一种浮力式内孔加工装置及加工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械加工技术领域，尤其涉及一种加工装置及加工方法。
【背景技术】
[0002]在对深孔工件进行同轴孔系加工时，由于受到条件限制，机床不能同时完成同轴孔系工件的两个同轴孔的加工。
[0003]现有技术中，一般完成加工一端孔后，翻转，加工另一个孔，两次装夹实现同轴孔的加工。这样的方式，存在累计误差，加工后双向孔的同轴度低，加工精度难以保证。且两次装夹浪费时间，生产效率低，人工劳动强度大，生产成本高。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于，提供一种浮力式内孔加工装置，以解决上述技术问题。
[0005]本发明的另一目的在于，提供一种内孔的加工方法，以解决上述技术问题。
[0006]本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现:
[0007]—种浮力式内孔加工装置，包括一机架，所述机架上设有工件固定装置、磨孔装置，其特征在于，还包括一支撑座，所述支撑座通过一左右移动装置设置在所述机架上，所述支撑座的两端分别固定一个所述磨孔装置，两个所述磨孔装置的磨料端相对设置，分别朝向所述工件固定装置两端；
[0008]所述工件固定装置与所述机架转动连接，所述工件固定装置的转动方向与所述磨孔装置上磨料端的转动方向相反。
[0009]本发明使用时，将工件固定在工件固定装置上，两个磨料端分别朝向工件上需要磨孔的位置。将左右移动装置往左移动时，右侧的磨料端首先对工件进行右侧的内孔加工，左右移动装置继续往左移动，直至工件右侧的内孔加工完成；将左右移动装置接着往右移动，左侧的磨料端对工件进行左侧的内孔加工，两侧的内孔均完成后，左右移动装置回复。从工件固定装置上取下工件即可。上述设计后，对于同轴内孔的加工优点尤其突出，由于左右移动装置只进行左右移动，上下方向不变，加工两侧内孔时，其同轴度、同心度好，无翻转工件二次加工造成的误差。
[0010]另外，在对内孔加工时，由于磨料端的转动方向与工件固定装置的转动方向相反，内孔加工效率高。在磨料端退出工件的同时，还能对内孔内壁进行磨削，实现内孔内壁的光洁度好。
[0011]所述左右移动装置优选采用液体静压线性滑动装置，所述液体静压线性滑动装置包括滑轨和滑槽，所述滑轨与所述滑槽之间设有流体膜，所述流体膜产生静压推力，使所述滑槽通过所述流体膜浮起，在无摩擦状态下顺畅地沿着所述滑轨做线性位移；
[0012]所述滑轨固定在所述机架上，所述滑槽与所述滑轨左右滑动连接，所述滑槽上固定所述支撑座。上述方式的线性滑动装置由于有液体膜的支撑，其负载能力强，稳定度高，具有极低摩擦、高刚性及高阻尼特性，对于支撑座的定位，精度高，可达到次微米级进给。大大提闻了磨孔的精度。
[0013]所述工件固定装置包括一中空的主轴、一轴承、一主轴座，所述主轴通过所述轴承连接所述主轴座，所述主轴座固定在所述机架上；
[0014]工件穿过所述主轴与所述主轴固定连接,所述工件与所述主轴一起转动。
[0015]所述轴承优选采用液体静压轴承，所述主轴在轴承上做旋转。传统的液体静压轴承的主轴与轴承之间由润滑油形成的油膜，以承受载荷，相互无接触，实现无摩擦、工作寿命长、轴承可靠性高等显著优点。现有的液体静压轴承的主轴通常为实心，作为转动部件使用。而本发明利用了主轴的转动,把主轴挖空,形成空心主轴,工件固定在主轴中,根据工件的长度可以设计主轴的长度，工件可以伸出于主轴，也可以固定在主轴中，优选与主轴长度相仿。采用液体静压轴承后，工件在磨孔过程中，工件和主轴低速运行，磨具在高速运转，旋转精度高，承载能力强，进一步保证了磨孔的精度。
[0016]所述磨孔装置的磨料端优选采用优质砂轮，所述砂轮优选采用金刚石砂轮或立方氮化硼砂轮，砂轮的转动方向与工件固定装置的转动方向相反。砂轮具有刚性好、寿命长等优点。在砂轮高速旋转时，与工件固定装置配合转动，有效切削工件，实现振动纹路小，粗糙度小等优点。
[0017]所述砂轮也采用液体静压轴承的固定方式固定在所述支撑座的一端。
[0018]所述工件固定装置通过一前后移动装置与所述机架连接，所述前后移动装置也采用一液体静压线性滑动装置。本发明工作时，砂轮与工件反相转动，在左右移动装置的作用下，砂轮逐一对工件进行磨孔；磨孔完成后，对工件的端面进行磨削，磨削完成后，移动左右移动装置，砂轮退出工件内孔，并靠近对应工件端面，移动前后移动装置，砂轮和工件反相转动下，砂轮对工件端面进行磨削。一面磨好后，再对另一面端面进行磨削。上述设计后，工件端面的平行度好，两端面的一致性好。
[0019]两个所述磨孔装置之间的中部设置所述工件固定装置，且两个所述磨孔装置之间的距离大于工件上需要磨孔方向的长度。
[0020]一种内孔的加工方法，其特征在于，包括如下步骤:
[0021]I)将待加工内孔的工件通过工件固定装置固定在机架上，待加工内孔的长度方向为左右移动装置的移动方向；
[0022]2)左右移动装置移动往左，带动左右移动装置上的支撑座往左移动，进而带动支撑座上的砂轮往左移动，右侧的砂轮对工件的右侧进行磨孔；
[0023]完成右侧磨孔后，左右移动装置移动往右，带动砂轮往右移动，左侧的砂轮对工件的左侧进行磨孔；
[0024]3)左右移动装置恢复初始状态，初始状态优选两个砂轮之间的中部位置固定工件固定装置。
[0025]本发明在步骤3)之前，还可以对工件端面进行磨削加工:
[0026]左右移动装置往左移动，带动砂轮往左移动，左侧砂轮退出工件内孔，停留在工件左侧端面外，前后移动装置往前或往后移动，左侧砂轮朝向工件左侧端面，在砂轮和工件反相转动下，磨削左侧端面，完成左侧端面磨削；
[0027]左右移动装置继续往左移动，带动砂轮往左移动，直到右侧砂轮停留在工件右侧端面外，在砂轮和工件反相转动下，磨削右侧端面；
[0028]前后移动装置往后或往前移动，恢复初始状态。
[0029]本发明的左右移动装置可以先往左移动，也可以先往右移动，对工件左侧或右侧无磨孔先后顺序的限定。但是本发明的加工方法，必须先对两端内孔进行磨削后，再对工件端面进行磨削。这样可以保证两个内孔之间的同轴度、同心度，保证无二次误差。
[0030]本发明不仅可以对同轴内孔进行加工，也可以同时对两个工件上对称的内圆进行加工，此时步骤I)中，将其中一个工件通过工件固定装置固定在机架的左侧，另一个工件通过工件固定装置固定在机架的右侧，左侧工件加工左侧内孔，右侧工件加工右侧内孔。其他步骤与上述方式一致。这样的设计，两个工件的内孔一致性好，且加工效率大大提高。
[0031]有益效果:由于采用上述技术方案，采用本发明的内孔加工装置，制成的工件，具有内孔同轴度好、同心度好、无二次误差、精度高等显著优点。
【附图说明】
[0032]图1为本发明加工装置的一种结构示意图；
[0033]图2为本发明工件固定装置的部分结构示意图。
【具体实施方式】
[0034]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。
[0035]参照图1，一种浮力式内孔加工装置，包括机架1，机架I上设有工件固定装置2、磨孔装置3、支撑座4，支撑座4通过左右移动装置5设置在机架I上，支撑座4的两端分别固定一个磨孔装置3，两个磨孔装置3的磨料端相对设置，分别朝向工件固定装置2两端。工件固定装置2与机架I转动连接，工件固定装置2的转动方向与磨孔装置3上磨料端的转动方向相反。本发明优选两个磨孔装置3之间的中部设置工件固定装置2，且两个磨孔装置3之间的距离大于工件11上需要磨孔方向的长度。
[0036]本发明使用时，将工件11固定在工件固定装置2上，两个磨料端分别朝向工件11上需要磨孔的位置。将左右移动装置5往左移动时，右侧的磨料端首先对工件11进行右侧的内孔加工，左右移动装置5继续往左移动，直至工件11右侧的内孔加工完成；将左右移动装置5接着往右移动，左侧的磨料端对工件11进行左侧的内孔加工，两侧的内孔均完成后，左右移动装置5回复。从工件固定装置2上取下工件11即可。上述设计后，对于同轴内孔的加工优点尤其突出，由于左右移动装置5只进行左右移动，上下方向不变，加工两侧内孔时，其同轴度、同心度好，无翻转工件二次加工造成的误差。另外，在对内孔加工时，由于磨料端的转动方向与工件固定装置2的转动方向相反，内孔加工效率高。在磨料端退出工件的同时，还能对内孔内壁进行磨削，实现内孔内壁的光洁度好。
[0037]左右移动装置5优选采用液体静压线性滑动装置，液体静压线性滑动装置包括滑轨和滑槽，滑轨与滑槽之间设有流体膜，流体膜产生静压推力，使滑槽通过流体膜浮起，在无摩擦状态下顺畅地沿着滑轨做线性位移。滑轨固定在机架I上，滑槽与滑轨左右滑动连接，滑槽上固定