阅读说明：本技术 一种用于锥面精密配合的磨具副 (Grinding tool pair for precise conical surface matching ) 是由 *** 于 2018-08-06 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种用于磨削锥孔与锥轴工件精密配合的磨具副,它包括锥轴磨具与锥孔磨具。锥轴和锥孔磨具分别由磨头、磨头座、连接销轴、上部有半球体的调整螺栓和弹性护套组成。锥轴和锥孔磨头锥面组成的配合,其配合锥面的接触率为100%,锥轴和锥孔磨头配合锥面的上、下端面直径、锥高、锥角均同设计的锥轴和锥孔工件一致。工件磨削过程中可随时自动调整工件轴线与磨头轴线的角偏差和位置偏差。锥轴和锥孔磨头的磨损,可随时自动准确得到补偿,使锥轴和锥孔磨头锥面几何尺寸始终保持不变。本发明用于经机加仍有少量加工余量的锥孔与锥轴工件配合锥面的磨削,经磨削的锥孔和锥轴工件分别具有互换性,其配合锥面均可达到或接近100%接触。(The invention provides a grinding tool pair for grinding a taper hole and a taper shaft workpiece in precise fit, which comprises a taper shaft grinding tool and a taper hole grinding tool. The taper shaft and the taper hole grinding tool respectively consist of a grinding head, a grinding head seat, a connecting pin shaft, an adjusting bolt with a hemispheroid on the upper part and an elastic sheath. The cone shaft and the cone hole grinding head are matched with each other, the contact rate of the matching cone surface is 100%, and the diameters, the cone heights and the cone angles of the upper end surface and the lower end surface of the matching cone surface of the cone shaft and the cone hole grinding head are consistent with those of the designed cone shaft and cone hole workpieces. The angular deviation and the position deviation of the axis of the workpiece and the axis of the grinding head can be automatically adjusted at any time in the workpiece grinding process. The abrasion of the conical shaft and the conical hole grinding head can be automatically and accurately compensated at any time, so that the geometric sizes of the conical surfaces of the conical shaft and the conical hole grinding head are always kept unchanged. The invention is used for grinding the matching conical surfaces of the conical hole and the conical shaft workpiece which still have a small amount of machining allowance after machining, the grinded conical hole and the conical shaft workpiece respectively have interchangeability, and the matching conical surfaces can reach or approach 100 percent contact.)

一种用于锥面精密配合的磨具副

技术领域

本发明的技术领域为；403机电基础件中的精密磨具。

背景技术

截止目前；对于锥轴与锥孔配合锥面的精加工，有各种各样的设备及方法，但要使经过精加工的锥轴和锥孔工件不用检测分别具有互换性且它们配合后配合锥面的接触率达到或接近100%，是很难办到，甚至是不可能的，就单件而言，若付出较大的成本是能办到的，但若批量生产，高昂的制造成本市场将难以接受，且锥轴和锥孔工件均做不到具有互换性。

发明内容

本发明的目的：在于提供一种对锥孔与锥轴配合锥面进行精密磨削的磨具副，用此磨具副磨削出的锥孔与锥轴工件配合锥面精度可达到：无论锥轴在锥孔内转至何位，锥孔与锥轴配合表面接触率可达到或接近100%，且经磨削的锥轴和锥孔工件分别均具有互换性。

磨具副技术方案的结构特征：磨具副由锥轴磨具和锥孔磨具组成，锥轴和锥孔磨具分别由磨头、磨头座、连接肖轴、弹性护套和端部带有球冠体的调整螺栓组成。锥轴和锥孔磨头分别由磨料和磨料金属支撑骨架组成，且分别在金属支撑骨架无磨料处设有一个与磨头轴线垂直且直径大于连接肖轴直径3-4毫米的透孔，在锥轴磨头锥面小端的外侧设有一个与磨头同轴且与小端同径任意延长孔，在锥孔磨头锥面大端外侧设有一个与磨头同轴且与大端同径任意延长轴，锥轴和锥孔磨头分别座在调整螺栓的球冠上，连接肖轴分别与磨头座固连与磨头浮连。锥轴磨头和锥孔磨头的锥面配合后完全重合，且大、小端面直径、锥高、锥角均与锥轴和锥孔工件设计尺寸一致。

磨具副技术方案的技术特征；磨削过程中产生的轴向力均由磨头下端面作用到调整螺栓的球冠上；磨削过程中产生的扭矩均由磨头作用到连接肖轴上；对于锥轴和锥孔工件轴线重新装卡时同磨头轴线产生的位置偏差和角偏差，在磨削过程中可随时自动得到调整，使磨削过程中始终保持在磨头与工件同轴状态下进行；对与锥轴和锥孔磨头的磨损，可随时自动得到补偿，使锥轴和锥孔磨头锥面的大、小端直径、锥高、锥角始终保持不变。

用于锥面精密配合的磨具副可产生以下有益效果

本申请用于锥面精密配合的磨具副，无论是锥孔磨具或是锥轴磨具，在磨削锥孔或锥轴工件的过程中，均可随时地自动地调整锥孔或锥轴工件轴线与磨具的磨头轴线由于装卡工件而产生的位置偏差或角偏差，使在磨削锥孔或锥轴工件的过程中，始终保持在工件和磨头轴线同轴的状态下进行。无论是锥孔和锥轴磨头，在磨削过程中，对磨头磨料的磨损均可随时地自动地得到补偿，使锥孔和锥轴磨头的锥面的大、小端面直径、锥高、锥角始终保持不变。鉴于以上两点，经磨削后的锥孔和锥轴工件不用检测，锥面的大、小端面直径、锥高、锥角均一致，因此锥孔和锥轴工件分别均具有互换性。若将锥孔和锥轴工件配合起来，其配合锥面的接触率可达到或接近100%。改变了目前对锥孔与锥轴配合表面精度要求越高，难度越高，制造成本越高的现状。本发明对锥孔和锥轴工件可大批量生产，且不用产品检测，产品均有互换性，改变了目前对锥孔与锥轴精密配合，批量生产难、产品检测难、产品互换性率低的现状。

附图说明

图1：为磨具副

图2：为锥轴和锥孔磨头分别经多次磨削工件后再将它们配合起来的配合图

图1；为锥面精密配合的磨具副，其中一为锥轴磨具，二为锥孔磨具，锥轴磨具和锥孔磨具分别由磨头1和磨头座4组成，锥轴和锥孔磨头均由磨料2和磨料支撑金属骨架3组成，5，为弹性护套，6，为连接肖轴，7，为上部带有球冠的调整螺栓，8，分别为锥轴和锥孔磨头上的孔，孔的直径大于连接肖轴6,3-4毫米。肖轴6同 磨头座固定连接同磨头浮动连接，磨具工作前，应用调整螺栓7将磨头1调整到孔8与肖轴6同轴，H₁为锥轴磨头的延长孔，设计锥轴磨头时可任意延长。H₂为锥孔磨头的延长轴，设计锥孔磨头时可任意延长。H为锥轴和锥孔磨头锥面的锥高，锥轴和锥孔磨头的锥面的大、小端面直径、锥高、锥角均与锥轴和锥孔工件锥面的设计尺寸一致。

图2；为锥轴和锥孔磨头分别经多次磨削工件后再将它们配合起来的配合图，其中，H为锥轴和锥孔磨头配合锥面的锥高，配合锥面的锥高、锥角、锥面大、小端面直径始终保持不变。H₁为锥孔磨头经多次磨削锥孔工件后形成的圆柱体长度，随着磨削不断地进行，此圆柱体越来越长，应 及时切除处理。H₂为锥轴磨头经多次磨削锥轴工件后形成的圆孔长度，随着磨削的不断地进行，此孔越来越长，应及时切除处理。

具体实施方式

依锥轴和锥孔工件的设计尺寸，并经精密加工制造出的锥轴和锥孔磨头，由于多种因素，它们配合后其配合锥面接触率不太可能达到100%，,因此我们将它们配合起来并进行互相之间的研磨至配合面100%接触为止，然后仔细精准测量出配合锥面的大、小端直径、锥高、锥角，并以此为基准对锥轴和锥孔工件的设计尺寸公差范围进行调整，因经精密加工的磨头各尺寸偏差均很小，工件尺寸公差的调整也很小，固对工件不会产生任何不利影响，

锥轴和锥孔磨头的磨料有多种选择，锥轴和锥孔磨头的制造方法多种多样，这些内容不在本发明的范围内，故不陈述。本申请的磨具副主要用于经精加工的锥轴和锥孔工件后仍有少量加工余量，对这些余量进行磨削。

用磨具副对锥轴和锥孔工件磨削实例；例如；用立钻对锥轴或锥孔工件磨削，首先将锥轴或锥孔磨具的磨头用调整螺栓调整至磨头下部透孔的轴线与连接肖轴轴线重合，然后将工件卡装钻床上部，将锥轴或锥孔磨具置于下平台上，工件置入磨头内调整到工件锥线、磨头轴线、磨头座轴线重合后，将磨具固定，然后磨削开始，当锥轴或锥孔工件磨削至锥面的大、小端面其中一个与磨头端面重合时，另一个端面必重合，此时一个工件磨削完成，此工件锥面的几何尺寸和磨头锥面几何尺寸一模一样。当重新装卡工件后，锥轴或锥孔工件的轴线不可必免地同磨头轴线产生微量的位置偏差和角偏差，磨削过程中，工件固定，只能上下移动；磨头浮动，不能上下移动；工件作用磨头各点的力均被分解一 个向下且平行于轴线的轴向力和一个垂直轴线的径向力，平行与轴线的轴向力经磨头均作用在调整螺栓的球冠上；若工件和磨头轴线同轴，此时径向力平衡，各轴向力相等且均轴对称，工件下移，磨头静止不动，工件的扭矩由磨头作用到肖轴上。若工件轴线和磨头轴线不同轴，径向力不平衡，各轴向力不可能轴对称，不平衡径向力将移动磨头下端面与球冠作用点的位置调整位置偏差，各不对称轴向力必产生翻转力矩，从而调整角偏差，从以上可以看出偏差的调整是以工件的轴线为基准随时且自动的调整，从而保障了磨削过程中工件和磨头轴线始终在同轴状态下进行，也即保障了磨削后的工件和磨头锥面几何尺寸相一致。在调整偏差时，磨头要压缩外侧的弹性护套，从而使磨头轴线偏离了磨头座轴线，当磨削完并取出工件后，在弹性护套弹力作用下，磨头轴线恢复到与磨头座同轴状态。在自动调整偏差时，磨头的平移或摆动，由于连接肖轴同磨头浮动连接而留足了空间，所以不会受到阻碍。

对与用锥轴磨具磨削锥轴工件时，当磨削至锥轴工件的大端面与磨头锥面的大端面重合时，此时工件和磨头的小端面必重合，一个工件磨削完成，磨削后工件锥面的几何尺寸必和磨头锥面的几何尺寸一模一样。磨削过程中，磨头的磨料是不断磨损的，磨损后磨头锥面逐渐下移，但锥角不会改变，由于锥轴磨头锥面小端外侧设有一个与磨头轴线同轴且与小端直径一致的延长孔，所以锥轴磨头锥面的下移，其小端面 直径始终保持不变，由于受锥轴工件的限制，锥轴磨头锥高也不会改变，以上决定了锥轴磨头锥面大端面直径也不会改变。以上可以看出，锥轴磨头的磨损可随时地自动地得到补偿，使磨头的锥面的大、小端直径、锥高、锥角始终保持不变，所以磨削后的锥轴工件 锥面几何尺寸均一致，所以锥轴工件均有互换性。随着一个一个锥轴工件的磨削，磨料不断磨损，磨头锥面不断下移，在锥轴磨头锥面大端的上部形成一个越来越长的直径与锥轴工件大端直径一致的孔，此孔应及时切除处理。

用锥孔磨具磨削锥孔工件时，当磨削至锥孔工件锥面大端面与锥孔磨头锥面大端面重合时，锥孔工件锥面小端面必和锥孔磨头锥面小端面重合，此时此锥孔工件磨削完成，磨削后的锥孔工件锥面的几何尺寸必和磨头锥面 的几何尺寸一模一样。磨削过程中，磨头的磨料是不断被磨损的，磨损后磨头的锥面逐渐下移，下移过程中，锥角不会改变，由于锥孔磨头锥面大端的外侧设有一个与磨头轴线一致且与磨头锥面大端直径一致的延长轴，所以锥孔磨头锥面的大端面直径始终保持不变，由于受锥孔工件的限制，锥孔磨头的锥高始终也不会改变，因此决定了锥孔磨头锥面的小端面直径也不会改变。从以上可以看出，磨削过程中磨料的磨损可随时地自动地得到补偿，使锥孔磨头锥面的大、小端面直径、锥高、锥角始终保持不变，所以磨削后的所有锥孔工件锥面几何尺寸均一致，因此磨削出的锥孔工件均有互换性。随着锥孔工件一个一个的不断磨削，锥孔磨头的锥面不断下移，在锥孔磨头小端面下部形成一个越来越长的与锥孔工件小端直径一致的圆柱体，此圆柱体应及时切除处理。

综上所述，磨削过程中锥轴磨头和锥孔磨头的锥面的几何尺寸始终保持不变，经磨削的锥轴和锥孔工件的锥面尺寸均与磨头锥面几何尺寸始终保持一致，显然锥轴和锥孔工件分别均具有互换性，若将锥轴工件和锥孔工件配合起来，从理论上讲，它们配合的锥面应100%接触，而在实际的整个加工过程中影响锥面接触率的因素太多，所以本申请退一步讲，其接触率达到或接近100.% 。