CN116408721A - 多环面弹性研磨工装及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多环面弹性研磨工装及其使用方法，包括：压杆、套盖、环形研磨头以及弹性装置；所述压杆与所述套盖紧固连接，且二者相对设置的一侧端面设置有相互匹配的多个同心环的形凹槽；多个所述环形研磨头分别嵌设在所述套盖的环形凹槽内，且延伸至所述套盖的外侧；多个所述弹性装置分别放置在所述压杆的环形凹槽内，两端分别抵紧所述压杆的环形凹槽底部、所述环形研磨头。本发明通过压杆和套盖配合安装多个环形研磨头，并通过弹性装置弹性推出环形研磨头，有助于消除不同环面的高度误差，使得研磨工装与环面紧密贴合，从而环形研磨头能够对零件的多个环面同时进行研磨，有助于提高研磨的效率和精确度。

Description

多环面弹性研磨工装及其使用方法

技术领域

本发明涉及航天机械加工制造领域，具体地，涉及一种多环面弹性研磨工装及其使用方法。

背景技术

研磨是利用涂覆或者压嵌在研具上的磨料颗粒，通过研具与工件在一定压力下的相对运动对加工表面进行的精整加工；磨料如同无数刀刃，对被加工面进行微量的切削。加工精度可达IT1～IT5，表面粗糙度Ra0.01～0.63。

在工程实际中，零件往往有多个环面，而且由于尺寸精度要求高需要对每个环面进行研磨加工，传统的方式使用多个环形研具依次对环面进行研磨，加工效率较低。如果在一个研具上做出多环面的形状进行研磨，会产生加工问题：零件的多环面制造方式一般为车加工或者铣加工，由于机床、刀具、夹具的误差，不同的环面间的深度会有微量的差异，约0.01～0.05，且环面之间会有微量的倾斜，如果使用整体研具进行加工，会造成在某一圈研磨不到的问题。

发明人认为在现有技术中，喷注芯体是典型的多环面零件，根据不同的发动机推力要求，不同型号的环面的大小直径不同，环面为车加工而成，环面与环面之间会存在高度误差，如果采用多个工装逐一研磨，加工效率低；如果采用一个多环面的整体研具，会造成某几个面研磨不到，而且采用整体研具时由于环面高度误差导致某一面有间隙无法研磨到。因此，需要提供一种可以同时对零件的多个环面同时进行研磨，并且能够消除不同环面的高度误差，使得研磨工装与环面紧密贴合，达到高效研磨的效果的多环面弹性研磨工装及其使用方法。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种多环面弹性研磨工装及其使用方法。

根据本发明提供的一种多环面弹性研磨工装,包括：压杆、套盖、环形研磨头以及弹性装置；所述压杆与所述套盖紧固连接，且二者相对设置的一侧端面设置有相互匹配的多个同心的环形凹槽；多个所述环形研磨头分别嵌设在所述套盖的环形凹槽内，且延伸至所述套盖的外侧；多个所述弹性装置分别放置在所述压杆的环形凹槽内，两端分别抵紧所述压杆的环形凹槽底部、所述环形研磨头。

优选地，所述压杆、所述套盖以及所述环形研磨头均为回转体零件。

优选地，多个所述弹性装置的弹力大小均保持一致。

优选地，所述压杆包括圆柱段，所述圆柱段远离所述套盖的一侧端面中心向外延伸形成有圆杆，所述圆杆与机床连接。

优选地，所述套盖包括圆盖，所述套盖内设置有退刀槽。

优选地，所述压杆的圆柱段的外侧壁上设置有螺纹，所述套盖与所述压杆连接的内侧壁上设置有相匹配的螺纹，所述压杆与所述套盖通过螺纹配合紧固连接；所述压杆的外侧壁上还安装有外套螺母，所述外套螺母的内侧壁上设置有相匹配的螺纹，所述外套螺母与所述套盖抵紧配合。

优选地，所述环形研磨头包括圆环形研磨头，所述环形研磨头远离所述压杆的一侧设置有多个不连续均布扇形凸起，所述套盖的环形凹槽内对应设置有多个不连续均布扇形通孔，所述扇形凸起穿过所述扇形通孔延伸至所述套盖的外侧；所述扇形凸起与所述扇形通孔之间存在间隙。

优选地，所述环形研磨头靠近所述压杆的一侧设置有环形凹槽，所述弹性装置放置在所述环形研磨头的环形凹槽内，所述环形研磨头的环形凹槽与所述压杆的环形凹槽的直径尺寸一致。

优选地，所述环形研磨头与所述套盖的环形凹槽之间存在间隙。

根据本发明提供的一种多环面弹性研磨工装的使用方法，采用上一所述的多环面弹性研磨工装，包括手工研磨、机床研磨；

所述手工研磨包括如下步骤：将所述多环面弹性研磨工装装夹在可以回转的设备上面夹紧，在零件研磨面涂研磨砂，手握住所述多环面弹性研磨工装的压杆(1)，将所述环形研磨头与零件的多环面对应，施加压力，进行研磨；

所述机器研磨包括如下步骤：将零件装夹在机床的台面上，涂研磨砂，将所述多环面弹性研磨工装夹持在机床的刀杆上作回转运动，找正零件中心及环面高度，使所述多环面弹性研磨工装缓慢接触到零件环面，再向下一定深度，此深度小于所述环形研磨头伸出的高度，使工装与被研磨面紧密贴合，进行研磨。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明通过压杆和套盖配合安装多个环形研磨头，并通过弹性装置弹性推出环形研磨头，有助于消除不同环面的高度误差，使得研磨工装与环面紧密贴合，从而环形研磨头能够对零件的多个环面同时进行研磨，有助于提高研磨的效率和精确度。

2、本发明通过在环形研磨头上采用扇形凸起，并且扇形凸起与套盖的扇形通孔之间存在间隙，可以保证环形研磨头有一定程度的倾斜，有助于保证其与加工面之间紧密贴合，从而有助于提高研磨的效率和精确度。

3、本发明通过简单的结构，能够批量生产，安装、更换方便，有助于降低使用成本，并且既适用于手动研磨，也适用于机器研磨，可作为刀具被加工中心等设备调取，有助于提高适用范围。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明主要体现多环面弹性研磨工装的整体结构的剖面图；

图2为本发明主要体现压杆的剖面图；

图3为本发明主要体现套盖的剖面图；

图4为本发明主要体现套盖具有扇形通孔的端面的示意图；

图5为本发明主要体现套盖具有环形凹槽的端面的示意图；

图6为本发明主要体现实施例中位于外侧的环形研磨头的剖面图；

图7为本发明主要体现实施例中位于外侧的环形研磨头具有扇形凸起的端面的示意图；

图8为本发明主要体现实施例中位于外侧的环形研磨头具有环形凹槽的端面的示意图；

图9为本发明主要体现实施例中位于中间的环形研磨头的剖面图；

图10为本发明主要体现实施例中位于中间的环形研磨头具有扇形凸起的端面的示意图；

图11为本发明主要体现实施例中位于中间的环形研磨头具有环形凹槽的端面的示意图；

图12为本发明主要体现实施例中位于中心的环形研磨头的剖面图；

图13为本发明主要体现实施例中位于中心的环形研磨头具有扇形凸起的端面的示意图；

图14为本发明主要体现实施例中位于中心的环形研磨头具有环形凹槽的端面的示意图；

图15为本发明主要体现外套螺母的剖面图；

图16为本发明主要体现外套螺母的侧视图；

图17为本发明主要体现多环面弹性研磨工装使用时的整体结构的剖面图；

图18为本发明主要体现待研磨的零件的剖面图；

图19为本发明主要体现待研磨的零件具有环面的端面的示意图；

图20为本发明主要体现现有技术中整体研具与零件配合的剖面图。

图中所示：

压杆1 套盖2 环形研磨头3

弹性装置4 外套螺母5

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1

如图1所示，根据本发明提供的一种多环面弹性研磨工装，包括：压杆1、套盖2、环形研磨头3以及弹性装置4；压杆1与套盖2紧固连接，且二者相对设置的一侧端面设置有相互匹配的多个同心的环形凹槽；多个环形研磨头3分别嵌设在套盖2的环形凹槽内，且延伸至套盖2的外侧；多个弹性装置4分别放置在压杆1的环形凹槽内，两端分别抵紧压杆1的环形凹槽底部、环形研磨头3。

压杆1与套盖2旋和时相对的面均设置有环形凹槽，环形凹槽中放置弹性装置4与环形研磨头3；环形研磨头3嵌在套盖2的环形凹槽内，并从套盖2端面伸出；弹性装置4一头抵在压杆1的环形凹槽内，一头抵在环形研磨头3上，从而形成弹性研磨的效果。使用后可以同时对零件的多个环面同时进行研磨，通过弹性装置4消除不同环面的高度误差，研磨工装与环面紧密贴合，达到高效研磨的效果。本申请使用方便，适用性广，加工成本低。

压杆1、套盖2以及环形研磨头3均为回转体零件。压杆1上设置有多个同心环形凹槽，多个弹性装置4的弹力大小均保持一致，通过弹性装置4顶出环形研磨头3，使得环形研磨头3与零件的环面紧密贴合，从而消除不同环面的高度误差，达到高效研磨的效果。一般的，弹性装置4使用弹簧即可，根据实际使用需求，也可采用其他弹性装置，并与手工研磨施加的力接近。环形研磨头3、弹性装置4以及相对应的压杆1与套盖2的对应结构的数量可以随加工零件的环形面的数量进行改变，环形研磨头3以及相对应的压杆1与套盖2的对应结构的直径尺寸可以随加工零件的环形面的尺寸进行改变。

本申请以使用三个环形研磨头3为例，相对应的，本申请使用3个弹性装置4。

如图2所示，压杆1包括圆柱段，圆柱段远离套盖2的一侧端面中心向外延伸形成有圆杆，圆杆主要起夹持作用，圆杆与机床连接，其直径与一般机床的弹簧夹套规格相匹配，例如直径为16mm。在圆柱段的另一端面上形成有3处环形凹槽，用于放置3个弹性装置4。

如图3-5所示，套盖2包括圆盖，套盖2内设置有退刀槽。

如图6-14所示，环形研磨头3包括圆环形研磨头，环形研磨头3远离压杆1的一侧设置有多个不连续均布扇形凸起，套盖2的环形凹槽内对应设置有多个不连续均布扇形通孔，扇形凸起穿过扇形通孔延伸至套盖2的外侧；扇形凸起与扇形通孔之间存在间隙。扇形凸起的数量、位置与套盖2上的均布扇形通孔相对应，扇形凸起的尺寸略小于扇形通孔尺寸，使得扇形凸起可以在通孔内来回移动。

环形研磨头3靠近压杆1的一侧设置有环形凹槽，弹性装置4放置在环形研磨头3的环形凹槽内，环形研磨头3的环形凹槽与压杆1的环形凹槽的直径尺寸一致。环形研磨头3与套盖2的环形凹槽之间存在间隙，而且环形研磨头3的扇形凸起与套盖2的扇形通孔之间也有间隙，可以保证环形研磨头3有一定程度的倾斜，保证其与加工面之间紧密贴合。

3个环形研磨头3同心设置，位于中心的环形研磨头3的尺寸较小，可以只设置两个扇形凸起，位于中间和外侧的环形研磨头3的尺寸较大，可以设置三个扇形凸起，此处的扇形凸起的数量，可根据实际使用情况调整，扇形凸起的宽度也可根据实际使用情况调整，同时，套盖2上的扇形通孔也要对应做出调整，满足使用需求。

如图15和16所示，压杆1的圆柱段的外侧壁上设置有螺纹，套盖2与压杆1连接的内侧壁上设置有相匹配的螺纹，压杆1与套盖2通过螺纹配合紧固连接；压杆1的外侧壁上还安装有外套螺母5，外套螺母5的内侧壁上设置有相匹配的螺纹，外套螺母5与套盖2抵紧配合。压杆1与套盖2通过螺纹连接，再通过外套螺母5进行紧固，外套螺母5的外圆面上设置有滚花或者六角，方便拧紧。

本实施例中，套盖2靠近压杆1的一侧设置有3个环形凹槽，且套盖2的环形凹槽的宽度略大于环形研磨头3的外径尺寸。套盖2的3个环形凹槽内开设有8个不连续均布扇形通孔，其位置、尺寸与环形研磨头3的8个扇形凸起相匹配。

本申请的多环面弹性研磨工装的安装方法如下：首先将3个环形研磨头3安装在套盖2的环形凹槽内，并将扇形凸起从套盖2端面的扇形通孔中伸出；接着将3个弹性装置4放置在压杆1的环形凹槽内，将套盖2套在压杆1上，并注意此时弹性装置4的另一侧应在环形研磨头3的环形凹槽内，作相对旋转拧上螺纹，最后将外套螺母5拧在压杆1上，将套盖2锁紧。

本申请可以同时对零件的多个环面进行研磨，加工效率高。环形研磨头3可以批量生产，更换方便，使用成本低。零件适用性广，不仅适用于典型零件喷注芯体，对于任意有多个环面研磨的零件，如多个内孔台阶面，多个外圆台阶面的零件，只需改变工装环形研磨头3的位置与数量亦适用。

实施例2

如图17-20所示，根据本发明提供的一种多环面弹性研磨工装的使用方法，采用实施例1所述的多环面弹性研磨工装，包括手工研磨、机床研磨。

现有技术中喷注芯体是典型的多环面零件，环面与环面之间会存在高度误差，如果采用一个多环面的整体研具，会造成某几个面研磨不到，而且采用整体研具时由于环面高度误差导致某一面有间隙无法研磨到。而本申请中，可以同时对零件的多个环面进行研磨，加工效率高，并且通过弹性装置4消除不同环面的高度误差，研磨工装与环面紧密贴合，达到高效研磨的效果。

手工研磨包括如下步骤：将多环面弹性研磨工装装夹在可以回转的设备上面夹紧，在零件研磨面涂研磨砂，手握住多环面弹性研磨工装的压杆1，将环形研磨头3与零件的多环面对应，施加压力，进行研磨。

机器研磨包括如下步骤：使用立式研磨机研磨，将零件装夹在机床的台面上，涂研磨砂，将多环面弹性研磨工装的圆杆夹持在机床的刀杆主轴上作回转运动，找正零件中心及环面高度，编程使多环面弹性研磨工装缓慢接触到零件环面，再向下一定深度，此深度小于环形研磨头3的扇形凸起的高度，使工装与被研磨面紧密贴合，进行研磨。

本申请既适用于手动研磨，也适用于机器研磨，可作为刀具被加工中心等设备调取，适用性广，可以同时对零件的多个环面进行研磨，加工效率高。

工作原理

压杆1与套盖2通过螺纹连接，通过外套螺母5紧固；压杆1与套盖2旋和时相对的面均有环形凹槽，环形凹槽中放置弹性装置4与环形研磨头3；环形研磨头3嵌在套盖2的环形凹槽内，并从套盖2端面的均布扇形通孔中伸出扇形凸起；弹性装置4一头抵在压杆1的凹槽内，一头抵在环形研磨头3的凹槽内，从而形成弹性研磨的效果。手工研磨时，将多环面弹性研磨工装装夹在可以回转的设备上面夹紧，在零件研磨面涂研磨砂，手握住压杆1，将环形研磨头3与零件的多环面对应，施加压力，进行研磨。使用立式研磨机研磨时，将零件装夹在机床的台面上，涂研磨砂，将多环面弹性研磨工装的圆杆夹持在机床的刀杆主轴上作回转运动，找正零件中心及环面高度，编程使多环面弹性研磨工装缓慢接触到零件环面，再向下一定深度，此深度小于环形研磨头3的扇形凸起的高度，使工装与被研磨面紧密贴合，进行研磨。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种多环面弹性研磨工装，其特征在于，包括：压杆(1)、套盖(2)、环形研磨头(3)以及弹性装置(4)；

所述压杆(1)与所述套盖(2)紧固连接，且二者相对设置的一侧端面设置有相互匹配的多个同心的环形凹槽；

多个所述环形研磨头(3)分别嵌设在所述套盖(2)的环形凹槽内，且延伸至所述套盖(2)的外侧；

多个所述弹性装置(4)分别放置在所述压杆(1)的环形凹槽内，两端分别抵紧所述压杆(1)的环形凹槽底部、所述环形研磨头(3)。

2.如权利要求1所述的多环面弹性研磨工装，其特征在于，所述压杆(1)、所述套盖(2)以及所述环形研磨头(3)均为回转体零件。

3.如权利要求1所述的多环面弹性研磨工装，其特征在于，多个所述弹性装置(4)的弹力大小均保持一致。

4.如权利要求1所述的多环面弹性研磨工装，其特征在于，所述压杆(1)包括圆柱段，所述圆柱段远离所述套盖(2)的一侧端面中心向外延伸形成有圆杆，所述圆杆与机床连接。

5.如权利要求1所述的多环面弹性研磨工装，其特征在于，所述套盖(2)包括圆盖，所述套盖(2)内设置有退刀槽。

6.如权利要求1所述的多环面弹性研磨工装，其特征在于，所述压杆(1)的圆柱段的外侧壁上设置有螺纹，所述套盖(2)与所述压杆(1)连接的内侧壁上设置有相匹配的螺纹，所述压杆(1)与所述套盖(2)通过螺纹配合紧固连接；

所述压杆(1)的外侧壁上还安装有外套螺母(5)，所述外套螺母(5)的内侧壁上设置有相匹配的螺纹，所述外套螺母(5)与所述套盖(2)抵紧配合。

7.如权利要求1所述的多环面弹性研磨工装，其特征在于，所述环形研磨头(3)包括圆环形研磨头，所述环形研磨头(3)远离所述压杆(1)的一侧设置有多个不连续均布扇形凸起，所述套盖(2)的环形凹槽内对应设置有多个不连续均布扇形通孔，所述扇形凸起穿过所述扇形通孔延伸至所述套盖(2)的外侧；

所述扇形凸起与所述扇形通孔之间存在间隙。

8.如权利要求1所述的多环面弹性研磨工装，其特征在于，所述环形研磨头(3)靠近所述压杆(1)的一侧设置有环形凹槽，所述弹性装置(4)放置在所述环形研磨头(3)的环形凹槽内，所述环形研磨头(3)的环形凹槽与所述压杆(1)的环形凹槽的直径尺寸一致。

9.如权利要求1所述的多环面弹性研磨工装，其特征在于，所述环形研磨头(3)与所述套盖(2)的环形凹槽之间存在间隙。

10.一种多环面弹性研磨工装的使用方法，其特征在于，采用如权利要求1-9任一所述的多环面弹性研磨工装，包括手工研磨、机床研磨；

所述手工研磨包括如下步骤：将所述多环面弹性研磨工装装夹在可以回转的设备上面夹紧，在零件研磨面涂研磨砂，手握住所述多环面弹性研磨工装的压杆(1)，将所述环形研磨头(3)与零件的多环面对应，施加压力，进行研磨；

所述机器研磨包括如下步骤：将零件装夹在机床的台面上，涂研磨砂，将所述多环面弹性研磨工装夹持在机床的刀杆上作回转运动，找正零件中心及环面高度，使所述多环面弹性研磨工装缓慢接触到零件环面，再向下一定深度，此深度小于所述环形研磨头(3)伸出的高度，使工装与被研磨面紧密贴合，进行研磨。

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