專利名稱：旋流式高精拋磨加工設(shè)備及工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明旋流式高精拋磨加工設(shè)備及工藝，屬于機械零件精加工范疇，具體而言是一種對機械零件表面進行高精度拋磨的新設(shè)備及新工藝，主要用于對曲軸、凸輪軸等大型軸類零件的高精度加工。
目前，國內(nèi)外對曲軸、凸輪軸等大型軸類零件的加工多采用專用曲軸磨床進行粗磨、精磨。為了進一步提高軸頸表面，質(zhì)量還必須對軸頸表面再次進行滾壓和拋光。凸輪軸有采用往復(fù)式研磨加工，但這種方法不能適用于有較大曲柄形狀的曲軸加工。
對曲軸軸頸的精加工，有采用陀螺回轉(zhuǎn)方式加工，但是由于這種方式主軸采用了擺動式單軸結(jié)構(gòu)，使加工后零件出現(xiàn)加工部位不勻、有嚴重偏磨現(xiàn)象，較大的影響了連桿軸項的形狀位置精度。而且操作費時，占空間位置大、生產(chǎn)率低。另外該設(shè)備的夾持方式采用彈簧夾頭，其夾緊力小、夾緊剛性差、自鎖性能也差、尤其不能適用于大型軸類零件的加工，例如具有曲柄形狀結(jié)構(gòu)的曲軸。
曲軸是發(fā)動機的主要關(guān)鍵零件，對尺寸精度、位置精度、形狀精度及表面粗糙度均有十分嚴格的要求。但是在完成了最終精磨加工后、在主軸頸、連桿軸頸上仍殘留下明顯的振動波紋、毛刺、R圓角不均等表面缺陷，嚴重影響了曲軸的質(zhì)量，尤其在大批量生產(chǎn)中，有相當?shù)臍埓纹沸柙诜敌?。目前工廠作為補救措施加入一道工序，即以毛氈加研磨膏進行拋光，不僅操作費時、效率低下、而且軸項的表面質(zhì)量提高并不顯著。
本發(fā)明旋流式高精拋磨加工設(shè)備及工藝的目的在于，為解決曲軸、凸輪等大型軸類零件的振動波紋，毛刺、R圓角不均等表面缺陷，有效地提高表面精度、提高表面物理機械性能而提供一種旋流式高精拋磨加工設(shè)備及工藝的技術(shù)方案。
本發(fā)明旋流式高精拋磨加工設(shè)備，主要由主軸箱(1)、滑座(2)、床身(3)、底座(4)、回轉(zhuǎn)盤(5)、磨塊槽罐(6)、夾持裝置(7)組成，其主軸箱(1)上設(shè)有可做正反回轉(zhuǎn)運動的四根主軸，且主軸箱(1)固定于滑座(2)上，滑座(2)安裝于床身(3)的導(dǎo)軌上，并沿導(dǎo)軌實現(xiàn)上、下往復(fù)運動，回轉(zhuǎn)盤(5)安裝在底座(4)上，在回轉(zhuǎn)盤(5)上固定有磨塊槽罐(6)，磨塊槽罐(6)中央固定有隔離柱(8)，磨塊槽罐(6)隨回轉(zhuǎn)盤(5)做正、反回轉(zhuǎn)運動，夾持裝置(7)與主軸相連接，其特征在于在磨塊槽罐(6)的內(nèi)壁與隔離柱(8)的外徑上均設(shè)有若干特殊曲線的葉片。附圖
是加工設(shè)備的示意圖。
上述磨塊槽罐(6)為一直徑為1000～1200mm的圓柱形圓底槽罐，其高度為550～650mm。隔離柱(8)直徑約為180～200mm。
在磨塊槽罐(6)內(nèi)壁與隔離柱(8)外徑上所設(shè)置特殊曲線的葉片，其形狀類似于螺旋漿，其葉片位置按照90°設(shè)置。
夾持裝置(7)采用細牙螺紋聯(lián)接，由鎖緊螺母鎖緊，其尺寸要根據(jù)所加工零件尺寸而專門設(shè)計。
本發(fā)明旋流式高精拋磨加工工藝方法第一、將被加工零件由夾持裝置(7)固定于主軸箱(1)的四根主軸上。第二、在磨塊槽罐(6)內(nèi)裝入如下介質(zhì)[1]φ5球白剛玉研磨塊，粒度為230～250＃，裝入高度450～500mm，重量約430～450kg，[2]注入凈水，以淹沒磨塊，并高出磨塊約15～25mm，[3]裝入磨劑LC-10，約2～4kg。第三、接通電源，操縱按鈕使主軸箱(1)下移，使四根主軸與新夾持的被加工零件垂直插入磨塊之中，并以250轉(zhuǎn)/分順時針轉(zhuǎn)動，同時磨塊槽罐(6)以20轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速逆時針轉(zhuǎn)動，加工時間4～6分鐘即可。
最佳實施例例1按照磨塊槽罐(6)的直徑為1000mm，高度為600mm，隔離柱(8)直徑200mm設(shè)計，夾持裝置(7)采用細芽螺紋聯(lián)接，由鎖緊螺母鎖緊，特殊曲線的葉片按90°設(shè)置在磨塊槽罐(6)的內(nèi)壁與隔離柱(8)外徑上共四片，葉片縱高為450mm。
例2首先取四根發(fā)動機曲軸夾持裝置(7)固定于主軸箱(1)的四根主軸上，第二、在磨塊槽罐(6)內(nèi)裝入介質(zhì)[1]φ5球白剛玉研磨塊粒度240＃，裝入高度500mm，重量約為450kg，[2]注入凈水，以淹沒磨塊，并高出磨塊約20mm，[3]裝入磨劑LC-103kg，第三、接通電源，操縱按鈕使主軸箱(1)下移，使四根主軸與所夾四根曲軸垂直插入磨塊之中，并以250轉(zhuǎn)/分順時針移動，同時磨塊槽罐(6)以20轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速逆時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動5分鐘后，在定時開關(guān)控制下，使曲軸逆時針，磨塊槽罐順時針加工5分鐘，自動仃車，同時主軸箱(1)上升，曲軸離開磨塊槽罐(6)即可。
本發(fā)明旋流式高精磨加工設(shè)備及工藝，在加工狀態(tài)中，磨塊槽罐(6)中的磨塊在回轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力的作用下，均使磨塊產(chǎn)生向外作用力，在靠近槽壁處形成了一條堅實的剛性集積層，呈一環(huán)狀區(qū)域帶，處于這一區(qū)域中的曲軸受到了來自磨塊較強的壓力。具有磨削能力的研磨塊對曲軸軸頸起到了磨削、擠壓、滑擦、拋飾的作用。而曲軸在主軸的帶動下具有較高轉(zhuǎn)速，又及時提供了加工部位及加工路程，從而使曲軸所有的部位得到加工。
更重要的是，本發(fā)明的設(shè)備在磨塊槽罐(6)的內(nèi)壁和隔離粒(8)的外徑上設(shè)置了若干特殊曲線葉片，在加工中使磨塊兼有上下迅速翻滾、強制流動的作用，既可使曲軸加工部位磨拋均勻，又能使磨塊強制流動磨耗均勻，大大提高了加工效率和加工效果。
候馬內(nèi)燃機配件廠是我國生產(chǎn)曲軸、凸輪軸的較大廠家之一。僅195曲軸年產(chǎn)量為12萬件，曲軸在精磨軸頸后均殘留明顯波紋、毛刺、R圓角不均等缺陷。本發(fā)明設(shè)備工藝加工前，測得主軸軸頸表面粗糙度為0.75～0.8;連桿軸頸的表面粗糙度為0.65～0.75，經(jīng)本發(fā)明設(shè)備工藝加工后粗糙度可分別達到0.45和0.42，有效細化表面粗糙度1級，同時使軸頸根部R圓角光滑、均勻，毛刺全部清除。這一設(shè)備和工藝的應(yīng)用成功，給候馬內(nèi)燃機配件廠贏得了極大經(jīng)濟效益，使得高精度曲軸產(chǎn)品強有力地占據(jù)我國的曲軸市場約1/3。
故本發(fā)明旋流式高精拋磨設(shè)備及工藝具有以下優(yōu)點
1、解決了曲軸、凸輪軸等一類大型軸類零件高精度加工的難題。
2、新加工零件R圓角光滑、均勻、連續(xù)，尤其是曲軸主軸軸頸、連桿軸頸的表面粗糙度有效細化達到1級，波紋完全消失、毛刺全部清除，而且對新加工零件各處的尺寸精度、位置精度、形狀精度均無影響，同時對加工零件表面的物理機械性能和使用壽命大大提高。
3、生產(chǎn)效率提高4倍、成本低，而且可廣泛應(yīng)用于一切軸類零件的高精拋磨加工。
權(quán)利要求
1.一種旋流式高精拋磨加工設(shè)備，主要由主軸箱(1)、滑座(2)、床身(3)、底座(4)、回轉(zhuǎn)盤(5)、磨塊槽罐(6)、夾持裝置(7)組成，其主軸箱(1)上設(shè)有可做正反回轉(zhuǎn)運動的四根主軸，且主軸箱(1)固定于滑座(2)上，滑座(2)安裝于床身(3)的導(dǎo)軌上，并沿導(dǎo)軌實現(xiàn)上、下往復(fù)運動，回轉(zhuǎn)盤(5)安裝在底座(4)上，在回轉(zhuǎn)盤(5)上固定有磨塊槽罐(6)，磨塊槽罐(6)中央固定有隔離柱(8)，磨塊槽罐(6)隨回轉(zhuǎn)盤(5)做正、反回轉(zhuǎn)運動，夾持裝置(7)與主軸相連接，其特征在于在磨塊槽罐(6)的內(nèi)壁與隔離柱(8)的外徑上均設(shè)有若干特殊曲線形的葉片。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種旋流式高精拋磨加工設(shè)備，其特征在于所述的磨塊槽罐(6)為一直徑為1000～1200mm的圓柱形圓底槽罐，其高度為550～650mm，隔離柱(8)直徑為180～200mm。
3.按照權(quán)利要求1所述的一種旋流式高精拋磨加工設(shè)備，其特征在于，在磨塊槽罐(6)內(nèi)壁與隔離柱(8)外徑上所設(shè)置的特殊曲線的葉片，其形狀類似于螺旋漿，其葉片位置按照90°均布設(shè)置。
4.按照權(quán)利要求1所述的一種旋流式高精拋磨加工設(shè)備，其特征在于所述的夾持裝置(7)采用了細牙螺紋聯(lián)接，由鎖緊螺母鎖緊，其尺寸要根據(jù)所加工零件尺寸而專門設(shè)計。
5.一種與上述旋流式高精拋磨加工設(shè)備所配套的工藝方法，其特征在于，第一、將被加工零件由夾持裝置(7)固定于主軸箱(1)的四根主軸上，第二、在磨塊槽罐(6)內(nèi)裝入如下介質(zhì)[1]φ5球白剛玉研磨塊，粒度為230～250＃，裝入高度450～500mm，重量約430～450kg，[2]注入凈水，以淹沒磨塊，并高出磨塊約15～25mm，[3]裝入磨劑LG-10，約2～4kg，第三、接通電源，操縱按鈕使主軸箱(1)下移，使四根主軸與新夾持的被加工零件垂直插入磨塊之中，并以250轉(zhuǎn)/分順時針轉(zhuǎn)動，同時磨塊槽罐(6)以20轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速逆時針轉(zhuǎn)動，加工時間4～6分鐘即可。
6.按照權(quán)利要求5所述的一種旋流式高精拋磨加工工藝方法，其特征在于磨塊槽罐(6)內(nèi)裝入介質(zhì)的最佳配比為[1]φ5球白剛玉研磨塊粒度240＃，裝入高度500mm，重量約為450kg，[2]注入凈水，以淹沒磨塊，并高出磨塊約20mm，[3]裝入磨劑LG-103kg，加工時間為5分鐘最好。
全文摘要
一種旋流式高精拋磨加工設(shè)備及工藝，主要用于對曲軸、凸輪軸等大型軸類零件的高精度拋磨加工。其設(shè)備主要由主軸箱、滑座、床身、底座、回轉(zhuǎn)盤、磨塊槽罐、夾持裝置組成；其特征在于磨塊槽罐內(nèi)壁和磨塊槽罐中央的隔離柱外徑上設(shè)置有若干特殊曲線的葉片，其工藝方法簡單，效率高，精度高，不但徹底解決了曲軸加工中多年未解決的難關(guān)，而且為我國軸類零件加工創(chuàng)出了一條新的工藝，新的途徑。
文檔編號B24B31/00GK1063068SQ9210031
公開日1992年7月29日 申請日期1992年1月14日 優(yōu)先權(quán)日1992年1月14日
發(fā)明者張銀喜, 王由五, 師恕蘭, 汪鳴錚, 楊世春 申請人:太原工業(yè)大學(xué)