專利名稱：一種緩解高速研磨機壓頭沖擊的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是對現(xiàn)有高速研磨方法及裝置的改進，屬于精密和超精密機械加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高速研磨方法中的一個環(huán)節(jié)見圖1所示，壓頭1由氣動系統(tǒng)提供動力，以一定速度向下移動，壓向工件2上面的壓蓋3，直到壓住工件2，在壓頭1與壓蓋3接觸的瞬間，對壓蓋3產(chǎn)生較強的沖擊，嚴(yán)重影響加工精度，有時還致使工件損壞。為解決這一問題，一種辦法是減小氣動系統(tǒng)所供氣體的流量，降低壓頭1的移動速度，這樣會降低生產(chǎn)效率。實際上產(chǎn)生上述問題的根本原因是壓頭1移動速度是一個常量，要想既能減輕壓頭1對工件2的沖擊，又能保證加工效率，只有確定壓頭1壓向工件的移動過程的速度是一個變量，即先快后慢。為實現(xiàn)這一過程，現(xiàn)有技術(shù)中有一種技術(shù)方案，見圖2所示，首先由一個方向控制閥4向雙作用氣缸5上腔供氣，雙作用氣缸5下腔氣體經(jīng)行程閥6、方向控制閥1排出，同時雙作用氣缸5的活塞桿以一定速度下行，將壓頭1推向壓蓋3，當(dāng)活塞桿經(jīng)過一定行程后，關(guān)閉行程閥6，此后排氣經(jīng)單向節(jié)流閥7、方向控制閥1進行，活塞桿以較低速度繼續(xù)下行，直到壓頭1抵達壓蓋3。

發(fā)明內(nèi)容
上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題一是裝置復(fù)雜；二是壓頭的變速移動實質(zhì)上最終是以一個較低的速度壓向工件，該速度仍是一個常量，在與工件接觸的瞬間仍有沖擊；三是由于所加工的工件其高度不同，加工時需要對裝置和加工參數(shù)進行調(diào)整，如調(diào)整行程閥的高度，調(diào)整壓頭的移動時間、移動距離和移動速度，這種壓頭移動控制系統(tǒng)難以實現(xiàn)。為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，我們發(fā)明了一種緩解高速研磨機壓頭沖擊的裝置和方法。
本發(fā)明之裝置是這樣實現(xiàn)的，見圖3所示，在壓頭1軸心處開一通孔，作為壓縮空氣工作管路8，管路8排氣口位于壓頭1端點。
本發(fā)明之方法是這樣實現(xiàn)的，見圖3所示，壓頭1在氣動系統(tǒng)驅(qū)動下以正常的速度和壓力向下移動，壓向工件2上面的壓蓋3，同時氣動系統(tǒng)開始向管路8中通入壓縮空氣，當(dāng)壓頭1接近壓蓋3中心的球座9時，從管路8位于壓頭1端點的排氣口排出的壓縮空氣吹向球座9，并在壓頭1頭部和球座9之間形成氣墊，壓頭1移動受阻，速度下降，當(dāng)壓頭1完全抵壓在球座9中、移動速度降為零時，氣動系統(tǒng)停止向管路8中通氣，見圖4所示。
本發(fā)明之裝置僅僅是在現(xiàn)有裝置中的壓頭中開一個通氣孔，方案本身非常簡單，實現(xiàn)容易，在帶來積極的技術(shù)效果的同時沒有對裝置造成其他不利影響。本發(fā)明之方法產(chǎn)生了意想不到的技術(shù)效果，壓頭完全以正常的壓力和移動速度壓向壓蓋中心的球座，當(dāng)接近球座底部時，從管路排氣口高速、高壓排出的壓縮空氣在壓頭和球座之間形成一個氣墊，見圖2中的彎曲箭頭所示，對壓頭的移動產(chǎn)生一個空氣阻尼，并且，隨著壓頭的繼續(xù)前移，壓頭與球座間隙的減小，所產(chǎn)生的空氣阻尼越大，最終將壓頭的移動速度降為零，實現(xiàn)了壓頭移動速度的連續(xù)遞減。在這一暫短的過程中，大大緩解了壓頭對工件的沖擊。并且，在控制上只需向管路通氣和斷氣即可，操作簡單。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)壓頭接近壓蓋工況示意圖。圖2是現(xiàn)有技術(shù)氣動回路圖。圖3本發(fā)明之裝置和方法示意圖。圖4是本發(fā)明之方法完成后裝置狀態(tài)示意圖。圖5是本發(fā)明之裝置中管路喇叭口狀排氣口示意圖。圖6是本發(fā)明之裝置中管路圓臺狀排氣口示意圖。圖7是本發(fā)明之裝置中管路階孔狀排氣口示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明之裝置的具體實施方式
見圖3所示，在壓頭1軸心處開一等徑通孔，呈圓管狀，作為壓縮空氣工作管路8，其直徑在1～10mm之間。壓頭1為一回轉(zhuǎn)體的一部分，管路8排氣口位于壓頭1的下端點。排氣口作為管路8的末端，其形狀也為圓管狀。也可以是喇叭口狀，見圖5所示之排氣口10。也可以是圓臺狀，見圖6所示之排氣口11。還可以是階孔狀，見圖7所示之排氣口12。排氣口10、11、12與壓頭1表面球面相交所形成的圓其直徑為2～15mm。
本發(fā)明之方法的具體實施方式
是這樣實現(xiàn)的，見圖3、圖4所示，壓頭1在氣動系統(tǒng)驅(qū)動下以正常的速度和壓力向下移動，壓向工件2上面的壓蓋3，同時氣動系統(tǒng)開始向管路8中通入壓縮空氣，并從管路8位于壓頭1端點的排氣口排出，當(dāng)壓頭1完全抵壓在壓蓋3中心的球座9中，移動速度降為零時，氣動系統(tǒng)停止向管路8中通氣。這時壓頭1施加在壓蓋8上的壓力P達到工作壓力。壓頭1的移動速度由正常降為零的時間在理論上不再是零，足以緩解壓頭1對工件2的沖擊。
權(quán)利要求
1.一種緩解高速研磨機壓頭沖擊的裝置，主要部件是壓頭和壓蓋，壓頭端點壓在壓蓋上面的球座中，其特征在于，在壓頭(1)軸心處開一通孔，作為壓縮空氣工作管路(8)，管路(8)排氣口位于壓頭(1)端點。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種緩解高速研磨機壓頭沖擊的裝置，其特征在于，管路(8)是一條等徑通孔，呈圓管狀，其直徑在1～10mm之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種緩解高速研磨機壓頭沖擊的裝置，其特征在于，排氣口作為管路(8)的末端，其形狀可以是①圓管狀；或者②喇叭口狀；或者③圓臺狀；或者④階孔狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種緩解高速研磨機壓頭沖擊的裝置，其特征在于，排氣口(10、11、12)與壓頭(1)表面球面相交所形成的圓其直徑為2～15mm。
5.與權(quán)利要求1配套的一種緩解高速研磨機壓頭沖擊的方法，涉及到研磨機壓頭壓向壓蓋的過程，其特征在于，壓頭(1)在氣動系統(tǒng)驅(qū)動下以正常的速度和壓力向下移動，壓向工件(2)上面的壓蓋(3)，同時氣動系統(tǒng)開始向管路(8)中通入壓縮空氣，當(dāng)壓頭(1)接近壓蓋(3)中心的球座(9)時，從管路(8)位于壓頭(1)端點的排氣口排出的壓縮空氣吹向球座(9)，并在壓頭(1)頭部和球座(9)之間形成氣墊，壓頭(1)移動受阻，速度下降，當(dāng)壓頭(1)完全抵壓在球座(9)中、移動速度降為零時，氣動系統(tǒng)停止向管路(8)中通氣。
全文摘要
緩解高速研磨機壓頭沖擊的裝置和方法屬于精密和超精密機械加工技術(shù)領(lǐng)域?，F(xiàn)有技術(shù)采用氣動裝置控制壓頭先快后慢地壓向工件，其缺點在于裝置復(fù)雜，需要根據(jù)工件高度調(diào)整設(shè)置，另外，這種技術(shù)并沒有明顯解決壓頭的沖擊。本發(fā)明在壓頭軸心處開一通孔，通入壓縮空氣，排氣口位于壓頭端點，當(dāng)壓頭接近壓蓋中心的球座時，排氣口排出的壓縮空氣在壓頭頭部和球座之間形成氣墊。正是此氣墊的作用大為緩解壓頭對工件上面的壓蓋的沖擊，裝置簡單，效果明顯。本發(fā)明可應(yīng)用于高速研磨機上，在研磨加工的開始階段實施這一方法。
文檔編號B24B47/20GK1751856SQ20051010527
公開日2006年3月29日 申請日期2005年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月30日
發(fā)明者楊建東 申請人:長春理工大學(xué)