一種異形內(nèi)孔珩磨頭及其構(gòu)造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種內(nèi)孔磨削加工工具，特別是用于異形內(nèi)孔加工的珩磨頭及其構(gòu)造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于部分筒狀類零部件，如工程機(jī)械用高壓油缸、發(fā)動(dòng)機(jī)用缸套等，其內(nèi)孔長(zhǎng)徑比大且內(nèi)孔工作面精度指標(biāo)要求較高，有的還有平臺(tái)網(wǎng)紋的要求，普通加工無法實(shí)現(xiàn)，目前常采用珩磨加工的方式。珩磨加工可以快速精確去除加工余量，保證內(nèi)孔形狀、位置、表面形貌等精度符合圖紙和使用要求。
[0003]現(xiàn)有珩磨加工使用的珩磨頭結(jié)構(gòu)型式較為單一，珩磨工藝也比較成熟。傳統(tǒng)的珩磨頭油石座、油石等沿珩磨頭軸線方向排列，頂緊裝置也為剛性頂緊，只適合于珩磨標(biāo)準(zhǔn)的單一孔徑圓柱形內(nèi)孔，無法珩磨異形內(nèi)孔，如鼓形、波浪形等內(nèi)孔，但這些異形內(nèi)孔類零部件在一些特殊工況用油缸、軍工或機(jī)車用特殊型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)缸套等產(chǎn)品中比較常見。目前這種類型的產(chǎn)品內(nèi)孔只能人工打磨或采用成形砂輪磨削，加工精度差，加工效率低，表面質(zhì)量難以精確控制，而且此類磨削無法加工出平臺(tái)網(wǎng)紋，批量生產(chǎn)難度較大，無法滿足圖紙要求，影響產(chǎn)品使用性能。經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，均未涉及一種能夠珩磨異形內(nèi)孔的磨頭結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)方法，例如“彈性平頂珩珩磨頭”(參見中國(guó)發(fā)明專利，公開號(hào)CN102248475A)涉及一種可同時(shí)實(shí)現(xiàn)精珩和平頂珩磨的珩磨頭，解決的僅是在普通珩磨設(shè)備上難以增加平頂珩磨的問題；“一種珩磨頭”(參見中國(guó)發(fā)明專利，公開號(hào)CN103495926A)涉及一種可以調(diào)節(jié)油石直徑的珩磨頭，僅能實(shí)現(xiàn)不同直徑標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)孔的珩磨；“內(nèi)孔表面珩磨裝置及其使用方法”(參見中國(guó)發(fā)明專利，公開號(hào)CN102049725A)涉及一種可以在普通落地鏜床上珩磨重量大、內(nèi)孔比較深的異形件上的內(nèi)孔表面的珩磨頭；“可調(diào)珩磨頭”(參見中國(guó)發(fā)明專利，公開號(hào)CN101758453A)涉及一種油石條外徑可調(diào)，適應(yīng)不同缸徑的缸套孔加工的珩磨頭；“活塞環(huán)外表面平臺(tái)網(wǎng)紋珩磨技術(shù)”(參見中國(guó)發(fā)明專利，公開號(hào)CN102039552A)涉及一種活塞環(huán)外表面平臺(tái)網(wǎng)紋珩磨技術(shù)，設(shè)計(jì)了一種珩磨外圓的珩磨頭，僅實(shí)現(xiàn)了珩磨圓周外圓的功能。同時(shí)，以上文獻(xiàn)所涉及的珩磨頭一次珩磨只能實(shí)現(xiàn)單一孔徑內(nèi)孔或外圓的珩磨，無法實(shí)現(xiàn)異形內(nèi)孔的珩磨。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種加工精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作成本低、維護(hù)保養(yǎng)方便的可以珩磨異形內(nèi)孔的珩磨頭及其構(gòu)造方法。
[0005]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是:一種異形內(nèi)孔珩磨頭，包括珩磨頭本體、油石座、油石和頂出機(jī)構(gòu);所述珩磨頭本體的外周面上設(shè)有多個(gè)定位槽，每個(gè)定位槽內(nèi)均活動(dòng)設(shè)置有一個(gè)油石座，每個(gè)油石座上均固定有至少一塊油石;所述頂出機(jī)構(gòu)設(shè)置在珩磨頭本體內(nèi)，并能為油石座上下兩端分別提供向外移動(dòng)的力。
[0006]所述油石座包括沿珩磨頭本體軸向方向設(shè)置的定位座和垂直于珩磨頭本體軸向方向設(shè)置的油石槽;所述定位座和油石槽呈十字形相互固定。
[0007]所述油石座的油石槽的上下圍墻截面為圓弧形。
[0008]所述油石的磨削面的橫向截面和縱向截面均為圓弧形。
[0009]所述油石的長(zhǎng)度方向垂直于珩磨頭本體軸線方向。
[0010]所述頂出機(jī)構(gòu)包括漲芯體、上頂銷、彈簧和下頂銷;所述珩磨頭本體中心設(shè)有軸向貫穿的通孔;所述漲芯體設(shè)在珩磨頭本體的通孔內(nèi)；所述漲芯體上設(shè)有上部錐形軸和下部錐形軸;所述珩磨頭本體的每個(gè)定位槽內(nèi)均設(shè)有連通通孔的上部定位孔和下部定位孔;所述上頂銷和彈簧設(shè)置在上部定位孔中，上頂銷的內(nèi)端與漲芯體的上部錐形軸外周面相配合，彈簧設(shè)置在上頂銷的外端與油石座之間;所述下頂銷設(shè)置在下部定位孔中，下頂銷的內(nèi)端與漲芯體的下部錐形軸外側(cè)面相配合，下頂銷的外端抵住油石座。
[0011]所述上頂銷為臺(tái)階頂銷，其外端由外至內(nèi)依次設(shè)有小徑端和大徑端;所述彈簧套裝在小徑端上，彈簧的外端抵住油石座，彈簧的內(nèi)端抵住大徑端的軸肩端面;所述下頂銷為圓柱頂銷。所述油石座內(nèi)側(cè)與彈簧相配合的位置設(shè)有裝配定位孔。
[0012]—種異形內(nèi)孔珩磨頭，還包括彈性緊固件;所述彈性緊固件將油石座約束在珩磨頭本體的定位槽內(nèi)。
[0013]所述彈性緊固件包括分別環(huán)繞在所有油石座上部和下部的上緊固彈簧和下緊固彈貪O
[0014]一種異形內(nèi)孔珩磨頭的構(gòu)造方法，包括以下步驟:
[0015]步驟①、根據(jù)待加工內(nèi)孔的最大孔徑，制作珩磨頭本體，同時(shí)確定油石座、上頂銷、彈簧、下頂銷的數(shù)量。
[0016]步驟②、根據(jù)待加工內(nèi)孔軸向和徑向截面曲線的曲率半徑，計(jì)算油石磨削面的軸向和徑向的曲率半徑并制作出相應(yīng)結(jié)構(gòu)的油石。
[0017]步驟③、根據(jù)待加工內(nèi)孔軸向截面的最小曲率半徑，設(shè)計(jì)每個(gè)油石座上需裝配油石的數(shù)量。
[0018]步驟④、根據(jù)待加工內(nèi)孔直徑的變化量，設(shè)計(jì)彈簧的尺寸。
[0019]步驟⑤、根據(jù)彈簧的尺寸，設(shè)計(jì)上頂銷的尺寸。
[0020]步驟⑥、根據(jù)異形內(nèi)孔珩磨頭結(jié)構(gòu)，構(gòu)造組合得到滿足待加工內(nèi)孔需求的異形內(nèi)孔珩磨頭。
[0021]所述步驟②中油石磨削面的軸向的曲率半徑《被加工異形孔軸向截面的最小的曲率半徑，油石磨削面的徑向的曲率半徑《被加工異形孔徑向截面的曲率半徑。
[0022]所述步驟③中油石的寬度設(shè)定為10?15_，若油石磨削面的軸向的曲率半徑<I/2被加工異形孔軸向截面的最小的曲率半徑，則設(shè)置兩組以上油石，否則設(shè)置一組油石。
[0023]所述步驟④中彈簧的自然長(zhǎng)度大于上頂銷的小徑端高度與定位座的背部上部定位孔深度之和，彈簧的伸縮量與被加工異形孔直徑的變化量相匹配。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明的珩磨頭針對(duì)現(xiàn)有珩磨頭只能加工規(guī)則內(nèi)圓孔的缺陷，提出了一種可以實(shí)現(xiàn)異形內(nèi)孔珩磨的方法。該發(fā)明具體包括以下優(yōu)點(diǎn):
[0025](I)本發(fā)明中的臺(tái)階頂銷的外端通過彈簧抵住油石座，實(shí)現(xiàn)了油石的徑向柔性進(jìn)給，保證油石在珩磨時(shí)能緊密貼合不規(guī)則變化的待加工表面。
[0026](2)本發(fā)明中的油石磨削面的橫向截面和縱向截面均為根據(jù)工況設(shè)計(jì)的圓弧形，保證珩磨時(shí)油石磨削面與工件待加工面接觸面積最大化。
[0027](3)本發(fā)明中的油石垂直珩磨頭軸線方向固定于油石座，與平行于珩磨頭軸線方向布置相比，可避免珩磨異形內(nèi)孔時(shí)油石各部位受力不均而引起的油石破損，同時(shí)保證油石磨削面適應(yīng)曲率半徑變化的待加工表面。
[0028](4)本發(fā)明加工精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作成本低，保養(yǎng)維護(hù)方便。
【附圖說明】
[0029]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中
[0030]圖1為本發(fā)明的軸向截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖2為本發(fā)明的橫向截面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032](實(shí)施例1)
[0033]如圖1和圖2所示，本實(shí)施例的異形內(nèi)孔珩磨頭，包括珩磨頭本體1、油石座2、油石3和頂出機(jī)構(gòu)4。
[0034]珩磨頭本體I的外周面上設(shè)有多個(gè)定位槽1-1，每個(gè)定位槽1-1內(nèi)均活動(dòng)設(shè)置有一個(gè)油石座2，每個(gè)油石座2上均固定有至少一塊油石3。油石座2包括沿珩磨頭本體I軸向方向設(shè)置的定位座2-1和垂直于珩磨頭本體I軸向方向設(shè)置的油石槽2-2，定位座2-1和油石槽2-2呈十字形相互固定。油石座2的油石槽2-2的上下圍墻截面為圓弧形。油石3的磨削面的橫向截面和縱向截面均為圓弧形。油石3的長(zhǎng)度方向垂直于珩磨頭本體I軸線方向。
[0035]頂出機(jī)構(gòu)4設(shè)置在珩磨頭本體I內(nèi)，并能為油石座2上下兩端分別提供向外移動(dòng)的力。頂出機(jī)構(gòu)4包括漲芯體4-1、上頂銷4-2、彈簧4-3和下頂銷4-4。珩磨頭本體I中心設(shè)有軸向貫穿的通孔1-2。漲芯體4-1設(shè)在珩磨頭本體I的通孔1-2內(nèi)。漲芯體4-1上設(shè)有上部錐形軸4-1-1和下部錐形軸4-1-2。珩磨頭本體I的每個(gè)定位槽1-1內(nèi)均設(shè)有連通通孔1-2的上部定位孔1-3和下部定位孔1-4。上頂銷4-2和彈簧4-3設(shè)置在上部定位孔1-3中，上頂銷4-2的內(nèi)端與漲芯體4-1的上部錐形軸4-1-1外周面相配合，彈簧4-3設(shè)置在上頂銷4-2的外端與油石座2之間。下頂銷4-4設(shè)置在下部定位孔1-4中，下頂銷4-4的內(nèi)端與漲芯體4-1的下部錐形軸4-1-2外側(cè)面相配合，下頂銷4-4的外端抵住油石座2。上頂銷4-2為臺(tái)階頂