迴轉式恆壓自動磨簧機的製作方法

2023-05-18 15:31:26 2

專利名稱：迴轉式恆壓自動磨簧機的製作方法
技術領域：
本發明是一種大、中型彈簧端面磨削專機，屬專用工具機類。
目前，對於磨削大、中型彈簧端面，一般工廠用一種簡易的彈簧端面磨削專機，該機在加工時，彈簧放在一個大拖板上用V形塊夾具夾緊，大拖板由曲柄帶動進行往復運動。用人工手動操縱絲杆進給磨削彈簧端面，該工具機的缺點如下1、自動化程度低，工件在磨削過程中，工人必須始終操縱手柄來控制進給，因絲杆進給吃力，容易疲勞。
2、工人在操作時始終靠近磨頭，吸塵較多。
3、工件往復運動造成的振動和噪聲大，當工具機用通風除塵時達不到國家環保標準，用水除塵又造成工具機嚴重鏽蝕，工人的工作環境差。
本發明的目的在於提供一種自動化程度高，操作方便，結構簡單、加工彈簧質量好的端磨大、中型彈簧的專機。
本發明是一種全新設計，其基本原理和普通工具機有很大不同，因此有必要進行原理推導，原理推導如下從《金屬切削原理》周澤華主編，上海科學技術出版社，1984年12版得磨削力公式如下Fz＝9.81[Cf(Vw·fr·B/v)]+u·Fy 1)Fy＝9.81[Cf(π/2)(Vw·fr·B/v)]tga 2)式中Fz、Fy分別為切向和軸向磨削力(N)Vw-工件速度(m/s)
V-砂輪速度(m/s)fr-進給量(mm)B-磨削寬度(mm)Cf-切除單位體積的切屑所需的能(kgf/mm2)a-假設磨粒為圓錐形時的錐頂半角u-工件和砂輪間磨擦係數

圖1為摩削用量示意圖，Y軸表示切深方向(Fy力方向)，Z軸表示切向摩削力Fz方向，X軸表示與Y軸和Z軸垂直方向，圖中fr-進給量，B-磨削寬度，Vw-工件速度。
在式1)、2)中，(Vw·fr·B)可看成大小為(fr·B)的面積在單位時間內掃過的體積，如圖(1)所示。所以(Vw·fr·B)可以用每秒金屬切除量W代替，經過單位換算W＝1000Vw·fr·B式1)、2)變換成Fz＝9.81Cf(W/1000v)+u·Fy 1)'Fy＝9.81Cf(π/2)(W/1000v)·tga 2)'式中W＝Vds/t (Vds為工件的磨削量，t為磨削時間)。
Fy為軸向力是指端面磨削，當用周邊磨削時Fy為徑向力。
從本發明的基本原理中可以看出，只要控制Fy為一調定值，就可得不變的W，經過一定時間t，即可磨削掉一定體積的材料，這就是恆壓自動控制的實質，也是本發明的基礎。
彈簧端面磨削與一般工件磨削不同，它不是要求磨削掉一定厚度的加工餘量，而是要求磨去一定體積的金屬，使端面接觸圈達四分之三個圓。
圖2為本發明的運動簡圖其中1-液壓缸，2-溜板，3-輔助電機，4-進給箱，5-彈簧心軸，6-砂輪，7-主電機，8-軸承座。
圖3為本發明的結構簡圖其中9-床頭箱，10-導軌。
圖4為彈簧心軸示意圖其中11-緊固螺釘，12-調整環，13-撥銷，14-彈簧套筒，15-芯體，16-復進簧，17-擋板。
圖5為液壓系統圖。
圖6為主電路圖。
圖7為控制電路圖。
下面結合附圖對本發明進行描述本發明由螺絲緊固砂輪(6)，軸承座(8)，主電機(7)和床頭箱(9)組成床頭。由溜板(2)，輔助電機(3)，進給箱(4)，彈簧心軸(5)組成工作檯，工作檯在導軌(10)上滑動。導軌(10)採用山形和平行導軌的組合形式。液壓缸(1)的缸體固定在導軌(10)上，活塞杆和溜板(2)連接。本發明有一個由液壓系統和電氣控制系統組成的恆壓自動控制系統。
本發明的彈簧心軸(5)通過芯體(15)與進給箱(4)主軸連接起來，用緊固螺釘(11)固定，撥銷(13)用來傳遞扭矩，擋板(17)用螺釘固定在芯體(15)上，用來限制彈簧套筒(14)的位置，復進簧(16)用來使彈簧套筒(14)復位，鬆開工件，調整環(12)是根據待加工彈簧的高度安裝的，加工時使不同高度的彈簧都可以有一部分外伸在彈簧心軸(5)的前端以便加工。本發明通過更換心軸的方法來夾持不同內徑的彈簧。
本發明在工作時，主電機(7)通過一級皮帶傳動，經過軸承座(8)帶動砂輪(6)高速旋轉;輔助電機(3)通過一級皮帶傳動，經過進給箱(4)內的二級齒輪傳動，帶動彈簧心軸(5)低速旋轉。
本發明在工作時，待加工彈簧裝在彈簧心軸(5)上，液壓缸(1)推動工作檯快進，當待加工彈簧撞上砂輪(6)後，彈簧心軸(5)的彈簧套筒(14)向後退，因為芯體(15)前端有一錐角，故彈簧套筒(14)的四塊簧瓣張開，夾緊工件，此時液壓缸處於調定的壓力，彈簧心軸(5)可靠的夾緊工件，同時，工件以恆定壓力壓在砂輪(6)的端面進行磨削，工件隨機進給，當經過一定時間，加工完畢，液壓缸(1)快退，工件離開砂輪(6)，彈簧心軸(5)在復進簧(16)的作用下，彈簧套筒(14)復位，鬆開工件。
本發明可採用氣壓或液壓傳動，兩者大同小異，下面以液壓傳動為例進行設計本發明的液壓系統(見圖5)可實現一種自動工作循環快進-一工進(粗磨)-二工進(精磨)-快退-原位停止。
圖5中的電磁鐵和壓力繼電器動作順序表
液壓系統的油液經濾油器1，變量泵2、單向閥3、進入系統。
當換下起動開關後，電磁鐵2DT得電，換向閥9動作，壓力油經換向閥4，減壓閥6、換向閥8、換向閥9、進入液壓缸左腔，推動工作檯迅速前進，當工作檯撞上行程換向閥4後，壓力油經節流閥5，減壓閥6，換向閥8、換向閥9、進入液壓缸左腔，推動工作以調定的速度快進。當工件撞上砂輪後，液壓缸左腔壓力升高，壓力繼電器1YT得電，經過延時調定時間(粗磨)，1DT得電，換向閥8動作，此時壓力油經節流閥5，減壓閥7，換向閥8，換向閥9進入液壓缸左腔，因減壓閥7的調定壓力比減壓閥6低，故此時進行精磨，經過延時調定時間，2DT失電，換向閥9復位，壓力油進入液壓缸右腔，工作檯快退，退了一定位置，行程閥4鬆開，工作檯快速退回，工作檯撞上行程開關，1DT失電，工作檯遇死擋鐵在原位停留。
圖6表明了本發明的主電路，主電路共有兩臺異步電動機，1D是主電機(7)，2D是輔助電機(3)，1D逆時針轉動，由1C控制，2D可正反轉動，分別由繼電器Fc，繼電器Zc控制，Fc控制順時鐘轉動，Zc控制逆時鐘轉動。以上轉動方向均是面對電機而言，Hk是工具機電源總開關，1RD是作短路保護用的熔斷器，1RJ和2RJ是熱繼電器，分別作電動機1D和2D的過載保護用。
圖7表明了本發明的控制電路，本發明的控制電路通過熔斷器2RD直接從兩根相線獲得380V的交流電。
本發明開始工作前，先按起動按鈕1QA，使接觸器1c得電並自鎖，1c的主接觸器接通主電機1D，使1D運轉。
當本發明加工的彈簧為左旋時，把K扳在Fc繼電器位置，當加工的彈簧為右旋時，把K扳在Zc繼電器位置。
本發明工作時，先把工件裝在彈簧心軸(5)上，按下2QA-Fc(Zc)線圈得電並自鎖-電機2D轉動-2DT電磁鐵得電-壓力油進入液壓缸左腔，工作檯快進直至工件撞上砂輪(6)-液壓缸(1)壓力升高-1YT壓力繼電器得電-1ST延時繼電器得電-延時一段時間(粗磨)-1DT電磁鐵得電-液壓缸(1)壓力減小-同時2ST延時繼電器得電-延時一段時間(精磨)-2DT電磁鐵失電-工作檯快速退回-溜板(2)撞上行程開關1XK-Fe(Zc)線圈失電-電機(3)反接制動-1DT失電，工作檯原位停止。
本發明與老式彈簧端面磨削專機相比，具有一系列顯劇的優點
1、本發明採用了先進的恆壓力磨削，在勞動生產率相同的情況下，功率消耗只有老式彈簧端面磨削專機的一半。
2、本發明採用了機、電、液一體化技術，整臺機器結構非常簡單。
3、本發明由於原理先進，使用簡單的壓力-時間控制方式實現了加工過程的自動化，減輕了工人勞動強度。
4、本發明採用恆壓力磨削，工件的加工端面的表面質量好，由於彈簧在磨削時繞自身軸線轉動，可以獲得很高的端面垂直度。
5、本發明在工作時，工件連續磨削，產生的振動，噪聲和灰塵較小，能顯劇改善工人勞動條件和工作環境。
綜上所述，本發明是一全新設計，本發明工作時待加工彈簧裝在彈簧心軸上，由輔助電機帶動繞自身軸線轉動，工作檯由液壓缸推動進給，液壓缸缸體裝在導軌上，活塞杆與溜板相連。本發明有一個獨特的恆壓自動控制系統，該系統由液壓系統，電氣控制系統組成。液壓系統用來保持恆定壓力和工件進給，電氣控制系統用壓力-時間控制方式實現了加工過程的自動化。正是由於恆壓自動控制系統使本發明實現了對大、中型彈簧的端面磨削的自動化。
權利要求
1.一種彈簧端面磨削專機，包括一個安裝砂輪的床頭、一個裝有彈簧心軸的工作檯、一個導軌、一個液壓缸，以及一個恆壓自動控制系統，其特徵在於在工作檯的進給箱(4)主軸上裝有一個彈簧心軸(5)；在導軌(10)上裝有一個液壓缸，缸體固定在導軌(10)上，活塞杆與溜板(2)連接；一個對加工過程進行自動控制的恆壓自動控制系統。
2.根據權力要求(1)的彈簧端面磨削專機，其特徵在於所述的恆壓自動控制系統是由液壓系統和電氣控制系統組成。
3.根據權力要求(1)的彈簧端面磨削專機，其特徵在於所述的彈簧心軸(5)是由緊固螺釘(11)、調整環(12)、撥銷(13)、彈簧套筒(14)、芯體(15)、復進簧(16)、擋板(17)所構成;彈簧套筒(14)和芯體(15)的前端有相互配合的錐角，彈簧套筒(14)前端開有四條軸向槽，芯體(15)前端裝有使彈簧套筒(14)復位的復進簧(16)。
4.一種磨削加工方法，其特徵在於用恆定壓力將工件與砂輪壓在一起，經過調定時間的磨削，以磨去一定體積材料的方法來加工工件。
全文摘要
一種迴轉式恆壓自動磨簧機，屬專用工具機類。本發明採用工件迴轉式工作方式，工件由彈簧心軸自動夾持，工作檯由液壓缸推動。本發明有一個獨特的恆壓自動控制系統對加工過程進行自動控制，工件在加工過程中保持恆壓自動進給，採用壓力-時間控制方式對加工過程進行自動控制。本發明適於端磨大、中型圓柱壓縮彈簧。
文檔編號B24B19/00GK1079931SQ9210707
公開日1993年12月29日 申請日期1992年7月27日 優先權日1992年7月27日
發明者胡強 申請人:胡強