CN112846971A - 一种多内孔倾斜同步研磨机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多内孔倾斜同步研磨机，属于机加工领域。该装置包括：支撑座，支撑座上开设有导向滑槽；磨削装置，其包括磨削轴、第一支撑块和两个第二支撑块，两个第二支撑块对称设置在第一支撑块的两侧，两个第二支撑块均可滑动地设置在导向滑槽内，第一支撑块和第二支撑块上均固定设置有磨削轴，第二支撑块上的磨削轴与第一支撑块上的磨削轴具有一夹角，两个第二支撑块上的磨削轴沿第一支撑块上的磨削轴对称布置，磨削轴远离第一支撑块和/或第二支撑块的一端均具有研磨头，用于对工件内孔进行磨削；电动伸缩杆，用于带动支撑座移动。本发明装置结构简单，单机成本低，无需复杂的控制过程，只需夹紧工件即可，多内孔同步研磨，提高了研磨效率。

Description

一种多内孔倾斜同步研磨机

技术领域

本发明涉及机加工领域，特别涉及一种多内孔倾斜同步研磨机。

背景技术

在产品加工领域，对产品进行内孔加工是一种常见的加工方式。对于一些精密部件，对内孔的精度尺寸，表面粗糙度均有较高的要求。通常对于外部尺寸，如杆或部件的外径易于加工，通过磨床可以有效保证尺寸精度。但是对于内孔，由于不便控制进给，且加工余量较小，精加工时，容易由于进给控制不当、加工后毛刺残留等问题造成产品不合格。传统的通过内孔磨床、内孔抛光机等设备，单机成本高，作业效率较低。对于小直径精密部件，对于研磨轴的精度也要求较高，研磨轴在研磨后直径变小，需要经常更换研磨轴以便能够保证加工尺寸，导致批量生产成本偏高、生产效率较低。

如图1所示，零部件的待加工内孔为三个，三个内孔相互之间具有一夹角，两个的两个内孔关于中间内孔对称布置。三个内孔由于带有角度，传统机床由于只具有单轴，单次作业只能打磨单一方向，因此每次只能单个内孔进行加工，大大降低了加工效率。

发明内容

本发明提供一种多内孔倾斜同步研磨机，可以解决现有技术中对具有多个内孔且内孔轴心线之间具有夹角的工件进行抛光加工时存在加工成本较高、加工效率较低的问题。

一种多内孔倾斜同步研磨机，用于对工件的内孔进行研磨加工，该工件至少具有第一内孔、第二内孔和第三内孔，所述第一内孔和所述第三内孔呈八字形布置，所述第一内孔和所述第三内孔关于所述第二内孔对称布置，该研磨机包括：

支撑座，所述支撑座上开设有导向滑槽；

磨削装置，其包括磨削轴、第一支撑块和两个第二支撑块，两个所述第二支撑块对称设置在所述第一支撑块的两侧，两个所述第二支撑块均可滑动地设置在所述导向滑槽内，所述第一支撑块和所述第二支撑块上均固定设置有所述磨削轴，所述第二支撑块上的磨削轴与所述第一支撑块上的所述磨削轴具有一夹角，两个所述第二支撑块上的所述磨削轴沿所述第一支撑块上的所述磨削轴对称布置，所述磨削轴远离所述第一支撑块和/或所述第二支撑块的一端均具有研磨头，用于对工件内孔进行磨削；

电动伸缩杆，用于带动所述支撑座移动。

更优地，所述磨削轴包括让位段、通检段和止通段，所述让位段的直径小于工件内孔的直径，所述通检段的外径为工件内孔直径的下限值，所述止通段的外径为工件内孔直径的上限值，所述让位段的直径小于所述让位段的直径。

更优地，还包括让位弹簧，所述研磨段包括让位段和通检套，所述通检套包括通检段和止通段，所述让位段的直径小于工件内孔的直径，所述通检段的外径为工件内孔直径的下限值，所述止通段的外径为工件内孔直径的上限值，所述让位段的直径小于所述通检段的直径；

所述通检套可滑动地设置在所述磨削轴上，所述让位弹簧一端固定连接至所述通件套、另一端固定连接至所述磨削轴。

更优地，所述研磨头包括支撑块、连接杆、弹性垫和研磨层，所述支撑块通过所述连接杆连接至所述磨削轴的一端，所述磨削轴内开设有一进气孔，所述第一支撑块和所述第二支撑块上均开设有用于连接外部气源的连接孔，所述进气孔贯通至所述连接孔内，所述连接孔外接有一进气管，所述弹性垫为环形结构，其两端分别密封连接至所述磨削轴和所述支撑块，所述弹性垫的外侧包覆有所述研磨层，所述进气孔内充气时，所述弹性垫带动所述研磨层沿所述磨削轴的径向向外凸起。

更优地，所述支撑块上开设有一泄压孔，所述泄压孔的轴线与所述磨削轴的轴线相重合。

更优地，所述研磨头为研磨环，所述研磨环包括环本体、支撑轴和转动叶片，所述磨削轴内开设有一进气孔，所述第一支撑块和所述第二支撑块上均开设有用于连接外部气源的连接孔，所述进气孔贯通至所述连接孔内，所述连接孔外接有一进气管，所述进气孔的前端为镂空结构，用于使气体能够流出；所述转动叶片位于所述进气孔内，所述环本***于所述磨削轴外侧，所述支撑轴可转动地设置在所述磨削轴的前端，所述转动叶片固定安装在所述支撑轴位于所述进气孔内的一端，所述环本体固定安装在所述支撑轴位于所述磨削轴外侧的一端；

所述环本体内开设有充气腔，所述环本体的横截面呈C字形结构，所述环本体具有一开口端和与所述开口端相对设置的底壁，所述开口端朝向所述磨削轴，所述底壁上开设有泄流孔，所述泄流孔沿所述磨削轴的轴线方向上的投影的面积小于所述开口端沿所述磨削轴的轴线方向上的投影的面积；

所述环本体的周侧密封包覆有环形的弹性垫，所述弹性垫远离所述环本体的一侧固定设置有研磨层，所述进气孔内充气时，所述弹性垫带动所述研磨层沿环本体的径向向外凸起；

所述进气孔内充气时，所述转动叶片在气流作用下带动所述环本体转动。

本发明提供一种多内孔倾斜同步研磨机，通过电动伸缩杆带动支撑座移动，支撑座移动过程中带动磨削轴前移，支撑座前移过程中，带动磨削轴移动，第一支撑块上的磨削轴的轴线与电动伸缩杆的轴心线重合，第一支撑块上的磨削轴直线运动，而两个第二支撑块上的磨削轴伸入工件的待加工的内孔后，受到内孔的导向作用，迫使第二支撑块相互远离或靠近运动，而导向滑槽提供了行程空间，使得带有夹角的多个内孔同步进行研磨工作；装置结构简单，单机成本低，无需复杂的控制过程，只需夹紧工件即可，多内孔同步研磨，提高了研磨效率。

附图说明

图1为待加工的零部件的结构示意图；

图2为本发明提供的一种多内孔倾斜同步研磨机的结构示意图；

图3为图2的俯视图；

图4为磨削轴的结构示意图一；

图5为磨削轴的结构示意图二；

图6为一实施例中的研磨头的工作状态示意图；

图7为图6中A处局部放大图；

图8为另一实施例中的研磨头的工作状态示意图；

图9为图8中B处局部放大图；

图10为图9中C处局部放大图。

附图标记说明：

10磨削轴；101研磨头；102让位段；103通检段；104止通段；105让位弹簧；11支撑块；111泄压孔；20第一支撑块；21第二支撑块；30支撑座； 31导向滑槽；40研磨环；401泄流孔；402充气腔；403弹性垫；404研磨层； 405连接杆；41支撑轴；42叶片；50电动伸缩杆。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

实施例一：

如图1所示，图1为待加工的零部件的结构，该工件至少具有第一内孔、第二内孔和第三内孔，所述第一内孔和所述第三内孔呈八字形布置，所述第一内孔和所述第三内孔关于所述第二内孔对称布置。

如图2和图3所示，本发明实施例提供的一种多内孔倾斜同步研磨机，包括：支撑座30，支撑座30上开设有两个导向滑槽31；磨削装置，其包括磨削轴10、第一支撑块20和两个第二支撑块21，两个第二支撑块21对称设置在第一支撑块20的两侧，两个第二支撑块21均可滑动地设置在两个导向滑槽31 内，第一支撑块20和第二支撑块21上均固定设置有磨削轴10，第二支撑块 21上的磨削轴10与第一支撑块20上的磨削轴10具有一夹角，三根磨削轴10 的延伸方向分别对应三个待加工的内孔的延伸方向，两个第二支撑块21上的磨削轴10沿第一支撑块20上的磨削轴10对称布置，磨削轴10远离第一支撑块20和/或第二支撑块21的一端均具有研磨头101，用于对工件内孔进行磨削；电动伸缩杆50，用于带动支撑座30移动。

工作时，将工件夹紧，使三根磨削轴10分别与工件的三个内孔同轴布置，启动电动伸缩杆50，电动伸缩杆50带动支撑座30移动，支撑座30带动磨削轴10移动，位于中间的磨削轴10对应第二内孔方向直线运动，而位于两侧的两根磨削轴10分别进入第一内孔和第三内孔，受到第一内孔和第三内孔的导向作用，带动第二支撑块21在导向滑槽31内移动，补偿第二支撑块21上的磨削轴10所形成的位移，从而对工件内孔进行打磨。当磨削轴10贯穿内孔后，控制驱动电机反向转动，带动磨削轴10回到初始位置即可。

实施例二：

在实施例一的基础上，由于研磨加工时，加工余量较小，尺寸精度要求较高，需要研磨后经常性的进行检验，降低了加工和检验效率，如图4所示，因此磨削轴10包括让位段102、通检段103和止通段104，让位段102的直径小于工件内孔的直径，通检段103的外径为工件内孔直径的下限值，止通段 104的外径为工件内孔直径的上限值，让位段102的直径小于通检段103的直径。在研磨过程中，若研磨尺寸超过通检段103，则通检段103可进入，则表明内孔尺寸的下限值满足要求；研磨尺寸小于止通段104，止通段104无法进入，则表明内孔尺寸的上限值满足要求，两者同时满足，则表明尺寸合格。从而无需停机即可实现检测。

在另一实施例中，如图5所示，还包括让位弹簧105，研磨段包括让位段 102和通检套，通检套包括通检段103和止通段104，让位段102的直径小于工件内孔的直径，通检段103的外径为工件内孔直径的上限值，止通段104的外径为工件内孔直径的下限值，让位段102的直径小于让位段102的直径；通检套可滑动地设置在磨削轴10上，让位弹簧105一端固定连接至通件套、另一端固定连接至磨削轴10。

工作时，随着研磨的持续进行，当磨削轴10轴向运动，通检段103能通过且止通段104无法通过时，表明加工合格。当未加工到位时，只需控制电机反向转动，实现往复磨削即可。为了避免止通段104和/或通检段103抵触孔口造成损伤，上述方案中，通过将通检套滑动设置在磨削轴10上，且通过弹簧连接至磨削轴10，从而使得通件套触碰到孔口时能够形成让位，使操作者有足够的观察时间，从而避免孔口的损坏。

实施例三：

在实施例一或二的基础上，由于固定尺寸的研磨头101在多次使用后，研磨头101外径尺寸会变小，从而造成研磨出的孔径偏小，需要经常更换新的研磨头101，造成加工成本较高，因此在本实施例中，如图6和图7所示，研磨头101包括支撑块11、连接杆405、弹性垫403和研磨层404，支撑块11 通过连接杆405连接至磨削轴10的一端，磨削轴10内开设有一进气孔，如图 2和图3所示，第一支撑块20和第二支撑块21上均开设有用于连接外部气源的连接孔，进气孔贯通至连接孔内，连接孔外接有一进气管(图中未示出)，弹性垫403为环形结构，其两端分别密封连接至磨削轴10和支撑块11，弹性垫403的外侧包覆有研磨层404，进气孔内充气时，弹性垫403带动研磨层 404沿磨削轴10的径向向外凸起。

研磨时，通过连接孔通入空气，空气通过连接孔进入进气孔内，气体充斥在进气孔内，从而使弹性垫403受到气压从而向外凸起抵触在内孔表面，实现研磨。由于弹性垫403的弹性余量较大，可以通过气压形成变形，从而有效补偿逐渐变薄的研磨层404，从而可以有效降低研磨头101的更换频率，尽管弹性垫403的变形量不可控，但结合通检套工作，可以实现不停机检测，因此可以在具有较大的补偿余量的情况下提高加工效率。

由于研磨时形成的碎屑会存留在孔内，磨削时导致碎屑划伤内孔表面，降低光洁度，在本实施例中，如图6所示，支撑块11上开设有一泄压孔 111，泄压孔111的轴线与磨削轴10的轴线相重合。泄压孔111的孔径小于进气孔的孔径。因此虽然泄压孔111会导致气流流出，但是由于泄压孔111的孔径较小，因此依然可以使进气孔内保持较高的气压，从而使弹性垫403能够有效的实现补偿。

实施例四：

在另一实施例中，如图8、图9和图10所示，研磨头101为研磨环40，研磨环40包括环本体、支撑轴41和转动叶片42，磨削轴10内开设有一进气孔，第一支撑块20和第二支撑块21上均开设有用于连接外部气源的连接孔，进气孔贯通至连接孔内，连接孔外接有一进气管(图中未示出)，进气孔的前端 (远离第一支撑块20和/或第二支撑块21的端部)为镂空结构，用于使气体能够流出；转动叶片42位于进气孔内，环本***于磨削轴10外侧，支撑轴 41可转动地设置在磨削轴10的前端，转动叶片42固定安装在支撑轴41位于进气孔内的一端，环本体固定安装在支撑轴41位于磨削轴10外侧的一端；

环本体内开设有充气腔402，环本体的横截面呈C字形结构，环本体具有一开口端和与开口端相对设置的底壁，开口端朝向磨削轴10，底壁上开设有泄流孔401，泄流孔401沿磨削轴10的轴线方向上的投影的面积小于开口端沿磨削轴10的轴线方向上的投影的面积，以便使充气腔402内能有效形成高压；

环本体的周侧密封包覆有环形的弹性垫403，弹性垫403远离环本体的一侧固定设置有研磨层404，进气孔内充气时，弹性垫403带动研磨层404沿环本体的径向向外凸起；

进气孔内充气时，转动叶片42在气流作用下带动环本体转动。

工作时，通过进气管充气，气流通过进气孔，透过进气孔前端的镂空部位进入充气腔402，由于泄流孔401的投影面积小于环本体开口端的面积，因此气流的进气量大于出气量，从而使充气腔402内形成气压，迫使弹性垫403 变形，带动研磨层404抵触在内孔的侧壁上，而气流流动过程中，会驱动叶片42转动，叶片42转动带动环本体转动进而带动研磨层404转动，由于磨削轴10本身已经具有一旋转速度，研磨层404的转速为磨削轴10的转速加上环本体的转速，从而实现高速研磨，提高研磨效率和效果。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种多内孔倾斜同步研磨机，用于对工件的内孔进行研磨加工，该工件至少具有第一内孔、第二内孔和第三内孔，所述第一内孔和所述第三内孔呈八字形布置，所述第一内孔和所述第三内孔关于所述第二内孔对称布置，其特征在于，包括：

支撑座，所述支撑座上开设有导向滑槽；

磨削装置，其包括磨削轴、第一支撑块和两个第二支撑块，两个所述第二支撑块对称设置在所述第一支撑块的两侧，两个所述第二支撑块均可滑动地设置在所述导向滑槽内，所述第一支撑块和所述第二支撑块上均固定设置有所述磨削轴，所述第二支撑块上的磨削轴与所述第一支撑块上的所述磨削轴具有一夹角，两个所述第二支撑块上的所述磨削轴沿所述第一支撑块上的所述磨削轴对称布置，所述磨削轴远离所述第一支撑块和/或所述第二支撑块的一端均具有研磨头，用于对工件内孔进行磨削；

电动伸缩杆，用于带动所述支撑座移动。

2.如权利要求1所述的一种多内孔倾斜同步研磨机，其特征在于，所述磨削轴包括让位段、通检段和止通段，所述让位段的直径小于工件内孔的直径，所述通检段的外径为工件内孔直径的下限值，所述止通段的外径为工件内孔直径的上限值，所述让位段的直径小于所述让位段的直径。

3.如权利要求1所述的一种多内孔倾斜同步研磨机，其特征在于，还包括让位弹簧，所述研磨段包括让位段和通检套，所述通检套包括通检段和止通段，所述让位段的直径小于工件内孔的直径，所述通检段的外径为工件内孔直径的下限值，所述止通段的外径为工件内孔直径的上限值，所述让位段的直径小于所述通检段的直径；

所述通检套可滑动地设置在所述磨削轴上，所述让位弹簧一端固定连接至所述通件套、另一端固定连接至所述磨削轴。

4.如权利要求1所述的一种多内孔倾斜同步研磨机，其特征在于，所述研磨头包括支撑块、连接杆、弹性垫和研磨层，所述支撑块通过所述连接杆连接至所述磨削轴的一端，所述磨削轴内开设有一进气孔，所述第一支撑块和所述第二支撑块上均开设有用于连接外部气源的连接孔，所述进气孔贯通至所述连接孔内，所述连接孔外接有一进气管，所述弹性垫为环形结构，其两端分别密封连接至所述磨削轴和所述支撑块，所述弹性垫的外侧包覆有所述研磨层，所述进气孔内充气时，所述弹性垫带动所述研磨层沿所述磨削轴的径向向外凸起。

5.如权利要求1所述的一种多内孔倾斜同步研磨机，其特征在于，所述支撑块上开设有一泄压孔，所述泄压孔的轴线与所述磨削轴的轴线相重合。

6.如权利要求1所述的一种多内孔倾斜同步研磨机，其特征在于，所述研磨头为研磨环，所述研磨环包括环本体、支撑轴和转动叶片，所述磨削轴内开设有一进气孔，所述第一支撑块和所述第二支撑块上均开设有用于连接外部气源的连接孔，所述进气孔贯通至所述连接孔内，所述连接孔外接有一进气管，所述进气孔的前端为镂空结构，用于使气体能够流出；所述转动叶片位于所述进气孔内，所述环本***于所述磨削轴外侧，所述支撑轴可转动地设置在所述磨削轴的前端，所述转动叶片固定安装在所述支撑轴位于所述进气孔内的一端，所述环本体固定安装在所述支撑轴位于所述磨削轴外侧的一端；

所述环本体内开设有充气腔，所述环本体的横截面呈C字形结构，所述环本体具有一开口端和与所述开口端相对设置的底壁，所述开口端朝向所述磨削轴，所述底壁上开设有泄流孔，所述泄流孔沿所述磨削轴的轴线方向上的投影的面积小于所述开口端沿所述磨削轴的轴线方向上的投影的面积；

所述环本体的周侧密封包覆有环形的弹性垫，所述弹性垫远离所述环本体的一侧固定设置有研磨层，所述进气孔内充气时，所述弹性垫带动所述研磨层沿环本体的径向向外凸起；

所述进气孔内充气时，所述转动叶片在气流作用下带动所述环本体转动。

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