CN101259594B - 大型平板研磨设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及大型平板研磨设备，其包括驱动装置(1)、研磨机构和支撑部分，其中：研磨机构设有研磨杆(4)，其顶部装有顶珠(6)，下部为方形且与轴套(3)内腔相连，上部为圆形且装有折形支杆、螺母(5)、弹簧，折形支杆的上部装有拨动轴承(7)；设有研磨盘(8)，其中心凹槽与拨动轴承(7)相匹配，其研磨环面在工作时与工件接触并且进行研磨；设有研磨时始终向工件表面浇油的喷油机构。支撑部分设有可安装轴套(3)和使该轴套转动传动机构的底座(2)，以及悬吊在支架(12)的横梁上的大型平板悬吊机构(11)。本发明提供的设备可替代人工刮研，具有省力、省时、节约人力资源和降低生产成本，以及结构简单、操作方便等优点。

Description

大型平板研磨设备

技术领域

本发明涉及研磨设备，特别是涉及一种用于研磨大型平板的设备。

背景技术

表面高精度大型平板已经广泛应用在军工航空航天、铁道、船舶、汽车制造、计量仪制造、电器机械、工程机械等行业，其需求的大小从100mm×100mm到3000mm×6000mm，而平板的精度更是这些行业所严格要求的。

目前，生产表面高精度(0-3级)的大型平板还只有手工刮研研磨的这种方法，这种方法是靠大量的技术工人的人力和时间完成的，所需人力、时间和平板面积成正比，所以导致越大的平板刮研成本越昂贵，1块0级标准的1000mm×1000mm的平板，其刮研的价格接近7000元。而且面积大于1000mm×1000mm的大型平板刮研，其精度很难达到0级标准，一般的厂家都只提供1级以上的大面积平板刮研，而面积大于2000mm×1000mm的大型平板刮研，其厂家所提供的精度只有2级和3级。国家规定0级1级平板在每边为25毫米平方的范围内不少于25点，各刮研平板厂家给出的0级平板的范围是从100mm×100mm平面精度4μm到1000mm×1000mm平面精度10μm。

以前机械研磨较小平面的方法是对整个工件的表面一起研磨，加工出来的平面可满足每边为25毫米平方的范围内不少于25点，而且平面精度可小于10μm，所以可以满足国家标准要求。而较小平面或环面研磨方法，只是将要加工工件放在研磨器下同心或偏心研磨，这样其研磨效果中心与边缘的平面精度是有差别的，导致研磨平面越大，其平面精度差别越大，研磨时各种杂质越不容易及时排掉，导致加工平面被划伤。该方法只能研磨小型平面，其平面最大可能是300mm×300mm。

在高精度要求下，若需要研磨较大面积则需要研制和开发出新型的机械研磨设备。经检索，目前还没有大型平面的有效机械研磨方法和设备。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种大型平板研磨设备，该设备能够替代人工刮研，并且能够快速、高效、高精度对大型平板进行研磨。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明提供的大型平板研磨设备，其包括驱动装置1、研磨机构和支撑部分，其中：

研磨机构：设有研磨杆4，其顶部装有顶珠6，下部为方形且与轴套3内腔相连，上部为圆形且装有自上而下排列的折形支杆、螺母5、弹簧，折形支杆的上部装有拨动轴承7；设有研磨盘8，其中心凹槽与拨动轴承7相匹配，其研磨环面在工作时与工件接触并且进行研磨；设有油泵14和与之相连的油管，该油管的输出端设有研磨时始终向工件表面浇油的喷油管。

支撑部分设有底座2、大型平板悬吊机构11，其中：底座2的内腔中安装轴套3，以及使该轴套转动的且与驱动装置1的输出轴相连的传动机构；大型平板悬吊机构11悬吊在支架12的横梁上。

本发明与现有技术相比，具有以下的主要优点：

其一.可替代人工刮研，具有省力、省时、节约人力资源和降低生产成本等优点。

其二.结构简单，操作方便，可对1000mm×1000mm面积及以上的大型平板进行高精度研磨，同时也能加工小型平板。

其三.研磨效果好：在以前的小平面研磨中，由于研磨接触的平面小，研磨中的金属杂质或其它的一些杂质对研磨结果的影响较小，但在大型平板的研磨中，由于工件接触面积大，这些杂质有可能会在研磨过程中划伤研磨平面。所以本发明采用研磨盘8对其上方的工件进行研磨时，用油冲洗研磨接触面，使得各种杂质可以进入研磨盘8的金属盘上没有粘接油石或喷涂金刚砂的空白处，并被冲到油槽15中，以此保护研磨平面不被划伤。

附图说明

图1是本发明大型平板研磨设备的结构示意图。

图2是图1中驱动和研磨部件的分离示意图。

图3是平板工件16的安装固定平面图。

图4是图1中环形工件9的俯视图。

图中：1.驱动装置；2.底座；3.轴套；4.研磨杆；5.螺母；6.顶珠；7.拨动轴承；8.研磨盘；8-1.研磨构件；9.环形工件；10.槽；11.大型平板悬吊机构；12.支架；13.开关；14.油泵；15.油槽；16.大型平板工件；17.十字架；18.螺杆；19.空腔。

具体实施方式

本发明提供的大型平板研磨设备，其结构如图1和图2所示：包括驱动装置1、研磨机构和支撑部分。其中：

研磨机构：设有研磨杆4，其顶部开有一个和顶珠6相对应的孔，内装有顶珠6；其下部为方形且与轴套3内腔相连；其上部为圆形且装有自上而下排列的折形支杆、螺母5、弹簧；折形支杆的上部装有拨动轴承7，这样可使拨动轴承7带动研磨盘8进行偏心摆动。设有研磨盘8，拨动轴承7大小与该研磨盘的中心凹槽相匹配。还设有油泵14和与之相连的油管，该油管装有开关13；该油管的输出端设有向工件表面喷油的4个分油管，均匀分布在环形工件9上，确保工件在研磨过程中充分的清洗和润滑。

上述的工件包括环形工件9和大型平板工件16，其中：环形工件9焊接固定在支架12的下层横梁上。环形工件9的制备：首先用钢板加工成环形平面工件，在工件的一边开1/5圆周长的缺口，缺口内外作相应强度的焊接固定，保持环形工件9的平面强度，留下的缺口部分即为槽10，研磨时将所要加工的大型平板工件16安装在环形工件9的槽10中，并且使该大型平板工件平面的面积均匀分布在环形工件9的中径两边，将大型平板工件16当作整个环形工件9的一部分，以此来保证研磨出来的大型平板不会出现中心和边缘的平面研磨精度的差别。大型平板工件16活动嵌入环形工件9的槽10中(见图3)。

所述的研磨盘8由金属盘和研磨构件8-1组成。研磨构件有多个且均匀分布在金属盘上面，由此构成研磨环面。该研磨构件是以粘结方式与金属盘上面连接的油石块，或者是以喷涂方式与金属盘上面连接的金刚砂层。按环形工件9的中径制作相对应的带有油石或者喷涂金刚砂的研磨盘8。

支撑部分设有底座2、大型平板悬吊机构11和支架12，其中：支架12由四根钢柱对称分布安装在环形工件9的外部，不影响研磨盘8的偏摆处，上下焊接固定，该支架上部有上下两层横梁。底座2的内腔中安装轴套3，以及使该轴套转动的且与驱动装置1的输出轴相连的传动机构。大型平板悬吊机构11悬吊在支架12的上层横梁上，该机构负责悬吊大型平板工件16。

所述的大型平板悬吊机构11可由螺母、连接螺杆、吊筒、弹簧及弹簧座组成，其中：连接螺杆的上端通过螺母悬吊在支架12的上横梁上。连接螺杆的下端穿过弹簧与弹簧座相连，弹簧与弹簧座位于吊筒内，弹簧座也可以是与连接螺杆的下端焊接相连的固定板。

所述的吊筒，其下部设有十字架17(见图3)，该十字架用螺栓与大型平板工件16背后的孔相连。大型平板工件16和十字架17由四根螺杆18限制其位置，四根螺杆固定在环形工件9上，这些部件的作用是：一是使大型平板工件16自由压在研磨盘8上；二是在研磨时，可使大型平板工件16位置不会向四周移动。

图4中，空腔19是保证环形工件9与研磨盘8的中径相等，在研磨过程中，能使研磨盘8自动修磨自身平面，使环形工件9和大型平板工件16的加工平面能被均匀的研磨。

本发明采用的驱动装置1，由电机和减速器组成。

所述的传动机构可由一对啮合的伞形齿轮组成，其中一个伞形齿轮与轴套3的下部相连，另一个伞形齿轮与减速器的输出轴相连。

下面简述本发明的工作过程：

1.准备工作过程：

要研磨大型平板工件16，首先将所要加工的大型平板工件16在机床上初加工，将所要加工的大型平板工件16当作整个环形工件9的一部分，将大型平板工件16加工面朝下固定在十字架17下端，十字架17连接大型平板悬吊机构11，大型平板悬吊机构11的连接螺杆的下端穿过弹簧与弹簧座相连，弹簧与弹簧座位于吊筒内。这样通过调节螺母，连接螺杆上升或下降，使弹簧座(或固定板)和弹簧受力，进而使吊筒带动大型平板工件16离开或嵌入环形工件9的槽10，并以适中的重量平稳的压在研磨盘8上；

通过调节研磨杆4上的螺母5压缩弹簧，顶珠6顶住研磨盘8，拨动轴承7插入研磨盘8的中心孔内，使研磨盘8顶住环形工件9及大型平板工件16，并保持这两个工件被平稳顶住，于是在顶珠6和拨动轴承7的共同作用下可增大对研磨盘8的扭力，使研磨盘8的研磨环面在工作时与工件接触并且对其进行研磨，并且适应于大型研磨盘研磨。

2.研磨工作过程：

驱动装置1启动，电机转速通过减速器减速，再通过伞形齿轮传递给轴套3，轴套3带动研磨杆4转动，研磨杆4通过顶珠6顶住研磨盘8，研磨杆4通过拨动轴承7插入研磨盘8中间的轴承孔内以每分钟20～30转的转速拨动研磨盘8以环形工件9的中径为基准的内外摆线研磨；在研磨盘8偏摆的过程中，研磨盘8与环形工件9的相对偏摆位置为环形工件9环面宽度的1/4到1/3的被覆盖面；由于环形工件9和研磨盘8的中径相等，研磨杆4中心轴线对正研磨环形工件9的中心，研磨盘8以内外摆动，同时自转和绕环形工件9中心公转研磨，能使研磨盘8自动修磨自身平面，使环形工件9和大型平板工件16的平面能被均匀的研磨，当环形工件9和大型平板工件16的全部平面被研磨盘8的磨削轨迹全部磨削到，则完成了对大型平板工件16的研磨加工。

对工件研磨即对环形工件9和大型平板工件16研磨时，打开开关13，油管通过油泵14始终朝工件表面喷油，保持油泵14给油量的控制，由于研磨盘8的偏心运动，油会向下流到研磨盘8的研磨面上，充分冲洗和润滑工件和研磨盘8，所冲洗下来的油和杂质流入油槽15中，以保持研磨盘8的磨削能力和保护研磨平面不被划伤。

Claims (9)

1.一种大型平板研磨设备，包括驱动装置(1)、研磨机构和支撑部分，其特征是：

研磨机构：设有研磨杆(4)，其顶部装有顶珠(6)，下部为方形且与轴套(3)内腔相连，上部为圆形且装有自上而下排列的折形支杆、第一螺母(5)、第一弹簧，折形支杆的上部装有拨动轴承(7)；设有研磨盘(8)，其中心凹槽与拨动轴承(7)相匹配，其研磨环面在工作时与工件接触并且进行研磨；设有油泵(14)和与之相连的油管，该油管的输出端设有研磨时始终向工件表面浇油的喷油管；

支撑部分设有底座(2)、大型平板悬吊机构(11)，其中：底座(2)的内腔中安装轴套(3)，以及使该轴套转动的且与驱动装置(1)的输出轴相连的传动机构；大型平板悬吊机构(11)悬吊在支架(12)的横梁上。

2.根据权利要求1所述的大型平板研磨设备，其特征在于：研磨盘(8)由金属盘和研磨构件(8-1)组成；该研磨构件有多个且均匀分布在金属盘上面，由此构成研磨环面。

3.根据权利要求2所述的大型平板研磨设备，其特征在于：研磨构件(8-1)是以粘结方式与金属盘上面相连的油石块，或者是以喷涂方式与金属盘上面相连的金刚砂层。

4.根据权利要求1所述的大型平板研磨设备，其特征是工件包括环形工件(9)和大型平板工件(16)，其中：环形工件(9)固定在支架(12)的下层横梁上，大型平板工件(16)活动嵌入环形工件(9)的槽(10)中。

5.根据权利要求4所述的大型平板研磨设备，其特征是大型平板悬吊机构(11)由第二螺母、连接螺杆、吊筒、第二弹簧及弹簧座组成，其中：连接螺杆的上端通过第二螺母悬吊在支架(12)的上层横梁上，连接螺杆的下端穿过第二弹簧与弹簧座相连，第二弹簧与弹簧座位于吊筒内。

6.根据权利要求5所述的大型平板研磨设备，其特征在于：吊筒下部设有十字架(17)，该十字架用螺栓与大型平板工件(16)背后的孔相连；大型平板工件(16)和十字架(17)由四根螺杆(18)限制其位置，这些螺杆固定在环形工件(9)上。

7.根据权利要求1所述的大型平板研磨设备，其特征在于：驱动装置(1)为电机和减速器。

8.根据权利要求1或7所述的大型平板研磨设备，其特征在于：传动机构由一对啮合的伞形齿轮组成，其中一个伞形齿轮与轴套(3)的下部相连，另一个伞形齿轮与减速器的输出轴相连。

9.根据权利要求1所述的大型平板研磨设备，其特征在于：支架(12)设有四根钢柱，对称分布安装在环形工件(9)的外部不影响研磨盘(8)的偏摆处，该支架上部有上下两层横梁，四根钢柱与上下两层横梁焊接固定。

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