CN101204787A - 行星式精密球体研磨机 - Google Patents
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Abstract
为了克服传统V形槽研磨法的不足，提高球体研磨加工的精度与效率，本发明提出了一种新型的球体研磨机，行星式精密球体研磨机。该机构的运动方式合理，可以保证球体的自旋角θ在研磨过程中连续变化，实现完整的成球运动，提高球体的研磨精度。采用固着磨料研磨盘，大大提高加工效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种精密球体加工工艺，更具体地说，涉及一种行星式精密球体研磨机。是一种精密、高效的钢球、陶瓷球研磨加工装置，可广泛应用于高精度球体加工领域。
背景技术
在精密球体批量化生产过程中，V形槽研磨法是目前采用的一种通用的方法。这种方法的特点是采用带有V形槽的研磨盘，用游离磨料实现球体的精密加工，是一种上下两个研磨盘同轴的研磨方式。存在的主要问题是：(1)球体的自旋角θ为一固定值，研磨轨迹不均匀，成球性差；(2)加工效率低，特别是加工高硬度的陶瓷球时效率更低。在实际生产中，往往通过增加人为的搅动来提高研磨轨迹的均匀性，可以收到一定的效果，但这种提高是有限的。近年来，针对V形槽研磨法的改进研究也有一些成果，比较有代表性的有：偏心式V形槽研磨法、同轴三盘研磨法。这些方法的出发点就是通过改变上下研磨盘的位置关系和运动控制，提高研磨轨迹的均匀性，从而达到改善V形槽研磨法的成球性的目的，但增加了结构与控制的复杂性，并且在效率的提高方面不太理想。对于研磨工艺而言，采用固着磨料要比采用游离磨料研磨的效率高得多，但由于成型的精度、修整及精度保持方面的困难，带有V形槽的研磨盘很难做成固着磨料研磨盘。
发明内容
本发明的目的就是要克服上述加工方法的成球性差、效率低、机构复杂的不足，提供一种研磨精度好、效率高、结构简单的采用平面研磨盘加工球体的简易加工装置。
本发明所述的行星式精密球体研磨机，包括一作回转运动的平面固着磨料研磨盘，该研磨盘连接机体内的主运动传动机构、主运动驱动电机，所述的研磨盘上方偏心设置一绕其自身的中心轴作回转运动的保持架，所述的保持架连接副运动传动机构，所述的副运动传动机构设置在与机体上的立柱上的横梁上，并与副运动驱动电机连接；保持架上穿有容纳球坯的位置保持孔，球坯上顶有上压盘，上压盘上设有加压弹簧，球坯底部与所述的研磨盘接触；所述的主、副运动传动机构均设有调速器。
保持架设置在可调位置的支架上。横梁7通过立柱4与机体相连，立柱4末端采用螺纹连接，可方便的调整横梁与研磨盘间的距离。
研磨盘采用固着磨料研磨盘，由电机驱动，速度可调，主要实现材料的去除；保持架置于研磨盘上方并与研磨盘留有一定的空隙，由电机驱动作回转运动，转速可调；研磨压力由上压盘提供，大小可通过弹簧进行调节；球坯在保持架内，受转动的研磨盘的摩擦力、压盘压力以及保持架的推力作用下，不断绕保持架回转轴线作公转运动的同时，连续地作自转运动，从而实现材料高效均匀的去除；研磨盘可通过修整环的在线修整以保证其精度。
与传统的球体研磨机相比，本发明具有以下优点：
(1)运动分析的结果表明，球体的自旋角θ在研磨过程中连续变化，并且可以通过调整保持架及研磨盘的速度进行控制，研磨均匀性好，可以实现完整的成球运动，保证了球体的研磨精度。
(2)由于研磨盘是平的，成型方便，易于修整，因此可以做成固着磨料研磨盘，加工陶瓷球时，可以选用金刚石磨料，加工钢球时可以选用CBN磨料，超硬磨料的应用及固着磨料研磨盘的使用可以大大提高球体研磨效率。
(3)可实现研磨盘的在线修整，有利于研磨盘的精度保持。
(4)该种研磨方法通过保持架将球分隔，消除球与球的碰撞，避免了不必要的损伤，对于陶瓷球的加工尤为重要。
(5)结构简单，易操作。
总之，本发明所提供的行星式精密球体研磨机可以提高精密球批量生产的研磨精度和研磨效率，对陶瓷球研磨加工优势更为明显。
附图说明
图1是本发明的主视图
图2是本发明的左视图
图3是本发明的俯试图
图4为本发明的研磨运动示意图。
图5为本发明下精密球表面研磨迹线仿真示意图。
图中标号为：1.副运动的传动机构，2.调速器，3.副运动驱动电机，4.立柱，5.机体，6.主运动控制台，7.横梁，8.爪盘，9.保持架，10.加压装置，11.球坯，12.支架，13.修整环，14.研磨盘，15.主运动驱动电机，16.主运动的传动机构。
下面结合附图对本发明的具体技术方案及工作过程作进一步说明：
参照附图，本发明给出的行星式精密球体研磨机主要有机体5、主运动驱动电机15及主运动传动机构16、副运动驱动电机3、副运动传动机构1、控制台6、调速器2、研磨盘14、修整环13、爪盘8、保持架9、加压装置10等组成。保持架9放置在支架12上，处于研磨盘14的上方并与之留有一定的空隙(空隙大小要求保证加工过程中加压装置10在竖直方向只与球坯接触)，其位置可通过支架12上下调节。副运动所在的平台(横梁7)通过立柱4与机体相连，末端采用螺纹连接，可方便的调整横梁7与研磨盘14间的距离。通过爪盘8与保持架9相连可稳定的传输扭矩且便于球坯的拆卸和安装。修整环13放置在研磨盘14上方，在研磨盘14的带动下不断绕其自身轴线旋转，与研磨盘磨粒相互挤压，对研磨盘平面度实现修整。控制台6、调速器2分别控制研磨盘和保持架的转速，通过改变两者的转速比可以方便的改变球坯自旋角的大小。保持架9和研磨盘14存在一定的偏心，加压装置10由上压盘和弹簧组成，研磨压力通过弹簧精确供给，最终在这三者的作用下球坯一方面绕保持架回转线公转，一方面连续自转。
固着磨料代替游离磨料，以此确保球体的研磨效率。球坯在保持架内，受转动的研磨盘的摩擦力、压盘压力以及保持架的推力作用下不断的公转并自转，实现球坯的成球运动。通过选择改变研磨盘和保持架的回转速度比实现球坯自转角的变化，使研磨轨迹能均匀覆盖整个球面，保证球坯的加工精度和批一致性。通过修整环的在线修整可确保研磨盘的表面精度，确保球坯研磨的质量。通过弹簧的调节精确的供给研磨压力。
Claims (4)
1.行星式精密球体研磨机，其特征在于包括一作回转运动的平面固着磨料研磨盘，该研磨盘连接机体内的主运动传动机构、主运动驱动电机，所述的研磨盘上方偏心设置一绕其自身的中心轴作回转运动的保持架，所述的保持架连接副运动传动机构，所述的副运动传动机构设置在与机体上的立柱上的横梁上，并与副运动驱动电机连接；保持架上穿有容纳球坯的位置保持孔，球坯上顶有上压盘，上压盘上设有加压弹簧，球坯底部与所述的研磨盘接触；所述的主、副运动传动机构均设有调速器。
2.如权利要求1所述的行星式精密球体研磨机，其特征在于：一个在研磨盘的带动下不断绕其自身轴线旋转、与研磨盘磨粒相互挤压、修整研磨盘平面度的修整环放置在研磨盘上。
3.如权利要求2所述的行星式精密球体研磨机，其特征在于保持架设置在可调位置的支架上。
4.如权利要求2或3所述的行星式精密球体研磨机，其特征在于：横梁通过立柱与机体相连，立柱末端采用螺纹连接。
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