关于自动转位研磨抛光夹具的设计探究

李光宙

（北京交通大学 机械与电子控制工程学院，北京 100044）

摘 要：光学零件特有的加工流程、金相显微特性的样品制备，都应经由研磨、关联着的抛光流程.通常来看，手持式架构下的这些配件，可在安设的研磨机之上，妥善予以加工.惯用的研磨设备，存在偏多的弊病.为此，创设了带有自动转位特性的新颖夹具，明辨了构架特性、惯常的工作机理.自动转位架构下的这种夹具，适宜椎体棱镜特有的配件加工，获取了凸显成效.

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关键词 ：自动转位；研磨抛光夹具；设计方式

中图分类号：TG759文献标识码：A文章编号：1673-260X（2015）04-0064-04

自动转位研磨，对于惯常用到的研磨夹具，予以技术变更.研磨抛光依托的这种夹具，能够更替固有的内部配件，节省耗费掉的制备时间，提升了配件的灵活特性.采纳多重材料，对于夹具固有的细化部位，予以分别加工.自动转位特性的抛光及研磨，凸显了高层级的精密状态.把预备好的某一工件，安设在拟定的表层之上；经由夹具衔接的工作台，带动配件去运转.针对惯用的夹具缺陷，着手予以改进，提升了原有的夹具性能，缩减加工时段及耗费金额.

1 实验流程

1.1 实验材料

配套特性的工件，包含细长态势下的轴体.采纳某规格下的型钢，当成制备原料.某规格下的单螺杆泵，带有配套架构中的转子.选取这种工件，予以抛光研磨.加工得来的构件长度会超出5580毫米.

1.2 拟定的加工流程

研磨好的新工件，不带有其他范畴内的变径要求.输入进来的关联参数，与数控特性的流程契合.加工预设的研磨要求、关联着的抛光要求，应合乎这一范畴的加工水准.工件固有的直径，应被缩减至65毫米；原初的粗糙程度，也应被限缩.

1.3 应注重的事宜

夹具刀盘特有的转动方向，应与工件惯常的旋转相反.添加某规格下的冷却液，便于后续时段的工件冷却.安设在车床架构上的原有工件，应被妥善夹紧.夹具固有的刀盘，应被调和成最优角度.拟定好的初始坐标，被设定成零；把各层级内的有关参数，调入拟定出来的数控程式，予以惯常的加工.

2 实验结论

2.1 总体夹具构架

自动转位框架以内的夹具，适宜各范畴内的配件加工.把选取出来的某种工件，安设于夹具体及衔接的底板中间，用体系架构之中的螺栓去固定.手持式架构下的配件，与固定好的装置衔接.配件固有的表层，惯常高速去运转.在预设的摩擦力态势下，夹具体经由轴承及安设的握持轮，予以相对运动.摩擦力的促动之下，夹具体会凸显出某一角度下的转动.这样做，能让稳固住的配件，围绕拟定的夹具轴线，自动更替原初的方位.与此同时，球面架构下的体系轴承，也会在预设的倾角范畴内，自动调和这种角度.这就平衡了总体压力，配件固有的加工面，会被均匀磨制.

2.2 夹具独有的新颖优势

预设的加工流程，包含各时段之中的下料、粗磨及接续的精磨、对应着的抛光等.如上的工序，都预设了独特要求.棱镜特有的查验流程，应当依循外角这样的角度，来辨识配件精度.抛光面特有的制备流程，密切关联着接续的粗磨精磨，这就添加了原有的加工难度.

自动转位特性的新颖夹具，设计了带有自动特性的转位夹持.这种夹持配件，能提快运转时段中的相对速率，达到拟定好的研磨目的.自动转位配有的夹持装置，限缩耗费掉的工作强度，促动了实效提升.比对惯用的加工途径，自动转位这样的夹持，保护了直角架构之下的抛光面，不会受到特有的摩擦损毁.棱镜特有的边缘损毁、边缘架构的塌陷，也妥善规避掉.夹具加工得来的成品率会超出97%，表征着明晰的效果.

3 实验步骤及数据

3.1 设定总体形状

某规格下的抛光夹具，预设了高层级的精度水准.拟定好的加工流程，是制备高精度特性的立方体；在这以后，在制备出来的立方体之上，截取某规格的棱镜.底边固有的尺寸若被拟定成40毫米，那么棱镜固有的直角精度，应能超出0.5这一数值.直角面范畴以内的平面度，应能超出这一比值下的光波长度.配件附带着的三个直角棱、体系架构固有的顶角，并不带有缺陷.

3.2 设定抛光设备

为添加原初的刚度层级，抛光构件固有的床身、体系架构之中的立柱、衔接的横梁，都采纳惯用的焊接衔接.这样做，能够限缩抛光时段中的构件摆动，提升了稳固特性.槽钢制备出来的这种装置，预设了刚度强度，都合乎特有规格.拟定的查验流程，包含真实态势下的加工流程、关联着的校对流程.这就便利了接续的定位步骤，提升加工速度.伴随加工进展，设定好的夹紧点，可能被频繁更替；原初的夹紧精度，也会随之变更.

3.3 细化的工件尺寸

将被加工的特有工件，原初的长度拟定成1290毫米；厚度及关联着的宽度，分别拟定成14毫米、33毫米.加工得来的这一工件，应采纳体系固有的槽体，当成最优的定位依托.

4 总体框架以内的装置

自动转位架构之下的工控机、带有转速特性的传感构件、某规格下的变频器，都被划归成电气控制这一范畴的部分.在这之中，变频特性的电机，合乎拟定好的运转流程.[1]气动特性的管控构件，可分出数字特性的伺服阀、某规格下的储气罐、安设好的气缸.体系架构固有的这些装置，带有精密控制这一范畴的抛光压力.

夹具运转之中，抛光机特有的升降，关涉着液压油缸、安设的活塞杆、内齿轮配有的圈体.体系架构固有的下磨盘，应被稳固住，以便提升原有的稳定特性.经由整合及优化，明晰了旋转扭矩惯常的运转路径.衔接着的这种构件，拓展了轴体直径，提升总体态势下的刚性状态、磨盘配件的稳固特性.研磨得来的精度，会超出制备成的同类配件.安设了无极特性的变频电机，以便调和速度.

转动时段中的抛光装置，便利了接续的启停流程.安设了某规格下的转速表、附带着的计数器，自动管控研磨时段、某一时段中的磨削量.研磨盘特有的装置下降中，预设的缓降速度，能被随时变更，阻止住了安设的工件碎裂.操作箱衔接的阀门、体系以内的控制电源，能自动辨识电压.拟定好的直流电压，被设定成25V.抛光特性的新颖装置，提升了原有的阀体寿命、提升运转安全.

4.1 稳态控制依循的思路

采纳电器控制，拟定了抛光盘架构下的稳态运转.在这时，应考量运行时段中的状态查验、上研磨盘特有的下降速率、紧急态势的故障管控.为此，拟定好的这种架构，整合了惯用的手动管控、自动特性的管控.体系架构之中的多重装置，包含夹具衔接的总电源、抛光液特有的开停配件、气缸特有的上下流程、紧急时段中的停止构件.安设好的这些按钮，都涵盖在自动特性的面板之中.

4.2 配套范畴内的主体设定

研磨特性的抛光设备，在平日以内的研磨之中，多数安设了悬臂架构下的某种支座.[2]为此，这样固定住的装置，惯常左右摆动.若选出来的研磨配件，固有的硬度层级偏高，那么这一晃动态势会很剧烈，甚至带有翻车隐患.针对这种疑难，考量了拆洗之中的难度、平日以内的清洗流程，采纳了热轧架构下的槽钢，来搭建这一结构.

4.3 带有连接特性的结构设定

上抛光盘及衔接的活塞配件，若采纳惯用的刚性衔接，那么配件表层这一范畴的平整程度，就应拟定高层级的要求；这样做，添加了机床安设之中的难度，也潜藏着接续的抛光隐患.拟定好的制备流程，预设了特有的球头轴承，并拟定了明晰的参数数值.经由核对可知，自动转位架构下的抛光，采纳了新颖特性的自动调心.它能依循自动态势下的调心功能，随时予以纠偏，调和轴向架构之中的荷载状态.

5 设计时段中的精准定位

5.1 多重配件的定位

自动特性的转位配件，在初始时段的设计中，应当明辨精准的定位.机床安设好的夹具体，预设了明晰的方槽.方槽固有的周边方位，应当添加合规的某种销孔.配件固有的孔位，被固定于选出来的工件两边、工件中间这样的方位.真正去装夹时，槽体衔接着的夹具体，可以容纳添加进来的工件.方槽固有的侧边，应当配有纵向方位的轴承.经由拟定好的销孔，明辨工件加工这一时段的自由度.在这以后，再次经由旋转，压实夹具体固有的压板、长方形架构之下的工件等.这就稳固住了纵轴横轴，也稳定了衔接好的某规格工件.

选取出来的加工工件，通常带有偏大跨度.接续的加工制备中，容易发觉特有的挠度形变，影响预设的精准性.夹具特有的装卡时段中，应采纳自动特性的床头箱，稳定住这样的卡盘.抛光研磨特性的尾台，带有细长架构下的某种顶尖，能支持住这种工件.采纳跟刀架，以便夹紧安设好的工件，增添体系以内的刚性程度.这样做，能够限缩加工之中的挠度偏差.与此同时，即便预设了自动转位这一特性的装置，也应随时查验自由度.采纳某规格下的夹盘，以便拧紧预备好的工件.

5.2 细分出来的夹具构架

长度偏大的某种夹具，应涵盖安设好的夹具体、带有铣削特性的某种压板、某规格下的螺栓配件.夹具体惯用的框架以内，可再去添加稳固特性的研磨构件.这种设计路径，能省掉耗费周期，缩减加工特有的经费.例如：衔接着的工件之中，还可添加某规格下的螺栓槽、四个特有的方槽.夹具安设的端点方位，可以设定出稳定特性的这种销孔.选出来的钢材规格，应合乎预设的规格水准.

自动转位管控下的研磨抛光，带有内切这样的特性.配件加工之中，能够依循惯常的抛光流程，加工得来合规的工件.应注重的是，刀盘特有的中心位置，不应重合于固有的构件中心.机床衔接着的铣刀，惯常的运转速率偏快.经由特有的直线插补，设定直线给进，以便管控接续的加工流程.自动转位涵盖着的这种加工，被划归成变径加工.刀盘围绕拟定好的轴体，顺延轴线的方位，予以惯常的进给.

5.3 设计之中的侧重点

抛光研磨特有的自动夹具，在拟定规格时，应考量的侧重点，包含设定好的批次数目、加工之中的效率及速率.[3]自动转位范畴内的夹具，预设的构架很简易；设计之中的新添加配件，包含快速特性的定位配件.依循快速定位，能够判别加工时段的耗费状态、数控的产出效率.体系配有的夹紧单元，以及车床安设的加工面，应维持住特有的隔断距离.若拟定出来的概要设计，没能审慎考量这一定位，那么体系架构以内的夹具，惯常频繁撞击主轴衔接的套筒.

为此，在体系架构中的车床之上，应当预设适宜特性的通孔、方形构架特有的槽体、规格最优的沉孔.衔接着的加工工件，最好选出规格偏长的这种工件.设定好的工件类别，涵盖铝合金制备出来的某种工件.研磨抛光依循的总流程，是在拟定好的车床之上，加工得来某规格的特有工件，然后妥善打孔.工件固有的框架简单，但若顺延车床固有的纵向轴体，来制备这些工件，就会发觉惯常见到的超程状态.若分出批次予以制备，则细分出来的各个批次，只能安设一条工件，这就限缩了加工速率.专用特性的自动转位，可以判别配件的根本形状.对于安设好的机床夹具，应当变更原初的形状.这样加工得来的工件，满足了拟定好的规格及质量.

6 设定多重参数

6.1 拟定最佳参数

把实践得来的这些数值，存留至建构的数据库.专门特性的数据库，涵盖着多重范畴之中的加工参数、配套特性的工艺参数.保存了原初的数据后，在后续时段的编程之中，应被录入的关联数值，可分出工件特有的加工状态、明晰的加工水准.工件研磨及关涉的抛光，会耗费掉多重成本，如装卡流程以内的成本、制备原料的特有耗费、接续的加工损耗、换刀耗费掉的费用.实验得来的这些成本，没能被添加进总体态势下的参数影响.拟定出来的最小目标，应被变更成实用特性的函数.

计算得来的参数，就能表征着潜在特性的这种耗费.建模依托的常量数值，包含夹具的原初寿命、夹具质地及预设的规格、夹具固有硬度、比对得来的磨损指数、工件拟定好的横截面积.

经由加工实验，提炼出带有影响的、研磨抛光关涉的多重参数；在这以后，还要经由运算，提炼得来最佳变量、多层级的变量约束.经由这种实验，就可归结得来概要特性的数学模型，从而建构加工时段之中的数据库.真正去抛光及研磨，就可依循调研得来的工件属性、估测出来的多样参数，经过审慎推理，得到明晰的参数数值.求得的关联数值，被存储于建构好的数据库.在接续的实践中，对于原初的数值，不断予以纠偏，便利多重类别下的夹具设计.对于拟定好的多重参数，若要予以优化，则应辨识本源的参数来源.

6.2 建构关联模型

在建模时段中，先要辨识各类参数.自动转位关涉的这些参数，包含主轴预设的运转速率、齿轮配套特性的进给量、工件预设的加工宽度.实践得来的加工经验表征着：若添加了惯用的粗加工，那么拟定好的深度及宽度，都会被设定得偏大；关联着的夹具直径，也应当偏大.若依循精加工特有的概要流程，那么给出来的夹具直径，应被拟定得偏小.

关联着的多样变量，包含主轴构件这一范畴的运转速率、研磨特有的深度水准.若要优化给出来的原初参数，则应审慎辨识累加着的多重成本，以便达到拟定好的最佳规格.建构模型依循的路径，包含混合架构下的多重目标.辨识这些目标，才可找出最优情形下的精准模型.

6.3 接续的求解步骤

实验流程内，只是辨识了研磨抛光预设的目标函数、加工时段中的经费耗费.实际上，研磨流程关涉的参数，还应顾及到本源的研磨机理、研磨抛光特有的最短时段、工件制备花掉的成本.这样拟定出来的参数，就应分出多重的时点，分别予以实现.带有混合特性的最优目标，不仅涵盖着限缩经费这样的考量，还要辨识场地特有的真实状态，在这种根基上，建构出最佳的、带有综合特性的加工路径.多目标支撑之下的建模方式，与自动转位这一要求契合.研磨及抛光附带着的热量偏多，还应预备好冷却特性的附带系统，规避偏热的弊端.

7 结束语

经由实践查验，自动转位范畴内的抛光夹具，化解了惯常见到的加工弊病.这是因为，传统夹具特有的加工流程，很难握紧配件；若没能添加均衡用力，那么制备出来的配件表层，就很难均匀，甚至造成安设好的配件飞出，伤害到人身.自动转位研磨这样的抛光夹具，总体构架简易，且便于接续的操作，提升产出成效.研磨抛光特性的这一装置，适宜多重类别下的配件制备.真正操作时，还能依循配件的特性，适时变更底板的架构.

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参考文献：

〔1〕潘卫平.自动转位研磨抛光夹具的设计[J].机械制造，2012（08）.

〔2〕郑森伟.行星式研磨抛光机通用夹具设计[J].机电技术，2010（02）.

〔3〕于雷.高性能陶瓷材料研磨抛光机设计[J].邵阳学院学报（自然科学版），2012（03）.