一种分离式外圆研磨夹紧驱动装置及研磨方法

技术领域

本发明属于研磨装置技术领域，具体涉及一种分离式外圆研磨夹紧驱动装置及研磨方法。

背景技术

研磨作为一种精加工方法，通过研具在一定压力下与加工面作复杂的相对运动，从而使工件表面达到精确的尺寸、准确的几何形状和很高的表面光洁度。在许多领域中，一些轴类零件对其外圆尺寸要求的相当精密，此时就需要采用研磨的方式对其外圆表面进行加工。

传统的外圆研磨装置是一个整体的研磨环，是用来打磨工件表面的标准工具，大部分需要特制的研磨胎具。由于零件尺寸不同，往往需要加工大批量不同尺寸的研磨环来对应不同轴径的零件，产生大量浪费；同时，传统研磨环无法感知研磨时对工件压力的大小，若压力过大就会导致其质量降低，压力过小则研磨效率大大降低；此外，每次研磨作业开始与结束都需要人工进行更换，研磨中需要人工握住研磨环沿工件作直线往复移动，耗时耗力且无法精准控制施加的压力，从而对研磨质量造成一定影响。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种分离式外圆研磨夹紧驱动装置及研磨方法，实现研磨内套的方便拆卸更换，研磨内套自动开合夹紧工件，节省人力，提高工作效率。

为实现上述目的，本发明采用如下方案，所述夹紧驱动装置包括安装板，所述安装板上两端设置有轴承座，通过轴承座设置有双头丝杠，双头丝杠一端与伺服电机的输出轴连接，两个轴承座内侧的双头丝杠上两端分别设置有滑座，每个滑座上方均设置有螺杆，通过螺杆设置有滑套，滑套上方的螺杆外侧套有螺母，滑套和滑座间的螺杆外侧设置有用于支撑滑套的弹簧，两个滑套相对侧面均连接有托板，两个托板相对侧面均连接有研磨外套，两个研磨外套相对侧面上均连接有研磨内套，所述两个研磨内套形状匹配，两个研磨内套内部空间组合后为圆柱形，研磨内套内壁上设置有用于容纳研磨剂和金属屑的凹槽。

作为本发明的一种优选方案，所述安装板上设置有滑道，所述滑座底部设置有与滑道位置对应、大小匹配的滚轮。

作为本发明的另一种优选方案，所述滑套和托板之间设置有压力传感器，所述压力传感器与研磨设备的控制系统连接。

作为本发明的第三种优选方案，所述研磨外套上设置有温度传感器，所述温度传感器一端与研磨内套接触，另一端位于研磨外套外侧，所述温度传感器与研磨设备的控制系统连接。

作为本发明的第四种优选方案，所述滑套、托板、研磨外套和研磨内套通过横向定位销连接。

作为本发明的第五种优选方案，所述托板、研磨外套和研磨内套通过纵向定位销连接。

作为本发明的第六种优选方案，所述安装板上设置有支撑底座和方便将安装板固定到其他装置上的安装孔。

所述研磨方法包括以下步骤：

采集待研磨物的数据参数；

根据数据参数选取对应的研磨内套以及研磨外套；

将选择好的研磨内套以及研磨外套安置在安装板上，并将待研磨物料安置于左右两侧的研磨内套之间压紧；

开始进行研磨工作，并根据温度传感器以及压力传感器的传递给研磨控制装置的数据判断是否研磨完成；

待研磨完成后，等待物料以及研磨内套自然散热；

取出加工完成的物料，并拆卸研磨外套对设备进行检测与保养。

进一步的，所述采集待研磨物的数据参数步骤包括：

采集所述待研磨物的半径、材料以及表面光滑度；

计算出待研磨物研磨目标区域的初始厚度以及磨后厚度；

对待研磨物进行称重，记录其磨前质量；

计算待研磨物的磨后质量，用于检验磨后的标准度。

进一步的，所述并根据温度传感器以及压力传感器的度数判断是否研磨完成步骤具体包括：

设置固定的温度以及压力度数的采样间隔t；

从待研磨物开始研磨时开始记录其温度与压力参数；

当一段时间内的压力参数与温度参数开始下降或是其中一方开始下降时，继续进行研磨；

直到两个参数下降的幅度稳定时停止研磨工作。

本发明的有益效果：

本发明的研磨组件通过横向定位销和纵向定位销连接研磨组件，便于更换不同规格、尺寸的研磨内套，有利于对不同规格的工件进行研磨，提高工人的操作便利性；可以通过温度传感器和压力传感器传递的数据反馈，确认研磨状态，提高研磨精度；在双头丝杠和滑座之间的配合下，可实现两个研磨内套的自动相互靠近或远离，实现了自动对工件进行夹紧和分离操作，提高了自动化程度，降低人员的工作负担，同时研磨内套呈交错式结构，使得啮合更严密，提升研磨精度。

附图说明

图1为本发明总体结构示意图。

图2为本发明结构主视图。

图3为本发明左视图。

图4为本发明未装配滑套左视图。

附图中，1为安装板，2为双头丝杠，3为伺服电机，4为滑座，5为螺杆，6为滑套，7为弹簧，8为托板，9为研磨内套，10为研磨外套，11为限位件，12为温度传感器，13为滚轮，14为支撑底座，15为压力传感器，16为纵向定位销，17为横向定位销，18为螺母，19为安装孔。

具体实施方式

本发明采用如下技术方案，所述夹紧驱动装置包括安装板1，所述安装板1上两端设置有轴承座，通过轴承座设置有双头丝杠2，双头丝杠2一端与伺服电机3的输出轴连接，两个轴承座内侧的双头丝杠2上两端分别设置有滑座4，每个滑座4上方均设置有两个螺杆5，通过两个螺杆5固定有滑套6，滑套6上方的螺杆5外侧通过螺纹连接有螺母18，滑套6和滑座4间的螺杆5外侧设置有用于支撑滑套6的弹簧7，两个滑套6相对侧面均连接有托板8，两个托板8相对侧面均连接有研磨外套10，两个研磨外套10相对侧面上均连接有研磨内套9，所述两个研磨内套9形状匹配，两个研磨内套9内部空间组合后为圆柱形，研磨内套9可设置为交错结构，使得啮合更严密，提升研磨精度，研磨内套9内壁上设置有凹槽，所述凹槽用于放置研磨剂和研磨出的金属屑。

其中，螺杆5对滑座4和滑套6起到限位的作用，保证滑套6在滑座4的上方竖直运动，其中螺母18可对滑套6在螺杆5外壁的运动区间进行限定，防止两者分离，其中螺杆5和滑座4之间通过摩擦起到阻尼的作用，弹簧7给予滑套6向上的弹力，如此一来在研磨过程中，可对振动进行缓冲和动能的消耗，起到有效的减震作用，并且实现了柔性调整研磨内套9高度的作用，更好的匹配工件，在研磨精度要求较高时，可将弹簧7拆卸下来，如此实现对滑套6的有效固定，保证研磨内套9的位置稳定，有利于提高研磨精度。

作为本发明的一种优选方案，所述安装板1上设置有滑道，所述滑座4底部设置有与滑道位置对应、大小匹配的滚轮13，滑道和滚轮13配合使得滑座4的移动更顺滑和对滑座4起到导向作用。

作为本发明的另一种优选方案，所述滑套6和托板8之间设置有压力传感器15，所述压力传感器15与研磨设备的控制系统连接。

作为本发明的第三种优选方案，所述研磨外套10上设置有温度传感器12，所述温度传感器12一端与研磨内套9接触，另一端位于研磨外套10外侧，所述温度传感器12与研磨设备的控制系统连接，便于时刻显示研磨内套9的温度，避免由于温度过高造成研磨内套9的损坏。

作为本发明的第四种优选方案，所述滑套6、托板8、研磨外套10和研磨内套9通过横向定位销17连接，起到连接和限位作用，同时研磨内套9贴合在工件外壁时，确保压力传感器15于滑套6和托板8之间可接受到压力信号，保证研磨内套9和工件表面的贴合力度合适，确保研磨的顺利和有效。

作为本发明的第五种优选方案，所述托板8、研磨外套10和研磨内套9通过纵向定位销16连接，起到限位作用。

托板8和研磨外套10上还可以进一步增加用于使二者连接更稳固的限位件11，限位件11可选用肘夹。

作为本发明的第六种优选方案，所述安装板1上设置有支撑底座14和方便将安装板1固定到其他装置上的安装孔19。

所述研磨方法包括以下步骤：

采集待研磨物的数据参数；

根据数据参数选取对应的研磨内套9以及研磨外套10；

将选择好的研磨内套9以及研磨外套10按照上述结构安装，并将待研磨物料安置于左右两侧的研磨内套9之间压紧；

开始进行研磨工作，并根据温度传感器12以及压力传感器15的传递给研磨控制装置的数据判断是否研磨完成；

待研磨完成后，等待物料以及研磨内套9自然散热；

取出加工完成的物料，并拆卸研磨外套10对设备进行检测与保养。

进一步的，所述采集待研磨物的数据参数步骤包括：

采集所述待研磨物的半径、材料以及表面光滑度；

计算出待研磨物研磨目标区域的初始厚度以及磨后厚度；

对待研磨物进行称重，记录其磨前质量；

计算待研磨物的磨后质量，用于检验磨后的标准度。

进一步的，所述并根据温度传感器12以及压力传感器15的度数判断是否研磨完成步骤具体包括：

设置固定的温度以及压力度数的采样间隔t；

从待研磨物开始研磨时开始记录其温度与压力参数；

当一段时间内的压力参数与温度参数开始下降或是其中一方开始下降时，继续进行研磨；

直到两个参数下降的幅度稳定时停止研磨工作。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。