对称的沉头孔A，两沉头孔A的轴线一致，且与金刚石笔修整器的运动方向垂直；沉头孔A的沉头深度大于法兰轴承法兰凸缘的厚度；沉头孔A的沉头直径大于法兰轴承的最大直径；法兰轴承位于金刚石笔修整器壳体上的沉头孔A中，通过过盈配合固定；
修整器保持架为C型拉伸体结构，内底面设沉头孔B，位置与180°翻转定位装置中翻转轴的连接螺纹孔相对应，便于通过螺钉与180°翻转定位装置的翻转轴刚性连接；修整器保持架C型拉伸体结构中间开口的距离大于金刚石笔修整器壳体的厚度；修整器保持架顶或底面设紧定螺纹孔，便于通过紧定螺钉将金刚石笔修整器与修整器保持架固定；修整器保持架顶面和底面上设有两个对称的沉头孔C，轴线与180°翻转定位装置中翻转轴的轴线垂直相交，且与金刚石笔修整器壳体的沉头孔A的位置一致；沉头环面上有螺纹孔，便于通过螺纹将法兰销轴固定到修整器保持架中；沉头孔C的沉头深度大于法兰销轴底板的厚度；沉头孔C的沉头直径大于法兰销轴底板的最大直径；
法兰销轴与法兰轴承的内孔为过渡配合，底板上有埋头锥孔和螺纹孔，便于法兰销轴与修整器保持架的连接与拆卸；
微分头支架通过螺钉或胶粘固定于修整器保持架的一侧面，且靠近修整器保持架开口的位置；球头微分头伸出轴的端面为球头结构，用于金刚石笔修整器相对于修整器保持架转角的调整与定位。
进一步，180°翻转芯轴的轴线通过砂轮双锥面的中截面，并与砂轮的径向运动方向一致。
上述修整装置用于对称双锥面砂轮的修整方法，首先采用金刚石笔的直线运动修整对称双锥面砂轮的一侧锥面；然后将整套修整***翻转180°，形成金刚石笔直线运动的镜像运动；最后修整再采用金刚石笔的直线运动修整对称双锥面砂轮的另一侧锥面。
本发明的有益效果在于，本发明提供了一种对称双锥面砂轮的修整方法与修整装置，通过将整套修整***翻转180°，形成金刚石笔直线运动的镜像运动，实现了对称双锥面砂轮的高精度修整。在已公开的发明专利“金刚石笔修整器”和“180°翻转定位装置”的基础上，提出一种对称双锥面砂轮的修整装置；金刚石笔修整器可绕修整器保持架旋转，可实现任意锥角的调整。综上，本发明专利提出的一种对称双锥面砂轮的修整装置只有一套导轨***，具有结构简单、直线运动及翻转运动精度高、锥角可任意调整等优点，具有良好的市场应用前景与推广价值。
附图说明
图1对称双面锥砂轮修整装置。
图2金刚石笔修整器。
图3金刚石笔修整器壳体。
图4修整器保持架及调整固定装置。
图5法兰销轴。
图中：1 180°翻转定位装置；2金刚石笔砂轮修整器；2-1沉头孔A；3法兰轴承；4修整器保持架；4-1沉头孔B；4-2沉头孔C；4-3紧定螺纹孔；4-4连接螺纹孔；5法兰销轴；5-1埋头锥孔；5-2拆卸孔；6微分头支架；7球头微分头。
具体实施方式
利用已公开发明专利“一种金刚石笔砂轮修整器(CN107471114A)”和“一种高精度180°翻转定位装置及其装调方法(CN107825377A)”提供的解决方案与装置结构，提出一种对称双锥面砂轮的修整方法与修整装置。
(1)精密装配
首先，在金刚石笔修整器2的壳体上加工两个对称的沉头孔A2-1，两沉头孔A2-1的轴线一致，且与金刚石笔修整器2的运动方向垂直；沉头孔A2-1的沉头深度略大于法兰轴承3凸缘的厚度；沉头孔A2-1的沉头直径略大于法兰轴承3的最大直径；通过过盈配合将法兰轴承3压入金刚石笔修整器2的壳体上的沉头孔A2-1中。
然后，将微分头微分头支架6通过螺钉或胶粘固定到修整器保持架4的一侧面，且靠近修整器保持架4开口的位置，然后将球头微分头7固定到微分头支架6上，位置位于微分头支架6的中心。根据球头微分头6伸出轴的轴线到金刚石笔修整器在修整器保持架上转动轴的轴线之间的距离，建立球头微分头示值与金刚石砂轮修整器转角之间的映射关系，调整砂轮的锥形角。
最后，调整180°翻转定位装置1翻转芯轴的轴线通过砂轮双锥面的中截面，并与砂轮的径向运动方向一致。
(2)修整操作
通过调整金刚石笔在金刚石笔修整器2安装座中的位置，及采用调整砂轮的径向位置的方法实现砂轮修整的进刀操作。
当砂轮一侧锥面修整完毕后，金刚石笔退出砂轮锥面，首先松开180°翻转定位装置1中的芯轴锁紧螺钉，采用手动或电动方式将180°翻转定位装置1中的翻转芯轴定位销拉出定位盘V槽，翻转180°后，缓慢释放翻转芯轴，在复位弹簧的作用下，定位销重新进入定位盘V槽，实现翻转芯轴的重新定位；然后用锁紧螺钉将翻转芯轴锁紧；最后启动金刚石笔修整器2的步进电机，驱动金刚石笔往复直线运动，从而实现砂轮另一锥面的修整。
当锥角有误差的时候，建立测点位移与金刚石笔砂轮修整器2转角之间的映射关系，采用电感测微仪或千分表相对测量金刚石笔砂轮修整器的转角误差并实施误差补偿。

Claims (3)

1.一种对称双锥面砂轮的修整装置，其特征在于，包括：180°翻转定位装置(1)、金刚石笔砂轮修整器(2)、法兰轴承(3)、修整器保持架(4)、法兰销轴(5)、微分头支架(6)、球头微分头(7)；
金刚石笔修整器壳体上下设有对称的沉头孔A(2-1)，两沉头孔A(2-1)的轴线一致，且与金刚石笔修整器(2)的运动方向垂直；沉头孔A(2-1)的沉头深度大于法兰轴承(3)法兰凸缘的厚度；沉头孔A(2-1)的沉头直径大于法兰轴承(3)的最大直径；法兰轴承(3)位于金刚石笔修整器(2)壳体上的沉头孔A(2-1)中，通过过盈配合固定；
修整器保持架(4)为C型拉伸体结构，内底面设沉头孔B(4-1)，位置与180°翻转定位装置(1)中翻转轴的连接螺纹孔相对应，便于通过螺钉与180°翻转定位装置(1)的翻转轴刚性连接；修整器保持架(4)C型拉伸体结构中间开口的距离大于金刚石笔修整器(2)壳体的厚度；修整器保持架(4)顶或底面设紧定螺纹孔(4-3)，便于通过紧定螺钉将金刚石笔修整器(2)与修整器保持架(4)固定；修整器保持架(4)顶面和底面上设有两个对称的沉头孔C(4-2)，轴线与180°翻转定位装置(1)中翻转轴的轴线垂直相交，且与金刚石笔修整器(2)壳体的沉头孔A的位置一致；沉头环面上有螺纹孔(4-4)，便于通过螺纹将法兰销轴(5)固定到修整器保持架(4)中；沉头孔C(4-2)的沉头深度大于法兰销轴(5)底板的厚度；沉头孔C(4-2)的沉头直径大于法兰销轴(5)底板的最大直径；
法兰销轴(5)与法兰轴承(3)的内孔为过渡配合，底板上有埋头锥孔(5-1)和螺纹孔(5-2)，便于法兰销轴(5)与修整器保持架(4)的连接与拆卸；
微分头支架(6)通过螺钉或胶粘固定于修整器保持架(4)的一侧面，且靠近修整器保持架(4)开口的位置；球头微分(7)头伸出轴的端面为球头结构，用于金刚石笔修整器相对于修整器保持架转角的调整与定位。
2.根据权利要求1所述的对称双锥面砂轮修整装置，其特征在于，180°翻转芯轴的轴线通过砂轮双锥面的中截面，并与砂轮的径向运动方向一致。
3.权利要求1或2所述修整装置用于对称双锥面砂轮的修整方法，其特征在于，首先采用金刚石笔的直线运动修整对称双锥面砂轮的一侧锥面；然后将整套修整***翻转180°，形成金刚石笔直线运动的镜像运动；最后修整再采用金刚石笔的直线运动修整对称双锥面砂轮的另一侧锥面。
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