凹凸小球面砂轮修整器

摘要

本发明公开了一种凹凸小球面砂轮修整器，包括平板状的底座和竖向设置的上支架，底座上设置有可与磨床工作台固定的夹紧装置，上支架上部设置有金刚石笔和进给机构，底座左端中部竖向设置有一套筒，所述上支架左端下部可转动地套接在套筒上；其特点在于，所述套筒内插接有一标准杆，标准杆上端为半圆柱形且与金刚石笔对应；所述进给机构包括固定套、前滑套、后滑套、量块、差动螺杆等构件。本发明采用标准杆对金刚石笔笔尖进行加工基点校准，用档爪保证校准时上支架位于标准位置，采用量块来确定加工走刀位置，还采用了差动螺杆进行微调，故可以对加工尺寸实现精确的度量，而不是靠加工者主观判断，保证加工尺寸的精度可以达到较高的标准。

权利要求

1. 一种凹凸小球面砂轮修整器，包括平板状的底座和竖向设置的上支架，底座上设置有可与磨床工作台固定的夹紧装置，上支架上部设置有金刚石笔和进给机构，底座左端中部竖向设置有一套筒，所述上支架左端下部可转动地套接在套筒上；其特征在于，所述套筒内插接有一标准杆，标准杆上端为半圆柱形且与金刚石笔对应；所述进给机构包括固定套、 前滑套、后滑套，其中固定套过盈配合设置于上支架上部一水平通孔内，前滑套右端可滑动地设置于固定套左端内部，前滑套外表沿轴向设置有前导向槽，设有一前导向螺钉从外部穿过固定套并配合于前导向槽内用于限定前滑套周向转动，金刚石笔插接于前滑套左端内孔中且可由旋接在前滑套上的前固定螺钉固紧，所述后滑套左端可滑动地设置于固定套右端内部，后滑套外表沿轴向设置有后导向槽，设有一后导向螺钉从外部穿过固定套并配合于后导向槽内用于限定后滑套周向转动，后滑套与固定套之间可由从外部旋接并穿过固定套的一后固定螺钉固紧，后滑套内孔贯通设置有一差动螺杆，差动螺杆与后滑套内孔之间螺纹旋接，差动螺杆左端延伸至前滑套并旋接于前滑套右端螺纹内孔中，前滑套和后滑套内两段螺纹旋向相同但导程不同，差动螺杆右端延伸出后滑套并在端头设有一转把，后滑套右端端面设置有锥形刻度盘，后滑套右端还可滑动地套设有一挡套，该挡套可靠旋接在其上的挡套固定螺钉紧固在后滑套上，挡套左端与固定套右端之间卡接匹配的量块，进给机构中还设置有前滑套固定机构。

2.如权利要求1所述的凹凸小球面砂轮修整器，其特征在于所述夹紧装置包括定向键和两紧固螺栓，定向键固定设置于底座下方并卡接在磨床工作台上楔形的通槽内，紧固螺栓水平向右旋接在底座左端，旋转紧固螺栓可使其端头与磨床工作台左端侧面抵紧从而使底座固定。

3.如权利要求1所述的凹凸小球面砂轮修整器，其特征在于所述前滑套固定机构包括于前滑套外表切向设置的一锥杆，该锥杆上具有一锥面，锥杆上小直径端伸出上支架外表且在其上滑动套设有一锥套，锥杆上小直径端最外侧螺纹旋接有一锁紧螺母，锁紧螺母与锥套端面相抵且在其外表设有锁紧手柄，前滑套外表位于锥杆和锥套上两锥面之间，旋转锁紧螺母推动锥套进而可靠两锥面将前滑套锁紧固定在固定套左端内孔中。

4.如权利要求1所述的凹凸小球面砂轮修整器，其特征在于所述上支架右方下端与底座接触处固定设置有一上支板，底座上表对应地固定设置有一半圆环形的下支板，下支板两端均向上设置有挡块。

5.如权利要求1所述的凹凸小球面砂轮修整器，其特征在于所述底座上表与上支架右端下部相邻处沿中心线对称设置有一凸起，凸起两侧各枢接有一档爪，两档爪之间距离与相邻处支架宽度匹配。

6.如权利要求1所述的凹凸小球面砂轮修整器，其特征在于所述上支架右端中部还设置有一操纵杆。

说明书

凹凸小球面砂轮修整器

技术领域

[0001] 本发明涉及一种可对砂轮进行加工的器械，尤其是一种凹凸小球面砂轮修整器。 背景技术

[0002] 加工球面零件一般采用球面 样板刀粗车留有一定余量，再用球面磨床磨削成形， 在没有球面磨床的时候，如果要用普通磨床加工出具有精密尺寸的内外球面零件，就需设计一种可对砂轮球面进行修改加工的器械，使用该器械修整处满足尺寸的砂轮，再用该砂轮进行零件加工。我国专利号200520146848. 1就曾公布了一种内、外球面砂轮修整器，它由底座、芯轴、本体、调节螺栓、伸缩套、金刚石笔、衬套、捏手、手柄、限位螺钉、锁紧螺钉、螺母和组成。金刚石笔固定在本体上，通过本体的转动，使金刚石笔的尖端形成圆弧转动。该内、外球面砂轮修整器可用于对砂轮球面进行修整加工，但是由于该设备没有校准基准和进给基准，使得加工量的大小完全由操作工人凭经验进行把握，故具有加工尺寸精度难以得到保证的缺陷。

发明内容

[0003] 本发明所要解决的技术问题是，为了克服上述不足，而提供一种加工尺寸精度高的凹凸小球面砂轮修整器。

[0004] 为了解决上述技术问题，本发明中采用了如下的技术方案：

[0005] 一种凹凸小球面砂轮修整器，包括平板状的底座和竖向设置的上支架，底座上设置有可与磨床工作台固定的夹紧装置，上支架上部设置有金刚石笔和进给机构，底座左端中部竖向设置有一套筒，所述上支架左端下部可转动地套接在套筒上；其特点在于，所述套筒内插接有一标准杆，标准杆上端为半圆柱形且与金刚石笔对应；所述进给机构包括固定套、前滑套、后滑套，其中固定套过盈配合设置于上支架上部一水平通孔内，前滑套右端可滑动地设置于固定套左端内部，前滑套外表沿轴向设置有前导向槽，设有一前导向螺钉从外部穿过固定套并配合于前导向槽内用于限定前滑套周向转动，金刚石笔插接于前滑套左端内孔中且可由旋接在前滑套上的前固定螺钉固紧，所述后滑套左端可滑动地设置于固定套右端内部，后滑套外表沿轴向设置有后导向槽，设有一后导向螺钉从外部穿过固定套并配合于后导向槽内用于限定后滑套周向转动，后滑套与固定套之间可由从外部旋接并穿过固定套的一后固定螺钉固紧，后滑套内孔贯通设置有一差动螺杆，差动螺杆与后滑套内孔之间螺纹旋接，差动螺杆左端延伸至前滑套并旋接于前滑套右端螺纹内孔中，前滑套和后滑套内两段螺纹旋向相同但导程不同，差动螺杆右端延伸出后滑套并在端头设有一转把， 后滑套右端端面设置有锥形刻度盘，后滑套右端还可滑动地套设有一挡套，该挡套可靠旋接在其上的挡套固定螺钉紧固在后滑套上，挡套左端与固定套右端之间可卡接匹配的量块，进给机构中还设置有一前滑套固定机构。其中，金刚石笔所在一端为前端或左端，另一端为后端或右端。所述量块为匹配的尺寸量具，根据加工尺寸的不同，量块分为不同宽度尺寸的若干个，用于卡接在固定套和挡套之间来保证加工尺寸。[0006] 作为所述夹紧装置的一种优化结构形式，包括定向键和两紧固螺栓，定向键固定设置于底座下方并卡接在磨床工作台上楔形的通槽内，紧固螺栓水平向右旋接在底座左端，旋转紧固螺栓可使其端头与磨床工作台左端侧面抵紧从而使底座固定，这样可以使底座定位装夹更加快捷，定位更加稳定。

[0007] 作为所述前滑套固定机构的一种优化结构形式，其包括于前滑套外表切向设置的一锥杆，该锥杆上具有一锥面，锥杆上小直径端伸出上支架外表且在其上滑动套设有一锥套，锥杆上小直径端最外侧螺纹旋接有一锁紧螺母，锁紧螺母与锥套端面相抵且在其外表设有锁紧手柄，前滑套外表位于锥杆和锥套上两锥面之间，旋转锁紧螺母推动锥套进而可靠两锥面将前滑套锁紧固定在固定套左端内孔中。这样可以使需前滑套定位时，锁紧得更加牢靠，满足在加工时需要前滑套固定机构锁紧力比较大的要求。

[0008] 作为进一步优化，所述上支架右方下端与底座接触处固定设置有一上支板，底座上表对应地固定设置有一半圆环形的下支板，下支板两端均向上设置有挡块。这样无论上支架绕套筒旋转到哪个角度，都可以使上支板和下支板之间接触形成支撑，上支架由下部套筒和下支板两处地方受力支撑，使支撑受力更合理更稳定，挡块将上支架旋转范围限定在下支板弧度范围内，避免上支架掉出底座。

[0009] 作为进一步优化，所述底座上表与上支架右端下部相邻处沿中心线对称设置有一凸起，凸起两侧各枢接有一档爪，两档爪之间距离与相邻处支架宽度匹配。这样，在校准金刚石笔时，可以旋转两档爪将上支架夹定于其间，使其与底座中线对准固定，保证了校准的精度。

[0010] 作为进一步优化，所述上支架右端中部还设置有一操纵杆，这样可方便通过操纵杆控制上支架旋转。

[0011] 工作时，先转动上支架使其置于底座中心线上，旋转档爪使上支架固定于底座中心线；将标准杆插接于套筒内，使标准杆上侧半圆柱形基准面与上支架和底座中心线相垂直；以标准杆为基准调整进给机构进行调零校准，校准过程为把金刚石笔、前滑套、差动螺杆及后滑套调整到适当的位置，通过前滑套固定机构使前滑套固定在固定套内，旋转后固定螺钉使后滑套固定在固定套内，移动挡套使其左端靠拢在固定套右端后通过挡套固定螺钉使其固定，然后使金刚石笔笔尖与标准杆的基准面中线接触调零，用前固定螺钉把金刚石笔固定在前滑套上，完成校准；旋转档爪松开上支架并推动操纵杆暂时将上支架旋开，取下标准杆，将待修整砂轮沿底座中心线置于标准杆位置与金刚石笔相对应处，注意金刚石笔轴心线应与磨床上砂轮的回转中心等高；此时根据待修整砂轮种类的不同选取量块。对于两种不同的砂轮具体选取量块大小和切削操作步骤如下：

[0012] 当砂轮为凹砂轮时，砂轮加工完成后其右侧表面应位于校准基面的左边，故加工前选取量块的尺寸大小，和从校准完成后金刚石笔笔尖处到砂轮加工完成后右侧表凹弧面中心处之间距离相同，该距离也为金刚石笔走刀距离；在校准完成后松开挡套，将量块置于挡套和固定套之间再锁紧挡套，取下量块，挡套和固定套之间的距离即为加工时金刚石笔走刀距离，此时松开前滑套固定机构和后固定螺钉调整为进给状态，进给状态下前滑套、 后滑套、挡套作为一个整体可一起前后移动，根据修整进给量要求进行进给，每次进给完成后通过前滑套固定机构和后固定螺钉将前滑套和后滑套锁紧进行切削加工，加工时砂轮自身保持旋转，操作者手持操纵杆绕套筒转动上支架令金刚石笔切削掉砂轮一次进给量的厚度，这样分多次进给进行切削直到挡套左端与固定套右端相抵，完成加工。上述过程中，当缺少与金刚石笔走刀距离尺寸完全相同的量块时，选取尺寸稍小的量块，当量块的进给距离走完后旋转差动螺杆进行微进给，微进给时前滑套为松开状态，后滑套为固定锁紧状态， 旋转差动螺杆，差动螺杆相对固定后滑套向右移动，而前滑套相对差动螺杆向左移动，这样前滑套相对上支架实现差动移动，差动螺杆每转一转，前滑套实际移动距离为两段螺纹导程之差，而金刚石笔固定在前滑套上，旋转差动螺杆上的手柄可以实现金刚石笔的微量进给，并可通过差动螺杆上设置的指针和锥形刻度盘控制差动螺杆的转动角度，来控制金刚石笔的位移量大小，这样即可使得金刚石笔走刀总距离与砂轮待切削加工距离达到完全一致，保证加工的精度，同时由于微进给每次走刀距离较小，可使得金刚石笔最后的几次走刀都保持控制在较小的走刀距离，这样就可以进一步地保证加工的精度。

[0013] 当砂轮为凸砂轮时，砂轮加工完成后其右侧表面应位于校准基面的右边，选取量块的尺寸大小，和从校准基面到砂轮加工完成后右侧表凸弧面中心处之间距离相同（该距离指上支架位于底座中线时沿金刚石笔轴心线的距离），此时松开前滑套和后滑套，使前滑套、后滑套、挡套一起向后拉动并将选取的量块置于挡套和固定套之间，继续拉动后滑套令挡套左端与固定套右端之间除了量块外再留出加工切削量的距离，此时可分多次进给进行加工，进给时前滑套、后滑套为松开可滑动状态，挡套固定在后滑套上一起向左滑动进行进给，加工时前滑套、后滑套均为锁紧固定状态，待挡套左端与量块相抵后加工完成。上述过程中，当没有合适尺寸大小的量块时，选取尺寸略大于所需尺寸的量块，待挡套左端与量块相抵后剩下的进给量靠旋转差动螺杆完成，因为旋转差动螺杆是微量进给，故可以使加工的精度达到较高的标准。

[0014] 综上所述，相比于现有技术，本发明具有以下优点：1、本发明采用标准杆对金刚石笔笔尖进行加工基点校准，用档爪保证校准时上支架位于标准位置，采用量块来确定加工走刀位置，故可以对加工尺寸实现精确的度量，而不是靠加工者主观判断，保证了加工尺寸的精度。2、本发明采用了差动螺杆进行微调，故可以进一步保证加工尺寸的精度达到较高的标准。3、本发明还具备结构合理，使得安装更稳固，底座和上支架之间支撑更稳定等优点ο

附图说明

[0015] 图1为具体实施时本发明的结构示意图。

[0016] 图2为图1的A-A剖面图。

[0017] 图3是图1的俯视图。

[0018] 图4是加工时砂轮回转中心与金刚石笔轴心线位置关系图。

[0019] 图5是加工时砂轮与底座和上支架对称线重合示意图。

具体实施方式

[0020] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

[0021] 具体实施时，如图1至图3所示，一种凹凸小球面砂轮修整器，包括平板状的底座 22和竖向设置的上支架21，底座22上设置有可与磨床的工作台27固定的夹紧装置，上支架21上部设置有金刚石笔8和进给机构，底座22左端中部竖向设置有一套筒4，所述上支架21左端下部可转动地套接在套筒4上；其特点在于，所述套筒4内插接有一标准 杆6，标准杆6上端为半圆柱形且与金刚石笔8对应；所述进给机构包括固定套19、前滑套7、后滑套20，其中固定套19过盈配合设置于上支架21上部一水平通孔内，前滑套7右端可滑动地设置于固定套19左端内部，前滑套7外表沿轴向设置有前导向槽，设有一前导向螺钉10从外部穿过固定套19并配合于前导向槽内用于限定前滑套7周向转动，金刚石笔8插接于前滑套7左端内孔中且可由旋接在前滑套7上的前固定螺钉9固紧，所述后滑套20左端可滑动地设置于固定套19右端内部，后滑套20外表沿轴向设置有后导向槽，设有一后导向螺钉 13从外部穿过固定套19并配合于后导向槽内用于限定后滑套20周向转动，后滑套20与固定套19之间可由从外部旋接并穿过固定套19的一后固定螺钉12固紧，后滑套20内孔贯通设置有一差动螺杆11，差动螺杆11与后滑套20内孔之间螺纹旋接，差动螺杆11左端延伸至前滑套7并旋接于前滑套7右端螺纹内孔中，前滑套7和后滑套20内两段螺纹旋向相同但导程不同，差动螺杆11右端延伸出后滑套20并在端头设有一转把，后滑套20右端端面设置有锥形刻度盘16，后滑套20右端还可滑动地套设有一挡套18，该挡套18可靠旋接在其上的挡套固定螺钉15紧固在后滑套20上，挡套18左端与固定套19右端之间可卡接匹配的量块14，进给机构中还设置有一前滑套固定机构。其中，金刚石笔8所在一端为前端或左端，另一端为后端或右端。所述量块14为匹配的尺寸量具，根据加工尺寸的不同，量块 14分为不同宽度尺寸的若干个，用于卡接在固定套19和挡套18之间来保证加工尺寸。

[0022] 具体实施时，所述夹紧装置可以采用如下优化结构，包括定向键26和两紧固螺栓 3，定向键26固定设置于底座22下方并卡接在磨床工作台27上楔形的通槽内，紧固螺栓3 水平向右旋接在底座22左端，旋转紧固螺栓3可使其端头与磨床工作台27左端侧面抵紧从而使底座22固定在磨床的工作台27上，此优化的夹紧装置可以使底座22定位装夹更加快捷，定位更加稳定，当然具体实施时也可以采用现有技术的其他结构的夹紧装置。

[0023] 具体实施时，所述前滑套固定机构可以采用如下优化结构，其包括沿前滑套7外表切向设置的一锥杆32，该锥杆32上具有一锥面，锥杆32上小直径端伸出上支架21外表且在其上滑动套设有一锥套31，锥杆32上小直径端锥套31之外的最外侧螺纹旋接有一锁紧螺母33，锁紧螺母33与锥套31端面相抵且在其外表设有锁紧手柄34，前滑套7外表恰好位于锥杆32和锥套31上两锥面之间，旋转锁紧螺母33推动锥套31进而可靠两锥面将前滑套7锁紧固定在固定套19左端内孔中。这样可以使需前滑套7定位时，锁紧得更加牢靠，满足在加工时需要前滑套固定机构锁紧力比较大的要求，当然，具体实施时，所述前滑套固定机构也可以采用其他公知固定结构形式，比如直接采用一紧固螺栓从外部穿过固定套19抵接在前滑套7上，只是这样的锁紧效果不如本优化结构，容易产生加工误差。

[0024] 具体实施时，所述上支架21右方下端与底座22接触处固定设置有一上支板25， 底座22上表对应地固定设置有一半圆环形的下支板26，下支板26两端均向上设置有挡块 5。这样无论上支架21绕套筒4旋转到哪个角度，都可以使上支板25和下支板26之间接触形成支撑，上支架21由下部套筒4和下支板26两处地方受力支撑，使支撑受力更合理更稳定，挡块5将上支架21旋转范围限定在下支板26弧度范围内，避免上支架21掉出底座 22。

[0025] 具体实施时，所述底座22上表与上支架21右端下部相邻处沿中心线对称设置有一凸起35，凸起35两侧各枢接有一档爪29，两档爪29之间距离与相邻处上支架21宽度匹配。这样，在校准金刚石笔8时，可以旋转两档爪29将上支架21夹定于其间，使其与底座 22中心线对准固定，保证了校准的精度。另外，所述上支架21右端中部还设置有一操纵杆 30，这样可方便通过操纵杆30控制上支架21旋转。

[0026] 实施时，套筒4处的具体结构为，在上支架21和底座22的右边各有一个垂直于底座22下表面的通孔，在上支架21孔内安装有衬套2 ；所述套筒4为带轴肩结构的阶梯定位套筒，其主体部分由上大下小两段构成阶梯定位套筒，其下段有螺纹，设置有螺母1与下段螺纹连接，套筒4上段圆柱表面穿在上支架21孔的衬套2内，并保持动配合，套筒4下段圆柱表面穿在底座22的通孔内，并与该通孔保持过盈配合。通过套筒4和螺母1以及相应的垫圈将上支架21和底座22连接在一起，并形成可以转动的统一整体。所述标准杆6是调整金刚石笔8的基准，标准杆6是一个阶梯杆，中间有一段轴肩，在标准杆6的上段为半圆柱形，半圆柱形的平面为校准基面，下段为圆柱形，与阶梯定位套筒4的孔动配合。

[0027] 更加具体地说，上支架上部的进给机构实施时，在上支架21上部有一个水平通孔，固定套19与该水平通孔过盈配合，固定套19内有一个贯通孔，其左端是一个直径小于右端的定位孔，前滑套7与固定套19左端小定位孔动配合，在前滑套7上有一个导向槽，前导向螺钉10与上支架21和固定套19上的螺孔连接，并与前滑套7上的导向槽配合，前滑套 7是一个带轴肩的套筒，其内部有一个贯通孔，贯通孔右端是一个螺纹孔，与差动螺杆11连接，金刚石笔8与贯通孔左端的定位孔动配合，在轴肩上有一个螺孔，前固定螺钉9与该螺孔配合，可以锁紧金刚石笔8，后滑套20与固定套19内右端的定位孔动配合，在后滑套20 上也有一个导向槽，后导向螺钉13与上支板25和固定套19上的螺孔连接，并与后滑套20 上的导向槽配合，后固定螺钉12通过上支板25和固定套19上的螺孔可以锁紧后滑套20， 后滑套20内部有一个贯通孔，其贯通孔左端是一个直径小于右端的螺纹孔，与差动螺杆11 连接，档套18与后滑套20右端外圆柱面动配合，通过档套固定螺钉15可以锁紧，量块14 在档套18和固定套19之间可以调整距离。旋转差动螺杆11上的手把可以实现金刚石笔 8的微量进给，并可通过差动螺杆11上的指针和锥形刻度盘16控制差动螺杆11的转动角度，从而控制金刚石笔8的位移量大小，弹簧17始终把锥形刻度盘16压在档套18的端面上。

[0028] 具体加工时的加工过程在发明内容部分已有陈述，故不在此累述。

[0029] 本发明使用时注意事项：

[0030] (1)在按要求调整好砂轮修整器尺寸后，要把安装在工作台上的砂轮修整器对正， 主要注意以下两个方面：

[0031] ①砂轮的回转中心与金刚石笔轴线在同一直线上，如图4所示，图4视图角度与图 1 一致，图中标号36为砂轮。

[0032] ②砂轮修整器摆动对称线与砂轮的横截面对称线重合，如图5所示，图5视图角度与图3 —致，图中砂轮36为凹砂轮。如果待加工砂轮为凸砂轮时，砂轮右侧表面应位于基准面右侧。

[0033] (2)进行微进给时，必须先把后固定螺钉12锁紧，并松开锁紧手柄34，然后再按要求转动差动螺杆11调整金刚石笔位置，调整好后还必须转动锁紧手柄34锁紧固定金刚石笔的前滑套7。

[0034] (3)修整过程中要合理选择进给量，对于凹形砂轮，先修整砂轮中间位置，而对于凸形砂轮，应先修整砂轮两端边缘。每次完成修正后，转动锁紧手柄34松开锁紧机构，按要求把金刚石笔进给后，一定要转动锁紧手柄34再次锁紧，才能摆动操纵杆30修整砂轮，如此反 复，直到完成砂轮的修整。