一种气动振动抛光装置的设计

吴俊宏

摘 要：针对小型齿轮轴颈大批量、高效率的精抛光问题，设计了一种专用于齿轮轴颈抛光的非标设备。其利用压缩空气作为动力源，在普通车床上就可以快速安装并操作。具有振动频率高，振动效果强，操作简单、投资少、维护成本低、使用寿命长等优点，具有一定的推广意义。

关键词：气动；振动；轴颈抛光；

1引言

本文主要介绍一种利用气动振动来实现齿轮轴颈抛光的设备，其利用内部换向阀使活塞在气压的作用下自动换向，撞击前后端盖来产生振动，并带动前端的抛光气缸产生高频的轴向振动，从而实现齿轮轴颈的抛光作业。

2原理及结构介绍

2.1气动原理

电机4、空气压缩机5、储气罐6属于气源设备，其产生压缩空气。气动三联件包括空气过滤器7、压力控制阀8、油雾器9。其中空气过滤器用于对压缩气源的清洁，过滤水分，避免水分随气体进入装置。压力控制阀可对气源进行稳压，使气源处于恒定状态，减少因气压的变化造成设备的损害。通常情况下，此设备正常工作要求的压缩空气额定压力在0.6～0.8MPa左右。油雾器可对机体运动部件进行润滑，延长设备的使用寿命。

1.振动体 2.消声器 3.抛光气缸 4.电机 5.空气压缩机

6.储气罐 7.空气过滤器 8.压力控制阀 9.油雾器

圖1 振动抛光装置气动原理图

2.2结构介绍

气动振动抛光设备主要分为振动体和抛光气缸两部分。

2.2.1振动体

振动体是整个设备的振动机构。主要由进气接头1、启动阀芯2、阀盖3、启动阀体4、复位弹簧5、活塞6、筒体7、弹簧轴承套8、密封9、侧板10、安装座11等组成。

振动体的动作原理如下：当操作按压气动阀芯2时，压缩空气经进气孔进入工作腔，推动活塞6左侧移动，到达筒体7左端。同时，气体经活塞6中间的流道槽，进入筒体7的左侧工作腔，并最终进入活塞6与左侧工作腔之间形成的空间内。随着活塞6移动，活塞6与所在工作腔之间所形成空间的体积不断变小，使该空间内的空气压力不断增大，直至该空间内的空气压力大于气体推动活塞6右侧移动的推力，从而使活塞6快速移动，撞击侧板10，实现振动。此时，活塞6位于右侧位置。当活塞6下行至右侧工作腔时，该空间内的空气将依次经流道槽、过气孔进入左侧工作腔内，并经排气孔排出壳体，使活塞6与左侧工作腔之间所形成空间的空气压力降低。随后，压缩气体再经流道槽进入气孔进入右侧工作腔，再次推动活塞块左侧移动，从而使振动体实现周期性振动。

1.进气接头 2.启动阀芯 3.阀盖 4.启动阀体 5.复位弹簧

6.活塞 7.筒体 8.弹簧轴承套 9.密封 10.侧板 11.安装座

2.2.2抛光气缸

抛光气缸是设备实现抛光作业的执行机构。主要由进气接头1、启动手柄2、阀杆3、缸底4、活塞杆5、缸体6、燕尾块7、护板8、密封9、隔板10、夹头11、导向杆12、油石13等零部件组成。

抛光气缸动作原理如下：气缸初始状态时，阀杆3气槽与气缸小腔联通。压缩空气从进气接头1进入后，直接进入到气缸小腔。此时活塞杆5整体完全缩回。抛光作业时，当按压气动手柄2，阀杆3会向下移动。此时阀杆3气槽与气缸大腔联通，压缩空气直接进入气缸大腔，并使气压作用在活塞上，使活塞杆5向前伸出。活塞杆5在气体压缩力的作用下保压，使前端油石13紧密贴合在齿轮轴颈圆柱面上。同时，抛光气缸跟随振动体同步实现轴向周期性振动，从而完成齿轮轴颈的抛光作业。

1.进气接头 2.启动手柄 3.阀杆 4.缸底 5.活塞杆 6.缸体 7.燕尾块

8.护板 9.密封 10.隔板 11.夹头 12.导向杆 13.油石

图3 抛光气缸结构图

3 结论

通过试验，多批次的齿轮经过设计的气动振动抛光装置进行抛光作业后，由专业质检设备检测，其轴颈表面粗糙度均≤0.16μm，其值稳定，完全符合齿轮的技术要求。由此，可以证明该装置满足齿轮轴颈抛光作业的工艺要求。