[发明专利]立式超声外圆珩磨装置

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种珩磨装置，特别是涉及一种立式超声外圆珩磨装置。

背景技术

现代工业的自动控制系统中，对于电液伺服阀、液压阀、叶片调节器等的可靠性要求越来越高，而且对阀芯与阀套表面形貌也有较高的要求。目前对于这类零件主要通过磨削等加工工艺来完成，而简单的磨削加工已经不能满足工业发展的需求，在磨削中添加超声振动可以大幅提高被加工件的加工表面质量。超声振动珩磨是超声振动切削在珩磨中的应用，具有珩磨力小、珩磨温度低、已加工表面质量和加工精度高等优点，可以解决普通珩磨过程中油石易堵塞、珩磨效率低等问题。

根据外圆精密加工的实际需求，将超声振动应用于外圆珩磨加工中，不仅能对工件表面进行精整加工，而且还能在工件表面形成交叉网纹，这对于阀芯快速滑动时有良好的储油效果，保持良好的润滑性能，以提高可靠性与耐磨性。

现在文献以及实际应用的超声珩磨装置，其结构大致有两种情况，如专利申请号为201020672721.4、 200620031811.9、 99108124.2 和201210047050.6的专利等超声珩磨装置，其工作过程是将换能器产生的高频振动通过变幅杆将能量聚集后再传递到油石座，使油石磨粒产生超声振动用于加工，这种结构在超声珩磨装置的现有技术中，珩磨装置的结构复杂，更换油石困难，超声能量传动链长，传递过程中能量损失较大，特别是振幅衰减大，不利于工件加工。

另一种是如专利申请号为 201110202887.9的专利，是在油石座上开槽后嵌入换能器，使油石产生纵向振动进而带动油石磨粒振动，这种结构对于油石座加工要求较高，特别是嵌入油石座内的换能器压电晶片无论制造多么精准，在产生的振动频率与振幅上都会差别，也就是说同一个珩磨头上的油石会产生不同的振动，这对于精密加工来说是致命的缺陷。

还有专利申请号为201120090850.7的专利，是一种由液压控制定心进给的外圆珩磨头，可以对被加工件的外圆表面进行精加工，这种结构珩磨头在加工中是旋转并做轴向往复运动的，而随珩磨头一起运动油石的径向进给由液压来控制，结构较为复杂，相关零件的制造精度要求很高，且更换油石困难。

目前对于外圆珩磨装置的研究和介绍还比较少，如专利号为94228509.3的专利，是针对细长轴外表面进行加工；这种结构适合于大型工件的外圆珩磨，不能实现小型圆柱体的加工且加工精度较低。

发明内容

本发明的立式超声外圆珩磨装置，克服了现有技术存在的不足，提供一种能使油石径向（横向）振动，使超声能量传动链变短，更换油石条快捷的立式珩磨外圆装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

本发明的一种立式超声外圆珩磨装置，包括浮动机构、集流装置和珩磨头体，所述浮动机构内中心处设通孔，在所述通孔内设置有顶杆，所述浮动机构包括设置在顶杆外侧的固定环，所述浮动机构内设置有滑动套，所述滑动套位于所述固定环的外侧且所述滑动套与固定环之间安装有直线轴承，所述滑动套外侧设置有上拉弹簧，所述上拉弹簧的一端固定在浮动机构上，所述上拉弹簧的另一端连接有固定套，所述固定套固定在滑动套底部；

所述珩磨头体包括珩磨头内体和位于所述珩磨头内体外侧的珩磨头外体，所述珩磨头内体与所述滑动套底端连接，所述珩磨头外体与所述浮动机构底端连接；

所述珩磨头外体内底部与所述珩磨头内体外底部之间设有环楔套，所述环楔套内嵌装有压电晶片组，所述珩磨头内体下部的内壁上均匀固定有多个油石座，单个所述油石座均固定有油石条。

所述油石座上设顶脚，所述珩磨头内体上设置有与所述顶脚相匹配的槽孔，所述油石座的顶脚置于所述槽孔内，所述油石座两侧均设置有开口凹槽，所述油石座上环绕有环形弹簧，所述环形弹簧绕过所述开口凹槽并穿过珩磨头内体呈S型绕法将所述油石座绑靠在所述珩磨头内体壁上。

所述油石座与油石座之间设置有导向块。

所述压电晶片组整体呈喇叭状。

所述环楔套通过密封粘圈固定在珩磨头外体内部。

与现有技术相比本发明的有益效果为：

一、本发明结构简单，传递效率高；与已有的外圆超声珩磨装置相比，本装置所能达到的加工精度明显提高，特别适于小型圆柱体外表面的精加工（如伺服阀的阀芯等），而且可以用于机械中批量加工。

二、本发明是基于功率超声珩磨的基础上提出的外圆超声珩磨装置，可以对各种不同材料的外圆表面进行精密和超精密加工，对机械产业起到了积极的推动作用，具有广阔的应用前景。