专利名称：内孔端面磨削深度适应控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种可用于内孔端面磨床对磨削深度进行适应控制的装置。
背景技术：
在以内孔端面磨床磨削如某些类型的滚针轴承的套圈等一些环形零件时，由于工况条件的需要，常把其外圆柱表面上的定位环槽的一个侧面作为安装基准，轴承设计时亦作为控制内凹端面深度的设计基准，对尺寸的精度有严格的要求。现有的内孔端面磨床磨削内凹端面时，往往是在夹具上以工件底面定位，而定位槽定位面至底面尺寸的变动较大，致使磨削废品较多。
实用新型内容根据上述情况，本实用新型将提供一种能用于内孔端面磨床对被加工工件的内凹端面磨削深度进行适应控制的装置。
本实用新型的内孔端面磨削深度适应控制装置，设置于被磨削工件附近。装置中有一可装在工件架上的轴销，其上装有一个可绕轴销在工件任一径向截面内摆动的测杆，相应还设有可对测杆施以测量力的如拉簧或压簧等形式的弹性机构，和可使测杆处于非测量位的第二施力机构，在测杆摆动平面内的适当部位并设有用于限制测杆摆动幅度的限位结构，如可调限位螺钉等形式的结构。在测杆靠工件的侧量端部设有能伸入工件外圆柱表面的定位环槽内、并与工件内凹端面深度设计基准面相靠贴的测量触点。为减少其磨损，该测量触点采用坚硬耐磨的材料制造。在测杆附近的适当部位还设有用于测量工件的定位槽定位面至底面尺寸(以下简称槽高)的位移传感装置及相应的测量仪器。由测量仪器处理后的测量信号送至磨床砂轮的进给控制系统。送至砂轮进给机构控制系统与标准的槽高比较后，即可发出补偿进给指令，用于控制磨床砂轮的进给深度，从而实现能根据槽高尺寸的变化使该工件内凹端面深度达到标准磨削深度的适应控制。
在上述的结构中，所说的该位移传感装置的位置，可以设置在测杆摆动平面内的任何一能与该测杆相适应的部位。例如，可以设置在摆动轴与测量点之间的部位，而在一个可供参考的实例中，该位移传感装置则是设置在与测量触点所在端相对的测杆的另一端部附近的部位处。
上述结构中所说的能对测杆施以测量力的弹性机构的设置位置，既可以设置在摆动轴的近工件侧的位置处，也可以设置在摆动轴的远离工件侧的适当位置处。对于所说的可使测杆处于非测量位的第二施力机构也可以有多种选择，例如可以为常用的拉簧和/或压簧等弹性结构，也可以采用如同样常用的电磁结构等，或是可以采用不同形式结构相互配合的方式，例如可以采用由弹性结构和电磁结构相配合的形式。在作为一个可参考的实施例中，所说的该可使测杆处于非测量位的第二施力机构即因此的是电磁结构，当其电磁吸合力作用于测杆而将其吸紧时，即可使测杆端部的测量触点处于工件外圆柱表面的定位环槽两端脱离接触的的中间位置，即处于所说的不进行测量的非测量位。
为便于所说的测杆的测量点能顺利地进入工件外圆表面上的定位环槽，可将测杆的靠工件侧的端部制成为斜劈形的结构。
进一步，在本实用新型上述形式的测量控制装置中，所说的该位移传感装置可以选择接触式位移传感装置，例如电感式位移传感装置等，也可以采用非接触式位移传感装置。其中，以采用非接触式的位移传感装置为优选。例如，可以是非接触式电感测量装置、气动测量装置、电容测量装置或激光测量装置等中的一种。
为保证和提高上述位移传感装置的测量精度，在上述结构基础上，可以在与所说的位移传感装置相对应的测杆部位处设置有测量块。
为减少外界磁力、包括上述所说的电磁铁的影响，测杆最好采用非铁磁性结构体的形式。在采用以电磁结构作为第二施力机构时，可以使测杆上在与该电磁结构相对应的部位处设置有导磁块即可。
以下将结合由附图所示实施例的具体实施方式
，对本实用新型的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实例。而根据这些内容，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，还可以做出多种形式的修改、替换或变更。因此，凡基于本实用新型上述内容所实现的技术均属于本实用新型的范围。
附图是本实用新型内孔端面磨削深度适应控制装置的结构示意图。
具体实施方式
与一般内孔端面磨床一样，本系统仍然具有通常内孔端面磨床所必有的工件主轴1、夹具2及其端面定位装置3(但图中未示出工件5的径向定位和夹紧机构)、设置于磨削主轴纵向进给机构滑板上的磨削砂轮6、砂轮修整器20、砂轮纵向进给和修整补偿机构(图中未示出)等。
在图示的该内凹端面深度适应控制装置中，有一非导磁性材料制造的测杆8设置在工件任一径向截面内，并在此平面内绕固定在工件架上的轴销9作微量摆动。在测杆靠工件5一侧的端部设有能顺利伸入工件外圆定位环槽19内、并可与工件定位槽19的设计基准面4相接触的测量触点7。为减少其磨损，该测量触点7宜采用坚硬耐磨的材料制造。测杆8上还设有一个能对其施以测量力的拉簧10，挂在两个挂销11上，其中一个挂销固定在磨床的工件架上，另一个固定在测杆8上，以便在测量触点7处保持有一定的测力，压向工件定位槽19的深度设计基准面4。在测杆8摆动平面内的适当部位，还设有限制测杆摆动幅度的可调限位螺钉13，也固定在工件架上。在与测量触点7相对的测杆8的另一端附件，还设有一个能使测杆处于定位槽19中间而脱离测量位置的电磁铁15(电磁铁安装位置可调)，在与之相对应的测杆部位处设有一导磁块14。在与之相对的测杆另一侧设有一测量动块16，并在相适应的位置处设有一个位移传感装置17及相应的测量仪器18，用于对被加工工件5的实际定位槽定位面4至底面尺寸Li(简称槽高尺寸Li)进行测量。测量结果经仪器18处理后，送至砂轮进给机构控制系统，与标准的槽高L0比较后，发出补偿进给±fi的指令，实现根据槽高尺寸Li的变化量fi控制该工件内凹端面深度Si达到标准深度S0的适应控制磨削。
上述的电磁铁15能对测杆8施以与拉簧10作用力相反的作用力。测杆8的摆动量由其上的限位挡块12及设置在相应部位处起限位作用的测杆回程调节螺丝13和相对设置的电磁铁15配合限制。在磨削工作循环的大多数时间里，电磁铁15总是带电。当测杆8被电磁铁15吸紧时，测量触点7所在的测头将位于定位环槽19的中间，不与定位环的两边接触。在电磁铁15所在端，位移传感器17及相应的测量仪器18，用于测量与传感器17相对应的表面很光洁的测量块16间的距离。当工件处于在夹具上定好位的“上料到底”的位置时，电磁铁15即断电，拉簧10将测杆8拉向测量位置，测杆8在测点7处与定位环槽19的设计基准面4接触，传感器17即开始进行对工件5实际槽高Li的测量，数据经仪器处理后，向磨床的PLC(可编程序控制器)或NC(数控)系统输出，发出对工件磨削进给量具体数值的命令。该传感器17对槽高Li的测量可以是接触式的测量，也可以是非接触式的测量，图中所示的为一种非接触式的测量。
其工作原理和过程是磨削时，磨削装置带电，电磁铁15也带电，将测杆吸住，测杆的测头位于定位环槽19的中间，不与槽的两边接触，工件很容易进入定位位置。当工件“上料到底”时，电磁铁15断电，拉簧10将测杆8拉向测量位置，测杆8在测量触点7处与槽的设计基准面4接触，由测量传感器17进行实际槽高Li的测量。若测得的Li比标准槽高L0大fi，则实际加工时的进给量就应减少fi；反之，若测得的Li比标准槽高L0小fi，则加工时的实际进给量应加大fi。测量仪器将此测量结果处理后，输出至PLC或NC进给系统，计算出对此工件应有的适应控制补偿进给量bi＝fi，再通过步进电机或伺服电机等数控进给机构按此适应控制补偿进给量-/+bi＝fi以及预调的磨削快速行程A、预定的磨削进给量f0之和(即按总进给量＝A+f0-/+fi)和预定的程序实现粗磨、精磨、光磨。尺寸达到设计深度值S0后，砂轮架自动返回。在磨削装置开始进给时，电磁铁15带电，将测杆8吸住，测量点7侧的测杆端头位于定位环槽19的中间，两边不会接触，脱离测量。
在进行上述磨削加工前，首先应进行磨削装置的调整，即将一个已磨削合格的工件当调车标准件用，事先已将该工件的槽高L0和内凹端面深度尺寸S0测得。砂轮纵向工作台总进给量为快速送进量A、根据磨削余量和需要的空程设定的磨削进给量f0和根据实测槽高Li而自动判定的适应控制调整进给量bi＝fi之和，即砂轮纵向工作台总进给量＝A+f0-/+fi。磨削装置调整好以后，快速送进砂轮纵向工作台(实现预置的A)，再点动操纵步进电机或伺服电机，直到刚刚磨削到底面(如火花或声音判定)，此时的进给量即为标准的磨削进给量f0。将测量仪表调至零点(若S0有小量误差，仪表调零也做相应变动)。以后，磨削其他零件时，若该待磨削工件的实测槽高Li比标准件的槽高L0高(或低)了bi＝fi(如图所示)，控制系统就会自动适应Li的变化，使进给量自动变为A+f0-bi(或A+f0+bi)，从而保证了实际磨削加工深度S的准确性。
权利要求1.内孔端面磨削深度适应控制装置，其特征是在设置于被磨削工件(5)附近的该测量控制装置中，有一装在工件架上的轴销(9)，其上装有一个可绕轴销在工件任一径向截面内(9)摆动的测杆(8)，相应还设有可对测杆(8)施以测量力的弹性机构(10)和可使测杆处于非测量位的第二施力机构(15)，在测杆(8)摆动平面内的适当部位并设有用于限制测杆(8)摆动幅度的限位结构(13)，在测杆(8)靠工件的侧量端部设有能伸入工件外圆柱表面的定位环槽(19)内、并与工件内凹端面深度设计基准面(4)相靠贴的测量触点(7)，在测杆(8)附近的适当部位还设有用于测量工件(5)的定位槽定位面(4)至底面尺寸的位移传感装置(17)及相应的测量仪器(18)，由测量仪器(18)处理后的测量信号送至磨床砂轮的进给控制系统，用于控制磨床砂轮(6)的进给深度。
2.如权利要求1所述的内孔端面磨削深度适应控制装置，其特征是所说的位移传感装置(17)设置在与测量触点(7)所在端相对的测杆(8)的另一端部。
3.如权利要求1所述的内孔端面磨削深度适应控制装置，其特征是所说的可使测杆处于非测量位的第二施力机构(15)为电磁结构。
4.如权利要求3所述的内孔端面磨削深度适应控制装置，其特征是所说的电磁结构设置在与工件设计基准面(4)同侧方向的位置，所说的弹性结构(10)为在与电磁结构相对设置的拉簧结构。
5.如权利要求1所述的内孔端面磨削深度适应控制装置，其特征是所说的测杆(8)靠工件侧的端部为尖劈形结构。
6.如权利要求1所述的内孔端面磨削深度适应控制装置，其特征是所说的位移传感装置(17)为接触式位移传感装置。
7.如权利要求1所述的内孔端面磨削深度适应控制装置，其特征是所说的位移传感装置(17)为非接触式位移传感装置。
8.如权利要求7所述的内孔端面磨削深度适应控制装置，其特征是所说的位移传感装置(17)为电感测量装置、气动测量装置、电容测量装置或激光测量装置中的一种。
9.如权利要求1所述的内孔端面磨削深度适应控制装置，其特征是在与所说的位移传感装置(17)相对应的测杆(8)部位处设置有测量块(16)。
10.如权利要求1至9之一所述的内孔端面磨削深度适应控制装置，其特征是所说的测杆(8)为非导磁性材料结构体，可使测杆处于非测量位的第二施力机构(15)为电磁结构，测杆(8)上在与电磁结构(15)相对应的部位处设置有导磁块(14)。
专利摘要内孔端面磨削深度适应控制装置，设置于被磨削工件附近。其中有一装在工件架上的轴销，其上装有一个可绕轴销摆动的测杆，相应还设有可对测杆施以测量力的弹性机构和可使测杆处于非测量位的第二施力机构，在测杆摆动平面内并设有用于限制测杆摆动幅度的限位结构。在测杆靠工件的侧量端部设有能伸入工件外圆柱表面的定位环槽内并与工件内凹端面深度设计基准面相靠贴的测量触点；在测杆附近的适当部位还设有用于测量工件定位槽定位面至底面尺寸的位移传感装置及相应的测量仪器。由测量仪器处理后的测量信号送至磨床砂轮的进给控制系统，从而可实现能根据槽高尺寸的变化使工件内凹端面的磨削深度达到设计标准深度的适应控制。
文档编号B24B49/04GK2652599SQ20032011461
公开日2004年11月3日 申请日期2003年11月14日 优先权日2003年11月14日
发明者孙锡炎 申请人:孙锡炎