CN109093512A - 弹簧端面磨削的加工工装与方法 - Google Patents

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王志江
沈辉
陈晓菲
蔡晓炯
沈琦琳
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    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B41/00—Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
    • B24B41/06—Work supports, e.g. adjustable steadies
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    • B24B1/00—Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

本发明提供了一种弹簧端面磨削的加工工装与方法，其中，托板(1)与工作台连接；底座(2)通过T型块(7)和第二螺栓(8)与T型槽结构的托板(1)连接；上盖板(5)与底座(2)通过第一螺栓(4)连接；将弹簧放置于底座(2)的V型槽中，由纵向压紧螺栓(6)通过圆弧压板(3)进行装夹定位，同时，由横向压紧螺栓(10)通过端面压板(9)进行横向装夹定位。通过旋转手轮实现弹簧的直线进给，以靠近砂轮端面进行磨削加工。本发明突破了弹簧两端面磨削的加工技术难关。最终保证弹簧端面相对于轴线0.05mm的垂直度要求，以及粗糙度值小于1.6的有益效果。

Description

弹簧端面磨削的加工工装与方法
技术领域
本发明涉及工装，具体地，涉及弹簧端面磨削的加工工装与方法。
背景技术
阀门作为航天各型号***中用于控制流体流动或调节流量参数的机械装置。其主要功能为开启和停止流体的流动。阀门只有两个状态，开启或关闭。其中，弹簧在阀门阀芯部件等结构中起到了开启、复位、关闭的重要作用，广泛存在于各类阀门结构中：如：电磁阀、自锁阀、减压阀、加排阀、安全阀等。
弹簧在绕制、切分，热处理后有一道钳工工序，主要用于精磨两端面，保证弹簧力和垂直度。弹簧力偏大，阀门开启时间滞后。垂直度不满足要求，存在阀芯卡死、阀门密封性能不达标等阀门失效的隐患。以安全阀为例，一旦发生弹簧失效，其局部影响为无法保证及时泄压或保证及时关闭；对上一级影响是泄压压力过高危害***安全，关闭压力过低造成增压气体过度损失；最终危害***安全，气体过度损失。因此，弹簧两端面的加工就显得尤为重要。
现有的弹簧两端面加工很难保证弹簧的弹簧力和垂直度的稳定性。一般是操作人员手持弹簧，靠近砂轮进行磨削，此类加工方法获得的弹簧尺寸、形位公差不稳定、合格率低。同时，此类加工方式加工周期长、效率低、人员要求高。
本发明的工装使用操作简单，可以解决上述问题，并且目前市面上无此类加工方法。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种弹簧端面磨削的加工工装与方法。
根据本发明提供的一种弹簧端面磨削的加工工装，包括：托板1、底座2、圆弧压板3、第一螺栓4、上盖板5、纵向压紧螺栓6、T型块7、第二螺栓8、端面压块9以及横向压紧螺栓10；
托板1与底座2之间，通过T型块7和第二螺栓8连接；
上盖板5与底座2之间通过第一螺栓4连接；
底座2的V型槽构成弹簧容纳空间，位于弹簧容纳空间中的弹簧能够由纵向压紧螺栓6通过圆弧压板3进行装夹定位，并且由横向压紧螺栓10通过端面压板9进行横向装夹定位。
优选地，纵向压紧螺栓6端部为半球面，与圆弧压板3接触的为点接触。
根据本发明提供的一种弹簧端面磨削的加工方法，利用上述弹簧端面磨削的加工工装，包括针对弹簧的两个端面，均进行加工的如下步骤：
步骤A、令托板1与砂轮工作台螺纹连接，校调托板1与砂轮工作面两者垂直度不大于第一设定阈值；
步骤B、将弹簧放置于底座2的V型槽中，校调弹簧端面与砂轮工作面的垂直度不大于第二设定阈值；由纵向压紧螺栓6通过圆弧压板3进行弹簧的纵向装夹定位，同时，由横向压紧螺栓10通过端面压板9进行弹簧的横向装夹定位；
步骤C、旋转托板1上的手轮实现弹簧的直线进给，每旋转一格进给设定距离，以靠近砂轮端面进行磨削加工，并控制单面磨削量，保证弹簧端面垂直度；
步骤D、旋松横向压紧螺栓10和纵向压紧螺栓6，取出弹簧。
优选地，通过旋转托板1上的手轮实现弹簧的直线进给，每旋转一格进给0.01mm，以靠近砂轮端面进行磨削加工，并保证弹簧一端面磨削去除量0.12～0.15mm；完成弹簧一端面的磨削后，旋松纵向压紧螺栓6和横向压紧螺栓10，取出弹簧，旋转180度，安装并磨削弹簧另一面，并保证弹簧端面磨削去除量0.12～0.15mm。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明突破了弹簧两端面磨削的加工技术难关。最终保证弹簧端面相对于轴线0.05mm的垂直度要求，以及粗糙度值小于1.6的有益效果。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明提供的弹簧端面磨削的加工工装的结构图。
图2为本发明提供的弹簧端面磨削的加工工装的结构图。
图3为本发明提供的弹簧端面磨削的加工工装的结构图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明所要解决的技术问题是在现有技术的加工过程中很难保证弹簧的弹簧力和垂直度的稳定性，弹簧尺寸、形位公差不稳定、合格率低、人员要求高的问题。本发明提供一种弹簧端面磨削的加工方法，在优选例中选用45钢作为结构件的材料，热处理使其硬度达到HRC35-40，并进行发蓝防锈处理。
如图1、图2、图3所示，是本发明一种弹簧端面磨削的加工方法的原理结构图。该工装选用45钢作为结构件的材料，热处理使其硬度达到35-40HRC，并进行发蓝防锈处理。该工装主要由以下零件组成：托板1、底座2、圆弧压板3、第一螺栓4、上盖板5、纵向压紧螺栓6、T型块7、第二螺栓8、端面压块9以及横向压紧螺栓10。首先，将托板1安装在工作台上，用螺栓固定；底座2通过T型块7和第二螺栓8与托板1连接，并校调底座2的V型槽与砂轮端面垂直度不大于0.02mm；上盖板5与底座2通过第一螺栓4连接；将弹簧放置于底座2的V型槽中，由纵向压紧螺栓6通过圆弧压板3进行装夹定位，同时，由横向压紧螺栓10通过端面压板9进行横向装夹定位。通过旋转托板1上的手轮实现弹簧的直线进给，每旋转一格进给0.01mm，以靠近砂轮端面进行磨削加工，并保证弹簧一端面磨削去除量0.12～0.15mm。完成弹簧一端面的磨削后，旋松纵向压紧螺栓6和横向压紧螺栓10，取出弹簧，旋转180度，安装并磨削弹簧另一面，并保证弹簧端面磨削去除量0.12～0.15mm。最终保证弹簧有效长度及其弹簧力。将圆弧压板3的圆弧半径略大于装夹弹簧的外径。纵向压紧螺栓6端部为半球面，与圆弧压板3接触的为点接触，有利于释放自由度，实现弹簧装夹的对中性。
其具体加工过程如下：
步骤1、托板1与砂轮工作台螺纹连接，校调托板1与砂轮工作面两者垂直度不大于0.02mm；底座2通过T型块7和第二螺栓8与T型槽结构的托板1连接；上盖板5与底座2通过第一螺栓4连接；
步骤2、将弹簧放置于底座2的V型槽中，校调弹簧端面与砂轮工作面的垂直度不大于0.02mm。由纵向压紧螺栓6通过圆弧压板3进行装夹定位，同时，由横向压紧螺栓10通过端面压板9进行横向装夹定位。
步骤3、旋转托板1上的手轮实现弹簧的直线进给，每旋转一格进给0.01mm，以靠近砂轮端面进行磨削加工，并控制单面磨削量，保证弹簧端面垂直度。
步骤4、旋松横向压紧螺栓10和纵向压紧螺栓6，取出弹簧，将弹簧另一端面靠近砂轮安装，重复步骤2和步骤3。
步骤5、完成弹簧端面磨削的加工。
本发明突破了弹簧两端面磨削的加工技术难关。最终保证弹簧端面相对于轴线0.05mm的垂直度要求，以及粗糙度值小于1.6的有益效果。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (4)

1.一种弹簧端面磨削的加工工装，其特征在于，包括：托板(1)、底座(2)、圆弧压板(3)、第一螺栓(4)、上盖板(5)、纵向压紧螺栓(6)、T型块(7)、第二螺栓(8)、端面压块(9)以及横向压紧螺栓(10)；
托板(1)与底座(2)之间，通过T型块(7)和第二螺栓(8)连接；
上盖板(5)与底座(2)之间通过第一螺栓(4)连接；
底座(2)的V型槽构成弹簧容纳空间，位于弹簧容纳空间中的弹簧能够由纵向压紧螺栓(6)通过圆弧压板(3)进行装夹定位，并且由横向压紧螺栓(10)通过端面压板(9)进行横向装夹定位。
2.根据权利要求1所述的弹簧端面磨削的加工工装，其特征在于，纵向压紧螺栓(6)端部为半球面，与圆弧压板(3)接触的为点接触。
3.一种弹簧端面磨削的加工方法，其特征在于，利用权利要求1或2所述弹簧端面磨削的加工工装，包括针对弹簧的两个端面，均进行加工的如下步骤：
步骤A、令托板(1)与砂轮工作台螺纹连接，校调托板(1)与砂轮工作面两者垂直度不大于第一设定阈值；
步骤B、将弹簧放置于底座(2)的V型槽中，校调弹簧端面与砂轮工作面的垂直度不大于第二设定阈值；由纵向压紧螺栓(6)通过圆弧压板(3)进行弹簧的纵向装夹定位，同时，由横向压紧螺栓(10)通过端面压板(9)进行弹簧的横向装夹定位；
步骤C、旋转托板(1)上的手轮实现弹簧的直线进给，每旋转一格进给设定距离，以靠近砂轮端面进行磨削加工，并控制单面磨削量，保证弹簧端面垂直度；
步骤D、旋松横向压紧螺栓(10)和纵向压紧螺栓(6)，取出弹簧。
4.根据权利要求3所述的弹簧端面磨削的加工方法，其特征在于，通过旋转托板(1)上的手轮实现弹簧的直线进给，每旋转一格进给0.01mm，以靠近砂轮端面进行磨削加工，并保证弹簧一端面磨削去除量0.12～0.15mm；完成弹簧一端面的磨削后，旋松纵向压紧螺栓(6)和横向压紧螺栓(10)，取出弹簧，旋转180度，安装并磨削弹簧另一面，并保证弹簧端面磨削去除量0.12～0.15mm。
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