[發(fā)明專利]一種密封環(huán)內球面數(shù)控精密磨削裝置與磨削方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210228690.7
• 申請日: 2012-07-03
• 公開（公告）號: CN102744666A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發(fā)明（設計）人: 胡德金;胡曉冬
• 申請（專利權）人: 上海交通大學;上海德善機電科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: B24B19/11
• 分類號: B24B19/11;B24B41/02;B24B41/04;B24B47/20
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 祖志翔

技術領域

本發(fā)明涉及的是一種內球面的加工裝置及方法，具體涉及一種用于球閥中閥座密封環(huán)的內球面的數(shù)控精密磨削裝置與磨削方法，屬于機械制造加工技術領域。

背景技術

高硬度高精度球閥的閥座密封環(huán)是耐高溫、耐高壓、耐磨損球閥中的關鍵部件之一。由于這類球閥承受的工作條件十分惡劣，因此，為了提高其耐高溫和耐磨損性能，通常在球閥的球體表面噴涂具有很高耐磨強度的WC、Ni60等高硬度材料，因而與之相配合的閥座密封環(huán)的內球面有時也需要噴涂相應的高硬度材料，這就給內球面的精密加工帶來了很大困難；另一方面，由于這類球閥一般都工作在高溫、高壓環(huán)境中，密封要求也相當高，這類球閥往往都采取硬密封方式，在這種密封方式中，球體的形狀精度和表面粗糙度要求很高，與其相配合的密封環(huán)的形狀精度和表面粗糙度要求相應也很高，這也給密封環(huán)內球面表面的精密加工帶來了很大的困難。對于這種高硬度、高耐磨性材料的加工一般采用精密磨削加工方法。到目前為止，國內已經(jīng)有了針對高硬度外球面加工的精密磨床，對于球閥的閥座密封環(huán)內球面的精密磨削加工裝置和方法目前還未見有報導。

經(jīng)對現(xiàn)有技術的文獻檢索發(fā)現(xiàn)，申請?zhí)枮?01110188757.4、名稱為《氣動球面打磨整形裝置》的中國專利申請，其主要通過調整氣動打磨機中延長桿的長度來滿足打磨球面的半徑要求，使用時，在安裝調整到位后開啟氣泵，氣動打磨機即可對殼體的內球面進行打磨。該裝置應用殼體的定位孔進行定位，采用人工方式調整打磨裝置的磨削半徑，其屬于專用的磨削裝置，缺乏自動化的精密位置控制，對于大批量、多品種球閥的閥座密封環(huán)內球面的精密磨削加工來說，該裝置是不適用的。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種密封環(huán)內球面的數(shù)控精密磨削裝置及磨削方法，其磨削精度高、自動化程度高，能適用于大批量、多品種閥座密封環(huán)內球面的精密磨削加工。

本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

一種密封環(huán)內球面的數(shù)控精密磨削裝置，其包括床身部件、工件主軸系統(tǒng)、砂輪磨削系統(tǒng)和數(shù)控系統(tǒng)，所述床身部件設置有定位軸，所述工件主軸系統(tǒng)直線滑動地連接在床身部件的左部，該工件主軸系統(tǒng)設置有夾持所述密封環(huán)的工件主軸且該工件主軸繞密封環(huán)內球面的中心軸線旋轉，所述砂輪磨削系統(tǒng)連接在床身部件的右部且繞所述定位軸的中心線作圓弧往復擺動運動，該砂輪磨削系統(tǒng)設置有能夠作直線進給運動的旋轉的砂輪磨具，所述工件主軸的旋轉中心線和砂輪磨具的旋轉中心線保持等高地相交于所述定位軸的中心線上且與該定位軸中心線垂直，所述數(shù)控系統(tǒng)與工件主軸系統(tǒng)和砂輪磨削系統(tǒng)連接且控制該工件主軸系統(tǒng)和砂輪磨削系統(tǒng)的切削運動。

所述床身部件包括：床身、圓弧蝸輪導軌、圓環(huán)導軌、定位軸、第一步進電機、第一同步帶輪、第一同步帶、第二同步帶輪、第一滾珠絲桿副和第一直線導軌副，所述圓弧蝸輪導軌、圓環(huán)導軌和定位軸固定在床身的右部，所述第一直線導軌副固定在床身的左部，所述第一滾珠絲桿副轉動地安裝在兩個固定在床身左部的軸承座內，所述第一同步帶輪固定安裝在第一步進電機的輸出軸上，所述第二同步帶輪固定安裝在第一滾珠絲桿副上，所述第一步進電機固定在床身上，并且通過第一同步帶將旋轉運動傳遞至第一滾珠絲桿副；

所述工件主軸系統(tǒng)包括：工件主軸箱體、工件主軸、安裝聯(lián)接板、變頻電機、第三同步帶輪、第二同步帶和第四同步帶輪，所述工件主軸箱體固定安裝在所述第一直線導軌副的滑塊上，所述工件主軸轉動地安裝在工件主軸箱體上，所述安裝聯(lián)接板用以夾持所述密封環(huán)且固定安裝在工件主軸的右端，工件主軸箱體與第一滾珠絲桿副的滾珠螺母固定連接且在第一滾珠絲桿副的驅動下作直線運動，所述變頻電機依次通過第三同步帶輪、第二同步帶和第四同步帶輪驅動工件主軸旋轉；