CN111843814A - 一种内孔自动珩磨机及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种内孔自动珩磨机及方法，珩磨棒上均加工两条阿基米德螺旋线，分粗珩磨和精珩磨二挡。珩磨棒在珩磨过程中，珩磨棒始终不离开轴瓦的孔。通过气缸的上下往复运动带动减速电机上下运动，从而带动万向节和珩磨棒上下运动，同时通过减速电机的旋转，最终达到珩磨棒在被珩磨件的内孔中运动。珩磨出的油静压轴瓦孔精度能达到的指标如下：圆度≤0.5u，圆柱度≤1u，表面粗糙度Ra≤0.1，完全达到了高速油静压轴瓦孔的精度要求。使油静压主轴旋转精度≤1u，旋转转速能达到24000转/分，承载刚度比同体积的滚动轴承主轴高300％以上。

Description

一种内孔自动珩磨机及方法

技术领域

本发明属于自动珩磨技术领域，涉及一种内孔自动珩磨机及方法。

背景技术

珩磨与研磨加工最早起源于20世纪初期,主要应用于汽车及内燃机汽缸的内孔加工,效果良好，所以一直沿用到至今。但随着技术的发展，对一些更重要的零件，如油静压主轴系统中的轴瓦，传统的珩磨技术就显得无能为力，因为它无法达到轴瓦所需的精度要求。

油静压轴承以精度高、刚度大、寿命长、吸振抗震性能好，并可多年连续使用而不需维护等优点而著称。内孔自动珩磨过程中，珩磨棒上带有阿基米德螺旋线，珩磨棒无论是往复直线运动还是旋转运动，其运动速度是有规律变化的。但目前市场上高精度的设备使用油静压轴承的不多，其主要原因是轴瓦的孔加工很难达到精度要求。使用传统的珩磨技术有时10个轴瓦零件甚至挑不出1个合格品，轴瓦内孔精度是主要问题。

内孔自动珩磨技术，包括如何实现被珩磨件的内孔自动珩磨结构及珩磨精度。珩磨机原理并不复杂,旋转系统负责带动珩磨棒面对工件原孔表面进行回转、往复和运动，在大量的切削液中实行以面接触切削的加工方法，主轴转速一般在100-300转/分，最终在被珩磨件的内壁形成交叉网纹的纹路。

目前珩磨机在市场上应用虽然广泛，比如发动机缸孔的珩磨加工、长管的内孔珩磨等。精珩磨后孔的圆度能达到2.5um，圆柱度能达到3um，表面粗糙度能达到Ra0.2等，但对于高转速，大承载力的油静压主轴系统来说，还远远达不到轴瓦孔的精度要求。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种内孔自动珩磨机及方法。

本发明采用的技术文案如下：

一种内孔自动珩磨机，包括机架1、气缸2、移动板3、电机拉杆4、直线轴承5、固定板6、减速电机7、电机固定板8、万向节9、珩磨棒10、入口引导座11、轴瓦12、瓦座13、上压板14、瓦座拉杆15、下压板16，瓦座调整杆17，防护箱18，底盘19，固定板调整杆20，底板21。机架1的下端与底板21连接，底板21与底盘19连接，机架1的上端与固定板调整杆20连接，固定板调整杆20与固定板6连接，气缸2本体与固定板6连接，气缸2输出轴端与移动板3连接，移动板3与电机拉杆4连接，拉杆4与电机固定板8连接，固定板8与减速电机7连接，直线轴承5与固定板6连接，减速电机7的输出轴与万向节9连接，万向节9与珩磨棒10连接，底板21与瓦座调整杆17连接，瓦座调整杆17与下压板16连接，将瓦座13放到下压板16上，通过瓦座拉杆15和上压板14将瓦座13固定，轴瓦12镶嵌在瓦座13的孔中，入口引导座11与轴瓦12连接。

通过气缸2输出轴端的上下运动带动被珩磨棒10在轴瓦12的孔中做上下往复运动。

通过减速电机7的输出轴旋转带动珩磨棒10在轴瓦12的孔中做连续旋转运动。

采用上述的一种内孔自动珩磨机的方法，珩磨棒上均加工两条阿基米德螺旋线，分粗珩磨和精珩磨二挡。粗珩磨时珩磨棒上的阿基米德螺旋线的螺距为40-50毫米，使用研磨膏1500-2000目，精珩磨时珩磨棒上的阿基米德螺旋线的螺距为15-20毫米，使用研磨膏3000目及以上，研磨后孔的圆度≤0.5u，圆柱度≤1u，粗糙度Ra≤0.1。粗珩磨时减速电机的转速在100—150转/分变化，精珩磨时减速电机的转速在250—300转/分变化。

珩磨棒10在珩磨过程中，珩磨棒始终不离开轴瓦12的孔，参考附图3和附图4所示。

珩磨前，保证粗珩磨棒的圆度≤0.5u，圆柱度≤1u，粗糙度Ra≤0.4，与被珩磨件轴瓦12的孔间隙为10-15u；精珩磨棒的圆度≤0.3u，圆柱度≤0.5u，粗糙度Ra≤0.2，与被珩磨件轴瓦12的孔间隙为7-10u；同时要保证被珩磨件轴瓦孔通过磨床磨削后的精度为：圆度≤3u，圆柱度≤3u，粗糙度Ra≤0.4。

通过气缸的上下往复运动带动减速电机上下运动，从而带动万向节和珩磨棒上下运动，同时通过减速电机的旋转，最终达到珩磨棒在被珩磨件的内孔中旋转加往复运动，此运动轨迹与传统珩磨机的运动轨迹一样的。

本发明珩磨出的油静压轴瓦孔精度能达到的指标如下：圆度≤0.5u，圆柱度≤1u，表面粗糙度Ra≤0.1，完全达到了高速油静压轴瓦孔的精度要求。使油静压主轴旋转精度≤1u，旋转转速能达到24000转/分，承载刚度比同体积的滚动轴承主轴高300％以上。

附图说明

附图1是内孔自动珩磨机结构示意图。

附图2是珩磨棒放大图。

附图3是珩磨棒向下极限距离。

附图4是珩磨棒向上极限距离。

具体实施方式

本发明实施例，轴瓦采用HPB59-1：洛氏硬度HRC≈10—13；而磨棒材料：GR15，淬火洛氏硬度HRC≈60左右。内孔最大速度220mm，其圆度4-5um。

减速电机7：减速电机7与电机固定板8连接，电机固定板8与电机拉杆4连接，电机拉杆4与移动板3连接，移动板3与气缸2的输出轴连接，气缸2本体与固定板6连接，固定板6与固定板调整杆20连接，固定板调整杆20与机架1连接。减速电机7的输出轴与万向节9连接，万向节9与珩磨棒10连接。通过气缸2的输出轴的上下运动，带动减速电机7上下移动，因为减速电机7通过万向节9与珩磨棒10连接，所以带动珩磨棒上下移动，同时通过减速电机的输出轴旋转，带动珩磨棒旋转，完成珩磨棒在轴瓦12的孔中做上下和旋转复合运动。减速电机7和气缸2都由PLC控制、可任意控制减速电机在运行过程中的转速及气缸输出轴的快慢，通过控制减速电机转速及气缸输出轴的快慢变化，达到较佳的珩磨效果，见附图1。

珩磨棒10：珩磨棒10是珩磨轴瓦12内孔精度的核心，珩磨棒与万向节9连接，万向节共有3个串联在一起，在静止状态下，珩磨棒在地心引力的作用下，自由垂直向下。在珩磨的过程中，珩磨棒10要始终不离开轴瓦12的孔，见附图3和附图4所示。珩磨棒上有加工的阿基米德螺旋线，根据粗珩磨及精珩磨的不同，阿基米德螺旋线的螺距是不一样的，见附图2。

轴瓦12：轴瓦12与瓦座13连接，底板21与瓦座调整杆17连接，瓦座调整杆17与下压板16连接，将瓦座13放到下压板16上，入口引导座11与轴瓦12连接。通过入口引导座11孔的引导作用最终将珩磨棒插入轴瓦12孔中，然后通过瓦座拉杆15和上压板14将瓦座13固定。

Claims (2)

1.一种内孔自动珩磨机，其特征在于，包括机架1、气缸2、移动板3、电机拉杆4、直线轴承5、固定板6、减速电机7、电机固定板8、万向节9、珩磨棒10、入口引导座11、轴瓦12、瓦座13、上压板14、瓦座拉杆15、下压板16，瓦座调整杆17，防护箱18，底盘19，固定板调整杆20，底板21；机架1的下端与底板21连接，底板21与底盘19连接，机架1的上端与固定板调整杆20连接，固定板调整杆20与固定板6连接，气缸2本体与固定板6连接，气缸2输出轴端与移动板3连接，移动板3与电机拉杆4连接，拉杆4与电机固定板8连接，固定板8与减速电机7连接，直线轴承5与固定板6连接，减速电机7的输出轴与万向节9连接，万向节9与珩磨棒10连接，底板21与瓦座调整杆17连接，瓦座调整杆17与下压板16连接，将瓦座13放到下压板16上，通过瓦座拉杆15和上压板14将瓦座13固定，轴瓦12镶嵌在瓦座13的孔中，入口引导座11与轴瓦12连接；通过气缸2输出轴端的上下运动带动被珩磨棒10在轴瓦12的孔中做上下往复运动；通过减速电机7的输出轴旋转带动珩磨棒10在轴瓦12的孔中做连续旋转运动。

2.采用权利要求1所述一种内孔自动珩磨机的方法，其特征在于，珩磨棒上均加工两条阿基米德螺旋线，分粗珩磨和精珩磨二挡；粗珩磨时珩磨棒上的阿基米德螺旋线的螺距为40-50毫米，使用研磨膏1500-2000目，精珩磨时珩磨棒上的阿基米德螺旋线的螺距为15-20毫米，使用研磨膏3000目及以上，研磨后孔的圆度≤0.5u，圆柱度≤1u，粗糙度Ra≤0.1；粗珩磨时减速电机的转速在100—150转/分变化，精珩磨时减速电机的转速在250—300转/分变化；

珩磨棒10在珩磨过程中，珩磨棒始终不离开轴瓦12的孔；

珩磨前，保证粗珩磨棒的圆度≤0.5u，圆柱度≤1u，粗糙度Ra≤0.4，与被珩磨件轴瓦12的孔间隙为10-15u；精珩磨棒的圆度≤0.3u，圆柱度≤0.5u，粗糙度Ra≤0.2，与被珩磨件轴瓦12的孔间隙为7-10u；同时要保证被珩磨件轴瓦孔通过磨床磨削后的精度为：圆度≤3u，圆柱度≤3u，粗糙度Ra≤0.4。

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