内孔沟槽超声振动辅助砂轮磨削加工装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112123033A(43)申请公布日2020.12.25(21)申请号202010949401.7B24B27/00(2006.01)(22)申请日2020.09.10B24B49/00(2012.01)(71)申请人太原理工大学地址030024山西省太原市迎泽西大街79号(72)发明人郭策张栋梁张晓李秀红李文辉杨胜强刘佳(74)专利代理机构太原晋科知识产权代理事务所(特殊普通合伙)14110代理人王瑞玲(51)Int.Cl.B24B1/04(2006.01)B24B5/48(2006.01)B24B19/02(2006.01)B24B41/06(2012.01)权利要求书2页说明书4页附图2页(54)发明名称内孔沟槽超声振动辅助砂轮磨削加工装置及方法(57)摘要本发明属于回转体零件内孔沟槽壁面的高效、高质量和高精度抛光技术领域，具体是一种内孔沟槽超声振动辅助砂轮磨削加工装置及方法。包括车床、内孔沟槽回转体零件和超声振动辅助砂轮磨削系统，所述的车床的三爪卡盘用于固定内孔沟槽回转体零件；车床的刀架系统用于紧固超声振动辅助砂轮磨削系统；所述的超声振动辅助砂轮磨削系统包括超声波发生器、压电换能器、变幅杆、外壳、调整后座、调整外壳、调整垫块、砂轮连杆、磨削砂轮和盲孔垫块。本发明克服了传统砂轮磨削内孔沟槽温度高、磨削力大和容易产生振动和噪声的缺点，可获得的表面质量和加工效率更高。CN112123033ACN112123033A权利要求书1/2页1.一种内孔沟槽超声振动辅助砂轮磨削加工装置，其特征在于：包括车床（1）、内孔沟槽回转体零件（2）和超声振动辅助砂轮磨削系统，所述的车床（1）的三爪卡盘（101）用于固定内孔沟槽回转体零件（2）；车床（1）的刀架系统（102）用于紧固超声振动辅助砂轮磨削系统；所述的超声振动辅助砂轮磨削系统包括超声波发生器（3）、压电换能器（4）、变幅杆（5）、外壳（6）、调整后座（7）、调整外壳（8）、调整垫块（9）、砂轮连杆（10）、磨削砂轮（11）和盲孔垫块（12），超声波发生器（3）与压电换能器（4）通过导线连接，压电换能器（4）设置在外壳（6）内，压电换能器（4）与变幅杆（5）大端连接，变幅杆（5）外表面还设置有法兰盘（501），法兰盘（501）与外壳（6）通过螺栓连接，压电换能器（4）、变幅杆（5）和外壳（6）开有对应的等径通孔，变幅杆（5）小端开有内螺纹；调整后座（7）一端与变幅杆（5）小端通过螺纹连接，另一端与调整外壳（8）通过螺纹连接；调整后座（7）内部开口通孔，通孔设有喉结；调整后座（7）和调整外壳（8）内部还放置有调整垫块（9）；调整垫块（9）随着调整后座（7）与调整外壳（8）的螺纹紧固作用将砂轮连杆（10）固定；砂轮连杆（10）一端焊接有盲孔垫块（12），盲孔垫块（12）置于调整后座（7）的喉结处，并在调整垫块（9）的挤压下固定；砂轮连杆（10）另一端穿过调整垫块（9）与磨削砂轮（11）连接。2.根据权利要求1所述的内孔沟槽超声振动辅助砂轮磨削加工装置，其特征在于：还包括高精度位移传感器（13），高精度位移传感器（13）穿过压电换能器（4）、变幅杆（5）和外壳（6）的通孔与盲孔垫块（12）通过磁力连接；数据分析仪（14）与高精度位移传感器（13）通过导线连接，用于监测砂轮连杆（10）的径向和轴向位移。3.根据权利要求2所述的内孔沟槽超声振动辅助砂轮磨削加工装置，其特征在于：所述的磨削砂轮（11）外径与内孔沟槽回转体零件（2）的沟槽底面径向间距h应为磨粒粒径r的整数倍，h=nr，其中n为正整数；磨削砂轮（11）宽度与内孔沟槽回转体零件（2）的沟槽侧壁留有1~2mm的轴向间距s。4.根据权利要求3所述的内孔沟槽超声振动辅助砂轮磨削加工装置，其特征在于：所述的压电换能器（4）、变幅杆（5）、外壳（6）、调整后座（7）、调整外壳（8）和磨削砂轮（11）保持轴线对称。5.根据权利要求4所述的内孔沟槽超声振动辅助砂轮磨削加工装置，其特征在于：所述的调整垫块（9）能够在调整后座（7）和调整外壳（8）内部微量活动，以固定不同尺寸的砂轮连杆（10）。6.根据权利要求5所述的内孔沟槽超声振动辅助砂轮磨削加工装置，其特征在于：所述的外壳（6）外表面焊接有伸出板，用于与车床（1）的刀架系统（102）螺栓连接。7.一种如权利要求6所述的内孔沟槽超声振动辅助砂轮磨削加工装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤，S100～将内孔沟槽回转体零件（2）固定于车床（1）的三抓卡盘（101）上，将超声振动辅助砂轮磨削系统固定于车床（1）的刀架系统（102）上；S200～装配磨削砂轮（11），通过调整外壳（8）、调整垫块（9）和调整后座（7），调节砂轮