CN101249622A - 微型陶瓷轴承内孔研磨机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微型陶瓷轴承内孔研磨机，外表带有锥度、内孔直径可以收缩的定心套(3)安装在带有内锥的转轴(4)内，定心套(3)内孔能安装工件(2)，转轴(4)两端设有将定心套(3)及工件(2)夹紧在转轴(4)内的夹紧装置，研磨钢丝绳(22)轴向穿过定心套(3)及工件(2)内孔且其两端固定在张紧夹紧机构(29)上，转轴(4)安装在一个使其绕转轴轴线作高速旋转的回转支承上，回转支承安装在一个使其沿转轴轴线方向作往复运动的线性支承座上。在工件内孔壁与研磨钢丝绳的凸起部位之间产生往复与旋转相结合的相对摩擦运动，实现对陶瓷轴承内孔的研磨。通过对研磨时间、研磨钢丝绳张力等参数控制，可以保证陶瓷轴承内孔研磨精度比传统研磨提高一个数量级，效率提高10倍。
Description
技术领域
本发明涉及一种微型零件的研磨装置，尤其是涉及一种微型陶瓷轴承内孔的研磨装置。
背景技术
微型陶瓷轴承广泛应用IT行业及光电、微电行业，例如计算机中的散热风扇轴承就是陶瓷轴承，为了提高产品性能，必须提高陶瓷轴承的研磨精度。目前，对孔径为φ0.1-5mm微型陶瓷轴承环孔研磨采用的传统研磨方式是用电机驱动一根研磨针旋转、手工压住陶瓷轴承环并往复推动，从而实现对内孔的研磨加工；这种方式的缺点是缺乏定心基准，而且手工用力不均匀，不能保证内孔的尺寸精度、形状精度(包括圆度和圆柱度)及位置精度(内孔与外圆的同轴精度)，并且只能单件研磨，由此造成研磨精度低，研磨效率低。例如，对于内径为3mm，外径为5mm，长度为3mm的二氧化锆陶瓷轴承环，研磨加工余量为0.08mm时，一个熟练工人用传统研磨方式只能达到如下的精度和效率指标：
| 尺寸精度/mm | 圆度/mm | 圆柱度/mm | 同轴度/mm | 效率/件/min |
| 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.0.1 | 0.2 |
对于许多高端的数码产品和光电微电产品，这样的精度无法满足要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种不仅能保证陶瓷轴承环内孔研磨后的尺寸精度、形状精度及位置精度，而且能提高研磨生产效率的微型陶瓷轴承内孔研磨机。
为了解决上述技术问题，本发明提供的微型陶瓷轴承内孔研磨机，外表带有锥度、内孔直径可以收缩的定心套安装在带有内锥的转轴内，所述的定心套内孔能安装工件，所述的转轴两端设有将所述的定心套及工件夹紧在所述的转轴内的夹紧装置，研磨钢丝绳轴向穿过所述的定心套及工件内孔且其两端固定在张紧夹紧机构上，所述的转轴安装在一个使其绕转轴轴线作高速旋转的回转支承上，所述的回转支承安装在一个使其沿转轴轴线方向作往复运动的线性支承座上。
所述的夹紧装置是旋在所述的转轴上的螺母和螺钉，所述的左右螺钉的轴向孔为所述的研磨钢丝绳的导向孔。
所述的研磨钢丝绳由3～4股绳捻组成，所述的研磨钢丝绳的一端焊接一个刚直的牵引头，所述的牵引头的直径小于工件孔径，所述的研磨钢丝绳的另一端焊接一个张紧头。
所述的张紧夹紧机构是转动手柄安装在驱动手轮上，驱动手轮通过螺钉安装在螺母上，所述的螺母被轴承和外套限制不能移动，所述的螺母与弹簧夹头旋合，所述的弹簧夹头旋合有张紧螺钉。
采用上述技术方案的微型陶瓷轴承内孔研磨机，使用孔径可以收缩的带有外锥的定心套，将一组陶瓷轴承工件装入定心套内孔，再将定心套装入带有内锥的转轴内锁紧，使定心套孔径收缩与工件外圆柱面紧密配合，在转轴的两端夹紧工件端面，使工件、定心套及转轴成为一个整体；转轴安装在一个回转支承上，在外力驱动，转轴在回转支承内沿定心轴线作高速旋转；回转支承安装在一个静止的与转轴平行的往复导轨上，在外力驱动下导轨作往复运动；用一根在径向具有弹性的特制研磨绳穿入陶瓷轴承环内孔，研磨绳两端用固定位置的夹头夹紧持并适当张紧且保持其轴线与转轴轴线一致，在研磨绳上抹上研磨膏；在工件内孔壁与研磨绳的凸起部位之间存在往复与旋转相结合的相对摩擦运动，研磨膏在摩擦界面上发挥螺旋状磨削作用，实现对陶瓷轴承内孔的研磨。由于利用陶瓷轴承外径作为定心基准，并且工件是成组加工，通过对研磨时间、研磨钢丝绳张力等参数控制，可以保证陶瓷轴承内孔研磨的尺寸精度、形状精度及位置精度，并提高研磨效率。
本发明还提供了陶瓷轴承定心夹紧机构、驱动定心夹紧机构作旋转和往复运动的组合机构，研磨绳的结构、夹紧与张紧研磨钢丝绳的组合机构，集成这四个机构可以实现对陶瓷轴承内孔的精密高效研磨。
本发明的有益效果是，提高了陶瓷轴承的研磨精度，提高了研磨效率，降低了工人的劳动强度，改善了作业环境。以下用实验数据进一步说明：对于内径为3mm，外径为5mm，长度为3mm的二氧化锆陶瓷轴承环，研磨加工余量为0.08mm时，用本发明产品进行研磨时，达到的精度和效率指标为：
| 尺寸精度/mm | 圆度/mm | 圆柱度/mm | 同轴度/mm | 效率/件/min |
| 0.005 | 0.005 | 0.005 | 0.01 | 3 |
与传统研磨方式对比，本发明的研磨精度提高一个数量级，研磨效率提高10倍。
综上所述，本发明是一种不仅能保证陶瓷轴承环内孔研磨后的尺寸精度、形状精度及位置精度，而且能提高研磨生产效率的微型陶瓷轴承内孔研磨机。
附图说明
图1是本发明的技术方案原理图；
图2是陶瓷轴承定心夹紧机构图；
图3是C型定心套结构示意图；
图4是沿图3中A-A线截面图；
图5是沿图3中B-B线截面图；
图6是回转和往复运动的驱动机构图；
图7研磨绳的结构图；
图8是研磨钢丝绳夹持和张紧机构图；
图9是图8中K向视图；
图10是本发明集成实施例的主视图；
图11是本发明集成实施例的左视图。
具体实施方式
通过下面的附图对本发明作进一步的说明，可以进一步了解本发明的目的，特点及优点。
附图的解释如下：
图1表征了工件2(陶瓷轴承)、夹具(定心夹紧机构)与加工工具(研磨钢丝绳22)三者之间的相对位置关系和相对运动关系：工件2的定心轴线、定心夹紧机构的轴线、和研磨钢丝绳的轴线相重合；研磨钢丝绳22贯穿工件2待研磨的内孔，两端被张紧并固定，工件2与C型定心套3及转轴4为一个整体绕定心轴线旋转并作往复运动，研磨钢丝绳22在圆周方向的弹性使其保持与工件2内孔壁接触并摩擦，涂抹在研磨钢丝绳22上的研磨膏发挥研磨作用。
图2和图3是工件定心夹紧机构结构的一种实行方式。C型定心套3外表带有锥度、内孔直径可以收缩，其截面形状如图4和图5所示；一组工件2安装在定心套3的内孔中，将C型定心套3推入带有内锥的转轴4中，再旋紧螺母5，压迫C型定心套3，迫使其内孔收缩贴住工件2外圆柱面，右螺钉1和左螺钉6从转轴两端旋入顶住工件2端面，从而实现对工件2的定心夹紧，右螺钉1和左螺钉6的轴向孔的作用是为研磨钢丝绳22导向，消除研磨钢丝绳22的安装误差。
图6是使定心夹紧机构作旋转运动和往复运动的一种实施装置，定心夹紧机构的转轴4安装在电机7的转子中，由电机7驱动作旋转运动；电机7通过螺钉8悬挂在一个可以做往复运动的平台9上，平台导轨10通过螺钉11固定在机架12上，必须保证导轨10与转轴4平行。
图7表征了研磨钢丝绳22的结构，研磨钢丝绳22由3～4股钢丝捻制组成，绳捻之间保持一定的弹性，其周向直径略大于工件孔径，绳的一端焊接一个刚直的牵引头28，牵引头28的直径小于工件2孔径，长度大于定心夹紧机构的长度；研磨钢丝绳22的另一端焊接一个张紧头27。
图8和图9是研磨钢丝绳22的张紧夹紧机构29的一种实施结构，转动手柄21，驱动手轮17，通过螺钉20，再带动螺母18转动，而螺母18被轴承16和外套15限制不能移动，因此弹簧夹头19受螺母18的驱动可以左右移动，当簧夹头19被迫向左移时，其锥头受压，向中央收缩，从而夹紧研磨钢丝绳22。在研磨钢丝绳22的另一端安装有一个相同的夹紧机构。在左端夹紧前，先夹紧钢丝绳的右端，再反时针转动左端张紧螺钉23，将研磨钢丝绳22向左拉，可将其张紧。
图10是研磨机主视图，是将定心夹紧机构、旋转往复机构、张紧与夹紧机构及研磨钢丝绳集成而构成的陶瓷轴承精密高效研磨机实施例。图中两个钢丝绳的夹紧机构分别安装在机架12的两端，研磨钢丝绳22从左端的夹紧机构内孔穿入，贯穿工件定心夹紧机构的内孔(即工件内孔)后，进入右端夹紧机构。电机7驱动工件定心夹紧机构作高速旋转，运动平台9驱动电机7作往复运动；运动平台9与导轨10是一种无杆气缸。通过压缩空气驱动和控制，可以使平台9在导轨10上作往复运动；运动平台的导轨10安装在机架12上，24是机器的操作面板，其上安装各种运动的控制按钮。
图11是研磨机左剖面视图，进一步反映了运动机构的结构关系，电机7通过螺钉8悬挂在C型块25下方，C型块25的上部通过螺钉26与运动平台9连接。
Claims (4)
1、一种微型陶瓷轴承内孔研磨机，其特征是：外表带有锥度、内孔直径可以收缩的定心套(3)安装在带有内锥的转轴(4)内，所述的定心套(3)内孔能安装工件(2)，所述的转轴(4)两端设有将所述的定心套(3)及工件(2)夹紧在所述的转轴(4)内的夹紧装置，研磨钢丝绳(22)轴向穿过所述的定心套(3)及工件(2)内孔且其两端固定在张紧夹紧机构(29)上，所述的转轴(4)安装在一个使其绕转轴轴线作高速旋转的回转支承上，所述的回转支承安装在一个使其沿转轴轴线方向作往复运动的线性支承座上。
2、根据权利要求1所述的微型陶瓷轴承内孔研磨机，其特征是：所述的夹紧装置是旋在所述的转轴(4)上的螺母和螺钉，所述的左右螺钉的轴向孔为所述的研磨钢丝绳(22)的导向孔。
3、根据权利要求1或2所述的微型陶瓷轴承内孔研磨机，其特征是：所述的研磨钢丝绳(22)由3～4股绳捻组成，所述的研磨钢丝绳(22)的一端焊接一个刚直的牵引头(28)，所述的牵引头(28)的直径小于工件孔径，所述的研磨钢丝绳(22)的另一端焊接一个张紧头(27)。
4、根据权利要求1所述的微型陶瓷轴承内孔研磨机，其特征是：所述的张紧夹紧机构(29)是转动手柄(21)安装在驱动手轮(17)上，驱动手轮(17)通过螺钉(20)安装在螺母(18)上，所述的螺母(18)被轴承(16)和外套(15)限制不能移动，所述的螺母(18)与弹簧夹头(19)旋合，所述的弹簧夹头(19)旋合有张紧螺钉(23)。
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