顶尖支撑磨削方法和机床,以及顶尖居中对齐方法技术

本发明专利技术的目的是提供一个磨削机床和顶尖的居中对齐方法，其中工件的顶尖支撑旋转机构和进给机构所需要的空间减少到便利的小型化，并且容易保证供给和卸除工件以及尺寸测量的空间。限定了一个旋转驱动顶尖的内置马达类型主心轴和限定了一个尾架顶尖的内置马达类型尾架心轴通过偏心支撑它们的进给装置旋转，从而旋转驱动顶尖和尾架顶尖相对于砂轮产生进给运动。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种圆柱形工件在外径加工时被两个顶尖夹持并且在旋转时送进到砂轮时的顶尖支撑磨削方法，顶尖支撑磨削机床，以及顶尖居中对齐的方法，特别是涉及一种适合磨削加工小直径的圆柱形工件外表面时的顶尖支撑磨削方法、顶尖支撑磨削机床、以及顶尖居中对齐的方法，并且它易于使得磨削机床小型化。
技术介绍
在磨削加工小尺寸的圆柱形工件的圆柱表面时，例如，在磨削加工光学连接器的锆金属套圈的圆柱形表面时，0.125mm的光纤插入孔是在外径为2.5mm～1.25mm与外径同心的圆柱形顶尖上制成的，在插入孔与外径之间的同心度要求为亚微米级。当今世界，汽车和家用电器市场已经达到饱和，而对计算机和信息设备的需求增加了，由于不断增加的需求，
已扩展到需要对组成用于这些产品机械结构部分(硬盘的旋转轴，摄影机的录像头旋转轴，以及它们的轴承，等等)的小尺寸圆柱形工件的表面进行精确的磨削加工。顺便提及，传统的磨削机床已经用于精确磨削这样的小尺寸圆柱表面，这些磨削机床具有很大的质量，高刚度，重载且结实的工作台用来移动工件和砂轮，这些工作台上具有重载和结实的工件保持心轴和砂轮保持心轴。通常，这种传统的用来加工小工件的磨削机床具有1m2的面积和将近一吨的重量。例如，一个直径为4mm，长度为10mm，重量为1g的工件在重量是它一百万倍的机床上加工。另一方面，在磨削加工普通机械部件圆柱形表面时，例如，直径4cm，长度10mm，重量1kg的工件，它在面积和重量不超过10m2和10吨的机床上加工，这就意味着机床和工件重量比大约为一万。因而，用来加工小尺寸工件的磨削机床占据和具有与工件相比超出比例的很大面积和重量。这种过分大的磨削机床是基于“越大加工用于越小”的观点。也就是说，这种用来加工小尺寸工件的磨削机床具有加工相对比较大的工件的能力，砂轮驱动马达很大很重并且相应的具有较大的输出。基于安装了大且重的驱动马达的砂轮不可避免的会很大很重。而且，安放工件和砂轮的工作台也会很大很重。而且，用来移动这些重的工作台的进给螺杆也会很粗，用来驱动螺杆的马达也会很大很重。在这种过分大和重的机床上加工小尺寸工件的趋势可以归因于下面的传统环境(1)用来加工小尺寸部件的机械工具没有被商业生产。(2)在生产机械工具时，一般认为尺寸越大性能越好。然而，在加工小尺寸工件时，例如套环、硬盘装置的旋转轴、摄像机录像头的旋转轴、以及它们的轴承，被加工去除的部分很小，并且加工需要的力量也很小。因而，用来加工小尺寸的工件时，通过大功率马达来驱动一个大且重的机床，建造一个大容量的用来安置这个即大且重的机床的建筑物，提供一个充分良好的空气条件用来适应这个机床，这些都是多余和浪费的。通过使用输出，重量和尺寸适合加工小尺寸工件的马达，并且合适的减小心轴箱、工作台等等的尺寸，就可以加工小尺寸的工件而不会用到过分大的机床，过多的能量消耗，或者过分的厂房设备。研究了这种可能性后，本专利技术人发现可以减少机床的尺寸和重量以实现重量大约为20到30kg，尺寸为20到30cm，可以用手举起和移动的机床。如果这样一个小尺寸的机床实现了，从经济角度可以提供以下好处。可以减少为机床提供的能量。也可以减少机床的价格，厂房设备以及其运转例如空气调节的成本。而且，当机床出现问题时，与依靠传统的需要较高成本和较长时间的现场服务不同，可以通过使用邮递服务从制造商那里获得替代件，从而在较短的时间以较低的成本解决问题。具体说，在实现减少用来加工小尺寸部件的磨削机床的重量和尺寸的过程中，考虑到了以下问题供给和卸除小尺寸工件、旋转驱动、进给、加工过程的尺寸测量等等。在磨削圆柱形工件时，卡盘驱动/顶尖支撑系统广泛应用，被主轴卡盘夹紧的工件卡盘的前端被顶尖支撑。而且，在熟知的使用卡盘驱动/顶尖支撑系统的机床中，顶尖和卡盘同步旋转来消除工件与顶尖之间的相对转动以用来提高旋转的精确性(参见专利文献1)。JP2000-71104A(参见段落0019到0020，附附图说明图1和2)在这个卡盘驱动/顶尖支撑系统中，然而卡盘具有较大的外径，需要较大的空间，结果造成工件供给/卸除装置、旋转驱动装置、进给装置以及加工过程的尺寸测量装置等等的安置空间比较小。而且，磨削过程是基于外部构造而非基于顶尖孔基础。一般而言，以高同心度的顶尖孔基础加工圆柱形工件，可以采用的比较好的方式为两个顶尖支撑类型的机床系统，圆柱形工件被一对顶尖的前端夹持，顶尖插入到位于圆柱形工件端部表面的顶尖孔内。然而，在加工小直径的圆柱形工件，例如锆金属套圈，必须安置诸如砂轮、工件送给/卸除装置、测量装置等等，在工件周围一个小的空间内互相靠近，如果采用一般的“承载式旋转”(carriet turning)，这样会导致比较差的操作性，从而影响尺寸和重量的减少。与“承载式旋转”(carriet turning)不同，专利文献2给出了一种套圈旋转方式，它应用了如图11所示的橡胶滚子。在图11中，圆柱形工件套圈1弹性支撑在静态的顶尖101与尾架顶尖102之间，尾架顶尖通过压紧弹簧103的弹力在轴向可以移动但不能旋转，并且圆柱形工件1被旋转橡胶滚子104从与旋转砂轮20相反的方向压住，通过摩擦力来旋转圆柱形工件1。为了在圆柱形工件1与橡胶滚子104之间的接触表面获得足够的摩擦力，圆柱形工件1与橡胶滚子104之间通过压力接触，这个压力足够大，以致能使得在橡胶滚子104上产生凹进。JP10-113852A(日本专利第3171434)(段落0017到0019，附图2)在这种套筒旋转方式中，没有必要改变夹持位置并且在“承载式旋转”过程中可以实现磨削两次，在此处要磨削的圆柱形表面被夹持。因而，这种方式有较好的操作效率并且与圆柱形工件1的同心度提高了。当被两个顶尖夹持的工件1旋转时，顶尖101和102的前端与工件1的顶尖孔之间互相滑动。由于圆柱形工件1通过橡胶滚子104在相反方向与砂轮20相压，在磨削进给的过程中可以获得力的平衡。然而，在实际磨削前后条件下，砂轮20没有与圆柱形工件1相接触，并且在结束磨削步骤时，圆柱形工件1通过橡胶滚子104在径向被压住。圆柱形工件1在实际磨削前后旋转的时间和结束磨削步骤的时间比磨削进给的时间要长，并且，顶尖101和102通过圆柱形工件1的顶尖孔在径向上被压。因而，当大量的圆柱形工件1被重复磨削时，摩擦力会造成“局部磨损”。圆柱形工件的直径和顶尖孔的直径越小，这种“局部磨损”就变得越显著。这归因于顶尖与顶尖孔之间的接触面积的减少。而且通常这种顶尖的“局部磨损”在顶尖101和102之间并不一致。特别是当位于圆柱形工件1右边和左边的顶尖孔直径不同时，局部磨损经常不一致。虽然在“承载式旋转”情况下还不算很严重，但是在右边和左边的“局部磨损”的不一致导致一定程度上圆柱形工件1的被磨削圆柱形表面圆柱度的缺陷。为了避免这种圆柱度的缺陷，圆柱形工件1的圆柱度在磨削后被检测，当允许的范围达到后，或者当固定数量的工件被磨削后，停止磨削机床，对顶尖位置进行经验上的精确调整，或者替换顶尖来调整位置。当需要很高精确程度的圆柱度时，即使通过这种旋转方式，顶尖调整和替换的频率增加了，造成可用性下降以及顶尖消耗增加，这些构成产品成本下降的障碍。而且，现在对高精确磨削加工的需求增加，需要本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种顶尖支撑磨削方法，其特征在于包括如下步骤：圆柱形工件被两个顶尖支撑；以及工件被两个顶尖旋转时进行磨削。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：友泷桂，中村幸正，
申请(专利权)人：精工电子有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]