珩磨工具的停机检测机构及具有该机构的珩磨工具

摘要

本发明涉及珩磨工具技术领域，特别是一种珩磨工具的停机检测机构及具有该机构的珩磨工具。该停机检测机构包括位置传感器和停机零点位置调节机构，停机检测机构通过位置传感器检测珩磨工具的芯轴或在珩磨工具工作时与芯轴同步移动的芯轴进给件是否下降至停机零点，在芯轴或芯轴进给件下降至停机零点时，位置传感器发出停机信号，用于控制珩磨工件停止珩磨。具有该停机检测机构的珩磨工具包括具有上述的珩磨工具的停机检测机构的控制连接装置和连接在控制连接装置上的珩磨工具本体。本发明的有益效果是：停机检测机构可以在珩磨至要求尺寸时可以自动停机，避免珩磨超差，简化珩磨加工流程。

说明书

技术领域

本发明涉及珩磨工具技术领域，特别是一种珩磨工具的停机检测机构及具有该机构的珩磨工具。

背景技术

珩磨加工技术的应用范围很广泛，其应用领域遍及机床、轴承、电子加工、模具加工以及仪器仪表加工等行业。在珩磨加工工艺中其珩磨工具的选择应用也是相当关键重要的。

珩磨加工一般分为两种，一种是立式珩磨机立式加工，还有一种是小型卧式珩磨机卧式加工，立式珩磨机适合于大件大孔径珩磨加工，小型卧式珩磨机适用于小件小孔径珩磨加工，立式珩磨加工一般为工件固定、珩磨工具浮动，而卧式珩磨加工一般为工件浮动、珩磨工具固定。当有一些非正常情况出现，如，一种大型重工件，孔径小于常用立珩工具时，且孔精度又在微米级精度，工件需固定加工，立、卧式珩磨机都不适宜加工。

中国专利文献CN109015332A公开了一种自定心多用途珩磨工具包括工具外套，工具外套的上端具有主机连接结构，用于设备主机连接，工具外套的下端具有珩磨工具本体连接结构，用于与珩磨工具本体连接，工具外套上具有通过弹簧调节螺套手动加压的珩磨加压装置，该自定心多用途珩磨工具通过由上连接套、中间连接套和下连接套构成的自定心珩磨工具本体连接结构与珩磨工具本体连接。一种自定心多用途珩磨工具可用于数控加工中心机床，具有全浮动自定心功能，其不但能够加工大型重工件上的、孔径小于常用立珩工具的高精度竖向孔，而且能够加工高精度水平孔和高精度斜孔。

中国专利文献CN110039437A公开了一种可遥控调压的珩磨工具,该珩磨工具的控制连接装置中具有通过遥控的电机和电机上的丝杆机构加压弹簧进而驱动芯轴进给件对芯轴进行进给的芯轴进给装置，可安装在加工中心或磨床上来完成超精度孔加工，不需要停机手动调整珩磨压力，在珩磨过程中可根据珩磨的粗、精珩及珩磨量的大小及需要在运行过程中遥控操作珩磨压力大小。

上述现有技术的珩磨工具为避免珩磨超差，需要在珩磨加工的依靠工人经验，反复停机检测工件孔的尺寸，直至珩磨到要求的尺寸。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：为避免珩磨超差，需要在珩磨加工的依靠工人经验，反复停机检测工件孔的尺寸，直至珩磨到要求的尺寸。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种珩磨工具的停机检测机构，包括位置传感器和停机零点位置调节机构，停机检测机构通过位置传感器检测珩磨工具的芯轴或在珩磨工具工作时与芯轴同步移动的芯轴进给件是否下降至停机零点，在芯轴或芯轴进给件下降至停机零点时，位置传感器发出停机信号，用于控制珩磨工件停止珩磨，停机零点位置调节机构用于上下调节停机零点的位置。

进一步限定，位置传感器具有位于珩磨工具内部的感应点C和感应点D，其中感应点C为停机零点，在感应点C和感应点D临近或接触时，位置传感器发出停机信号，停机零点位置调节机构包括安装座、调节螺钉和微调螺母，安装座设置在珩磨工具的外壁上，调节螺钉和微调螺母安装在安装座上，微调螺母套在调节螺钉上，彼此之间螺纹配合，调节螺钉上具有伸出臂，伸出臂穿过珩磨工具上的开口进入珩磨工具的内部，微调螺母的旋转调节动作驱动调节螺钉上下升降，调节螺钉的升降带动伸缩臂上下升降，位置传感器的感应点C设置在伸出臂，感应点D设置在芯轴或在珩磨工具工作时与芯轴同步移动的芯轴进给件上。

进一步限定，位置传感器具体为接近开关。

进一步限定，停机零点位置调节机构的调节螺钉上拧有锁紧螺母，用于将调节螺钉锁紧在安装座上。

一种具有停机检测机构的珩磨工具，包括控制连接装置和连接在控制连接装置上的珩磨工具本体，控制连接装置包括工具外套和工具外套内的芯轴进给装置和芯轴进给件，芯轴进给件在芯轴进给装置的驱动下对珩磨工具本体的芯轴进行进给，在控制连接装置上具有上述的珩磨工具的停机检测机构，停机检测机构通过位置传感器检测芯轴进给件是否下降至停机零点，在芯轴进给件下降至停机零点时，位置传感器发出停机信号，位置传感器发出的停机信号控制珩磨工具的芯轴进给装置停止芯轴进给件的进给并使芯轴进给件回退。

进一步限定，控制连接装置的工具外套的上端具有主机连接结构，用于设备主机连接，工具外套的下端具有珩磨工具本体连接结构，用于与珩磨工具本体连接，

进一步限定，珩磨工具本体连接结构为自定心珩磨工具本体连接结构。

进一步限定，主机连接结构通过主机连接轴与设备主机连接。

进一步限定，芯轴进给装置为通过气动的活塞加压弹簧进而驱动芯轴进给件对芯轴进行进给的芯轴进给装置；或者，所述的芯轴进给装置为通过遥控的电机和电机上的丝杆机构加压弹簧进而驱动芯轴进给件对芯轴进行进给的芯轴进给装置。

本发明的有益效果是：停机检测机构可以在珩磨至要求尺寸时可以自动停机，避免珩磨超差，简化珩磨加工流程。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明；

图1是本发明的气动控制珩磨工具的结构示意图；

图2是本发明的气动控制珩磨工具的使用状态图；

图3是图1的E处放大图；

图中，1.工具外套，2.活塞，3.加压弹簧，4.珩磨工具本体，4-1.芯轴，4-2.芯轴复位弹簧，5.气动输入接口，6.安装座，7.调节螺钉，7-1.伸出臂，8.微调螺母，9.气源输入口，10.气压调压阀，11.气源截止阀，12.电磁阀，13.主机连接轴，14.上端盖，15.顶杆，16.顶杆外压圈，17.顶杆销，18.上连接套，19.中间连接套，20.下连接套，21.弹性复位部件，22.防护套，23.刀架库，24.锁紧螺母，25.珩磨工具锁紧螺套，26.装置锁紧螺套，27.工件。

具体实施方式

一种珩磨工具的停机检测机构，包括位置传感器和停机零点位置调节机构，停机检测机构通过位置传感器检测珩磨工具的芯轴4-1或在珩磨工具工作时与芯轴4-1同步移动的芯轴进给件是否下降至停机零点，在芯轴4-1或芯轴进给件下降至停机零点时，位置传感器发出停机信号，用于控制珩磨工件停止珩磨，停机零点位置调节机构用于上下调节停机零点的位置。

位置传感器具有位于珩磨工具内部的感应点C和感应点D，其中感应点C为停机零点，在感应点C和感应点D临近或接触时，位置传感器发出停机信号，停机零点位置调节机构包括安装座6、调节螺钉7和微调螺母8，安装座6设置在珩磨工具的外壁上，调节螺钉7和微调螺母8安装在安装座6上，微调螺母8套在调节螺钉7上，彼此之间螺纹配合，调节螺钉7上具有伸出臂7-1，伸出臂7-1穿过珩磨工具上的开口进入珩磨工具的内部，微调螺母8的旋转调节动作驱动调节螺钉7上下升降，调节螺钉7的升降带动伸缩臂上下升降，位置传感器的感应点C设置在伸出臂7-1，感应点D设置在芯轴4-1或在珩磨工具工作时与芯轴4-1同步移动的芯轴进给件上。

停机零点位置调节机构的调节螺钉7上拧有锁紧螺母24，用于将调节螺钉7锁紧在安装座6上。

位置传感器具体为接近开关，感应点C和感应点D可以分别为接近开关本体和接近开关本体配合的感应件，如接近开关为霍尔接近开关，霍尔接近开关本体和磁钢分别作为感应点C和感应点D设置在伸出臂7-1和芯轴进给件上。当然根据接近开关的类型不同，伸出臂7-1和芯轴进给件本身也可作为感应件而不需要专门的感应件。当然位置传感器也可以是接触式，如行程开关，行程开关本体作为一个感应点，伸出臂7-1或芯轴进给件本身作为另一个感应点，通过按压或接触实现位置感应。位置传感器的具体选型可以根据本原理和实际需求在现有技术中进行选择。

一种具有停机检测机构的珩磨工具，包括控制连接装置和连接在控制连接装置上的珩磨工具本体4，控制连接装置包括工具外套1和工具外套1内的芯轴进给装置和芯轴进给件，芯轴进给件在芯轴进给装置的驱动下对珩磨工具本体4的芯轴进行进给，在控制连接装置上具有上述珩磨工具的停机检测机构，停机检测机构通过位置传感器检测芯轴进给件是否下降至停机零点，在芯轴进给件下降至停机零点时，位置传感器发出停机信号，位置传感器发出的停机信号控制珩磨工具的芯轴进给装置停止芯轴进给件的进给并使芯轴进给件回退。

控制连接装置的工具外套1的上端具有主机连接结构，用于设备主机连接，工具外套1的下端具有珩磨工具本体连接结构，用于与珩磨工具本体4连接，

珩磨工具本体连接结构为自定心珩磨工具本体连接结构。

主机连接结构通过主机连接轴13与设备主机连接。

芯轴进给装置为通过气动的活塞2加压加压弹簧3进而驱动芯轴进给件对芯轴4-1进行进给的芯轴进给装置；或者，所述的芯轴进给装置为通过遥控的电机和电机上的丝杆机构加压加压弹簧3进而驱动芯轴进给件对芯轴4-1进行进给的芯轴进给装置。

以芯轴进给装置为通过气动的活塞2加压加压弹簧3进而驱动芯轴进给件对芯轴4-1进行进给的芯轴进给装置为例，对珩磨工具的停机检测机构进行进一步说明。

如图1、2和3所示，一种具有停机检测机构的珩磨工具，包括珩磨工具本体4、气动的控制连接装置以及气源装置，珩磨工具本体4安装在气动控制连接装置上，气源装置与停机检测机构和气动输入接口5连接。珩磨工具本体4的规格根据所加工工件的孔径大小来确定。

气动的控制连接装置包括工具外套1、活塞2、加压弹簧3、芯轴进给件和停机检测机构，工具外套1的上端具有主机连接结构，用于设备主机连接，工具外套1的下端具有珩磨工具本体连接结构，用于与珩磨工具本体4连接，工具外套1上还具有气动输入接口5，活塞2和加压弹簧3构成芯轴进给装置，活塞2、加压弹簧3和芯轴进给件由上至下设置在工具外套1内，气动输入接口5用于与气源装置连接，气动输入接口5与工具外套1的内腔相通，气源装置通过气体驱动活塞2压缩加压弹簧3，加压弹簧3推动芯轴进给件下降，对连接在珩磨工具本体连接结构上的珩磨工具本体4的芯轴4-1进行进给，停机检测机构包括位置传感器和停机零点位置调节机构，停机检测机构通过位置传感器检测芯轴进给件是否下降至停机零点，在芯轴进给件下降至停机零点时，位置传感器发出停机信号，控制气源装置泄压，停机零点位置调节机构用于上下调节停机零点的位置。

珩磨工具本体连接结构为自定心珩磨工具本体连接结构。自定心珩磨工具本体连接结构包括上连接套18、中间连接套19和下连接套20，上连接套18与中间连接套19之间水平可滑动连接，中间连接套19与下连接套20之间水平滑动连接，并且上连接套18与中间连接套19之间的水平可滑动方向和中间连接套19与下连接套20之间的水平滑动方向垂直，上连接套18与中间连接套19在水平滑动后通过弹性复位部件21复位，中间连接套19与下连接套20在水平滑动后通过另一个弹性复位部件21复位，珩磨工具本体4安装在下连接套20的下端，上连接套18和中间连接套19之间、中间连接套19和下连接套20之间通过端部的滑槽和嵌入滑槽的滑块实现水平可滑动连接，上连接套18、中间连接套19和下连接套20位于工具外套1内，或者位于连接在工具外套1下端的防护套22内，上连接套18固定在工具外套1、防护套22或者主机连接轴13上，珩磨工具本体4的芯轴4-1穿过上连接套18、中间连接套19和下连接套20的内孔与顶杆15接触，珩磨工具本体4内具有芯轴复位弹簧4-2，用于带动芯轴4-1复位。弹性复位部件21具体为O形橡胶密封圈。珩磨工具本体4安装在下连接套20的下端的具体结构为：珩磨工具本体上具有锁紧圈，珩磨工具本体通过锁紧圈和套在下连接套20上的珩磨工具锁紧螺套锁紧在下连接套20的夹装孔中。

位置传感器具有两个感应点C和感应点D，停机零点位置调节机构包括安装座6、调节螺钉7和微调螺母8，安装座6设置在工具外套1的外壁上，调节螺钉7和微调螺母8安装在安装座6上，微调螺母8套在调节螺钉7上，彼此之间螺纹配合，具体安装方式为:安装座6上具有竖直的螺钉通孔以及与垂直螺钉通孔的螺母槽，调节螺钉7插装在螺钉通孔中，微调螺母8嵌入螺母槽。调节螺钉7上具有伸出臂7-1，伸出臂7-1穿过工具外套1上的开口进入工具外套1的内部，微调螺母8的旋转调节动作驱动调节螺钉7上下升降，调节螺钉7的升降带动伸缩臂上下升降，位置传感器的感应点C和感应点D位于工具外套1内并分别设置在伸出臂7-1和芯轴进给件上。停机零点位置调节机构的调节螺钉7上拧有锁紧螺母24，用于将调节螺钉7锁紧在安装座6上。

气源装置包括气源输入口9、气压调压阀10、气源截止阀11和电磁阀12，气源输入口9用于与气源连接，气源截止阀11、气压调压阀10和电磁阀12串联在气源输入口9至气动控制连接装置的气动输入接口5的气路上，气源截止阀11用于截止气路，气压调压阀10用于将气路中的空气调至设定的恒气压，电磁阀12与停机检测机构的位置传感器信号连接，气压调压阀10输出的恒气压通过电磁阀12输出至气动输入接口5，在位置传感器向电磁阀12发出停机信号时，电磁阀12切换至泄压状态，气动输入接口5通过电磁阀12泄压。电磁阀12具体选用两位三通电磁阀。

主机连接结构包括主机连接轴13和上端盖14，主机连接轴13通过上端盖14插装在工具外套1的上端，活塞2套在主机连接轴13的插入端上，主机连接轴13的插入端的底部具有顶杆内孔。活塞2内外圈通过密封圈进行气密。

芯轴进给件包括顶杆15和顶杆外压圈16，顶杆15设置在顶杆内孔中，顶杆外压圈16套在主机连接轴13上，主机连接轴13上具有销滑槽，顶杆外压圈16和顶杆15通过穿过销滑槽的顶杆销17连接，加压弹簧3套在主机连接轴13上，加压弹簧3位于活塞2和顶杆外压圈16之间。感应点D位于顶杆外压圈16上。

本珩磨工具可用于数控车床，本珩磨工具连接在数控车床的刀架库23上，主机连接轴13上具有锁紧圈，主机连接轴13通过锁紧圈和套在刀架库23上的装置锁紧螺套锁紧在刀架库23上的夹装孔中。

本珩磨工具还可用于磨床。

本实施例的珩磨工具安装在数控加工中心或磨床上进行超精度孔加工，不需要停机手动调整珩磨压力，在珩磨过程中可根据珩磨的粗、精珩及珩磨量的大小及需要在运行过程中调节珩磨压力大小。

本珩磨工具通过自定心珩磨工具本体连接结构具有自定心全浮动功能，使加工零件只需被车床固定夹紧，不需要像卧式珩磨机珩磨要求加工零件浮动，停机检测机构在珩磨至要求尺寸时可以自动停机，避免珩磨超差，简化珩磨加工流程。

整个工作过程和原理如下：

(1)对刀；

(1.1)松开锁紧螺母24至最高位置；

(1.2)调节微调螺母8使调节螺钉7带动伸出臂7-1和伸出臂7-1上位置传感器的感应点C下降至最低位置；

(1.3)把珩磨工具本体4的珩磨头上的珩磨条的中间部分置于检测环规的内孔中；

(1.4)缓慢打开气源截止阀11，并调节气压调压阀10使压力在0.1MPa～0.2MPa左右，能大于芯轴复位弹簧4-2的压力即可，此时珩磨条与检测环规的内孔贴合；

(1.5)调节微调螺母8使位置传感器的感应点C感应到位置传感器的感应点D并发出停机信号，电磁阀12打开使得A点进气变为泄压，活塞2退回，顶杆15、顶杆外压圈16和位置传感器的感应点D也退回，锁紧锁紧螺母24，取下检测环规，对刀完成，关闭气源截止阀11，接下来正式进行工件27珩磨加工；

(2)开动数控车床使珩磨工具本体4的珩磨头进入要珩磨的孔中，进行几下往复运动轻松且无任何卡涉现向；

(3)在要珩磨的孔中接通珩磨润滑油；

(4)打开气源截止阀11，调节气压调压阀10使压力合适，粗珩磨时气压可偏大，精珩磨时气压可偏小，具体压力大小根据实际使用情况来确定这里不作详细论述；

(5)进行珩磨加工，在珩磨到要求尺寸时位置传感器的感应点C感应到位置传感器的感应点D并发出停机信号，电磁阀12打开使得A点进气变为泄压，活塞2退回，顶杆15、顶杆外压圈16和位置传感器的感应点D也退回，珩磨条退回原点，可设计指示灯亮灯提醒工作人员，关闭气源截止阀11，数控车床的刀架库23退回原点，工件27停转，进行尺寸检测，如果珩磨尺寸到位，珩磨加工完成，如果珩磨尺寸偏差较小，可以在降低感应点C后，根据经验多珩磨几次，如果珩磨尺寸偏差较大，可重新对刀，重复上述步骤。

中国专利文献CN110039437A公开了一种可遥控调压的珩磨工具，该可遥控调压的珩磨工具的芯轴进给装置为通过遥控的电机和电机上的丝杆机构加压加压弹簧3进而驱动芯轴进给件对芯轴4-1进行进给的芯轴进给装置，芯轴进给件为托圈，本珩磨工具的停机检测机构也可用于改进该可遥控调压的珩磨工具，实现在使用该工具进行珩磨并珩磨至要求尺寸时可以自动停机，避免珩磨超差。