专利名称：特殊外圆工件外圆磨削成形加工的一种新方法
技术领域：
本发明涉及特殊外圆工件外圆磨削成形的一种加工方法，该特殊外圆工件是指轻薄工件和带有孔或凹槽、凹面的弧形外圆工件，现有无心外圆磨削，对普通的外圆进行磨削时，为了保持高的磨削效率，采用中国专申请号为CN86209906的无心磨削装置，在无心外圆磨床上实现贯穿法磨削，如
图1所示，该装置主要由砂轮1、导轮4和托板5组成。把若干个工件2紧靠地排在一起，通过送料滚子6、7使工件送进，截面成斜角的托板5与4导轮一齐定位并支承工件，在工作表面修整成回转双曲面的导轮4的摩擦力作用下，工件旋转并向前推进，通过砂轮1磨削，然后从导槽3导出，便完成磨削加工。然而，当使用这样的磨削方法磨削特殊的外圆工件时，在生产实践中存在如下问题1．对于表面带有孔或凹槽、凹面的工件的弧形外圆磨削，如图2所示，由于工件2本身的周边的轮廓不是一个圆，但凸出的圆弧却共一个圆，它是一个带有孔9或凹槽、凹面8的特殊弧形外圆。在磨削时，当工件的凸出圆弧的外圆部分与导轮接触时，由于工件推向砂轮，在工件相对应的砂轮与工件的磨削处的磨削就比较充分；反之，当工件凹的部分与导轮接触时，由于工件会靠向导轮，在工件相对应的砂轮与工件的磨削处的磨削就不够充分，从而产生复映误差，导致很难磨圆。
2．对于轻薄的工件的外圆磨削，由于一是工件轻易跳动和不稳，二是工件薄易产生弹性变形并生产复映误差，使得工件不易磨圆。
通常为了达到磨圆效果和减少这种复映误差，加工时只能进行少进给量的磨削，如外圆表面要求圆度2微米时，每次只能磨1-2个微米，如果需磨0．1毫米的余量，就要磨50-100次，这样的成圆效率之低是可想而知了。
此外，中国专利申请号CN98220574公开了一种无心磨床磨削弧形外圆零件的装置(实用新型专利)。这种装置将原来控制修整器修整砂轮和导轮的两块仿形板的上部平面，分别改制成凹、凸圆弧半径相对应的凹圆弧形和凸圆弧形的表面；并将托板上部表面也改制成与两块仿形板凹、凸圆弧半径相对应的凹圆弧形表面。由于磨削加工的工件精度一般都精度较高，因而这种装置所制成凹凸圆弧形表面的精度要求更高，形状也复杂，故加工难度大，成本又高，且在仿形使用中容易磨损和不好修整，不易保证磨削加工所需的较高精度；由于工件是动态地通过导轮和托板而被砂轮磨削，在运动的状态下工件与托板的接触以及工件与导轮的接触，必须很好的相匹配、相适应才行，否则这种仿形的表面就起不到支承和定位的作用。因此，必须结合具体生产中的工艺参数(如导轮的转速和倾斜角度以及零件的设计要求)进行综合考虑和计算，才能确定该装置的几何参数和安装位置。这样一旦确定下来了，就不便再调整工艺参数，否则就会影响到相匹配和相适应。显然，这对加工生产是不利的，所以这种装置就显得十分不方便。
针对上述现有技术所存在的缺点，本发明的目的在于克服现有无心外圆贯穿磨削法磨削特殊外圆难以磨圆和效率低的缺点，提供一种既能有效地成圆，又能高效率进行特殊外圆工件外圆磨削成形加工的新方法。
本发明的目的是通过以下的技术方案来实观(1)当磨削表面带有孔或凹槽、凹面的工件的外圆时，先把若干个工件的凹入部分和凸出圆弧的外圆部分沿圆周方向错位和端面靠紧排列且中心对准，通过一种辅助夹紧装置串起来夹紧，使之成为一个整体即一个工件单元(包括辅助夹紧装置本身)，并保持工件单元两端面与工件母线较高精度的垂直、工件与辅助夹紧装置也同心(以确保在以后贯穿磨削中工件母线始终成水平状态)，然后把若干个不同的工件单元端面紧靠地排在一起放到无心外圆磨床上进行如前所述的贯穿磨削，使得工件单元始终有凸出圆弧的外圆部分与导轮接触，工件单元就不会因为自己外轮廓的不圆在紧贴导轮时的来回摆动而难以磨圆，工件的磨削处处比较充分，从而磨削得以顺利进行，达到磨圆的目的。(2)当磨削轻薄的外圆工件的外圆时，不存在错位排列的问题，也是通过上述同样的一种辅助夹紧装置，只需把若干个工件串起来并使之与辅助夹紧装置对准同心，再夹紧即可进行同样的磨削。这样，一方面相当增加了工件的重量，提高了工件的加工稳定性，防止了工件的跳动；另一方面由于夹紧的作用，提高了工件的刚性，减少了因弹性变形带来的加工复映误差，从而达到磨圆的效果。(3)必要时在工件与工件间适当插入些径向较厚又与工件等同外径且两端面平行的圆环形套块，通过一种辅助夹紧装置串起来夹紧，使之成为一个整体即一个工件单元，并保持工件单元两端面与工件母线较高精度的垂直，而且工件与辅助夹紧装置以及该圆环形套块的中心线应对准。这样，一方面可使得工件单元能够通过其圆形的轮廓稳定地与导轮接触，使得工件单元更加不易来回摆动，从而磨得更圆；另一方面，这样的圆环形套块的插入，也增加的工件单元系统的刚性，从而成圆效果将更好。
在上述的技术解决方案中，为实现上述目的的辅助夹紧装置是由特制的螺钉、垫片、外螺母、夹紧套块组成，并在材料性能和几何精度上满足使用要求，夹紧套块是一与工件同外径的回转体；特制螺钉带有内角螺母(或其它可适用的螺母)和外螺纹的螺杆，其头部外形也是一与工件和夹紧套块同外径的圆柱体，该圆柱体和夹紧套块的两端面分别与特制的螺钉的螺杆相垂直；套在螺钉的螺杆右端是分别是垫片、外螺母，通过转动内外螺母把工件夹紧成一整体工件单元(包括辅助夹紧装置本身)，并使该螺母和螺钉的螺杆右端不得凸出夹紧套块的端面，以保证在无心外圆磨床上各工件单元能够端面紧靠地排在一起顺利地进行贯穿磨削。当然，该辅助夹紧装置也可以是其它变换而类似的夹紧装置。
本发明与现有的磨削技术相比，在磨削特殊外圆时，具有下列优点1．对带有孔或凹槽、凹面的弧形外圆工件而言，由于把若干个工件的凹入部分和凸出圆弧的外圆部分沿圆周方向错位和端面靠紧排列且中心对准，并夹紧使之成为一个整体，使得工件始终有凸出圆弧的外圆部分与导轮接触，工件就不会在紧贴导轮时来回摆动，从而磨圆效果好。
2．对于轻薄的外圆工件而言，由于把工件夹紧在一起使之成为一个整体单元，故增加了工件单元的重量，提高了加工稳定性，可有效地防止工件的跳动；同时提高了工件的刚性，减少了因弹性变形带来的加工复映误差。
3．通过上述这样的一个“错位靠紧排列”和“夹紧成一体”的处理后，仍旧采用贯穿法磨削，由于贯穿法磨削的高效率性，因此本发明既克服了现有的特殊外圆工件在无心外圆磨床上贯穿法磨削外圆的缺点，又具继承了无心外圆贯穿法磨削效率高的优点。
4．由于必要时适当插入些径向较厚又与工件等同外径且两端面平行的圆环形套块，可使得工件单元不仅能增加工件单元系统单元的刚性，而且增强了工件定位的稳定性，从而增强了成圆效果，保证了加工精度。
5．避免了前面所述的中国专利申请号CN98220574的磨削装置复杂和较高难度的改制，从而降低了加工费用，并且使得无心外圆磨床的加工通用性好，有效地扩展了其加工范围。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细的说明图1．现有的无心外圆贯穿法磨削外圆的示意图；图2．用无心外圆贯穿法磨削特殊外圆的示意图；图3．本发明所采用的工件夹紧方法及辅助夹紧装置的示意图；如图3所示，本发明的辅助夹紧装置是由特制的螺钉10、垫片15、外螺母14、夹紧套块13组成，并在材料性能和几何精度上满足使用要求，夹紧套块13是一与工件同外径的回转体；特制螺钉10带有内角螺母11(或其它可适用的螺母)和外螺纹的螺杆16，其头部外形也是一与工件2和夹紧套块同外径的圆柱体10＇，该圆柱体10＇和夹紧套块13的两端面分别与特制的螺钉的螺杆16相垂直；套在螺钉10的螺杆16右端是分别是垫片15、外螺母14和螺杆16右端不得凸出夹紧套块13的端面。如图2所示，当磨削表面带有孔9或凹槽、凹面8且轻薄的外圆工件2的外圆时，先把若干个工件2的凹入部分和凸出圆弧的外圆部分沿圆周方向，按图3所示错位和端面靠紧排列且中心对准(单纯的轻薄件则无需错位排列)，并在工件与工件间适当插入些径向较厚又与工件等同外径且两端面平行的圆环形套块17，通过转动内螺母11、外螺母14把工件2夹紧成直径等同而长度增加的一整体工件单元(包括辅助夹紧装置本身)，并使其两端面与工件母线较高精度的垂直，而且工件和圆环形套块与辅助夹紧装置的中心线应对准，然后把若干个工件单元串起来端面紧靠地排在一起放到无心外圆磨床上同样地进行贯穿磨削(参照图1)，使得工件在紧贴导轮时不易来回摆动，得以充分和顺利地进行磨削。这样，相当增加了工件单元的重量，提高了工件的加工稳定性，防止了工件的跳动，并提高了工件的刚性，减少了因弹性变形带来的加工复映误差，从而达到磨圆的效果。
权利要求
1．特殊外圆工件外圆磨削成形加工的一种新方法，其特征在于所述的特殊外圆工件是指轻薄工件和带有孔或凹槽、凹面的弧形外圆工件，在磨削特殊外圆工件时，把若干个工件中心对准、端面靠紧，通过一种辅助夹紧装置使之夹紧成为一整体工件单元，并保持工件单元两端面与工件母线较高精度的垂直、工件与辅助夹紧装置也同心，再把若干个工件单元串起来，实现在无心外圆磨床上的贯穿磨削。
2．按照权力要求1所述的特殊外圆工件外圆磨削成形新方法，其特征在于当磨削带有孔或凹槽、凹面的弧形外圆工件时，把若干个特殊外圆工件的凹入部分和凸出圆弧的外圆部分沿圆周方向，错位和端面靠紧排列。
3．按照权力要求1所述的特殊外圆工件外圆磨削成形新方法，其特征在于必要时先适当插入些径向较厚又与工件等同外径且两端面平行的圆环形套块(17)，并使之与工件同心。
4．实现权力要求1所述的夹紧方法中的专用辅助夹紧装置，它包括特制的螺钉(10)、垫片(15)，外螺母(14)、夹紧套块(13)，其特征在于所述的特制的螺钉(10)带有内角螺母(11)，或其它可适用的螺母，其头部外形是一圆柱体(10＇)，所述夹紧套块(13)是一回转体。
5．按照权力要求4所述的辅助夹紧装置，其特征在于所述的圆柱体(10＇)和与工件(2)外径相同。
6．按照权力要求4所述的辅助夹紧装置，其特征在于所述夹紧套块(13)与工件(2)外径相同。
7按照权力要求4所述的辅助夹紧装置，其特征在于所述的圆柱体(10＇)和夹紧套块(13)的两端面分别与螺杆(16)相垂直。
8．按照权力要求4所述的辅助夹紧装置，其特征在于所述外螺母(14)和螺杆(16)右端不得凸出夹紧套块(13)的端面。
全文摘要
本发明公开了一种特殊外圆工件外圆磨削成形的方法,该特殊外圆工件是指轻薄工件和带有孔或凹槽,凹面的弧形外圆工件。磨削外圆时,先把工件沿圆周方向错位和端面靠紧排列且中心对准和适当插入些径向较厚又与工件等同外径且两端面平行的圆环形套块,然后通过夹紧使之成为一整体单元,再把若干个工件单元串起来,实现了特殊外圆在无心外圆磨床上的贯穿磨削。既保证了加工精度,又提高了生产效率,还降低了加工费用。
文档编号B24B5/18GK1282647SQ00119298
公开日2001年2月7日 申请日期2000年7月26日 优先权日2000年7月26日
发明者刘晓初 申请人:刘晓初