阅读说明：本技术 一种内孔自动珩磨机及方法 (Automatic inner hole honing machine and method ) 是由 孙连贵 刘有成 于 2020-08-21 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种内孔自动珩磨机及方法,珩磨棒上均加工两条阿基米德螺旋线,分粗珩磨和精珩磨二挡。珩磨棒在珩磨过程中,珩磨棒始终不离开轴瓦的孔。通过气缸的上下往复运动带动减速电机上下运动,从而带动万向节和珩磨棒上下运动,同时通过减速电机的旋转,最终达到珩磨棒在被珩磨件的内孔中运动。珩磨出的油静压轴瓦孔精度能达到的指标如下：圆度≤0.5u,圆柱度≤1u,表面粗糙度Ra≤0.1,完全达到了高速油静压轴瓦孔的精度要求。使油静压主轴旋转精度≤1u,旋转转速能达到24000转/分,承载刚度比同体积的滚动轴承主轴高300％以上。(The invention relates to an automatic inner hole honing machine and a method thereof.A honing rod is respectively provided with two Archimedes spiral lines which are divided into a rough honing step and a fine honing step. In the honing process of the honing stick, the honing stick does not leave the hole of the bearing bush all the time. The gear motor is driven to move up and down through the up-and-down reciprocating motion of the cylinder, so that the universal joint and the honing rod are driven to move up and down, and meanwhile, the honing rod finally moves in the inner hole of the part to be honed through the rotation of the gear motor. The indexes that the precision of the honing oil static pressure bearing bush hole can reach are as follows: the roundness is less than or equal to 0.5u, the cylindricity is less than or equal to 1u, the surface roughness Ra is less than or equal to 0.1, and the precision requirement of the high-speed oil static pressure bearing bush hole is completely met. The rotation precision of the oil static pressure main shaft is less than or equal to 1u, the rotation speed can reach 24000 r/m, and the bearing rigidity is higher than that of the rolling bearing main shaft with the same volume by more than 300%.)

一种内孔自动珩磨机及方法

技术领域

本发明属于自动珩磨技术领域，涉及一种内孔自动珩磨机及方法。

背景技术

珩磨与研磨加工最早起源于20世纪初期,主要应用于汽车及内燃机汽缸的内孔加工,效果良好，所以一直沿用到至今。但随着技术的发展，对一些更重要的零件，如油静压主轴系统中的轴瓦，传统的珩磨技术就显得无能为力，因为它无法达到轴瓦所需的精度要求。

油静压轴承以精度高、刚度大、寿命长、吸振抗震性能好，并可多年连续使用而不需维护等优点而著称。内孔自动珩磨过程中，珩磨棒上带有阿基米德螺旋线，珩磨棒无论是往复直线运动还是旋转运动，其运动速度是有规律变化的。但目前市场上高精度的设备使用油静压轴承的不多，其主要原因是轴瓦的孔加工很难达到精度要求。使用传统的珩磨技术有时10个轴瓦零件甚至挑不出1个合格品，轴瓦内孔精度是主要问题。

内孔自动珩磨技术，包括如何实现被珩磨件的内孔自动珩磨结构及珩磨精度。珩磨机原理并不复杂,旋转系统负责带动珩磨棒面对工件原孔表面进行回转、往复和运动，在大量的切削液中实行以面接触切削的加工方法，主轴转速一般在100-300转/分，最终在被珩磨件的内壁形成交叉网纹的纹路。

目前珩磨机在市场上应用虽然广泛，比如发动机缸孔的珩磨加工、长管的内孔珩磨等。精珩磨后孔的圆度能达到2.5um，圆柱度能达到3um，表面粗糙度能达到Ra0.2等，但对于高转速，大承载力的油静压主轴系统来说，还远远达不到轴瓦孔的精度要求。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种内孔自动珩磨机及方法。

本发明采用的技术文案如下：

一种内孔自动珩磨机，包括机架1、气缸2、移动板3、电机拉杆4、直线轴承5、固定板6、减速电机7、电机固定板8、万向节9、珩磨棒10、入口引导座11、轴瓦12、瓦座13、上压板14、瓦座拉杆15、下压板16，瓦座调整杆17，防护箱18，底盘19，固定板调整杆20，底板21。机架1的下端与底板21连接，底板21与底盘19连接，机架1的上端与固定板调整杆20连接，固定板调整杆20与固定板6连接，气缸2本体与固定板6连接，气缸2输出轴端与移动板3连接，移动板3与电机拉杆4连接，拉杆4与电机固定板8连接，固定板8与减速电机7连接，直线轴承5与固定板6连接，减速电机7的输出轴与万向节9连接，万向节9与珩磨棒10连接，底板21与瓦座调整杆17连接，瓦座调整杆17与下压板16连接，将瓦座13放到下压板16上，通过瓦座拉杆15和上压板14将瓦座13固定，轴瓦12镶嵌在瓦座13的孔中，入口引导座11与轴瓦12连接。

通过气缸2输出轴端的上下运动带动被珩磨棒10在轴瓦12的孔中做上下往复运动。

通过减速电机7的输出轴旋转带动珩磨棒10在轴瓦12的孔中做连续旋转运动。

采用上述的一种内孔自动珩磨机的方法，珩磨棒上均加工两条阿基米德螺旋线，分粗珩磨和精珩磨二挡。粗珩磨时珩磨棒上的阿基米德螺旋线的螺距为40-50毫米，使用研磨膏1500-2000目，精珩磨时珩磨棒上的阿基米德螺旋线的螺距为15-20毫米，使用研磨膏3000目及以上，研磨后孔的圆度≤0.5u，圆柱度≤1u，粗糙度Ra≤0.1。粗珩磨时减速电机的转速在100—150转/分变化，精珩磨时减速电机的转速在250—300转/分变化。

珩磨棒10在珩磨过程中，珩磨棒始终不离开轴瓦12的孔，参考附图3和附图4所示。

珩磨前，保证粗珩磨棒的圆度≤0.5u，圆柱度≤1u，粗糙度Ra≤0.4，与被珩磨件轴瓦12的孔间隙为10-15u；精珩磨棒的圆度≤0.3u，圆柱度≤0.5u，粗糙度Ra≤0.2，与被珩磨件轴瓦12的孔间隙为7-10u；同时要保证被珩磨件轴瓦孔通过磨床磨削后的精度为：圆度≤3u，圆柱度≤3u，粗糙度Ra≤0.4。

通过气缸的上下往复运动带动减速电机上下运动，从而带动万向节和珩磨棒上下运动，同时通过减速电机的旋转，最终达到珩磨棒在被珩磨件的内孔中旋转加往复运动，此运动轨迹与传统珩磨机的运动轨迹一样的。

本发明珩磨出的油静压轴瓦孔精度能达到的指标如下：圆度≤0.5u，圆柱度≤1u，表面粗糙度Ra≤0.1，完全达到了高速油静压轴瓦孔的精度要求。使油静压主轴旋转精度≤1u，旋转转速能达到24000转/分，承载刚度比同体积的滚动轴承主轴高300％以上。

附图说明

附图1是内孔自动珩磨机结构示意图。

附图2是珩磨棒放大图。

附图3是珩磨棒向下极限距离。

附图4是珩磨棒向上极限距离。

具体实施方式

本发明实施例，轴瓦采用HPB59-1：洛氏硬度HRC≈10—13；而磨棒材料：GR15，淬火洛氏硬度HRC≈60左右。内孔最大速度220mm，其圆度4-5um。

减速电机7：减速电机7与电机固定板8连接，电机固定板8与电机拉杆4连接，电机拉杆4与移动板3连接，移动板3与气缸2的输出轴连接，气缸2本体与固定板6连接，固定板6与固定板调整杆20连接，固定板调整杆20与机架1连接。减速电机7的输出轴与万向节9连接，万向节9与珩磨棒10连接。通过气缸2的输出轴的上下运动，带动减速电机7上下移动，因为减速电机7通过万向节9与珩磨棒10连接，所以带动珩磨棒上下移动，同时通过减速电机的输出轴旋转，带动珩磨棒旋转，完成珩磨棒在轴瓦12的孔中做上下和旋转复合运动。减速电机7和气缸2都由PLC控制、可任意控制减速电机在运行过程中的转速及气缸输出轴的快慢，通过控制减速电机转速及气缸输出轴的快慢变化，达到较佳的珩磨效果，见附图1。

珩磨棒10：珩磨棒10是珩磨轴瓦12内孔精度的核心，珩磨棒与万向节9连接，万向节共有3个串联在一起，在静止状态下，珩磨棒在地心引力的作用下，自由垂直向下。在珩磨的过程中，珩磨棒10要始终不离开轴瓦12的孔，见附图3和附图4所示。珩磨棒上有加工的阿基米德螺旋线，根据粗珩磨及精珩磨的不同，阿基米德螺旋线的螺距是不一样的，见附图2。

轴瓦12：轴瓦12与瓦座13连接，底板21与瓦座调整杆17连接，瓦座调整杆17与下压板16连接，将瓦座13放到下压板16上，入口引导座11与轴瓦12连接。通过入口引导座11孔的引导作用最终将珩磨棒***轴瓦12孔中，然后通过瓦座拉杆15和上压板14将瓦座13固定。