一種氣動振動拋光裝置的設計

吳俊宏

摘 要：針對小型齒輪軸頸大批量、高效率的精拋光問題，設計了一種專用于齒輪軸頸拋光的非標設備。其利用壓縮空氣作為動力源，在普通車床上就可以快速安裝并操作。具有振動頻率高，振動效果強，操作簡單、投資少、維護成本低、使用壽命長等優點，具有一定的推廣意義。

關鍵詞：氣動；振動；軸頸拋光；

1引言

本文主要介紹一種利用氣動振動來實現齒輪軸頸拋光的設備，其利用內部換向閥使活塞在氣壓的作用下自動換向，撞擊前后端蓋來產生振動，并帶動前端的拋光氣缸產生高頻的軸向振動，從而實現齒輪軸頸的拋光作業。

2原理及結構介紹

2.1氣動原理

電機4、空氣壓縮機5、儲氣罐6屬于氣源設備，其產生壓縮空氣。氣動三聯件包括空氣過濾器7、壓力控制閥8、油霧器9。其中空氣過濾器用于對壓縮氣源的清潔，過濾水分，避免水分隨氣體進入裝置。壓力控制閥可對氣源進行穩壓，使氣源處于恒定狀態，減少因氣壓的變化造成設備的損害。通常情況下，此設備正常工作要求的壓縮空氣額定壓力在0.6～0.8MPa左右。油霧器可對機體運動部件進行潤滑，延長設備的使用壽命。

1.振動體 2.消聲器 3.拋光氣缸 4.電機 5.空氣壓縮機

6.儲氣罐 7.空氣過濾器 8.壓力控制閥 9.油霧器

圖1 振動拋光裝置氣動原理圖

2.2結構介紹

氣動振動拋光設備主要分為振動體和拋光氣缸兩部分。

2.2.1振動體

振動體是整個設備的振動機構。主要由進氣接頭1、啟動閥芯2、閥蓋3、啟動閥體4、復位彈簧5、活塞6、筒體7、彈簧軸承套8、密封9、側板10、安裝座11等組成。

振動體的動作原理如下：當操作按壓氣動閥芯2時，壓縮空氣經進氣孔進入工作腔，推動活塞6左側移動，到達筒體7左端。同時，氣體經活塞6中間的流道槽，進入筒體7的左側工作腔，并最終進入活塞6與左側工作腔之間形成的空間內。隨著活塞6移動，活塞6與所在工作腔之間所形成空間的體積不斷變小，使該空間內的空氣壓力不斷增大，直至該空間內的空氣壓力大于氣體推動活塞6右側移動的推力，從而使活塞6快速移動，撞擊側板10，實現振動。此時，活塞6位于右側位置。當活塞6下行至右側工作腔時，該空間內的空氣將依次經流道槽、過氣孔進入左側工作腔內，并經排氣孔排出殼體，使活塞6與左側工作腔之間所形成空間的空氣壓力降低。隨后，壓縮氣體再經流道槽進入氣孔進入右側工作腔，再次推動活塞塊左側移動，從而使振動體實現周期性振動。

1.進氣接頭 2.啟動閥芯 3.閥蓋 4.啟動閥體 5.復位彈簧

6.活塞 7.筒體 8.彈簧軸承套 9.密封 10.側板 11.安裝座

2.2.2拋光氣缸

拋光氣缸是設備實現拋光作業的執行機構。主要由進氣接頭1、啟動手柄2、閥桿3、缸底4、活塞桿5、缸體6、燕尾塊7、護板8、密封9、隔板10、夾頭11、導向桿12、油石13等零部件組成。

拋光氣缸動作原理如下：氣缸初始狀態時，閥桿3氣槽與氣缸小腔聯通。壓縮空氣從進氣接頭1進入后，直接進入到氣缸小腔。此時活塞桿5整體完全縮回。拋光作業時，當按壓氣動手柄2，閥桿3會向下移動。此時閥桿3氣槽與氣缸大腔聯通，壓縮空氣直接進入氣缸大腔，并使氣壓作用在活塞上，使活塞桿5向前伸出。活塞桿5在氣體壓縮力的作用下保壓，使前端油石13緊密貼合在齒輪軸頸圓柱面上。同時，拋光氣缸跟隨振動體同步實現軸向周期性振動，從而完成齒輪軸頸的拋光作業。

1.進氣接頭 2.啟動手柄 3.閥桿 4.缸底 5.活塞桿 6.缸體 7.燕尾塊

8.護板 9.密封 10.隔板 11.夾頭 12.導向桿 13.油石

圖3 拋光氣缸結構圖

3 結論

通過試驗，多批次的齒輪經過設計的氣動振動拋光裝置進行拋光作業后，由專業質檢設備檢測，其軸頸表面粗糙度均≤0.16μm，其值穩定，完全符合齒輪的技術要求。由此，可以證明該裝置滿足齒輪軸頸拋光作業的工藝要求。