CN105458931B - 磨边砂轮专用定量控制修锐装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种磨边砂轮专用定量控制修锐装置，基于车床安装固定，包括快移机构、进给机构和顶紧机构，快移机构由可自锁的线性滑台进行上下移动，进给机构包括导套、导管和薄片油石，导套内设有用以插入导管的通孔和用以插入薄片油石的窄槽，导管位于薄片油石的上面，导管的顶端设有配重块，导管沿轴向方向设有多个等间距的定位孔，定位孔内插有定位棒；导套底部左端的定位块与薄片油石的左侧面相靠接；顶紧机构中设置的压紧轮与薄片油石的右侧面顶接。本发明能够实现薄片油石与V型槽位置对中，保证薄片油石的精确定位，且实现定程恒压式研磨，从而对修锐过程定量控制，提高磨边砂轮V型槽工作表面微观形貌的一致性。

Description

磨边砂轮专用定量控制修锐装置

技术领域

本发明属于超硬材料磨边砂轮修锐领域，具体涉及一种磨边砂轮专用定量控制修锐装置。

背景技术

超硬材料磨边砂轮主要以金刚石、立方氮化硼等超硬材料为原料制成。其中，磨边砂轮主要用于光学玻璃的棱边修磨，如图1所示，其外圆周面沿轴向分布若干V型槽，该V型槽是磨边砂轮的工作面，同一磨边砂轮上各V型槽的形状尺寸一致。

然而在磨边砂轮实际使用过程中，各V型槽的工作状况差别较大，主要体现为：（1）各V型槽加工工件后，工件品质差异较大，工件品质主要指工件崩边；（2）各V型槽的工作寿命差异较大。在磨边砂轮内在质量一致、各V型槽形状尺寸一致的情况下，各V型槽工作状况差异主要由其工作表面的微观形貌不一致造成。表面微观形貌主要由修锐工艺形成，因此要保证各V槽的工作状况一致，修锐工艺须定量控制，量化各修锐参数。磨边砂轮V型槽修锐的传统方法是采用手工油石磨削法，V型槽较窄，槽宽为0.5～2.0 mm，槽深为1～2 mm，所用油石也很薄。手工操作只能控制油石的总消耗量或修锐时间，却不能稳定控制油石与V型槽的相对位置和研磨压力，即手工修锐时，各控制条件不稳定，因此造成油石对磨边砂轮V型槽的修锐效果也不稳定，从而不能保证各V型槽的表面微观形貌一致。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磨边砂轮专用定量控制修锐装置，能够使薄片油石与V型槽位置对中，定量控制修锐过程中的研磨压力和油石的消耗量，提高磨边砂轮V型槽工作表面微观形貌的一致性。

本发明的技术方案如下：

一种磨边砂轮专用定量控制修锐装置，包括支架、快移机构、进给机构和顶紧机构，其中，

所述快移机构由可自锁的线性滑台构成，所述线性滑台的左端与所述支架固定连接；

所述进给机构包括导套、导管和薄片油石，所述导套与所述线性滑台的右端固定连接；导套的中心位置设有用以插放所述薄片油石的窄槽，所述窄槽的宽度与薄片油石的厚度相适配，窄槽的中心位置设有通孔，所述导管插入所述通孔内，导管位于薄片油石的上面，导管的顶端固定连接有配重块，导管的两侧沿轴向方向对称设有多个等间距的定位孔，对称设于导管两侧的两个定位孔内水平插有定位棒且定位棒的端部伸出定位孔外；所述导套的底部左端固定连接有定位块，所述定位块与薄片油石的左侧面相靠接；

所述顶紧机构包括L型连接块、附带法兰的直线轴承和顶杆，所述L型连接块的水平端与所述直线轴承的法兰固定连接，L型连接块的竖直端与所述导套固定连接；所述顶杆包括大径部和小径部，所述大径部穿入直线轴承内，直线轴承的左端固定连接有挡圈，所述小径部穿过挡圈并伸出挡圈外，伸出挡圈外的小径部的端部与设有凹槽的压头的右端部固定连接，小径部上套设有处于压缩状态的弹簧，所述弹簧的两端分别与压头和挡圈顶接；所述顶紧机构还包括压紧轮，所述压紧轮包括与所述凹槽相适配的芯轴，所述芯轴的轴向中心线与顶杆的轴向中心线相垂直，芯轴的两个端部对称设有两个橡胶轮，两个橡胶轮的外圆周表面与薄片油石的右侧面顶接。

上述的磨边砂轮专用定量控制修锐装置，所述配重块的重力和所述导管的重力的合力为修锐过程中的研磨压力。

上述的磨边砂轮专用定量控制修锐装置，所述导管与所述通孔为间隙配合。

本发明的有益效果：

本发明针对磨边砂轮的修锐设计了专用装置，替代了传统的手工操作，首次实现对修锐过程中影响V型槽微观形貌的工艺参数的定量控制；手工操作只能控制油石的总消耗量或修锐时间，本发明能够实现薄片油石与V型槽的对中调整，保证薄片油石的精确定位，采用垂直柔性进给、定程恒压式研磨修锐，能够定量控制磨边砂轮修锐过程中的研磨压力与油石消耗总量，为保证V型槽微观形貌的一致性提供了工艺技术条件，有效改善了V型槽工作状况不一致的问题。

具体而言，鉴于磨边砂轮、薄片油石的装卸需要，经常需要调整本发明所述的修锐装置相对磨边砂轮在垂直方向的位置，故设计了快移机构，该快移机构由可自锁的线性滑台实现上下移动，该线性滑台属于标准件，市场上在售，安装方便；本发明所述的修锐装置基于车床固定安装，即通过支架固定到车床的中托板上，使用时，借助车床的大托板实现左右移动，借助车床的中拖板实现前后移动。由此通过车床大拖板、中托板以及快移机构进行修锐装置的三维移动，实现薄片油石与V型槽的对中调整。本发明的这种三维移动的工作方式能够灵活调整修锐装置的位置，有利于磨边砂轮、薄片油石的装卸操作和实现薄片油石与V型槽的对中调整，为进行V型槽的修锐提供了基本的保障。

本发明所述的进给机构，可以实现垂直柔性进给。所述进给机构包括导套，导套中心位置设置的与薄片油石相适配的窄槽，能够对薄片油石起到初步的导向、限位作用以防止其倾斜；导管采用间隙配合的方式插入导套，其能够向下移动且左右前后位置不会跑偏；导管上设有等间距的定位孔，该定位孔的间距即为单槽修锐时薄片油石的消耗长度，定位孔中插有定位棒，能够及时地限制导管的移动，从而实现定程研磨，通过更换其他间距的导管可以适应不同规格的磨边砂轮或不同的修锐工艺对薄片油石消耗量的需要；导管的顶端固定连接有配重块，磨边砂轮修锐过程中，配重块和导管的重力即为修锐研磨压力，可实现恒压研磨，且可以通过更换不同的配重块来适应不同规格的磨边砂轮或不同的修锐工艺对研磨压力的需要。理论上讲，配重块和导管的重力与定位块和压紧轮对薄片油石的摩擦力的合力为研磨压力，但是本发明在设计中，定位块和压紧轮对薄片油石的摩擦力f远小于配重块和导管的重力的合力G，即f≈(1/15～1/20)G，此处摩擦力可忽略不计，所以配重块和导管的重力即为研磨压力。通过上述设置实现了磨边砂轮修锐工艺的定量控制。

进一步地，为实现薄片油石的精确定位，本发明进行了两方面的关键改进。一方面，通过在导套的底端设置定位块，可以对薄片油石左侧面进行限位；另一方面，本发明设置了顶紧机构，顶紧机构包括L型连接块，L型连接块的底面与直线轴承上附带的法兰固定连接，侧面与进给机构中的导套固定连接，由此确定了顶紧机构在本发明所述的修锐装置中的相对位置，且可以与进给机构同时进行上述的三维移动；顶杆的大径部穿入直线轴承内，可左右移动，直线轴承对顶杆有导向作用；直线轴承的端部固定有挡圈，挡圈可以将弹簧阻挡在直线轴承的外部，小径部可以穿过挡圈的孔左右移动，压头与小径部的端部固定连接，处于压缩状态的弹簧被限定在压头与挡圈之间，在弹簧的回弹作用下，推动顶杆带动压头及其上面的压紧轮沿轴向向左移动，从而实现压紧轮对薄片油石右侧面的压紧，对它形成一定的压力，防止薄片油石沿磨边砂轮的轴向移动。通过上述设置实现了实现薄片油石的精确定位。进一步地，压头上安装有设有橡胶轮的压紧轮，橡胶为弹性材料，压紧轮的设置有三个方面的好处：（1）可以避免压头对薄片油石的损坏；（2）可以对压头在弹簧回弹过程中的冲击力起到一定的缓冲作用；（3）薄片油石在研磨时，需要不断地向下移动，压紧轮随之转动，可以进一步减少压紧轮与薄片油石之间的摩擦力，从而使研磨压力恒定为配重块和导管的重力。

综上所述，本发明至少具有以下四个方面的优势：（1）能够实现薄片油石与V型槽的对中调整；（2）保证薄片油石的精确定位；（3）修锐研磨压力恒定；（4）薄片油石消耗的长度恒定；由此可见，本发明能够对修锐过程中影响V型槽微观形貌的工艺参数进行定量控制，实现修锐工艺的量化操作，提高V型槽微观形貌的一致性，有效改善其工作状况不一致的问题。

附图说明

图1为磨边砂轮的V型槽结构示意图；

图2本发明的结构示意图；

图3为图2中A的局部放大示意图；

图4为图2中的导套的俯视图；

图5为图2中的压紧轮的结构示意图。

具体实施方式

如图2至5所示，本发明所述的磨边砂轮专用定量控制修锐装置，包括支架1，使用时，支架1固定连接到车床中托板上，本发明还包括快移机构、进给机构和顶紧机构，所述快移机构由可自锁的线性滑台21构成，所述线性滑台21的左端与所述支架1固定连接；所述进给机构包括导套6、导管4和薄片油石15，所述导套6与所述线性滑台21的右端固定连接，线性滑台21上下移动时，因其右端与进给机构的导套6相连接，所以会带动进给机构上下移动；导套6的中心位置设有用以插放所述薄片油石15的窄槽18，所述窄槽18的宽度与所述薄片油石15的厚度相适配，窄槽18的中心位置设有通孔19，所述导管4插入所述通孔19内，所述导管4与通孔19为间隙配合，导管4位于薄片油石15的上面，导管4的顶端固定连接有配重块3，配重块3的下端伸入导管4内且与导管4螺纹连接，导管4的两侧沿轴向方向对称设有多个等间距的定位孔20，所述间距为薄片油石15完成单槽修锐所消耗的长度，该消耗的长度根据用薄片油石15研磨单个V型槽的消耗量来设定，对称设于导管4两侧的两个定位孔20内水平插有定位棒5且定位棒5的端部伸出定位孔20外；所述导套6的底部左端固定连接有定位块14，所述定位块14与薄片油石15的左侧面相靠接；所述顶紧机构包括L型连接块7、附带法兰的直线轴承10和顶杆9，所述L型连接块7的水平端与所述直线轴承10的法兰固定连接，L型连接块7的竖直端与所述导套6固定连接；所述附带法兰的直线轴承10为标准件，市场上在售，所述顶杆9包括大径部和小径部，所述大径部穿入直线轴承10内，直线轴承10对顶杆9的左右移动有导向作用；直线轴承10的左端固定连接有挡圈8，所述小径部穿过挡圈8并伸出挡圈8外，伸出挡圈8外的小径部的端部与设有凹槽的压头12的右端部固定连接，所述小径部上套设有处于压缩状态的弹簧11，所述弹簧11的两端分别与压头12和挡圈8顶接；所述顶紧机构还包括压紧轮13，所述压紧轮13包括与所述凹槽相适配的芯轴131，所述芯轴131的轴向中心线与顶杆9的轴向中心线相垂直，芯轴131的两个端部对称设有两个橡胶轮132，两个橡胶轮132的外圆周表面与薄片油石15的右侧面顶接。上述固定连接均为螺纹连接。本发明的使用过程如下：

1)将本发明所述的磨边砂轮专用定量控制修锐装置通过支架1以螺纹连接的方式固定在车床的中托板上；

2)将磨边砂轮16套设于轴具2，安装到车床的双顶尖位置17上；

3)找正定位块14，使定位块14的定位面与车床的回转轴线垂直；

4)薄片油石15沿导套6的窄槽18插入，同时手拉顶杆9后端，使压紧轮13离开定位块14的定位面，当薄片油石15的侧面贴靠定位块14的定位面时，松开顶杆9，在弹簧11作用下，压紧轮13顶住薄片油石15，保证薄片油石15精确定位；

5)通过车床大托板的左右移动、中托板的前后移动及线性滑台21的上下移动调整薄片油石15与V型槽的相对位置，进行对中调整；

6)选择合适的配重块3与导管4，在导套6的通孔19内插入导管4，导管4的底端与薄片油石15的顶端接触，并在导管4的定位孔20中插入定位棒5；

7)启动车床，主轴带动磨边砂轮16旋转，则薄片油石15在配重块3及导管4的的重力作用下，开始对V型槽修锐研磨，同时可在导管4内注入冷却液，进行湿式修锐；

8)随着修锐过程的进行，薄片油石15与V型槽的接触部位磨损，薄片油石15持续下移接触并研磨V型槽，接触压力始终为配重块3和导管4的重力；当导管4定位孔20中的定位棒5被导套6顶端挡住限位时，则薄片油石15不再下移，V型槽无压力作用，单槽修锐完成；

9)停止车床的主机旋转，通过大托板的左右移动和线性滑台21的上下移动，使薄片油石15与下一个V型槽对正；

10)抽出定位孔20中的定位棒5，插入下一个定位孔20中；

11)开启车床的主机旋转，重复上面的修锐动作，直至定位棒5再次被导套6顶端挡住限位时，结束第二个V型槽的修锐；重复上述步骤直至修锐完磨边砂轮的所有V型槽。

最后所应说明的是：上述实施例仅用于说明而非限制本发明的技术方案，任何对本发明进行的等同替换及不脱离本发明精神和范围的修改或局部替换，其均应涵盖在本发明权利要求保护的范围之内。

Claims (3)

1.一种磨边砂轮专用定量控制修锐装置，其特征在于：包括支架、快移机构、进给机构和顶紧机构，其中，

所述快移机构由可自锁的线性滑台构成，所述线性滑台的左端与所述支架固定连接；

所述进给机构包括导套、导管和薄片油石，所述导套与所述线性滑台的右端固定连接；导套的中心位置设有用以插放所述薄片油石的窄槽，所述窄槽的宽度与薄片油石的厚度相适配，窄槽的中心位置设有通孔，所述导管插入所述通孔内，导管位于薄片油石的上面，导管的顶端固定连接有配重块，导管的两侧沿轴向方向对称设有多个等间距的定位孔，对称设于导管两侧的两个定位孔内水平插有定位棒且定位棒的端部伸出定位孔外；所述导套的底部左端固定连接有定位块，所述定位块与薄片油石的左侧面相靠接；

所述顶紧机构包括L型连接块、附带法兰的直线轴承和顶杆，所述L型连接块的水平端与所述直线轴承的法兰固定连接，L型连接块的竖直端与所述导套固定连接；所述顶杆包括大径部和小径部，所述大径部穿入直线轴承内，直线轴承的左端固定连接有挡圈，所述小径部穿过挡圈并伸出挡圈外，伸出挡圈外的小径部的端部与设有凹槽的压头的右端部固定连接，小径部上套设有处于压缩状态的弹簧，所述弹簧的两端分别与压头和挡圈顶接；所述顶紧机构还包括压紧轮，所述压紧轮包括与所述凹槽相适配的芯轴，所述芯轴的轴向中心线与顶杆的轴向中心线相垂直，芯轴的两个端部对称设有两个橡胶轮，两个橡胶轮的外圆周表面与薄片油石的右侧面顶接。

2.根据权利要求1所述的磨边砂轮专用定量控制修锐装置，其特征在于：所述配重块的重力和所述导管的重力的合力为修锐过程中的研磨压力。

3.根据权利要求1所述的磨边砂轮专用定量控制修锐装置，其特征在于：所述导管与所述通孔为间隙配合。