[發明專利]陶瓷薄壁長管件自為基準的定位夾緊裝置及磨削方法

有效

• 申請號: 201310049101.3
• 申請日: 2013-02-07
• 公開（公告）號: CN103072081A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 李蓓智;吳重軍;楊建國;龐靜珠
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: B24B41/06
• 分類號: B24B41/06;B24B5/36
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 宋纓;孫健

技術領域

本發明涉及薄壁管件精密加工領域，特別是涉及一種陶瓷薄壁長管件自為基準的定位夾緊裝置及磨削方法。

背景技術

薄壁管件是指管件壁厚與徑向尺寸懸殊（通常，壁厚與內外管徑尺寸之比小于1：10或更小），長管件是指管件的長徑比尺寸懸殊的管件（通常，長度與內外管徑之比大于10或更大）。隨著社會的發展，薄壁管件越來越多的用于各種領域，如新能源裝備、燃汽輪機、電機集電環及核反應堆容器環件等。

傳統的加工方法如鑄造、拉拔、沖壓等通用的方法已經不能滿足社會的需求。尤其是陶瓷、玻璃等脆性難加工材料，不僅加工難，而且定位夾緊也難，任何過大的加工余量、或過大的夾緊力，都將降低加工質量、加工效率和過多的生產成本。

近年來，高速磨削方法正在成為加工此類材料和零件最有效的加工工藝之一。但是，采用傳統的互為基準的加工方法，或采用毛坯面定位夾緊，磨削支撐軸頸的傳統工件安裝方法，仍然不能從根本上解決磨削余量大，效率低的技術瓶頸，同時，傳統的外圓磨床的頂尖安裝方式也不能滿足薄壁長管件的快速安裝和高質量磨削要求。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種陶瓷薄壁長管件自為基準的定位夾緊裝置及磨削方法，從根本上解決磨削薄壁長管件支撐軸頸的磨削質量和磨削效率的技術瓶頸，避免薄壁長管件支撐軸頸及其它部位毛坯同軸度誤差所需要增加的磨削余量，實現對陶瓷等脆性材料薄壁長管件的高質量高效磨削。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種陶瓷薄壁長管件自為基準的定位夾緊裝置，包括氣壓式支撐軸頸自為基準的定位裝置、氣壓自適應夾緊裝置和安裝在機床床身上的導軌裝置，所述氣壓自適應夾緊裝置固定在機床的工件主軸上，所述氣壓式支撐軸頸自為基準的定位裝置安裝在導軌裝置上并能沿導軌裝置滑動；所述氣壓式支撐軸頸自為基準的定位裝置的中軸線與氣壓自適應夾緊裝置的中軸線重合；所述氣壓式支撐軸頸自為基準的定位裝置包括自定心爪、支撐殼體、端蓋、活塞體和基座；所述基座和所述支撐殼體相互配合組成圓筒狀結構，所述圓筒狀結構的開口端設有所述端蓋；所述基座與支撐殼體之間有導向T型口，所述自定心爪部分位于圓筒狀結構內，另一部分穿過所述導向T型口與所述端蓋間隙配合，所述圓筒狀結構內安裝有活塞體，所述活塞體的側面與所述自定心爪的側面相配，所述基座上設有氣體入口，所述氣體入口通入壓力氣體推動所述活塞體移動，所述活塞體再通過推動自定心爪向所述氣壓式支撐軸頸自為基準的定位裝置的中軸線做徑向移動；所述氣壓自適應夾緊裝置包括動靜接頭、聯接盤、密封端蓋和夾緊活塞頭；所述聯接盤固定在所述機床的工件主軸上，所述聯接盤固定在工件主軸上的一側設置有動靜接頭，所述聯接盤的另一側設有密封端蓋，所述動靜接頭通過軸承實現工件加工狀態下的動靜接頭的靜止與聯接盤的轉動；所述聯接盤的盤體內設有夾緊活塞頭，所述聯接盤的盤體內還設有油路，所述油路的一端通向夾緊活塞頭，另一端通向動靜接頭；所述動靜接頭的接氣管通入氣體使得夾緊活塞頭對工件進行夾緊。

所述自定心爪和支撐殼體之間設有第一彈簧，所述自定心爪在圓周方向均勻布置3個。

所述端蓋的內側凸出，所述端蓋與所述基座和支撐殼體的接觸面間均有密封圈。

所述支撐殼體上開一安全氣孔。

所述活塞體與所述基座和支撐殼體的接觸面間均裝有雙層密封圈。

所述聯接盤的盤體圓周方向均勻開有3條油路。

所述夾緊活塞頭與聯接盤之間安裝密封環，所述夾緊活塞頭與聯接盤之間還設有用于在斷開壓力氣體下的復位的第二彈簧。

所述動靜接頭與聯接盤之間安裝第三彈簧。

所述活塞體的行程L與自定心爪的徑向工作行程K的關系應滿足公式：K＝L*tanΦ，其中，Φ為活塞體與自定心爪的接觸面與氣壓式支撐軸頸自為基準的定位裝置中軸線的夾角，其中，Φ<arctan(1/f)，f為自定心爪與支撐殼體之間的摩擦系數。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種陶瓷薄壁長管件磨削方法，采用砂輪線速度為80-120m/s的高速磨削工藝，使用上述的裝置對長管件毛坯進行定位，在長管件毛坯上直接磨削支撐軸頸，并以支撐軸頸為磨削工序作為定位基準。

有益效果

由于采用了上述的技術方案，本發明與現有技術相比，具有以下的優點和積極效果：