CN105150033A - 一种大尺寸轴向超声辅助端面磨削磨盘 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大尺寸轴向超声辅助端面磨削磨盘，包括外盖、内盖、线圈盖、基盘和若干超声振动块；所述基盘为同心圆状，基盘的下端设置有线圈，其中心孔用于装接电机主轴；所述若干超声振动块沿基盘圆周方向均匀分布；所述超声振动块包括超声换能器、变幅杆和磨块；电机带动基盘旋转；超声信号通过电机上的电刷从基盘下端的线圈传递给变幅杆，由变幅杆带动磨块做相对于基盘的轴向振动。本发明提供的一种大尺寸轴向超声辅助端面磨削磨盘，可用于超声辅助端面磨削、超声辅助研磨和抛光，从而可实现对零件大的批量超声端面磨削、研磨和抛光加工，大大提高零件的加工效率和加工精度。
Description
技术领域
本发明涉及一磨盘装置，尤其涉及一种大尺寸轴向超声辅助端面磨削磨盘。
背景技术
随着科学技术的发展，光学玻璃、人工晶体、陶瓷等脆性光学材料得到了极为广泛地应用，经常被用来制作精密光学元件。其优越的物理、化学和机械性能，在航天、航空、汽车、冶金、机械加工等领域正得到越来越广泛的应用。但是由于这类材料脆性都很大，可加工性差，尤其是陶瓷材料和部分晶体材料都具有很高的硬度，加工更加困难。传统的磨削加工方法加工效率和加工精度低，工具磨损严重，加工成本高，限制了这些材料的进一步应用。因此，迫切需要开发出一种加工效率高、成本低的加工方法。
超声振动辅助磨削是近几十年发展和应用的一种新型磨削加工方法，大量的理论和实验研究表明，超声振动辅助磨削在加工硬脆性难加工材料时具有普通磨削无法比拟的工艺效果，具有加工效率高、加工损伤小、零件表面质量好等优点。因此，将超声辅助磨削加工技术用于对硬材料零件的双端面磨削加工，对减小零件加工损伤、提高加工效率和表面加工质量具有重要意义。
然而，在超声振动辅助磨削加工中，由于超声振动装置自身的特点，使得超声振动往往只能施加在较小的工件或工具上，很难实现大尺寸磨盘或工件的超声振动。而在硬脆性材料零件的双端面磨削加工中，为了保证生产效率，往往采用大尺寸磨盘加工。因此，如何将超声振动用于辅助硬脆性零件的双端面磨削加工已成为技术难点。基于此，本发明提出一种大尺寸轴向超声辅助端面磨削磨盘的设计。
发明内容
发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种大尺寸轴向超声辅助端面磨削磨盘，可用于超声辅助端面磨削、超声辅助研磨和抛光，从而可实现对零件大的批量超声端面磨削、研磨和抛光加工，大大提高零件的加工效率和加工精度。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，提供一种大尺寸轴向超声辅助端面磨削磨盘，包括：外盖、内盖、线圈盖、基盘和若干超声振动块；
所述基盘为同心圆状，基盘的下端设置有线圈，其中心孔用于装接电机主轴；所述若干超声振动块沿基盘圆周方向均匀分布；所述内盖安装于基盘同心圆的内圈；所述外盖安装于基盘同心圆的外圈；所述线圈盖安装于基盘下端；
所述超声振动块包括超声换能器、变幅杆和磨块；所述磨块与变幅杆的上端相连；通过变幅杆的零振幅位置与基盘固定连接，变幅杆的下端与超声换能器相连；
电机带动基盘旋转；超声信号通过通过电机上的电刷从基盘下端的线圈传递给变幅杆，由变幅杆带动磨块做相对于基盘的轴向振动。
优选的，所述若干超声振动块在基盘周向成一定夹角，相邻的磨块间缝隙用软性材料填充。
优选的，所述超声换能器包括压电振子；所述压电振子推动磨块产生一定频率和振幅的超声振动。
优选的，所述磨块表面采用电镀的方法做成单层磨粒。
优选的，所述磨块表面采用焊锡的方法做成单层磨粒。
优选的，所述磨块表面无磨粒。
优选的，所述磨块表面采用烧结的方法做成多层磨料的磨块
优选的，磨块制作时先将磨块的上表面磨平，然后在其表面制作单层磨粒。
优选的，通过互磨的方式实现磨块表面的修整。
优选的，所述基盘底端分布有圆形线圈，所述圆形线圈与电刷接触连接电源，其中地线共用；所有超声振动块的电源通过一个大功率电源提供，每一超声振动块有相应的放大和调节电路，以适应每一个磨块间振动时固有频率的差异，以及使用过程中固有频率的微小变化。
本发明的有益效果是：
本发明的大尺寸轴向超声辅助端面磨削磨盘是在基盘圆周上均匀相间地排布着磨块，利用磨块实现对工艺产品的端面磨削、研磨和抛光；磨块间需采用软质材料填充，防止加工液进入砂轮内部，造成压电振动器电源短路和腐蚀砂轮内部零件，同时又不会影响磨块超声振动的传递。
2、单个磨块表面可采用电镀和钎焊的方法做成单层磨粒，也可采用烧结方法做成多层磨料的磨块，用于磨削加工；磨块上磨料可以采用超硬磨料，也可以采用普通磨料；若磨块表面无磨粒，亦可用于游离磨粒的超声辅助研磨和抛光加工。
3、根据大尺寸磨盘的具体尺寸和单个振动块的尺寸，在大尺寸磨盘的圆周方向可安装合理数量的振动磨块，个数可根据需要调整。
4、单个磨块通过压电振子推动其产生一定频率和振幅的超声振动，同时在变幅杆零振幅位置与基盘连接固定。
6、本发明的大尺寸轴向超声辅助端面磨削磨盘既可用于双端面磨削、研磨和抛光，也可用于单端面的磨削、研磨和抛光。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种大尺寸轴向超声辅助端面磨削磨盘不局限于实施例。
附图说明
图1是本发明的一种大尺寸轴向超声辅助端面磨削磨盘的整体示意图。
图2是本发明的一种大尺寸轴向超声辅助端面磨削磨盘的底端线圈。
图3是本发明的一种大尺寸轴向超声辅助端面磨削磨盘的整体爆炸图。
图4是本发明的超声振动块的爆炸图。
图5是本发明的超声换能器的爆炸图。
具体实施方式
实施例1
参见图1和图2所示，本发明的一种大尺寸轴向超声辅助端面磨削磨盘，包括：外盖4、内盖5、线圈盖10、基盘11和若干超声振动块6；
所述基盘11为同心圆状，基盘11的下端设置有线圈1，其中心孔用于装接电机主轴；所述若干超声振动块6沿基盘11圆周方向均匀分布；所述内盖5安装于基盘11同心圆的内圈；所述外盖4安装于基盘11同心圆的外圈；所述线圈盖10安装于基盘11下端；
所述超声振动块6包括超声换能器12、变幅杆13和磨块14；所述磨块14与变幅杆13的上端相连；通过变幅杆13的零振幅位置与基盘11固定连接，变幅杆13的下端与超声换能器12相连；
电机带动基盘11旋转以实现端面磨削加工；超声信号通过通过电机上的电刷从基盘11下端的线圈1传递给变幅杆13，由变幅杆13带动磨块14做相对于基盘11的轴向振动。
更近一步，所述超声振动块6的变幅杆通过螺栓7、垫片8和固定座9在基盘11上固定；所述磨块14与变幅杆13通过螺栓15和垫片16固定。
更进一步，所述外盖4和内盖5通过螺栓3和垫片2与基盘11进行固定。
更进一步，所述若干超声振动块6在基盘周向成一定夹角，相邻的磨块14间缝隙用软性材料填充，起到密封的作用。
更进一步，所述超声换能器12包括压电振子18；所述压电振子18推动磨块14产生一定频率和振幅的超声振动。
更近一步，所述超声换能器12中的压电振子18通过螺栓21与垫片20进行固定。
更进一步，所述磨块14表面采用电镀的方法做成单层磨粒。
更进一步，所述磨块14表面采用焊锡的方法做成单层磨粒。
更进一步，所述磨块14表面无磨粒。
更进一步，所述磨块14表面采用烧结的方法做成多层磨料的磨块
更进一步，磨块14制作时先将磨块的上表面磨平，然后在其表面制作单层磨粒。
更进一步，通过互磨的方式实现磨块14表面的修整。
所述磨块14上的磨料根据实际使用可以采用超硬磨料或者普通磨料。
更进一步，所述基盘11底端分布有圆形线圈1，所述圆形线圈1与电刷接触连接电源，其中地线共用；所有超声振动块6的电源通过一个大功率电源提供，每一超声振动块6有相应的放大和调节电路，以适应每一个磨块14间振动时固有频率的差异，以及使用过程中固有频率的微小变化。
一种大尺寸轴向超声辅助端面磨削磨盘的使用方法：包括以下步骤：
A1、将大尺寸轴向超声辅助端面磨削磨盘装接在电机上，电机带动该大尺寸轴向超声辅助端面磨削磨盘旋转；
A2、超声电源通过电刷和线圈传递给超声变幅杆13，超声变幅杆13带动磨块做相对于基盘11的轴向振动，使磨料块磨削工件
上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种大尺寸轴向超声辅助端面磨削磨盘，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。
Claims (10)
1.一种大尺寸轴向超声辅助端面磨削磨盘，其特征在于，包括：外盖、内盖、线圈盖、基盘和若干超声振动块；
所述基盘为同心圆状，基盘的下端设置有线圈，其中心孔用于装接电机主轴；所述若干超声振动块沿基盘圆周方向均匀分布；所述内盖安装于基盘同心圆的内圈；所述外盖安装于基盘同心圆的外圈；所述线圈盖安装于基盘下端；
所述超声振动块包括超声换能器、变幅杆和磨块；所述磨块与变幅杆的上端相连；通过变幅杆的零振幅位置与基盘固定连接，变幅杆的下端与超声换能器相连；
电机带动基盘旋转；超声信号通过通过电机上的电刷从基盘下端的线圈传递给变幅杆，由变幅杆带动磨块做相对于基盘的轴向振动。
2.根据权利要求1所述的一种大尺寸轴向超声辅助端面磨削磨盘，其特征在于：所述若干超声振动块在基盘周向成一定夹角，相邻的磨块间缝隙用软性材料填充。
3.根据权利要求1所述的一种大尺寸轴向超声辅助端面磨削磨盘，其特征在于：所述超声换能器包括压电振子；所述压电振子推动磨块产生一定频率和振幅的超声振动。
4.根据权利要去1所述的一种大尺寸轴向超声辅助端面磨削磨盘，其特征在于：所述磨块表面采用电镀的方法做成单层磨粒。
5.根据权利要去1所述的一种大尺寸轴向超声辅助端面磨削磨盘，其特征在于：所述磨块表面采用焊锡的方法做成单层磨粒。
6.根据权利要求1所述的一种大尺寸轴向超声辅助端面磨削磨盘，其特征在于：所述磨块表面无磨粒。
7.根据权利要求1所述的一种大尺寸轴向超声辅助端面磨削磨盘，其特征在于：所述磨块表面采用烧结的方法做成多层磨料的磨块。
8.根据权利要求4或5所述的一种大尺寸轴向超声辅助端面磨削磨盘，其特征在于：磨块制作时先将磨块的上表面磨平，然后在其表面制作单层磨粒。
9.根据权利要求6或7所述的一种大尺寸轴向超声辅助端面磨削磨盘，其特征在于：通过互磨的方式实现磨块表面的修整。
10.根据权利要去1所述的一种大尺寸轴向超声辅助端面磨削磨盘，其特征在于：所述基盘底端分布有圆形线圈，所述圆形线圈与电刷接触连接电源，其中地线共用；所有超声振动块的电源通过一个大功率电源提供，每一超声振动块有相应的放大和调节电路，以适应每一个磨块间振动时固有频率的差异，以及使用过程中固有频率的微小变化。
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