本發(fā)明屬于砂帶磨削技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，特別涉及一種預(yù)應(yīng)力周向砂帶磨削環(huán)狀零件的加載裝置，適用于環(huán)狀零件的預(yù)應(yīng)力砂帶磨削。

背景技術(shù)：

由于磨削后工件表面殘余應(yīng)力直接影響工件的機(jī)械、物理性能，因此常被作為工件表面質(zhì)量的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)。傳統(tǒng)的砂輪磨削加工后的工件表面往往形成的是殘余拉應(yīng)力，不利于提高工件的疲勞強(qiáng)度與耐腐蝕性能。

砂帶磨削作為一門新興的精密加工技術(shù)，因其磨削溫度低、加工質(zhì)量好、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，磨削后的工件表面常常呈殘余壓應(yīng)力狀態(tài)，這使得砂帶磨削在加工一些可靠性要求很高的零件，如航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸時(shí)，更具優(yōu)勢(shì)。

盡管砂帶磨削加工后的工件表面能夠形成殘余壓應(yīng)力，但是仍然難以滿足一些高性能零部件的加工要求。預(yù)應(yīng)力加工是一種針對(duì)殘余應(yīng)力的加工方法，多數(shù)學(xué)者研究表明，采用預(yù)應(yīng)力加工方法能使加工后工件表層能得到殘余壓應(yīng)力，并且在一定范圍內(nèi)，施加的預(yù)應(yīng)力越大，得到的殘余壓應(yīng)力效果越明顯。

預(yù)應(yīng)力砂帶磨削能夠通過(guò)預(yù)應(yīng)力結(jié)合磨粒的機(jī)械應(yīng)力改善加工后工件的表面殘余應(yīng)力，其原理是：磨削前對(duì)工件施加一個(gè)彈性范圍內(nèi)的拉應(yīng)力，使其發(fā)生彈性變形，并保持該拉應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行磨削。在磨削過(guò)程中，工件表層因磨粒的機(jī)械應(yīng)力發(fā)生塑性變形而被切除，使得產(chǎn)生彈性變形的拉應(yīng)力得到釋放，而里層工件仍然處于彈性拉伸狀態(tài)。磨削后，撤除所施加的預(yù)應(yīng)力，工件里層隨著預(yù)應(yīng)力的撤除產(chǎn)生彈性收縮，進(jìn)而在加工表面產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力，從而提高工件的疲勞強(qiáng)度與耐腐蝕性。由于加工后產(chǎn)生的殘余壓應(yīng)力是由工件里層的收縮量所決定的，因此可以通過(guò)調(diào)整預(yù)應(yīng)力的大小來(lái)控制里層的收縮量，進(jìn)而達(dá)到對(duì)工件表面殘余應(yīng)力的控制，最終達(dá)到提高工件疲勞壽命的效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有砂帶磨削對(duì)工件加工質(zhì)量要求的不斷提高，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種預(yù)應(yīng)力周向砂帶磨削環(huán)狀零件的加載裝置。

本發(fā)明技術(shù)方案如下：一種預(yù)應(yīng)力周向砂帶磨削環(huán)狀零件的加載裝置，其特征在于：滑動(dòng)軸承座設(shè)置于底板上，該滑動(dòng)軸承座能在底板上左右移動(dòng)，在滑動(dòng)軸承座上可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝夾具體，所述夾具體的中部為左大右小的錐度軸，該錐度軸上套裝與之適配的脹套，在脹套的左側(cè)設(shè)置卸載螺母，右側(cè)設(shè)置加載螺母，卸載螺母和加載螺母均與夾具體螺紋配合，在所述夾具體的左側(cè)設(shè)有固定軸，該固定軸的軸心線與夾具體的軸心線位于同一直線上，所述固定軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝于固定軸承座上，固定軸承座的底部由底板的左端固定支撐，所述固定軸右端的適配孔能夠?qū)A具體的左端套入，使固定軸和夾具體固定連接在一起。

采用以上技術(shù)方案，向左移動(dòng)滑動(dòng)軸承座，使夾具體和固定軸連接，實(shí)現(xiàn)夾具體和固定軸的轉(zhuǎn)矩傳遞。工件則安裝在脹套外圈，兩側(cè)是加載螺母和卸載螺母，通過(guò)擰緊加載螺母使得脹套沿錐度軸移動(dòng)，脹套脹大，工件獲得周向預(yù)應(yīng)力；磨削完畢后，通過(guò)擰松加載螺母，再擰動(dòng)卸載螺母，使卸載螺母擠推脹套，從而實(shí)現(xiàn)工件周向預(yù)應(yīng)力的卸載。本發(fā)明可安裝于砂帶磨削機(jī)床上，用于加工環(huán)狀零件的表面，能夠主動(dòng)控制表面殘余應(yīng)力分布狀態(tài)，以達(dá)到提高工件疲勞壽命的效果。

為了使滑動(dòng)軸承座移動(dòng)順暢，并確保滑動(dòng)軸承座只在左右方向水平移動(dòng)，在所述底板上安裝沿左右方向延伸的導(dǎo)軌，滑動(dòng)軸承座通過(guò)滑槽與導(dǎo)軌滑動(dòng)配合。

在所述導(dǎo)軌的旁邊設(shè)置與之平行的絲杠，該絲杠與底板可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述滑動(dòng)軸承座與該絲杠螺紋配合，在所述絲杠的右端安裝手輪。以上結(jié)構(gòu)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪可以帶動(dòng)絲杠原地旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)軸承座在左右方向移動(dòng)，操作既便捷又省力。

在所述滑動(dòng)軸承座的上部嵌裝第一套杯，夾具體的右端通過(guò)兩個(gè)并排設(shè)置的第一滾動(dòng)軸承與第一套杯相支承，所述第一套杯的右端一體形成有第一翻邊，該第一翻邊與滑動(dòng)軸承座上部的右端面貼合，并在第一翻邊的右側(cè)貼裝第一端蓋，所述第一端蓋通過(guò)螺栓與第一翻邊及滑動(dòng)軸承座相固定，第一端蓋將第一套杯的右端口密封。以上結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠，裝卸方便、快捷，能夠確保夾具體轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。

為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，便于裝配，防止第一滾動(dòng)軸承發(fā)生軸向移動(dòng)，在兩個(gè)所述第一滾動(dòng)軸承之間設(shè)有第一隔套，左邊的第一滾動(dòng)軸承向左由夾具體上的臺(tái)階面限位，右邊的第一滾動(dòng)軸承由第一圓螺母鎖緊，在第一圓螺母與右邊的第一滾動(dòng)軸承之間設(shè)置第一止動(dòng)墊圈。

在所述固定軸承座的上部嵌裝第二套杯，固定軸的中段通過(guò)兩個(gè)并排設(shè)置的第二滾動(dòng)軸承與第二套杯相支承，所述第二套杯的左端一體形成有第二翻邊，該第二翻邊與固定軸承座上部的左端面貼合，并在第二翻邊的左側(cè)貼裝第二端蓋，所述第二端蓋通過(guò)螺栓與第二翻邊及固定軸承座相固定，第二端蓋將第二套杯的左端口密封，所述固定軸的左端穿過(guò)第二端蓋。以上結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠，裝卸方便、快捷，能夠確保固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。

為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，便于裝配，防止第二滾動(dòng)軸承發(fā)生軸向移動(dòng)，在兩個(gè)所述第二滾動(dòng)軸承之間設(shè)有第二隔套，右邊的第二滾動(dòng)軸承由固定軸上的臺(tái)階面限位，左邊的第二滾動(dòng)軸承由第二圓螺母鎖緊，在第二圓螺母與左邊的第二滾動(dòng)軸承之間設(shè)置第二止動(dòng)墊圈。

在所述夾具體的左端開(kāi)設(shè)第一鍵槽，固定軸的右端設(shè)有供夾具體左端伸入的適配孔，該適配孔的孔壁開(kāi)設(shè)有與第一鍵槽相配合的第二鍵槽，鍵嵌入第一鍵槽及第二鍵槽中，將夾具體和固定軸連接在一起。以上結(jié)構(gòu)通過(guò)鍵的配合方式，實(shí)現(xiàn)扭矩的傳遞，進(jìn)而帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)，完成工件外側(cè)周向的磨削加工作業(yè)。

為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，方便操作，在所述固定軸的右端面貼裝有對(duì)鍵定位的第三端蓋，該第三端蓋為圓環(huán)形，并通過(guò)螺栓與固定軸連接。

本發(fā)明的有益效果是：

1、該加載裝置可安裝于砂帶磨削機(jī)床上，用于加工環(huán)狀零件，同時(shí)可以通過(guò)改變夾具體錐度軸的錐度，以適應(yīng)不同直徑環(huán)狀工件的加工需要。

2、該加載裝置可以通過(guò)加載螺母的預(yù)緊，在一定范圍內(nèi)主動(dòng)控制不同預(yù)應(yīng)力大小的施加，通過(guò)卸載螺母實(shí)現(xiàn)工件周向預(yù)應(yīng)力的卸載，能夠主動(dòng)控制表面殘余應(yīng)力分布狀態(tài)，以達(dá)到提高工件疲勞壽命的效果。

3、該加載裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，成本低廉，裝卸容易，操作靈活，預(yù)應(yīng)力的調(diào)節(jié)方便，適用范圍廣。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明：

如圖1所示，滑動(dòng)軸承座3設(shè)置于底板11上，在底板11上安裝沿左右方向延伸的導(dǎo)軌16，滑動(dòng)軸承座3的底部通過(guò)滑槽與導(dǎo)軌16滑動(dòng)配合，導(dǎo)軌16起導(dǎo)向的作用，引導(dǎo)滑動(dòng)軸承座3只在左右方向水平移動(dòng)。在導(dǎo)軌16的旁邊設(shè)置與之平行的絲杠22，該絲杠22與底板11可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，滑動(dòng)軸承座3與該絲杠22螺紋配合，形成絲桿副。絲杠22的右端超過(guò)底板11的右端面，并在絲杠22的右端安裝手輪19，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪19可以帶動(dòng)絲杠22原地旋轉(zhuǎn)，使滑動(dòng)螺母座3沿導(dǎo)軌16向左或向右移動(dòng)。

如圖1所示，在滑動(dòng)軸承座3的上部沿左右方向開(kāi)設(shè)通孔，該通孔中嵌裝第一套杯2，第一套杯2的右端一體形成有第一翻邊，該第一翻邊與滑動(dòng)軸承座3上部的右端面貼合，并在第一翻邊的右側(cè)貼裝第一端蓋1，第一端蓋1通過(guò)螺栓與第一翻邊及滑動(dòng)軸承座3相固定，第一端蓋1將第一套杯2的右端口密封。夾具體21的右端伸入第一套杯2中，并通過(guò)兩個(gè)并排設(shè)置的第一滾動(dòng)軸承4與第一套杯2相支承。在兩個(gè)第一滾動(dòng)軸承4之間設(shè)有第一隔套，左邊的第一滾動(dòng)軸承4向左由夾具體21上的臺(tái)階面限位，右邊的第一滾動(dòng)軸承4由第一圓螺母18鎖緊，在第一圓螺母18與右邊的第一滾動(dòng)軸承4之間設(shè)置第一止動(dòng)墊圈9。

如圖1所示，夾具體21的中部為左大右小的錐度軸，該錐度軸上套裝與之適配的脹套6，脹套6內(nèi)孔的錐度與錐度軸的錐度相同。在脹套6的左側(cè)設(shè)置卸載螺母8，卸載螺母8靠近錐度軸，且卸載螺母8與夾具體21螺紋配合。在脹套6的右側(cè)設(shè)置加載螺母5，加載螺母5與夾具體21螺紋配合，并在加載螺母5與夾具體21之間設(shè)置墊片20。

如圖1所示，在底板1的左端設(shè)置固定軸承座13，固定軸承座13的底部由底板11的左端支撐，固定軸承座13通過(guò)螺栓與底板1連接。在固定軸承座13的上部開(kāi)設(shè)左右貫通的過(guò)孔，該過(guò)孔中嵌裝第二套杯24。第二套杯24的左端一體形成有第二翻邊，該第二翻邊與固定軸承座13上部的左端面貼合，并在第二翻邊的左側(cè)貼裝第二端蓋14。第二端蓋14通過(guò)螺栓與第二翻邊及固定軸承座13相固定，第二端蓋14將第二套杯24的左端口密封。

如圖1所示，在第二套杯24中穿設(shè)固定軸12，固定軸12位于夾具體21的左側(cè)，該固定軸12的軸心線與夾具體21的軸心線位于同一水平直線上。固定軸12的中段通過(guò)兩個(gè)并排設(shè)置的第二滾動(dòng)軸承23與第二套杯24相支承，在兩個(gè)第二滾動(dòng)軸承23之間設(shè)有第二隔套，右邊的第二滾動(dòng)軸承23向右由固定軸12上的臺(tái)階面限位，左邊的第二滾動(dòng)軸承23由第二圓螺母25鎖緊，在第二圓螺母25與左邊的第二滾動(dòng)軸承23之間設(shè)置第二止動(dòng)墊圈26。

如圖1所示，固定軸12的左端向左穿過(guò)第二端蓋14，并可與動(dòng)力裝置連接。固定軸12的右端開(kāi)設(shè)有與夾具體21左端配合的適配孔，在夾具體21的左端開(kāi)設(shè)第一鍵槽10，固定軸12右端適配孔的孔壁開(kāi)設(shè)有與第一鍵槽10相配合的第二鍵槽15，當(dāng)需要連接的時(shí)候，鍵嵌入第一鍵槽10及第二鍵槽15中，將夾具體21和固定軸12連接在一起。在固定軸12的右端面貼裝有對(duì)鍵定位的第三端蓋17，該第三端蓋17為圓環(huán)形，并通過(guò)螺栓與固定軸12連接。

本發(fā)明的工作原理如下：

工件7安裝在脹套6上，從固定軸12上拆下第三端蓋17，并將第三端蓋17活套于夾具體21上。將鍵裝入夾具體21左端的第一鍵槽10中，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪19使滑動(dòng)軸承座3向左移動(dòng)，直至夾具體21的左端進(jìn)入固定軸12右端的適配孔中，而鍵進(jìn)入固定軸12右端的第二鍵槽15中，再將第三端蓋17通過(guò)螺栓安裝在固定軸12上，使第三端蓋17對(duì)鍵定位，實(shí)現(xiàn)夾具體21與固定軸12的轉(zhuǎn)矩傳遞。向左擰緊加載螺母5，使得脹套6沿錐度軸移動(dòng)，脹套6脹大，工件7獲得周向預(yù)應(yīng)力；磨削完畢后，向右擰松加載螺母5，再向右擰動(dòng)卸載螺母8，使卸載螺母8擠推脹套6，從而實(shí)現(xiàn)工件周向預(yù)應(yīng)力的卸載。

以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過(guò)邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。