專利名稱：雙磨頭高效鏡面拋光裝置及其鏡面拋光的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種雙磨頭高效鏡面拋光裝置及其鏡面拋光的工藝方法，屬于鏡面拋光裝置及其鏡面拋光工藝方法的創(chuàng)新技術(shù)。
背景技術(shù)：
工業(yè)生產(chǎn)中存在大量的外圓鏡面拋光工作，如各型鏡面軋輥，輔運套筒、各類軸件、容器管道等。一般的大中型外圓鏡面加工都經(jīng)如下3類7道工序毛坯→粗車→半精車→精車→半精磨→精磨→鏡面拋光等；涉及3種設(shè)備車床、磨床、鏡面拋光專用設(shè)備等；工件從毛坯到成品經(jīng)3次的裝夾和物流轉(zhuǎn)運；三類設(shè)備本身(尤其是磨床和鏡面拋光專機(jī))固定投資大，需要用更多的操作者，占用較多的場地和空間。
目前外圓的精密鏡面拋光技術(shù)方法主要有油石光整加工，開式金剛石研磨帶超聲振動鏡面拋光，電化學(xué)機(jī)械復(fù)合拋光等，但都存在這樣那樣的缺點或不足油石光整加工，需專用設(shè)備，對拋光前的原始粗糙度要求高，必須達(dá)Ra0.4μm以下，油石屬固結(jié)磨具，質(zhì)量較大，效率較低，有的施加振動，但頻率不易達(dá)到較高；需冷卻液及相應(yīng)的循環(huán)過濾系統(tǒng)。
開式金剛石研磨帶超聲振動研拋，不僅要求原始粗糙度要低，需復(fù)雜龐大的專用設(shè)備，而且由于開式研磨帶收放卷速度客觀上不可能較高而同樣效率不是太理想，而且金剛石研磨帶成本較高，需冷卻液和循環(huán)過濾系統(tǒng)。
電化學(xué)機(jī)械雖然效率較高，但原始Ra同樣要求不高于0.8μm。專業(yè)設(shè)備需要大功率電源和復(fù)雜的電解液過濾循環(huán)系統(tǒng)，電解液污染工件和操作環(huán)境，危害健康，工件后處理比較麻煩，廢舊電解液的處理是個問題。
上述鏡面拋光方法不僅對原始粗糙度有較高的要求，工序多、設(shè)備多、轉(zhuǎn)運次數(shù)多，需要操作者多，且都需較復(fù)雜昂貴的專用設(shè)備，效率較低，而且都為非干式加工，需復(fù)雜的后續(xù)處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述缺點而提供一種結(jié)構(gòu)簡單，加工效率高的雙磨頭高效鏡面拋光裝置。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種為干式加工，不需復(fù)雜后續(xù)處理的鏡面拋光的工藝方法。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖如附圖所示，包括有接觸輪(16、16A)、張緊輪(24、24A)、砂帶(28、28A)、驅(qū)動輪(31、31A)、接觸輪軸(32)、張緊輪軸(36)、驅(qū)動軸(39)、電動機(jī)(21)及其傳動機(jī)構(gòu)A，傳動機(jī)構(gòu)A的主動件與電動機(jī)(21)的輸出軸連接，傳動機(jī)構(gòu)A的從動件與驅(qū)動軸(39)連接，驅(qū)動輪(31、31A)分別通過鍵(40、40A)裝設(shè)在驅(qū)動軸(39)上，驅(qū)動輪(31、31A)分別通過砂帶(28、28A)傳動給空套在接觸輪軸(32)上的接觸輪(16、16A)及空套在張緊輪軸(36)上的張緊輪(24、24A)。
上述電動機(jī)(21)位于由接觸輪(16、16A)、驅(qū)動輪(31、31A)、張緊輪(24、24A)和砂帶(28、28A)所形成的三角形框內(nèi)，并位于張緊調(diào)偏支承座(20)內(nèi)，支承座(20)及電動機(jī)(21)的底板通過連接件固定在支承安裝底板(19)上。
上述傳動機(jī)構(gòu)A可為帶傳動，也可為鏈傳動，或為齒輪傳動。
上述驅(qū)動軸(39)的兩端通過軸承(33A)支承在驅(qū)動輪支承叉(30)上，支承叉(30)固定在支承安裝底板(19)上，兩個驅(qū)動輪之間有套筒(41)軸向定位，兩端軸承(33A)的端面分別通過悶蓋(42)和軸承蓋(35A)軸向定位。
上述接觸輪軸(32)的兩端通過軸承(33)支承在支承平叉(18)上，且接觸輪軸(32)的一端通過軸肩與支承平叉(18)定位，另一端通過螺母(17)與支承平叉(18)鎖緊，支承平叉(18)固定在支承安裝底板(19)上。
上述張緊輪軸(36)的兩端通過軸承(33B)支承在張緊輪支承叉(22)上，張緊輪支承叉(22)通過可防止其上下移動時作周向轉(zhuǎn)位的導(dǎo)向鍵(29)裝設(shè)在支承座(20)上。
上述張緊輪(24、24A)做成可減少砂帶跑偏的鼓形，張緊輪軸(36)兩端都銑成扁狀，其一端開孔通過轉(zhuǎn)動銷與開通槽的張緊輪支承叉(22)連接，其另一銑扁端位于張緊輪支承叉(22)的封閉槽內(nèi)，張緊輪軸(36)的上、通過上下調(diào)整就可對張緊輪調(diào)偏的螺栓(25、26)壓緊。
上述張緊輪支承叉(22)上還裝有螺母(27)，螺母(27)與支承座(20)之間還裝有緊彈簧(23)；張緊輪支承叉(22)的下端開有通孔，孔內(nèi)插入可以防止砂帶未套上時張緊機(jī)構(gòu)脫離支承座(6)的帶手把桿件。
本發(fā)明用雙磨頭高效鏡面拋光裝置在車床上進(jìn)行鏡面拋光的工藝方法，包括有如下步驟1)工件在車床上定位裝夾；2)用車刀粗車及精車工件；3)將刀臺換裝為上述磨頭，并將砂帶(28、28A)分別裝在磨頭的接觸輪(16、16A)、張緊輪(24、24A)及驅(qū)動輪(31、31A)上；4)用磨頭上的砂帶(28、28A)分別半精磨及精磨工件；5)將磨頭上的砂帶更換為拋光砂帶；6)用磨頭上的拋光砂帶對工件進(jìn)行鏡面拋光。
上述步驟2)在粗車與精車之間還可有半精車的工藝。
本發(fā)明雙磨頭高效鏡面拋光裝置采用拋光砂帶用作拋磨具的結(jié)構(gòu)，且本發(fā)明用該裝置在車床上即可進(jìn)行鏡面拋光的工藝方法，因此，其與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下目的優(yōu)點1.固定投資少，制造一套雙磨頭裝置約3000元，相比之下，磨床和鏡面拋光專機(jī)少則數(shù)十萬。
2.實施簡便，準(zhǔn)備時間少，通用性好，磨頭如同車刀一樣的安裝，砂帶的更換調(diào)整比安裝一把車刀還容易，對工人技術(shù)要求不高。對C616以上的中大型車床全部通用，小車床得根據(jù)同樣原理另行專門設(shè)計。
3.安全性高，砂帶既便斷裂也絕無傷人、傷設(shè)備之隱患，4.改變原有砂輪、油石的濕磨、濕式拋光為砂帶的干式磨削和干式精磨精密拋光，不使用金剛石和CBN等昂貴的超硬磨料磨具，降低工具成本，提高可實施性和實用性。且砂輪磨削需動平衡和及時修形以保持鋒利，砂帶只需更換，快速更換機(jī)構(gòu)能保證高效快速進(jìn)行；砂帶的粗精磨削、拋光全在一套拋光頭裝置上更換不同的砂帶進(jìn)行，而砂輪需要不同精度等級的磨床和不同的砂輪類型；且干磨無磨削液的耗用，可避免磨削液和拋光液帶來的諸多方便；常規(guī)砂帶已大批量生產(chǎn)，供應(yīng)充足，鏡面拋光用的超精細(xì)砂帶使用成本約為金剛石研磨帶的1/20左右。
5.采用雙磨頭可做到磨拋的粗精加工并行工作，砂帶屬于涂覆磨具，且閉式砂帶速度可以高達(dá)40m/s，涂覆磨具靜電植砂制造工藝自身的特點保證其鋒利而不阻塞，顯著提高磨削和鏡面拋光效率，降低加工成本，常規(guī)砂帶磨削的效率為砂輪磨削的4倍以上，鏡面拋光的效率與電化學(xué)機(jī)械相當(dāng)，是油石研拋的20倍以上，是金剛石研磨帶振動研拋的5倍以上。同時使用的砂帶磨料粒度從36#～800#，為低粗糙度的鏡面拋光提供客觀基礎(chǔ)；6.磨削力小，發(fā)熱少，干磨也不燒傷工件，磨削力小對筒體產(chǎn)生變形小，精度保持性好，可獲得的最低Ra值為0.018μm的鏡面效果，加工質(zhì)量好。而且可磨削銅鋁等有色金屬也不阻塞容排屑空間，加工精度取決于前面車削工藝，7.加工范圍和應(yīng)用前景極廣，幾乎所有的金屬和大部分的非金屬材料的外圓零件，有的材料不能加工到鏡面是因為材料自身的組織結(jié)構(gòu)受限。
8).采用雙磨頭做到磨拋的粗精加工并行工作，砂帶屬于涂覆磨具，且閉式砂帶速度可以高達(dá)40m/s，解決其他方法的效率低下問題，顯著提高磨削和鏡面拋光效率，降低加工成本，同時使用的砂帶磨料粒度從36#～800#，為低粗糙度的鏡面拋光提供客觀基礎(chǔ)。
本發(fā)明雙磨頭高效鏡面拋光裝置通用性好、布局合理、結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便、成本低廉、安全性好。本發(fā)明雙磨頭高效鏡面拋光裝置可安裝于不同類型的車床上，使車床具有磨床功能，功能倍增，在磨頭拆除后，絲毫不影響原有的車床功能。本發(fā)明的工藝方法屬于純機(jī)械方式的、不需后續(xù)處理的干式拋光工藝，不使用任何的切削液或拋光液，也就不需要相應(yīng)的循環(huán)過濾系統(tǒng)。本發(fā)明的工藝方法使工件在車床上一次裝夾后能完成粗車、精車、半精車、半精磨、精磨和鏡面拋光等，減少了設(shè)備投入，減少了操作人員，減少了工作場地、減少了工件轉(zhuǎn)運和裝夾次數(shù)，解決原有方法的工序多、設(shè)備多、人員多、場地占用多、工件轉(zhuǎn)運多和工件裝夾次數(shù)多等“6多”問題。


圖1為本發(fā)明雙磨頭高效鏡面拋光裝置的結(jié)構(gòu)示意圖2為圖1的俯視圖；圖3為本發(fā)明雙磨頭高效鏡面拋光裝置安裝在車床的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式實施例本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1、2所示，包括有接觸輪(16、16A)、張緊輪(24、24A)、砂帶(28、28A)、驅(qū)動輪(31、31A)、接觸輪軸(32)、張緊輪軸(36)、驅(qū)動軸(39)、電動機(jī)(21)及其傳動機(jī)構(gòu)A，傳動機(jī)構(gòu)A的主動件與電動機(jī)(21)的輸出軸連接，傳動機(jī)構(gòu)A的從動件與驅(qū)動軸(39)連接，驅(qū)動輪(31、31A)分別通過鍵(40、40A)裝設(shè)在驅(qū)動軸(39)上，驅(qū)動輪(31、31A)分別通過砂帶(28、28A)傳動給空套在接觸輪軸(32)上的接觸輪(16、16A)及空套在張緊輪軸(36)上的張緊輪(24、24A)。
為使本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，并獲得更長的砂帶周長，本發(fā)明采用三角形布局，上述電動機(jī)(21)位于由接觸輪(16、16A)、驅(qū)動輪(31、31A)、張緊輪(24、24A)和砂帶(28、28A)所形成的三角形框內(nèi)，并位于張緊調(diào)偏支承座(20)內(nèi)，支承座(20)及電動機(jī)(21)的底板通過連接件固定在支承安裝底板(19)上。
上述傳動機(jī)構(gòu)A可為帶傳動，也可為鏈傳動，或為齒輪傳動。本實施例中，傳動機(jī)構(gòu)A為帶傳動，包括有主動輪(34)、從動輪(37)及傳動帶(38)，主動輪(34)與電動機(jī)(21)的輸出軸連接，從動輪(37)安裝在驅(qū)動軸(39)上，傳動帶(38)連接在主動輪(34)與從動輪(37)之間。
上述支承安裝底板(19)上設(shè)有使得電動機(jī)(21)可以左右運動而使傳動帶(38)張緊的長型孔。
上述驅(qū)動軸(39)的兩端通過軸承(33A)支承在驅(qū)動輪支承叉(30)上，支承叉(30)固定在支承安裝底板(19)上，兩個驅(qū)動輪之間有套筒(41)軸向定位，兩端軸承(33A)的端面分別通過悶蓋(42)和軸承蓋(35A)軸向定位。
上述接觸輪軸(32)的兩端通過軸承(33)支承在支承平叉(18)上，且接觸輪軸(32)的一端通過軸肩與支承平叉(18)定位，另一端通過螺母(17)與支承平叉(18)鎖緊，支承平叉(18)固定在支承安裝底板(19)上。
上述支承平叉(18)通過其后端設(shè)有的兩個通孔及螺栓(15)與支承安裝底板(19)螺紋連接。通孔與螺栓(15)之間的間隙可以作為兩套接觸輪前后位置的微調(diào)用。接觸輪外圓部分采用硫化肖氏硬度40-60的橡膠，使加工接觸更為有效。
上述軸承(33)的外側(cè)設(shè)有軸承蓋(35)。
上述張緊輪軸(36)的兩端通過軸承(33B)支承在張緊輪支承叉(22)上，張緊輪支承叉(22)通過可防止其上下移動時作周向轉(zhuǎn)位的導(dǎo)向鍵(29)裝設(shè)在支承座(20)上。張緊輪支承叉的上下移動靠支承座內(nèi)的導(dǎo)向鍵29導(dǎo)向，防止周向轉(zhuǎn)位。上述軸承(33B)的外側(cè)設(shè)有軸承蓋(35B)。
上述張緊輪(24)做成可減少砂帶跑偏的鼓形，張緊輪軸(36)兩端都銑成扁狀，其一端開孔通過轉(zhuǎn)動銷與開通槽的張緊輪支承叉(22)連接，其另一銑扁端位于張緊輪支承叉(22)的封閉槽內(nèi)，張緊輪軸(36)的上、通過上下調(diào)整就可對張緊輪調(diào)偏的螺栓(25、26)壓緊。
上述張緊輪支承叉(22)的下端開有通孔，孔內(nèi)插入可以防止砂帶未套上時張緊機(jī)構(gòu)脫離支承座(6)的帶手把桿件。在更換砂帶時只需下壓把手，張緊彈簧(23)下壓后可以輕松取出和裝入砂帶，實現(xiàn)砂帶快換。張緊彈簧位于自制螺母27和支承座20之間，砂帶套上后彈簧被壓縮的反力就為砂帶的張緊力，其大小可以通過調(diào)整自制螺母27的上下位置而按需調(diào)節(jié)。
上述張緊輪支承叉(22)上還裝有螺母(27)，螺母(27)與支承座(20)之間還裝有緊彈簧(23)。
本發(fā)明用雙磨頭高效鏡面拋光裝置在車床上進(jìn)行鏡面拋光的工藝方法，包括有如下步驟1)工件在車床上定位裝夾；2)用車刀粗車及精車工件；3)將刀臺換裝為上述磨頭，并將砂帶(28、28A)分別裝在磨頭的接觸輪(16、16A)、張緊輪(24、24A)及驅(qū)動輪(31、31A)上；4)用磨頭上的砂帶(28、28A)分別半精磨及精磨工件；5)將磨頭上的砂帶更換為拋光砂帶；6)用磨頭上的拋光砂帶對工件進(jìn)行鏡面拋光。
上述步驟2)在粗車與精車之間還可有半精車。
本發(fā)明雙磨頭高效鏡面拋光裝置安裝在車床的結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示，其中8為包括有砂帶28、接觸輪16、張緊輪24及驅(qū)動輪31等的第一個磨頭，9為包括有砂帶28A、接觸輪16A、張緊輪24A及驅(qū)動輪31A等的第二個磨頭，第一個磨頭的砂帶粒度比第二個的要細(xì)，兩個配合完成粗精同步加工。兩個磨頭都固定在支承底板10上并通過支承底板固定在車床小刀臺12上。螺釘11將底板壓緊。小刀臺12在中拖板4上通過壓緊手柄13鎖緊。中拖板4的f移動可實現(xiàn)進(jìn)刀，大拖板3沿導(dǎo)軌2的運動實現(xiàn)加工的進(jìn)給運動Vf，床頭箱1上的三爪卡盤7與頂針5共同完成工件的定位和夾緊，手柄6將頂針5鎖緊，三爪卡盤帶動工件回轉(zhuǎn)實現(xiàn)周向進(jìn)給運動nw；磨頭由獨立的電動機(jī)21驅(qū)動砂帶高速運行，砂帶可以平穩(wěn)地獲得實現(xiàn)加工的主運動Vs，并以速度Vs運行進(jìn)行磨拋。
本發(fā)明雙磨頭高效鏡面拋光裝置安裝在大中型車床上可以輕易實現(xiàn)磨削和拋光外圓的工作，此外，還可裝在銑床、刨床等設(shè)備也可實現(xiàn)平面磨拋，還可安裝在運動機(jī)架上對大型內(nèi)圓孔進(jìn)行磨拋，另外，獨立安裝在臺架上就是一臺式手持工件磨拋機(jī)，其用途十分廣泛。
權(quán)利要求
1.一種雙磨頭高效鏡面拋光裝置，其特征在于包括有接觸輪(16、16A)、張緊輪(24、24A)、砂帶(28、28A)、驅(qū)動輪(31、31A)、接觸輪軸(32)、張緊輪軸(36)、驅(qū)動軸(39)、電動機(jī)(21)及其傳動機(jī)構(gòu)A，傳動機(jī)構(gòu)A的主動件與電動機(jī)(21)的輸出軸連接，傳動機(jī)構(gòu)A的從動件與驅(qū)動軸(39)連接，驅(qū)動輪(31、31A)分別通過鍵(40、40A)裝設(shè)在驅(qū)動軸(39)上，驅(qū)動輪(31、31A)分別通過砂帶(28、28A)傳動給空套在接觸輪軸(32)上的接觸輪(16、16A)及空套在張緊輪軸(36)上的張緊輪(24、24A)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙磨頭高效鏡面拋光裝置，其特征在于上述電動機(jī)(21)位于由接觸輪(16、16A)、驅(qū)動輪(31、31A)、張緊輪(24、24A)和砂帶(28、28A)所形成的三角形框內(nèi)，并位于張緊調(diào)偏支承座(20)內(nèi)，支承座(20)及電動機(jī)(21)的底板通過連接件固定在支承安裝底板(19)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙磨頭高效鏡面拋光裝置，其特征在于上述傳動機(jī)構(gòu)A可為帶傳動，也可為鏈傳動，或為齒輪傳動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙磨頭高效鏡面拋光的裝置，其特征在于上述驅(qū)動軸(39)的兩端通過軸承(33A)支承在驅(qū)動輪支承叉(30)上，支承叉(30)固定在支承安裝底板(19)上，兩個驅(qū)動輪之間有套筒(41)軸向定位，兩端軸承(33A)的端面分別通過悶蓋(42)和軸承蓋(35A)軸向定位。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙磨頭高效鏡面拋光的裝置，其特征在于上述接觸輪軸(32)的兩端通過軸承(33)支承在支承平叉(18)上，且接觸輪軸(32)的一端通過軸肩與支承平叉(18)定位，另一端通過螺母(17)與支承平叉(18)鎖緊，支承平叉(18)固定在支承安裝底板(19)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙磨頭高效鏡面拋光的裝置，其特征在于上述張緊輪軸(36)的兩端通過軸承(33B)支承在張緊輪支承叉(22)上，張緊輪支承叉(22)通過可防止其上下移動時作周向轉(zhuǎn)位的導(dǎo)向鍵(29)裝設(shè)在支承座(20)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5或6所述的雙磨頭高效鏡面拋光的裝置，其特征在于上述張緊輪(24、24A)做成可減少砂帶跑偏的鼓形，張緊輪軸(36)兩端都銑成扁狀，其一端開孔通過轉(zhuǎn)動銷與開通槽的張緊輪支承叉(22)連接，其另一銑扁端位于張緊輪支承叉(22)的封閉槽內(nèi)，張緊輪軸(36)的上、下通過可對張緊輪調(diào)偏的螺栓(25、26)壓緊。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙磨頭高效鏡面拋光的裝置，其特征在于上述張緊輪支承叉(22)上還裝有螺母(27)，螺母(27)與支承座(20)之間還裝有緊彈簧(23)；張緊輪支承叉(22)的下端開有通孔，孔內(nèi)插入可以防止砂帶未套上時張緊機(jī)構(gòu)脫離支承座(6)的帶手把桿件。
9.一種用權(quán)利要求1所述雙磨頭高效鏡面拋光裝置在車床上進(jìn)行鏡面拋光的工藝方法，其特征在于包括有如下步驟1)工件在車床上定位裝夾；2)用車刀粗車及精車工件；3)將刀臺換裝為上述磨頭，并將砂帶(28、28A)分別裝在磨頭的接觸輪(16、16A)、張緊輪(24、24A)及驅(qū)動輪(31、31A)上；4)用磨頭上的砂帶(28、28A)分別半精磨及精磨工件；5)將磨頭上的砂帶更換為拋光砂帶；6)用磨頭上的拋光砂帶對工件進(jìn)行鏡面拋光。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鏡面拋光工藝方法，其特征在于步驟2)在粗車與精車之間還可有半精車的工藝。
全文摘要
本發(fā)明是一種雙磨頭高效鏡面拋光裝置及其鏡面拋光的工藝方法。本發(fā)明雙磨頭高效鏡面拋光裝置采用拋光砂帶用作拋磨具的結(jié)構(gòu)，且本發(fā)明用該裝置在車床上即可進(jìn)行鏡面拋光，因此，本發(fā)明雙磨頭高效鏡面拋光裝置通用性好、布局合理、結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便、成本低廉、安全性好，其可安裝于不同類型的車床上，使車床具有磨床功能，功能倍增，在磨頭拆除后，絲毫不影響原有的車床功能。本發(fā)明的工藝方法為不需后續(xù)處理的干式拋光工藝，不使用任何的切削液或拋光液，也就不需要相應(yīng)的循環(huán)過濾系統(tǒng)，且使工件在車床上一次裝夾后能完成粗車、精車、半精車、半精磨、精磨和鏡面拋光等，減少了設(shè)備投入，減少了操作人員，減少了工作場地、減少了工件轉(zhuǎn)運和裝夾次數(shù)。
文檔編號B24B21/00GK1562565SQ20041002665
公開日2005年1月12日 申請日期2004年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月1日
發(fā)明者朱派龍, 唐電波, 戚長政, 姚遠(yuǎn), 趙戰(zhàn)峰 申請人:廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院