李光宙

（北京交通大學(xué)機(jī)械與電子控制工程學(xué)院，北京 100044）

關(guān)于自動轉(zhuǎn)位研磨拋光夾具的設(shè)計探究

李光宙

（北京交通大學(xué)機(jī)械與電子控制工程學(xué)院，北京 100044）

光學(xué)零件特有的加工流程、金相顯微特性的樣品制備，都應(yīng)經(jīng)由研磨、關(guān)聯(lián)著的拋光流程.通常來看，手持式架構(gòu)下的這些配件，可在安設(shè)的研磨機(jī)之上，妥善予以加工.慣用的研磨設(shè)備，存在偏多的弊病.為此，創(chuàng)設(shè)了帶有自動轉(zhuǎn)位特性的新穎夾具，明辨了構(gòu)架特性、慣常的工作機(jī)理.自動轉(zhuǎn)位架構(gòu)下的這種夾具，適宜椎體棱鏡特有的配件加工，獲取了凸顯成效.

自動轉(zhuǎn)位；研磨拋光夾具；設(shè)計方式

自動轉(zhuǎn)位研磨，對于慣常用到的研磨夾具，予以技術(shù)變更.研磨拋光依托的這種夾具，能夠更替固有的內(nèi)部配件，節(jié)省耗費(fèi)掉的制備時間，提升了配件的靈活特性.采納多重材料，對于夾具固有的細(xì)化部位，予以分別加工.自動轉(zhuǎn)位特性的拋光及研磨，凸顯了高層級的精密狀態(tài).把預(yù)備好的某一工件，安設(shè)在擬定的表層之上；經(jīng)由夾具銜接的工作臺，帶動配件去運(yùn)轉(zhuǎn).針對慣用的夾具缺陷，著手予以改進(jìn)，提升了原有的夾具性能，縮減加工時段及耗費(fèi)金額.

1 實驗流程

1.1 實驗材料

配套特性的工件，包含細(xì)長態(tài)勢下的軸體.采納某規(guī)格下的型鋼，當(dāng)成制備原料.某規(guī)格下的單螺桿泵，帶有配套架構(gòu)中的轉(zhuǎn)子.選取這種工件，予以拋光研磨.加工得來的構(gòu)件長度會超出5580毫米.

1.2 擬定的加工流程

研磨好的新工件，不帶有其他范疇內(nèi)的變徑要求.輸入進(jìn)來的關(guān)聯(lián)參數(shù)，與數(shù)控特性的流程契合.加工預(yù)設(shè)的研磨要求、關(guān)聯(lián)著的拋光要求，應(yīng)合乎這一范疇的加工水準(zhǔn).工件固有的直徑，應(yīng)被縮減至65毫米；原初的粗糙程度，也應(yīng)被限縮.

1.3 應(yīng)注重的事宜

夾具刀盤特有的轉(zhuǎn)動方向，應(yīng)與工件慣常的旋轉(zhuǎn)相反.添加某規(guī)格下的冷卻液，便于后續(xù)時段的工件冷卻.安設(shè)在車床架構(gòu)上的原有工件，應(yīng)被妥善夾緊.夾具固有的刀盤，應(yīng)被調(diào)和成最優(yōu)角度.擬定好的初始坐標(biāo)，被設(shè)定成零；把各層級內(nèi)的有關(guān)參數(shù)，調(diào)入擬定出來的數(shù)控程式，予以慣常的加工.

2 實驗結(jié)論

2.1 總體夾具構(gòu)架

自動轉(zhuǎn)位框架以內(nèi)的夾具，適宜各范疇內(nèi)的配件加工.把選取出來的某種工件，安設(shè)于夾具體及銜接的底板中間，用體系架構(gòu)之中的螺栓去固定.手持式架構(gòu)下的配件，與固定好的裝置銜接.配件固有的表層，慣常高速去運(yùn)轉(zhuǎn).在預(yù)設(shè)的摩擦力態(tài)勢下，夾具體經(jīng)由軸承及安設(shè)的握持輪，予以相對運(yùn)動.摩擦力的促動之下，夾具體會凸顯出某一角度下的轉(zhuǎn)動.這樣做，能讓穩(wěn)固住的配件，圍繞擬定的夾具軸線，自動更替原初的方位.與此同時，球面架構(gòu)下的體系軸承，也會在預(yù)設(shè)的傾角范疇內(nèi)，自動調(diào)和這種角度.這就平衡了總體壓力，配件固有的加工面，會被均勻磨制.

圖為概要的夾具形狀

2.2 夾具獨(dú)有的新穎優(yōu)勢

預(yù)設(shè)的加工流程，包含各時段之中的下料、粗磨及接續(xù)的精磨、對應(yīng)著的拋光等.如上的工序，都預(yù)設(shè)了獨(dú)特要求.棱鏡特有的查驗流程，應(yīng)當(dāng)依循外角這樣的角度，來辨識配件精度.拋光面特有的制備流程，密切關(guān)聯(lián)著接續(xù)的粗磨精磨，這就添加了原有的加工難度.

自動轉(zhuǎn)位特性的新穎夾具，設(shè)計了帶有自動特性的轉(zhuǎn)位夾持.這種夾持配件，能提快運(yùn)轉(zhuǎn)時段中的相對速率，達(dá)到擬定好的研磨目的.自動轉(zhuǎn)位配有的夾持裝置，限縮耗費(fèi)掉的工作強(qiáng)度，促動了實效提升.比對慣用的加工途徑，自動轉(zhuǎn)位這樣的夾持，保護(hù)了直角架構(gòu)之下的拋光面，不會受到特有的摩擦損毀.棱鏡特有的邊緣損毀、邊緣架構(gòu)的塌陷，也妥善規(guī)避掉.夾具加工得來的成品率會超出97%，表征著明晰的效果.

3 實驗步驟及數(shù)據(jù)

3.1 設(shè)定總體形狀

某規(guī)格下的拋光夾具，預(yù)設(shè)了高層級的精度水準(zhǔn).擬定好的加工流程，是制備高精度特性的立方體；在這以后，在制備出來的立方體之上，截取某規(guī)格的棱鏡.底邊固有的尺寸若被擬定成40毫米，那么棱鏡固有的直角精度，應(yīng)能超出0.5這一數(shù)值.直角面范疇以內(nèi)的平面度，應(yīng)能超出這一比值下的光波長度.配件附帶著的三個直角棱、體系架構(gòu)固有的頂角，并不帶有缺陷.

3.2 設(shè)定拋光設(shè)備

為添加原初的剛度層級，拋光構(gòu)件固有的床身、體系架構(gòu)之中的立柱、銜接的橫梁，都采納慣用的焊接銜接.這樣做，能夠限縮拋光時段中的構(gòu)件擺動，提升了穩(wěn)固特性.槽鋼制備出來的這種裝置，預(yù)設(shè)了剛度強(qiáng)度，都合乎特有規(guī)格.擬定的查驗流程，包含真實態(tài)勢下的加工流程、關(guān)聯(lián)著的校對流程.這就便利了接續(xù)的定位步驟，提升加工速度.伴隨加工進(jìn)展，設(shè)定好的夾緊點，可能被頻繁更替；原初的夾緊精度，也會隨之變更.

3.3 細(xì)化的工件尺寸

將被加工的特有工件，原初的長度擬定成1290毫米；厚度及關(guān)聯(lián)著的寬度，分別擬定成14毫米、33毫米.加工得來的這一工件，應(yīng)采納體系固有的槽體，當(dāng)成最優(yōu)的定位依托.

4 總體框架以內(nèi)的裝置

自動轉(zhuǎn)位架構(gòu)之下的工控機(jī)、帶有轉(zhuǎn)速特性的傳感構(gòu)件、某規(guī)格下的變頻器，都被劃歸成電氣控制這一范疇的部分.在這之中，變頻特性的電機(jī)，合乎擬定好的運(yùn)轉(zhuǎn)流程.[1]氣動特性的管控構(gòu)件，可分出數(shù)字特性的伺服閥、某規(guī)格下的儲氣罐、安設(shè)好的氣缸.體系架構(gòu)固有的這些裝置，帶有精密控制這一范疇的拋光壓力.

夾具運(yùn)轉(zhuǎn)之中，拋光機(jī)特有的升降，關(guān)涉著液壓油缸、安設(shè)的活塞桿、內(nèi)齒輪配有的圈體.體系架構(gòu)固有的下磨盤，應(yīng)被穩(wěn)固住，以便提升原有的穩(wěn)定特性.經(jīng)由整合及優(yōu)化，明晰了旋轉(zhuǎn)扭矩慣常的運(yùn)轉(zhuǎn)路徑.銜接著的這種構(gòu)件，拓展了軸體直徑，提升總體態(tài)勢下的剛性狀態(tài)、磨盤配件的穩(wěn)固特性.研磨得來的精度，會超出制備成的同類配件.安設(shè)了無極特性的變頻電機(jī)，以便調(diào)和速度.

轉(zhuǎn)動時段中的拋光裝置，便利了接續(xù)的啟停流程.安設(shè)了某規(guī)格下的轉(zhuǎn)速表、附帶著的計數(shù)器，自動管控研磨時段、某一時段中的磨削量.研磨盤特有的裝置下降中，預(yù)設(shè)的緩降速度，能被隨時變更，阻止住了安設(shè)的工件碎裂.操作箱銜接的閥門、體系以內(nèi)的控制電源，能自動辨識電壓.擬定好的直流電壓，被設(shè)定成25V.拋光特性的新穎裝置，提升了原有的閥體壽命、提升運(yùn)轉(zhuǎn)安全.

4.1 穩(wěn)態(tài)控制依循的思路

采納電器控制，擬定了拋光盤架構(gòu)下的穩(wěn)態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn).在這時，應(yīng)考量運(yùn)行時段中的狀態(tài)查驗、上研磨盤特有的下降速率、緊急態(tài)勢的故障管控.為此，擬定好的這種架構(gòu)，整合了慣用的手動管控、自動特性的管控.體系架構(gòu)之中的多重裝置，包含夾具銜接的總電源、拋光液特有的開停配件、氣缸特有的上下流程、緊急時段中的停止構(gòu)件.安設(shè)好的這些按鈕，都涵蓋在自動特性的面板之中.

4.2 配套范疇內(nèi)的主體設(shè)定

研磨特性的拋光設(shè)備，在平日以內(nèi)的研磨之中，多數(shù)安設(shè)了懸臂架構(gòu)下的某種支座.[2]為此，這樣固定住的裝置，慣常左右擺動.若選出來的研磨配件，固有的硬度層級偏高，那么這一晃動態(tài)勢會很劇烈，甚至帶有翻車隱患.針對這種疑難，考量了拆洗之中的難度、平日以內(nèi)的清洗流程，采納了熱軋架構(gòu)下的槽鋼，來搭建這一結(jié)構(gòu).

4.3 帶有連接特性的結(jié)構(gòu)設(shè)定

上拋光盤及銜接的活塞配件，若采納慣用的剛性銜接，那么配件表層這一范疇的平整程度，就應(yīng)擬定高層級的要求；這樣做，添加了機(jī)床安設(shè)之中的難度，也潛藏著接續(xù)的拋光隱患.擬定好的制備流程，預(yù)設(shè)了特有的球頭軸承，并擬定了明晰的參數(shù)數(shù)值.經(jīng)由核對可知，自動轉(zhuǎn)位架構(gòu)下的拋光，采納了新穎特性的自動調(diào)心.它能依循自動態(tài)勢下的調(diào)心功能，隨時予以糾偏，調(diào)和軸向架構(gòu)之中的荷載狀態(tài).

5 設(shè)計時段中的精準(zhǔn)定位

5.1 多重配件的定位

自動特性的轉(zhuǎn)位配件，在初始時段的設(shè)計中，應(yīng)當(dāng)明辨精準(zhǔn)的定位.機(jī)床安設(shè)好的夾具體，預(yù)設(shè)了明晰的方槽.方槽固有的周邊方位，應(yīng)當(dāng)添加合規(guī)的某種銷孔.配件固有的孔位，被固定于選出來的工件兩邊、工件中間這樣的方位.真正去裝夾時，槽體銜接著的夾具體，可以容納添加進(jìn)來的工件.方槽固有的側(cè)邊，應(yīng)當(dāng)配有縱向方位的軸承.經(jīng)由擬定好的銷孔，明辨工件加工這一時段的自由度.在這以后，再次經(jīng)由旋轉(zhuǎn)，壓實夾具體固有的壓板、長方形架構(gòu)之下的工件等.這就穩(wěn)固住了縱軸橫軸，也穩(wěn)定了銜接好的某規(guī)格工件.

選取出來的加工工件，通常帶有偏大跨度.接續(xù)的加工制備中，容易發(fā)覺特有的撓度形變，影響預(yù)設(shè)的精準(zhǔn)性.夾具特有的裝卡時段中，應(yīng)采納自動特性的床頭箱，穩(wěn)定住這樣的卡盤.拋光研磨特性的尾臺，帶有細(xì)長架構(gòu)下的某種頂尖，能支持住這種工件.采納跟刀架，以便夾緊安設(shè)好的工件，增添體系以內(nèi)的剛性程度.這樣做，能夠限縮加工之中的撓度偏差.與此同時，即便預(yù)設(shè)了自動轉(zhuǎn)位這一特性的裝置，也應(yīng)隨時查驗自由度.采納某規(guī)格下的夾盤，以便擰緊預(yù)備好的工件.

5.2 細(xì)分出來的夾具構(gòu)架

長度偏大的某種夾具，應(yīng)涵蓋安設(shè)好的夾具體、帶有銑削特性的某種壓板、某規(guī)格下的螺栓配件.夾具體慣用的框架以內(nèi)，可再去添加穩(wěn)固特性的研磨構(gòu)件.這種設(shè)計路徑，能省掉耗費(fèi)周期，縮減加工特有的經(jīng)費(fèi).例如：銜接著的工件之中，還可添加某規(guī)格下的螺栓槽、四個特有的方槽.夾具安設(shè)的端點方位，可以設(shè)定出穩(wěn)定特性的這種銷孔.選出來的鋼材規(guī)格，應(yīng)合乎預(yù)設(shè)的規(guī)格水準(zhǔn).

自動轉(zhuǎn)位管控下的研磨拋光，帶有內(nèi)切這樣的特性.配件加工之中，能夠依循慣常的拋光流程，加工得來合規(guī)的工件.應(yīng)注重的是，刀盤特有的中心位置，不應(yīng)重合于固有的構(gòu)件中心.機(jī)床銜接著的銑刀，慣常的運(yùn)轉(zhuǎn)速率偏快.經(jīng)由特有的直線插補(bǔ)，設(shè)定直線給進(jìn)，以便管控接續(xù)的加工流程.自動轉(zhuǎn)位涵蓋著的這種加工，被劃歸成變徑加工.刀盤圍繞擬定好的軸體，順延軸線的方位，予以慣常的進(jìn)給.

5.3 設(shè)計之中的側(cè)重點

拋光研磨特有的自動夾具，在擬定規(guī)格時，應(yīng)考量的側(cè)重點，包含設(shè)定好的批次數(shù)目、加工之中的效率及速率.[3]自動轉(zhuǎn)位范疇內(nèi)的夾具，預(yù)設(shè)的構(gòu)架很簡易；設(shè)計之中的新添加配件，包含快速特性的定位配件.依循快速定位，能夠判別加工時段的耗費(fèi)狀態(tài)、數(shù)控的產(chǎn)出效率.體系配有的夾緊單元，以及車床安設(shè)的加工面，應(yīng)維持住特有的隔斷距離.若擬定出來的概要設(shè)計，沒能審慎考量這一定位，那么體系架構(gòu)以內(nèi)的夾具，慣常頻繁撞擊主軸銜接的套筒.

為此，在體系架構(gòu)中的車床之上，應(yīng)當(dāng)預(yù)設(shè)適宜特性的通孔、方形構(gòu)架特有的槽體、規(guī)格最優(yōu)的沉孔.銜接著的加工工件，最好選出規(guī)格偏長的這種工件.設(shè)定好的工件類別，涵蓋鋁合金制備出來的某種工件.研磨拋光依循的總流程，是在擬定好的車床之上，加工得來某規(guī)格的特有工件，然后妥善打孔.工件固有的框架簡單，但若順延車床固有的縱向軸體，來制備這些工件，就會發(fā)覺慣常見到的超程狀態(tài).若分出批次予以制備，則細(xì)分出來的各個批次，只能安設(shè)一條工件，這就限縮了加工速率.專用特性的自動轉(zhuǎn)位，可以判別配件的根本形狀.對于安設(shè)好的機(jī)床夾具，應(yīng)當(dāng)變更原初的形狀.這樣加工得來的工件，滿足了擬定好的規(guī)格及質(zhì)量.

圖為研磨拋光得來的工件形狀

6 設(shè)定多重參數(shù)

6.1 擬定最佳參數(shù)

把實踐得來的這些數(shù)值，存留至建構(gòu)的數(shù)據(jù)庫.專門特性的數(shù)據(jù)庫，涵蓋著多重范疇之中的加工參數(shù)、配套特性的工藝參數(shù).保存了原初的數(shù)據(jù)后，在后續(xù)時段的編程之中，應(yīng)被錄入的關(guān)聯(lián)數(shù)值，可分出工件特有的加工狀態(tài)、明晰的加工水準(zhǔn).工件研磨及關(guān)涉的拋光，會耗費(fèi)掉多重成本，如裝卡流程以內(nèi)的成本、制備原料的特有耗費(fèi)、接續(xù)的加工損耗、換刀耗費(fèi)掉的費(fèi)用.實驗得來的這些成本，沒能被添加進(jìn)總體態(tài)勢下的參數(shù)影響.擬定出來的最小目標(biāo)，應(yīng)被變更成實用特性的函數(shù).

計算得來的參數(shù)，就能表征著潛在特性的這種耗費(fèi).建模依托的常量數(shù)值，包含夾具的原初壽命、夾具質(zhì)地及預(yù)設(shè)的規(guī)格、夾具固有硬度、比對得來的磨損指數(shù)、工件擬定好的橫截面積.

經(jīng)由加工實驗，提煉出帶有影響的、研磨拋光關(guān)涉的多重參數(shù)；在這以后，還要經(jīng)由運(yùn)算，提煉得來最佳變量、多層級的變量約束.經(jīng)由這種實驗，就可歸結(jié)得來概要特性的數(shù)學(xué)模型，從而建構(gòu)加工時段之中的數(shù)據(jù)庫.真正去拋光及研磨，就可依循調(diào)研得來的工件屬性、估測出來的多樣參數(shù)，經(jīng)過審慎推理，得到明晰的參數(shù)數(shù)值.求得的關(guān)聯(lián)數(shù)值，被存儲于建構(gòu)好的數(shù)據(jù)庫.在接續(xù)的實踐中，對于原初的數(shù)值，不斷予以糾偏，便利多重類別下的夾具設(shè)計.對于擬定好的多重參數(shù)，若要予以優(yōu)化，則應(yīng)辨識本源的參數(shù)來源.

6.2 建構(gòu)關(guān)聯(lián)模型

在建模時段中，先要辨識各類參數(shù).自動轉(zhuǎn)位關(guān)涉的這些參數(shù)，包含主軸預(yù)設(shè)的運(yùn)轉(zhuǎn)速率、齒輪配套特性的進(jìn)給量、工件預(yù)設(shè)的加工寬度.實踐得來的加工經(jīng)驗表征著：若添加了慣用的粗加工，那么擬定好的深度及寬度，都會被設(shè)定得偏大；關(guān)聯(lián)著的夾具直徑，也應(yīng)當(dāng)偏大.若依循精加工特有的概要流程，那么給出來的夾具直徑，應(yīng)被擬定得偏小.

關(guān)聯(lián)著的多樣變量，包含主軸構(gòu)件這一范疇的運(yùn)轉(zhuǎn)速率、研磨特有的深度水準(zhǔn).若要優(yōu)化給出來的原初參數(shù)，則應(yīng)審慎辨識累加著的多重成本，以便達(dá)到擬定好的最佳規(guī)格.建構(gòu)模型依循的路徑，包含混合架構(gòu)下的多重目標(biāo).辨識這些目標(biāo)，才可找出最優(yōu)情形下的精準(zhǔn)模型.

6.3 接續(xù)的求解步驟

實驗流程內(nèi)，只是辨識了研磨拋光預(yù)設(shè)的目標(biāo)函數(shù)、加工時段中的經(jīng)費(fèi)耗費(fèi).實際上，研磨流程關(guān)涉的參數(shù)，還應(yīng)顧及到本源的研磨機(jī)理、研磨拋光特有的最短時段、工件制備花掉的成本.這樣擬定出來的參數(shù)，就應(yīng)分出多重的時點，分別予以實現(xiàn).帶有混合特性的最優(yōu)目標(biāo)，不僅涵蓋著限縮經(jīng)費(fèi)這樣的考量，還要辨識場地特有的真實狀態(tài)，在這種根基上，建構(gòu)出最佳的、帶有綜合特性的加工路徑.多目標(biāo)支撐之下的建模方式，與自動轉(zhuǎn)位這一要求契合.研磨及拋光附帶著的熱量偏多，還應(yīng)預(yù)備好冷卻特性的附帶系統(tǒng)，規(guī)避偏熱的弊端.

7 結(jié)束語

經(jīng)由實踐查驗，自動轉(zhuǎn)位范疇內(nèi)的拋光夾具，化解了慣常見到的加工弊病.這是因為，傳統(tǒng)夾具特有的加工流程，很難握緊配件；若沒能添加均衡用力，那么制備出來的配件表層，就很難均勻，甚至造成安設(shè)好的配件飛出，傷害到人身.自動轉(zhuǎn)位研磨這樣的拋光夾具，總體構(gòu)架簡易，且便于接續(xù)的操作，提升產(chǎn)出成效.研磨拋光特性的這一裝置，適宜多重類別下的配件制備.真正操作時，還能依循配件的特性，適時變更底板的架構(gòu).

〔1〕潘衛(wèi)平.自動轉(zhuǎn)位研磨拋光夾具的設(shè)計［J］.機(jī)械制造，2012（08）.

〔2〕鄭森偉.行星式研磨拋光機(jī)通用夾具設(shè)計［J］.機(jī)電技術(shù)，2010（02）.

〔3〕于雷.高性能陶瓷材料研磨拋光機(jī)設(shè)計［J］.邵陽學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2012（03）.

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