一种安装于外圆磨床的疲劳试样精密抛光系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种安装于外圆磨床的疲劳试样的精密抛光系统，属于金属疲劳试样抛光加工技术领域，涉及一种针对圆截面疲劳试样的纵向精密游离磨料气鼓抛光系统与方法，由悬臂机构、夹紧板、可调节弹簧、抛光主轴、抛光浆料喷射循环系统组成；可在现有外圆磨床的基础上安装本系统，从而在一台磨床上实现疲劳试样的磨削和抛光功能，形成工艺集中，减少工件安装次数，提供效率；比手工砂纸抛光精度、稳定性和可靠性高，可大大提高抛光的效率，减轻工人劳动强度。

A Precision Polishing System for Fatigue Specimens Installed in Cylindrical Grinder

The utility model discloses a precise polishing system for fatigue specimens mounted on a cylindrical grinder, belonging to the technical field of polishing metal fatigue specimens, and relates to a longitudinal precise free abrasive gas drum polishing system and method for fatigue specimens with circular cross-section, comprising a cantilever mechanism, a clamping plate, an adjustable spring and a polishing spindle. The system can be installed on the basis of the existing cylindrical grinder, thus realizing the grinding and polishing functions of fatigue samples on a grinder, forming a centralized process, reducing the number of workpiece installation and providing efficiency; it has higher polishing accuracy, stability and reliability than manual sandpaper, and can be greatly improved. High polishing efficiency, reduce the labor intensity of workers.

【技术实现步骤摘要】
一种安装于外圆磨床的疲劳试样精密抛光系统
本技术属于金属疲劳试样抛光加工
，涉及一种针对圆截面疲劳试样的纵向精密游离磨料气鼓抛光系统。
技术介绍
根据GB/T3075-2008《金属材料疲劳试验轴向力控制方法》规定金属材料疲劳试验用试样的原始横截面有圆形和矩形两种,目前应用最广泛的是圆截面试样，标准中建议试样的加工流程为纵向铣削、精车和精磨后，用纵向抛光的方法进行工作部分表面的最后精加工，抛光的目的是使试样表面产生的残余应力和加工硬化减至最小，至少20倍的放大倍数下，无横向加工痕迹，通常疲劳试样的数量大，表面粗糙度和残余应力一致性要求高，改进其抛光工艺与方法，高效获得达到标准要求的疲劳试样表面质量的具有重要意义。目前由于设备的限制，往往采用横向磨削，如果抛光不彻底，将会使刀痕、刮伤不能被完全去除，成为应力集中点；目前的抛光方式多为手动砂纸抛光，表面粗糙度和残余应力分布不均匀，导致疲劳实验结果数据分散；且手工抛光效率低、劳动强度大、砂纸消耗量大。目前尚无针对疲劳试样抛光的设备，需技术一种针对圆截面疲劳试样的纵向精密游离磨料气鼓抛光系统与方法。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的技术问题，本技术公开了一种安装于外圆磨床的疲劳试样的精密抛光系统与方法；本技术中的精密抛光系统由抛光气鼓的转动、抛光浆料喷射循环系统组成；该抛光系统和现有技术中的外圆磨床的头架转动共同实现抛光的功能。本技术采用的技术方案如下：一种安装于外圆磨床的疲劳试样的精密抛光系统，包括一个悬臂结构，所述悬臂结构包括一个夹紧在磨床砂轮防护罩上的夹紧装置、机架、连杆I、连杆II、连杆III和可调弹性装置，所述机架固定在所述的夹紧装置上，所述机架与连杆I铰接，所述的连杆I与连杆III铰接，连杆II分别与连杆I、连杆III相连，用于固定连杆I和连杆III之间的夹角；所述的可调弹性装置拉紧在机架和连杆Ⅰ间，实现悬臂机构压紧力的调节；在所述连杆III上固定有一个抛光主轴，所述抛光主轴驱动气鼓旋转，在所述抛光主轴的一侧还固定有抛光浆料喷射循环系统。进一步的，所述抛光主轴通过抛光主轴紧固螺栓连接在抛光主轴固定架上，所述抛光主轴固定架通过连接螺栓连接在连杆Ⅲ上；抛光主轴固定架能沿连杆Ⅲ有一定范围的位置变动。进一步的，所述的抛光浆料喷射循环系统包括固定在抛光主轴一侧的抛光浆液喷嘴以及固定在喷嘴下方的抛光浆液回收器；所述的抛光浆液喷嘴与供液系统相连，所述的抛光浆液回收器与回收系统相连，回收系统将回收的浆液从新送入到供液系统。进一步的，所述抛光浆料喷嘴通过喷嘴固定架连接在抛光主轴的固定架上，这种安装方式的好处是：在抛光主轴的固定架带动抛光主轴进行位置调整时，可以同时实现抛光浆液回收器的位置一起调整。进一步的，所述的抛光浆液回收器固定在所述的连杆III上，在连杆III的位置调整时，可以同时实现抛光浆液回收器的位置调整；抛光时抛光浆料不会污染外圆磨床的床身，且回收器的底部连接输出管路，可随时将输入回收器的浆料进行循环。进一步的，所述的夹紧装置为夹紧板，夹紧板通过夹紧螺栓夹紧在砂轮防护罩的顶端，实现悬臂机构夹紧在外圆磨床上。进一步的，所述抛光浆料主要为碳化硅浆料或刚玉浆料。进一步的，所述的悬臂机构可以根据气鼓与疲劳试样的具体接触位置来确定连杆Ⅰ、连杆Ⅱ和连杆Ⅲ确切的角度布置。进一步的，所述可调弹簧尾端通过紧固螺栓固定在夹紧板或者机架上，可调弹簧前端通过螺栓Ⅱ固定在连杆Ⅰ上，可调弹簧本身可以调节弹力，以此实现悬臂机构压紧力的调节，进而调节抛光气鼓和疲劳试样的径向抛光压力。进一步的，所述抛光主轴通过抛光主轴紧固螺栓连接在抛光主轴固定架上，所述抛光主轴固定架通过抛光主轴固定架连接螺栓连接在连杆Ⅲ上；抛光主轴固定架可沿连杆Ⅲ有一定范围的位置变动。本技术还提供了一种利用所述的精密抛光系统进行疲劳试样的抛光的方法，具体加工步骤如下：步骤一：将夹紧装置夹紧在砂轮防护罩上，将机架和可调弹簧尾端安装在夹紧装置上，并安装好悬臂机构；步骤二：将可调弹簧的前端、抛光主轴和抛光浆料回收器安装在悬臂机构上，根据抛光气鼓与疲劳试样的具体接触位置来固定悬臂机构；步骤三：安装完成后，将磨削后的疲劳试样开始抛光，待抛光结束达到要求后，将所有机器关闭，此时可将悬臂机构的螺栓Ⅴ松开，并将可调弹簧的前端松开，将整个悬臂机构向上抬起，放到砂轮罩上，不影响下一个疲劳试样的磨削加工；步骤四：待所有的疲劳试样磨削抛光加工完成后，可将该系统拆掉，保存。本技术的有益效果如下：本技术中的精密抛光系统由抛光气鼓的转动、抛光浆料喷射循环系统组成；该抛光系统和现有技术中的外圆磨床的头架转动共同实现抛光的功能；抛光主轴的转速通过其驱动装置实现可调，利用外圆磨床的进给系统可调节抛光过程中工件的转速和纵向进给速度，利用该系统的可调节弹簧可改变抛光过程中气鼓对疲劳试样的径向抛光压力，抛光浆料的配方也可根据需要调整；本技术要解决的技术难题是弥补现有的技术的缺陷，利用一种安装于外圆磨床的疲劳试样的精密抛光系统实现疲劳试样的抛光，本装置完全可以直接安装在现有外圆磨床上，安装方便简洁，从而在一台磨床上实现疲劳试样的磨削和抛光功能，形成工艺集中，减少工件安装次数，提供效率本技术在针对各项加工参数时，可以通过改变抛光浆料的粘度、浆料中的磨料粒度与质量百分数、工件的转速与纵向进给速度、抛光主轴的转速、工件径向抛光压力等抛光工艺参数，开展以抛光质量为约束条件，以抛光效率为目标的优化实验获得最优的抛光工艺参数。本技术中悬臂机构的设计是考虑整个疲劳试样抛光系统安装在外圆磨床确切位置，外圆磨床所能安装的空间决定了抛光系统的整体结构为悬臂结构，该结构可以在抛光的时候通过调节连杆之间的角度来确定抛光系统工作时的精确位置，当抛光过程完成后方便向上抬起，不影响外圆磨床的磨削过程；且与抛光浆料喷射循环系统、抛光主轴为可拆卸的安装方式并可沿连杆Ⅲ不同的位置固定，可使得抛光浆料喷射循环系统和抛光主轴根据所要抛光的疲劳试样的具体尺寸来调节角度并精准固定位置。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1为本技术一种安装于外圆磨床的疲劳试样的精密抛光系统与方法的总体安装示意图；图2为本技术局部结构图；图3为本技术纵向抛光示意图；图4为本技术光浆料喷射循环系统的简图其中，1、尾座,2、导轨，3、疲劳试样，4、砂轮防护罩，5、夹紧螺栓，6、夹紧板，7、紧固螺栓，8、机架，9、螺栓Ⅰ，10、可调弹簧，10-a、可调弹簧前端，10-b、可调弹簧尾端，11、螺栓Ⅱ，12、连杆Ⅰ，13、螺栓Ⅲ，14、连杆Ⅱ，15、螺栓Ⅳ，16、连杆Ⅲ，17、螺栓Ⅴ，18、抛光主轴固定架，19、回收器固定架，20、抛光浆料回收器，21、头架，22、抛光主轴紧固螺栓，23、固定架连接螺栓，24、抛光主轴，25、抛光浆料喷嘴，26、喷嘴固定架，27、气鼓，28、回收器输出管道，29、浆料泵。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
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【技术保护点】
1.一种安装于外圆磨床的疲劳试样的精密抛光系统，其特征在于，包括一个悬臂结构，所述悬臂结构包括一个夹紧在磨床砂轮防护罩上的夹紧装置、机架、连杆I、连杆II、连杆III和可调弹性装置，所述机架固定在所述的夹紧装置上，所述机架与连杆I铰接，所述的连杆I与连杆III铰接，连杆II分别与连杆I、连杆III相连，用于固定连杆I和连杆III之间的夹角；所述的可调弹性装置拉紧在机架和连杆Ⅰ间，实现悬臂机构压紧力的调节；在所述连杆III上固定有一个抛光主轴，所述抛光主轴驱动气鼓旋转，在所述抛光主轴的一侧还固定有抛光浆料喷射循环系统。

【技术特征摘要】
1.一种安装于外圆磨床的疲劳试样的精密抛光系统，其特征在于，包括一个悬臂结构，所述悬臂结构包括一个夹紧在磨床砂轮防护罩上的夹紧装置、机架、连杆I、连杆II、连杆III和可调弹性装置，所述机架固定在所述的夹紧装置上，所述机架与连杆I铰接，所述的连杆I与连杆III铰接，连杆II分别与连杆I、连杆III相连，用于固定连杆I和连杆III之间的夹角；所述的可调弹性装置拉紧在机架和连杆Ⅰ间，实现悬臂机构压紧力的调节；在所述连杆III上固定有一个抛光主轴，所述抛光主轴驱动气鼓旋转，在所述抛光主轴的一侧还固定有抛光浆料喷射循环系统。2.如权利要求1所述的安装于外圆磨床的疲劳试样的精密抛光系统，其特征在于，所述抛光主轴通过抛光主轴紧固螺栓连接在抛光主轴固定架上，所述抛光主轴固定架通过连接螺栓连接在连杆Ⅲ上；抛光主轴固定架能沿连杆Ⅲ有一定范围的位置变动。3.如权利要求1所述的安装于外圆磨床的疲劳试样的精密抛光系统，其特征在于，所述的抛光浆料喷射循环系统包括固定在抛光主...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚鹏，邢浩，黄传真，朱洪涛，刘含莲，邹斌，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：新型
国别省市：山东,37