CN108127524A - 一种高精度定位顶尖的加工和修复装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种高精度定位顶尖的加工和修复装置及方法，装置包括正弦规、V型块、滚珠、固定夹板、压轮、手柄和联接板；通过摇转手柄，压轮带动工件自转，通过平磨机床的砂轮对工件进行加工或修复。当加工或返修定位顶尖时，可以通过该装置用普通平面磨床就可以磨削加工出高精度的顶尖，由于零件的定位及加工状态接近零件的实际使用状态，且与同轴度的检测方法一致，另外克服了外圆磨床两端顶尖不同心的问题，所以加工精度非常高，磨削顶尖直径范围大，在零件批量较大时，零件质量稳定且加工效率较高。
Description
技术领域
本发明属于机械技工灵越，涉及高精度定位顶尖的加工和修复装置及方法。
背景技术
精密设备或精密仪器制造、维修过程中，经常需要对如图1所示的顶尖类零件进行制造或返修，以达到和恢复精密设备或精密仪器的精度，另外在航空发动机工艺装备制造中也经常出现顶尖类定位件的制造和维修。
这类零件中定位锥度对外圆的同轴度通常要求在Ф0.005mm以内。采用外圆磨床磨削加工外圆锥面(精密外圆磨精度：Ф0.005mm)，磨削出的工件同心度一般在Ф0.01～0.015mm，大部分工件不能满足使用和设计要求，偶有合格工件，随意性非常大，外圆磨床设备自身能力明显不足，重复加工和废品率非常高。
发明内容
针对以上问题，本发明目的在于提供一种高精度定位顶尖的加工和修复装置及方法，保证顶尖类工件的顶尖加工精度。
为达到上述目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：
一种高精度定位顶尖的加工和修复装置，包括正弦规、V型块、滚珠、固定夹板、压轮、手柄和联接板；
正弦规安装在平磨机床移动工作台上作为装置底座，用于放置待加工工件的V型块安装在正弦规上，V型块下方设置联接板，固定夹板与联接板固定连接且位于V型块一侧，工件放置在V型块上，工件非顶尖端通过滚珠顶在固定夹板上，固定夹板上安装有用于驱动工件的压轮组件；
压轮组件包括压轮、用于安装压轮的压轮定位轴和安装在压轮定位轴上的手柄，压轮定位轴穿过固定夹板设置且与V型块的V型槽平行设置，压轮压紧工件，通过摇转手柄，压轮带动工件自转，通过平磨机床的砂轮对工件进行加工或修复。
进一步，所述正弦规底部设置块规后安装在平磨机床移动工作台上。
进一步，所述工件非顶尖端设置有定位滚珠的定位端面。
进一步，所述固定夹板包括挡板和压板，挡板用于定位滚珠，压板铰接连接在挡板上，压轮组件安装在压板上。
进一步，所述压板与挡板之间设置有压板锁紧件。
一种高精度定位顶尖的加工和修复方法，包括以下步骤：
(1)、将需磨削锥体工件装在装置的V型块中，工件非顶尖端通过滚珠顶在固定夹板上，然后用压轮组件的压轮将工件压装在V型块里；
(2)、摇转压轮组件的手柄，调整固定夹板使工件能够随压轮顺畅自如转动；
(3)、开启平磨机床将工件靠近砂轮，并摇转手柄带动工件旋转，同时进刀磨削，磨削工件达到技术要求，停止平磨机床，加工完成。
本发明具有以下优点：
本发明的高精度定位顶尖的加工和修复装置及方法，装置包括正弦规、V型块、滚珠、固定夹板、压轮、手柄和联接板；通过摇转手柄，压轮带动工件自转，通过平磨机床的砂轮对工件进行加工或修复。当加工或返修定位顶尖时，可以通过该装置用普通平面磨床就可以磨削加工出高精度的顶尖，由于零件的定位及加工状态接近零件的实际使用状态，且与同轴度的检测方法一致，另外克服了外圆磨床两端顶尖不同心的问题，所以加工精度非常高，工件的外圆锥面同轴度可达Ф0.001～0.003mm，而且表面质量的粗糙度值Ra可达0.02～0.005μm。磨削顶尖直径范围大，在零件批量较大时，零件质量稳定且加工效率较高。
附图说明
图1顶尖类工件示意图
图2加工示意图
图3磨削夹具主视图
图4磨削装置俯视图
图5磨削装置左视图
图6a工件轴向定位主视图
图6b工件轴向定位俯视图
图6c工件轴向定位侧视图
图7磨削装置压轮定位剖视图
图8待修理的定位顶尖工件示意图
图中：1-工件；2-砂轮；3-正弦规；4-V型块；5-块规；6-卡簧；7-滚珠；8-固定夹板；9-压轮；10-压板锁紧件；11-压轮定位轴；12-手柄；13-联接板。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，本文所描述的实施例仅仅为本发明的一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护范围。
本发明的高精度定位顶尖的加工和修复装置，包括工件1、砂轮2、正弦规3、V型块4、块规5、卡簧6、滚珠7、固定夹板8、压轮9、压板锁紧件10、压轮定位轴11、手柄12、联接板13。
以正弦规3为底座，正弦规3与平磨机床移动工作台连接固定，在正弦规3上拼装V型块4且在其下方设置联接板13，工件1通过滚珠7顶在固定夹板8上，以保证工件的正确定位和自转自如，见图2；
如图3、图4和图5所示，为在给工件提供旋转动力时有稳定的装夹，专门设计了压轮组件和固定夹板8，压轮组件上压轮9用于压紧工件1；固定夹板8固定在V型块4下方的联接板13上，其后端中心设滚珠定位，固定夹板8上穿入压轮组件、压轮定位轴11及手柄12，通过摇转压轮组件上的手柄12，带动工件1自转，同时压轮9压紧工件1。
压轮组件包括压轮(9)、用于安装压轮的压轮定位轴(11)和安装在压轮定位轴(11)上的手柄(12)，压轮定位轴(11)穿过固定夹板(8)设置且与V型块(4)的V型槽平行设置，压轮(9)压紧工件(1)，通过摇转手柄12，压轮(9)带动工件(1)自转，通过平磨机床的砂轮(2)对工件进行加工或修复。
所述正弦规3底部设置块规5后安装在平磨机床移动工作台上，工件1非顶尖端设置有定位滚珠的定位端面。
固定夹板8包括挡板和压板，挡板用于定位滚珠7，压板铰接连接在挡板上，压轮组件安装在压板上，压板与挡板之间设置有压板锁紧件10。
调整正弦规3使V型块4底面与平磨机床工作台面达到设计要求的工件锥体半角角度，锥角可以通过正弦规进行精确调整，角度越小，精度越高；
以工件外圆表面、顶针孔定位，外圆和顶针孔表面质量会影响到磨削质量，故装夹前需对工件外圆、顶针孔进行修正。
高精度定位顶尖的加工和修复方法，步骤如下：
(1)将需磨削锥体工件1装在装置的V型块4中，如图6a、图6b和图6c，工件1后端顶针孔内的滚珠顶在V型块4下端的定位端面上，然后用压轮组件上压轮9将工件1压装在V型块4里，如图7；
(2)摇转压轮组件的手柄12，要求能顺畅的带动工件旋转，如异常，则调整固定夹板直至工件随压轮转动自如；
(3)磨削外圆锥面：开启平面磨床，将工件1靠近砂轮2并用手摇压轮的传动手柄，带动工件1旋转，同时进刀磨削，依靠外圆柱面母线在工件上形成轴向和切向两个分力，轴向分力使零件紧贴滚珠，保证加工面高度稳定，切向分力使工件回转形成加工表面的相对运动。当度面全部见光时即完成加工，磨削工件达到技术要求。以某号的叶片型面测具工装为例：测具中使用的顶针见图8，原加工合格率非常低，且使用一段时间后因磨损测具精度会达不到使用要求，需进行修复。
如果按传统方法修磨定位顶尖，合格率非常低，因磨削质量(同心度)不可控，需反复加工直至合格，故工作量特别大，修复周期长且无法控制，严重影响测具制作及修复。
用上述磨削方法对顶尖进行修复，修复后测量工件的外圆锥面同轴度为Ф0.002mm，且表面质量的粗糙度值Ra达到0.01μm，达到预期效果。
本发明的方法加工或修磨各类测量仪器的顶尖：万能工具显微镜、光学投影仪、偏摆检查仪等；精密机床的顶尖：精密外圆磨床(RHU650)等；精密测量夹具(测具)的顶尖：某型号的叶片型面测具工装、某型号的跳动测具工装等型号的各类工装中使用的顶尖；用此种装置加工大批量顶尖式零件，零件质量稳定、准确、可靠，加工效率较高，且方法操作简单，实用性强，具有广泛的推广价值。
以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方案进行修改或者等同替换，而这些并未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (6)
1.一种高精度定位顶尖的加工和修复装置，其特征在于：包括正弦规(3)、V型块(4)、滚珠(7)、固定夹板(8)、压轮(9)、手柄(12)和联接板(13)；
正弦规(3)安装在平磨机床移动工作台上作为装置底座，用于放置待加工工件(1)的V型块(4)安装在正弦规(3)上，V型块(4)下方设置联接板(13)，固定夹板(8)与联接板(13)固定连接且位于V型块(4)一侧，工件(1)放置在V型块(4)上，工件(1)非顶尖端通过滚珠(7)顶在固定夹板(8)上，固定夹板(8)上安装有用于驱动工件(1)的压轮组件；
压轮组件包括压轮(9)、用于安装压轮的压轮定位轴(11)和安装在压轮定位轴(11)上的手柄(12)，压轮定位轴(11)穿过固定夹板(8)设置且与V型块(4)的V型槽平行设置，压轮(9)压紧工件(1)，通过摇转手柄12，压轮(9)带动工件(1)自转，通过平磨机床的砂轮(2)对工件进行加工或修复。
2.根据权利要求1所述的一种高精度定位顶尖的加工和修复装置，其特征在于：所述正弦规(3)底部设置块规(5)后安装在平磨机床移动工作台上。
3.根据权利要求1或2所述的一种高精度定位顶尖的加工和修复装置，其特征在于：所述工件(1)非顶尖端设置有定位滚珠的定位端面。
4.根据权利要求1所述的一种高精度定位顶尖的加工和修复装置，其特征在于：所述固定夹板(8)包括挡板和压板，挡板用于定位滚珠(7)，压板铰接连接在挡板上，压轮组件安装在压板上。
5.根据权利要求4所述的一种高精度定位顶尖的加工和修复装置，其特征在于：所述压板与挡板之间设置有压板锁紧件(10)。
6.一种基于权利要求1所述装置的高精度定位顶尖的加工和修复方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)、将需磨削锥体工件(1)装在装置的V型块(4)中，工件(1)非顶尖端通过滚珠(7)顶在固定夹板(8)上，然后用压轮组件的压轮(9)将工件(1)压装在V型块(4)里；
(2)、摇转压轮组件的手柄(12)，调整固定夹板使工件能够随压轮顺畅自如转动；
(3)、开启平磨机床将工件(1)靠近砂轮(2)，并摇转手柄(12)带动工件(1)旋转，同时进刀磨削，磨削工件达到技术要求，停止平磨机床，加工完成。
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