[实用新型]一种可控磨削力浮动光整加工磨头

说明书

技术领域

本实用新型为一种可控磨削力的浮动光整加工磨头装置，适用于精密磨削、研磨和抛光等不同光整加工工艺，涉及复杂型面零件光整加工的技术领域。

背景技术

光整加工是提高被加工零件对象表面质量，提高工作可靠性和工作寿命的一种加工工艺，可使零件表面粗糙度达到微米、亚微米甚至纳米精度等级水平。光整加工有精密磨削、研磨、抛光等传统机械光整工艺，也有近年来发展起来的如超声波、电子束、激光束、电化学、磁流体等非传统光整工艺技术。由于目前一些非传统工艺技术还较难精确控制零件的几何精度以及受条件因素影响还难以保证其工作稳定性。因而，在目前甚至未来一段时间内，复杂型面零件的光整加工还是以传统机械式光整加工工艺为主。

无论是研磨还是抛光等这些传统机械式光整加工工艺，除了要求能够对加工对象有正确的位置定位之外，还要求光整加工工具在各个加工点上能够施加恒定的接触力。由于较难同时满足上述两个要求，因此目前对一些如模具型腔、涡轮机叶片等复杂型面零件的光整加工大多还是由熟练工人凭借自身的技能和经验进行手工操作，其劳动工作量大，生产周期长。如模具型腔的研磨和抛光工作量往往占整个模具加工工作量的30%~80%，而且工作环境恶劣，表面质量稳定性难以保证。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的不足，提出了一种可控磨削力的浮动光整加工磨头，该磨头能够应用不同的光整加工工具，自动完成复杂型面零件的精密磨削、研磨、抛光等不同光整加工工艺。

本实用新型的技术方案是：包括磨头本体，浮动连接在磨头本体前端的磨削工具头、设置在磨头本体后端的驱动机构、以及磨削压力控制元件组成，所述磨头本体内设有一个通压缩空气的压力腔，满足如下平衡条件：

 F_p=F_m-F_g

式中F_p为系统压力（压缩空气提供）；F_m为磨削力； F_g为重力以及各运动部件之间产生的摩擦力；

其中F_p由磨削压力控制元件控制其大小，磨削压力控制元件为压力调节器，压力调节器可选用电气比例阀或可调式气体压力阀以控制F_p大小。

所述磨头本体由滚动花键轴、花键套、磨头外壳、连接底座、补偿弹簧和端盖组成：滚动花键套固设于磨头外壳内，滚动花键轴可移动设置在花键套内；连接底座的一端为通过螺栓与滚动花键套和磨头外壳固联的接合面，另一端为与驱动机构连接的直柄或锥柄，连接底座内部设有一个与滚动花键轴端部轴颈相滑动配合的孔腔，该孔腔有与外部压缩空气相通的通道；

在上述基础上，本实用新型进一步的可在磨头本体内设补偿弹簧，补偿弹簧穿设在端盖与滚动花键轴肩间的滚动花键阶梯轴上[w1] ，磨削压力控制元件为压力调节器，压力调节器可选用电气比例阀或可调式气体压力阀以控制F_p大小。

所述驱动机构包括与磨头本体相连的连接头和中空结构的高速旋转驱动的电主轴，电主轴尾部设置有与外部压缩空气输入管相连接的旋转接头。

光整磨削工具头由盘形光整磨削工具和轴柄组成，磨削工具与轴柄为铰接连接，轴柄通过弹簧夹头固联在磨头本体的花键轴中心轴孔内。

本实用新型的优点是：本实用新型通过压缩空气、补偿弹簧、压力控制调节元件所构建的可控磨削力浮动光整磨头，通过不同光整加工工具的选用，可完成精密磨削、研磨、抛光等不同光整加工工艺，能够自动补偿光整加工过程的工具磨损；借助CAD/CAM软件进行光整工具的运动轨迹规划，配套工业机器人或数控机床，可实现对复杂型面的自动光整加工，可大大提高复杂型面光整加工效率和加工质量，可摆脱当前仅依靠有经验技工手工从事复杂零件型面光整加工的被动局面。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型磨削头受力图。

图中1为光整工具、2为端盖、3为滚动花键轴、4为花键套、5为连接刀柄、6为电主轴、7为旋转接头、8为压缩空气输入管道、9为补偿弹簧、10为连接底座。

具体实施方式

本实用新型以最优选例作为例子进行说明，以便更好的了解本实用新型。

本实用新型可控磨削力浮动光整加工磨头，在结构上包括磨头本体、高速旋转驱动电主轴6、压力控制系统以及浮动光整工具1。