CN110722409A - 一种高精度圆球加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及到球形研磨加工领域,具体涉及到一种高精度圆球加工方法。一种高表面光洁度圆球加工方法,其特征在于,所述加工方法包括如下步骤:(1)倒角工序;(2)粗磨工序;(3)精磨工序;(4)超精磨工序;(5)抛光工序。本发明提供了一种高精度圆球加工方法,经过倒角、粗磨、精磨、超精磨和抛光等工序对圆球进行加工,提高加工效率,通过对研磨液进行改性进一步提高圆球的精度,达到提高加工精度和球度一致性的目的。
Description
技术领域
本发明涉及到球形研磨加工领域,具体涉及到一种高精度圆球加工方法。
背景技术
随着工业科学技术的不断推进,现代机械工业发展的主要方向不断朝高精度、高效率、高自动化演进。高精度圆球是圆度仪、陀螺、轴承和精密测量中的重要元件,并常作为精密测量的基准,在精密设备和精密加工中具有十分重要的地位,广泛应用于航天、高速铁路、导航系统、石油化工等各个领域。高精度圆球的精度、表面质量等直接影响机械基础功能部件的性能和寿命,机械的功能部件对圆球的精度要求越来越高。
光学设备上所用的玻璃(石英玻璃)圆球,对精度的要求很高,生产企业往往需要聘请经验丰富的技师进行手工打磨,生产效率低,人工成本高昂,造成光学设备上使用的高精度的玻璃(石英玻璃)圆球成本居高不下。
因此,为了满足更高精度圆球的加工,需要开发一种高精度圆球加工方法。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明的第一个方面提供了一种高精度圆球加工方法,所述加工方法包括如下步骤:
(1)倒角工序:将方形的珠坯放入倒角机中,方形料不断的翻转,使方料的角面不断地削磨掉,珠坯从方形成为圆形珠坯;
(2)粗磨工序:将步骤(1)所得的圆形珠坯放入粗磨机中,加入研磨液进行粗磨;
(3)精磨工序:将步骤(2)粗磨所得的圆形珠坯放入精磨机中,加入研磨液进行精磨;
(4)超精磨工序:将步骤(3)精磨所得的圆形珠坯放入精磨机中,加入研磨液进行超精磨;
(5)抛光工序:将步骤(4)超精磨所得的圆形珠坯放入抛光机中,加入抛光液进行抛光,抛光至成品球。
作为本发明一种优选的技术方案,所述步骤(1)中的倒角机倒角转速1400-1500转/min;倒角时间为2-2.5h;所述步骤(2)中的粗磨机粗磨转速为1000-1200转/min;粗磨时间3-4h;所述步骤(3)中的精磨机转速1000-1200转/min;精磨时间为6-8h;所述步骤(4)中的精磨机转速1000-1200转/min;超精磨时间为12-14h;所述步骤(5)中的抛光机转速800-900转/min;抛光时间为1.5-2.5h。
作为本发明一种优选的技术方案,所述研磨液为钻石粉、悬浮剂和润滑剂组合而成。
作为本发明一种优选的技术方案,所述钻石粉粒径为0.2-10μm。
作为本发明一种优选的技术方案,所述悬浮剂为硅烷偶联剂、含酸性基团的化合物。
作为本发明一种优选的技术方案,所述硅烷偶联剂和含酸性基团的化合物重量比为(1-2):1。
作为本发明一种优选的技术方案,所述硅烷偶联剂为1,1-二甲基-N,N’-二仲丁氨基硅烷、二(二甲氨基)硅烷、N,N-二异丙基氨基硅烷、四(二乙基氨基)硅烷、四(二甲基氨基)硅烷、双(二乙基氨基)硅烷、双(乙基氨基)二甲基硅烷中的一种或多种。
作为本发明一种优选的技术方案,所述含酸性基团的化合物为斯盘80。
作为本发明一种优选的技术方案,所述抛光液为氧化铈抛光粉和分散剂组合溶液;所述分散剂为甲醇、乙醇、乙二醇、正丙醇、异丙醇、丙二醇、丙三醇、1-丁醇、2-丁醇、2-甲基-1-丙醇、2-甲基-2-丙醇中的一种或多种。
本发明的第二个方面提供了一种所述高精度圆球加工方法可用来制作出精度为<0.001mm的圆球。
有益效果:本发明提供了一种高精度圆球加工方法,经过倒角、粗磨、精磨、超精磨和抛光等工序对圆球进行加工,提高加工效率,通过对研磨液进行改性进一步提高圆球的精度,达到提高加工精度和球度一致性的目的。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明提供技术方案中的技术特征作进一步清楚、完整的描述,并非对其保护范围的限制。
本发明中的词语“优选的”、“更优选的”等是指,在某些情况下可提供某些有益效果的本发明实施方案。然而,在相同的情况下或其他情况下,其他实施方案也可能是优选的。此外,对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用,也并非旨在将其他实施方案排除在本发明的范围之外。
当本文中公开一个数值范围时,上述范围视为连续,且包括该范围的最小值及最大值,以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地,当范围是指整数时,包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外,当提供多个范围描述特征或特性时,可以合并该范围。换言之,除非另有指明,否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。例如,从“1至10”的指定范围应视为包括最小值1与最大值10之间的任何及所有的子范围。范围1至10的示例性子范围包括但不限于1至6.1、3.5至7.8、5.5至10等。
此外,本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个,并且单数形式的要素或组分也包括复数形式,除非所述数量明显旨指单数形式。
为了解决上述技术问题,本发明的第一个方面提供了一种高精度圆球加工方法,所述加工方法包括如下步骤:
(1)倒角工序:将方形的珠坯放入倒角机中,方形料不断的翻转,使方料的角面不断地削磨掉,珠坯从方形成为圆形珠坯;
(2)粗磨工序:将步骤(1)所得的圆形珠坯放入粗磨机中,加入研磨液进行粗磨;
(3)精磨工序:将步骤(2)粗磨所得的圆形珠坯放入精磨机中,加入研磨液进行精磨;
(4)超精磨工序:将步骤(3)精磨所得的圆形珠坯放入精磨机中,加入研磨液进行超精磨;
(5)抛光工序:将步骤(4)超精磨所得的圆形珠坯放入抛光机中,加入抛光液进行抛光,抛光至成品球。
在本发明中所述方形的珠坯的粒径大小为2.1-2.8mm;优选的,所述方形的珠坯的粒径大小为2.5mm。
在一些实施方式中,所述高精度圆球加工方法,所述加工方法包括如下步骤:倒角 工序
所述倒角工序指的是把工件的棱角切削成一定斜面的加工,是为了去除零件上因机加工产生的毛刺,也为了便于零件装配,一般在零件端部做出倒角。倒角有三个作用:轴承钢在进行热处理前粗加工时有倒角,这样对于材料的热处理时,应力的释放,内部组织结构重新分布,不易出现裂纹,减小变形都是有非常重要的作用,倒角可以解决应力集中的问题;倒角去毛刺,使产品不锋利,不会割伤使用者;装配时起导向定位作用。本发明中倒角的作用为把方形的珠坯改为圆形的珠坯。
粗磨工序
所述粗磨工序指的是去除毛坯的大部分余量,最后所达到的效果要保持到大致的几何形状与粗糙度。本发明中经倒角后的圆形珠坯大小不均匀,圆度不好,粗磨后有较大的改善。
精磨工序
所述精磨工序指的是介于粗磨与抛光两大工序之间的重要工序,它的目的是保证工件达到抛光前所需要的面形精度、尺寸精度和表面粗糙度。因此,精磨的质量对抛光的影响是非常重要的,结果是能够保持最精确的几何形状以及精细的裂纹深度。
超精磨工序
所述超精磨工序指的是在精磨机上选用粒径更细的研磨液对工件进行研磨,一般安排在精磨工序后,使工件精度更高、更标准,为下一步的抛光作进一步的准备。
抛光
所述抛光指的是利用机械、化学或电化学的作用,使工件表面粗糙度降低,以获得光亮、平整表面的加工方法,是利用抛光工具和磨料颗粒或其他抛光介质对工件表面进行的修饰加工;抛光不能提高工件的尺寸精度或几何形状精度,而是以得到光滑表面或镜面光泽为目的;抛光是最后一个工序过程,也是最终实现光学表面层实现的最后一个部分,前提下前两者要为最后一步抛光做好准备,使得在整个抛光过程当中,尽量去除精磨与粗磨所留下的破环层,实现光学表面最理想效果。
在一种实施方式中,所述步骤(1)中的倒角机下磨盘为镀上金刚砂的u面盘;所述u面盘套在金属圈内;所述金属圈高度为20-40cm;所述u面盘内圈粘上厚度0.2-0.8mm的牛筋皮。
在一种实施方式中,所述步骤(1)中的倒角机倒角转速1400-1500转/min;倒角时间为2-2.5h。
在一种优选的实施方式中,所述步骤(1)中的倒角机下磨盘为镀上金刚砂的u面盘;所述u面盘套在金属圈内;所述金属圈高度为30cm;所述u面盘内圈粘上厚度0.5mm的牛筋皮。
在一种优选的实施方式中,所述步骤(1)中的倒角机倒角转速1500转/min;倒角时间为2h。
磨盘
所述磨盘也称为磨片,是旋转工作的摩擦元件,主要由阻力环、衬板以及基座等组成。
金刚砂
所述金刚砂指的是以优质金刚石为原料,经自磨机粉碎整形,磁选去铁,筛分成多种粒径,其质地致密、硬度高,粒形成球状,适用于制造陶瓷、树脂高固结磨具以及研磨、抛光、喷砂、精密铸造等,还可用于制造耐火材料。
实施例中金刚砂,厂家:邢台县银利翔矿产品有限公司,型号:2018025。
在一种实施方式中,所述步骤(2)中的粗磨机下磨盘镀上金刚砂,全盘采用平盘,上磨盘朝下一面粘上牛筋皮,研磨时上盘固定不动,下盘转动。
在一种实施方式中,所述步骤(2)中的粗磨机粗磨转速为1000-1200转/min;粗磨时间3-4h。
在一种优选的实施方式中,所述步骤(2)中的粗磨机粗磨转速为1000转/min;粗磨时间3h。
在一种实施方式中,所述步骤(3)中的精磨机上磨盘朝下一面粘有牛筋皮,下磨盘为不镀金刚砂的V形槽;所述磨盘直径为200-500mm。
在一种实施方式中,所述步骤(3)中的精磨机转速1000-1200转/min;精磨时间为6-8h。
在一种优选的实施方式中,所述步骤(3)中的精磨机上磨盘朝下一面粘有牛筋皮,下磨盘为不镀金刚砂的V形槽;所述磨盘直径为400mm。
在一种优选的实施方式中,所述步骤(3)中的精磨机转速1000转/min;精磨时间为6h。
V形槽
所述V形槽指的是自转角几乎不变,球坯作“相对方位不变”(球坯自转轴与公转轴的夹角大小不变化)的研磨盘,研磨盘与球体研磨接触所形成的研磨迹线是一组以球坯自转轴为轴的圆环。
在一种实施方式中,所述步骤(4)中的精磨机上磨盘为铁板平面,下磨盘为不镀金刚砂的V形槽。
在一种实施方式中,所述步骤(4)中的精磨机转速1000-1200转/min;超精磨时间为12-14h。
在一种优选的实施方式中,所述步骤(4)中的精磨机转速1000转/min;超精磨时间为13h。
在一种实施方式中,所述步骤(5)中的抛光机为双面抛光机;所述双面抛光机上下两块磨盘粘上抛光皮,上下两块磨盘顺时针方向转,中间的游轮逆时方向转。
在一种实施方式中,所述步骤(5)中的抛光机转速800-900转/min;抛光时间为1.5-2.5h。
在一种优选的实施方式中,所述步骤(5)中的抛光机转速900转/min;抛光时间为2h。
在一种实施方式中,所述研磨液为钻石粉、悬浮剂和润滑剂组合而成。
在一种实施方式中,所述钻石粉粒径为0.2-10μm。
在一种实施方式中,所述悬浮剂为硅烷偶联剂、含酸性基团的化合物。
研磨液
所述研磨液指的是由磨粒分散于介质制备而成,是一种具有优良化学机械性能的研磨产品,可用于硅片、化合物晶体、精密光学器件、液晶面板、宝石、金属工件等的研磨抛光。磨粒是研磨液机械作用的关键因素,不同种类、不同粒径的磨粒磨削效果不同,适合于不同的加工要求。一般来说,磨粒硬度越高、颗粒越大,其磨削效率越高、加工表面光洁度越低;相反磨粒硬度越低、颗粒越小,其磨削效率越低、加工表面光洁度越高。介质是磨粒的载体,影响着磨粒的分散,在加工过程中起到冷却、排屑等作用,有时还会起到化学腐蚀的作用。研磨液具有软化、润滑、洗涤、防锈、缓冲等作用。
钻石粉
所述钻石粉又称为金刚石微粉,按照生产工艺及晶型分为:单晶、多晶、类多晶。金刚石颗粒硬度好,粒度均匀,磨削效果好,适用于工艺品、陶瓷、高光洁度工件等研磨,抛光加工。
悬浮剂
所述悬浮剂指的是使釉浆中的细颗粒保持悬浮状态的物质,有较高的分散度,较大的表面积,较强的吸附力;能影响周围的水和周围的其他颗粒,使它们不致迅速下沉,从而保持釉浆的浓度,使施釉的厚度均匀。
含酸性基团的化合物
所述含酸性基团的化合物指的是化合物含有羧基、酯基、酚羟基等酸性基团,所述酸性集团是指水解或电离能产生氢离子的基团。
在一种实施方式中,所述硅烷偶联剂和含酸性基团的化合物重量比为(1-2):1。
在一种实施方式中,所述硅烷偶联剂为1,1-二甲基-N,N’-二仲丁氨基硅烷、二(二甲氨基)硅烷、N,N-二异丙基氨基硅烷、四(二乙基氨基)硅烷、四(二甲基氨基)硅烷、双(二乙基氨基)硅烷、双(乙基氨基)二甲基硅烷中的一种或多种。
在一种优选的实施方式中,所述硅烷偶联剂为1,1-二甲基-N,N’-二仲丁氨基硅烷。
在一种优选的实施方式中,所述含酸性基团的化合物为斯盘80。
实施例中钻石粉,厂家:郑州斯迈特磨料磨具有限公司。
实施例中1,1-二甲基-N,N’-二仲丁氨基硅烷,厂家:上海吉来德新材料科技有限公司,型号:Si001343。
实施例中斯盘80,厂家:广东润华化工有限公司,货号:S80。
所述悬浮剂,制备步骤如下:
(1)将钻石粉置于浓度为5-8%盐酸溶液中搅拌20-24h,用去离子水清洗5-6次,50-60℃下烘干;
(2)加入1,1-二甲基-N,N’-二仲丁氨基硅烷和斯盘80,在温度为80-85℃恒温水浴中反应4-6h,抽滤,60-80℃下烘干。
本发明人发现通过加入1,1-二甲基-N,N’-二仲丁氨基硅烷和斯盘80,能提高钻石粉的分散性,原因是1,1-二甲基-N,N’-二仲丁氨基硅烷对钻石粉表面产生氨基化,斯盘80带有的羟基能与氨基反应,同时斯盘80是带有双键的长链结构,极性小,能增加与润滑剂的相容性,1,1-二甲基-N,N’-二仲丁氨基硅烷和斯盘80的协同作用能促进钻石粉和润滑剂之间的粘结性,提高研磨时的效率和圆球的精度。
在一种实施方式中,所述抛光液为氧化铈抛光粉和分散剂组合溶液;所述分散剂为甲醇、乙醇、乙二醇、正丙醇、异丙醇、丙二醇、丙三醇、1-丁醇、2-丁醇、2-甲基-1-丙醇、2-甲基-2-丙醇中的一种或多种。
抛光液
所述抛光液指的是一种不含任何硫、磷、氯添加剂的水溶性抛光剂,抛光液具有良好的去油污,防锈,清洗和增光性能,并能使金属制品显露出真实的金属光泽,性能稳定、无毒,对环境无污染等优点。氧化铈抛光液是以微米或亚微米级氧化铈为磨料的氧化铈研磨液,该研磨液具有分散性好、粒径细、粒径分布均匀、硬度适中等特点,适用于高精密光学仪器,光学镜头,微晶玻璃基板,晶体表面、集成电路光掩模等方面的精密抛光。
氧化铈
所述氧化铈指的是纯品为白色重质粉末或立方体结晶,不纯品为浅黄色甚至粉红色至红棕色,不溶于水和碱,微溶于酸,其性能是做抛光材料、催化剂、催化剂载体(助剂)、紫外线吸收剂、燃料电池电解质、汽车尾气吸收剂、电子陶瓷等。
实施例中氧化铈,厂家:河南万帅化工产品有限公司。
实施例中分散剂为丙二醇,CAS号:57-55-6。在一种实施方式中,所述润滑剂为矿物油、合成油、植物油的一种或多种。
在一种优选的实施方式中,所述润滑剂为工业5号白油。
润滑剂
所述润滑剂指的是用以降低摩擦副的摩擦阻力、减缓其磨损的润滑介质。润滑剂对摩擦副还能起冷却、清洗和防止污染等作用。润滑剂的种类很多,应用广泛。
实施例中工业5号白油,厂家:辛集市浩瑞石化有限公司,级别:工业级。
在一种实施方式中,所述高精度圆球加工方法可用来制作出精度为<0.001mm的圆球。
所述精度指的是观测值与真值的接近程度。
下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是,以下实施例只用于对本发明作进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整,仍属于本发明的保护范围。另外,如果没有其它说明,所用原料都是市售的。
实施例
实施例1
高精度圆球加工方法,所述加工方法包括如下步骤:
(1)倒角工序:将方形的珠坯放入倒角机中,方形料不断的翻转,使方料的角面不断地削磨掉,珠坯从方形成为圆形珠坯;所述方形的珠坯的粒径大小为2.5mm。
(2)粗磨工序:将步骤(1)所得的圆形珠坯放入粗磨机中,加入研磨液进行粗磨;
(3)精磨工序:将步骤(2)粗磨所得的圆形珠坯放入精磨机中,加入研磨液进行精磨;
(4)超精磨工序:将步骤(3)精磨所得的圆形珠坯放入精磨机中,加入研磨液进行超精磨;
(5)抛光工序:将步骤(4)超精磨所得的圆形珠坯放入抛光机中,加入抛光液进行抛光,抛光至成品球。
所述步骤(1)中采用的倒角机下磨盘为镀上金刚砂的u面盘;所述u面盘套在金属圈内;所述金属圈高度为30cm;所述u面盘内圈粘上厚度0.5mm的牛筋皮;倒角转速1500转/min;倒角时间为2h;
所述步骤(2)中采用的粗磨机下磨盘镀上金刚砂,全盘采用平盘,上磨盘朝下一面粘上牛筋皮,研磨时上盘固定不动,下盘转动;粗磨转速为1000转/min;粗磨时间3h;所述研磨液为钻石粉、悬浮剂和润滑剂组合而成;所述钻石粉粒径为7μm;
所述步骤(3)中采用的精磨机上磨盘朝下一面粘有牛筋皮,下磨盘为不镀金刚砂的V形槽;所述磨盘直径为400mm;精磨机转速1000转/min;精磨时间为6h;所述研磨液为钻石粉、悬浮剂和润滑剂组合而成;所述钻石粉粒径为5μm;
所述步骤(4)中采用的精磨机上磨盘为生铁板平面,下磨盘为不镀金刚砂的V形槽;精磨机转速1000转/min;超精磨时间为13h;所述研磨液为钻石粉、悬浮剂和润滑剂组合而成;所述钻石粉粒径为0.5μm;
所述步骤(5)中采用的抛光机为双面抛光机;所述双面抛光机上下两块磨盘粘上抛光皮,上下两块磨盘顺时针方向转,中间的游轮逆时方向转;所述抛光液为氧化铈抛光粉和分散剂组合溶液;所述氧化铈抛光粉粒径为0.2μm,所述分散剂为丙二醇;抛光机转速900转/min;抛光时间为2h;
所述悬浮剂为1,1-二甲基-N,N’-二仲丁氨基硅烷、斯盘80;
所述1,1-二甲基-N,N’-二仲丁氨基硅烷和斯盘80重量比为1.5:1;
所述悬浮剂,制备步骤如下:
(1)将钻石粉置于浓度为6%盐酸溶液中搅拌24h,用去离子水清洗6次,60℃下烘干;
(2)加入1,1-二甲基-N,N’-二仲丁氨基硅烷和斯盘80,在温度为85℃恒温水浴中反应6h,抽滤,65℃下烘干。
所述润滑剂为工业5号白油。
实施例2
高精度圆球加工方法,所述加工方法包括如下步骤:
(1)倒角工序:将方形的珠坯放入倒角机中,方形料不断的翻转,使方料的角面不断地削磨掉,珠坯从方形成为圆形珠坯;所述方形的珠坯的粒径大小为2.5mm。
(2)粗磨工序:将步骤(1)所得的圆形珠坯放入粗磨机中,加入研磨液进行粗磨;
(3)精磨工序:将步骤(2)粗磨所得的圆形珠坯放入精磨机中,加入研磨液进行精磨;
(4)超精磨工序:将步骤(3)精磨所得的圆形珠坯放入精磨机中,加入研磨液进行超精磨;
(5)抛光工序:将步骤(4)超精磨所得的圆形珠坯放入抛光机中,加入抛光液进行抛光,抛光至成品球。
所述步骤(1)中采用的倒角机下磨盘为镀上金刚砂的u面盘;所述u面盘套在金属圈内;所述金属圈高度为30cm;所述u面盘内圈粘上厚度0.5mm的牛筋皮;倒角转速1500转/min;倒角时间为2h;
所述步骤(2)中采用的粗磨机下磨盘镀上金刚砂,全盘采用平盘,上磨盘朝下一面粘上牛筋皮,研磨时上盘固定不动,下盘转动;粗磨转速为1000转/min;粗磨时间3h;所述研磨液为钻石粉、悬浮剂和润滑剂组合而成;所述钻石粉粒径为7μm;
所述步骤(3)中采用的精磨机上磨盘朝下一面粘有牛筋皮,下磨盘为不镀金刚砂的V形槽;所述磨盘直径为400mm;精磨机转速1000转/min;精磨时间为6h;所述研磨液为钻石粉、悬浮剂和润滑剂组合而成;所述钻石粉粒径为5μm;
所述步骤(4)中采用的精磨机上磨盘为生铁板平面,下磨盘为不镀金刚砂的V形槽;精磨机转速1000转/min;超精磨时间为13h;所述研磨液为钻石粉、悬浮剂和润滑剂组合而成;所述钻石粉粒径为2.0μm;
所述步骤(5)中采用的抛光机为双面抛光机;所述双面抛光机上下两块磨盘粘上抛光皮,上下两块磨盘顺时针方向转,中间的游轮逆时方向转;所述抛光液为氧化铈抛光粉和分散剂组合溶液;所述氧化铈抛光粉粒径为0.2μm,所述分散剂为丙二醇;抛光机转速900转/min;抛光时间为2h;
所述悬浮剂为1,1-二甲基-N,N’-二仲丁氨基硅烷、斯盘80;
所述1,1-二甲基-N,N’-二仲丁氨基硅烷和斯盘80重量比为1.5:1;
所述悬浮剂,制备步骤同实施例1;
所述润滑剂为工业5号白油。
对比例1
高精度圆球加工方法,所述加工方法包括如下步骤:
(1)倒角工序:将方形的珠坯放入倒角机中,方形料不断的翻转,使方料的角面不断地削磨掉,珠坯从方形成为圆形珠坯;所述方形的珠坯的粒径大小为2.5mm。
(2)粗磨工序:将步骤(1)所得的圆形珠坯放入粗磨机中,加入研磨液进行粗磨;
(3)精磨工序:将步骤(2)粗磨所得的圆形珠坯放入精磨机中,加入研磨液进行精磨;
(4)超精磨工序:将步骤(3)精磨所得的圆形珠坯放入精磨机中,加入研磨液进行超精磨;
(5)抛光工序:将步骤(4)超精磨所得的圆形珠坯放入抛光机中,加入抛光液进行抛光,抛光至成品球。
所述步骤(1)中采用的倒角机下磨盘为镀上金刚砂的u面盘;所述u面盘套在金属圈内;所述金属圈高度为30cm;所述u面盘内圈粘上厚度0.5mm的牛筋皮;倒角转速1500转/min;倒角时间为2h;
所述步骤(2)中采用的粗磨机下磨盘镀上金刚砂,全盘采用平盘,上磨盘朝下一面粘上牛筋皮,研磨时上盘固定不动,下盘转动;粗磨转速为1000转/min;粗磨时间3h;所述研磨液为钻石粉、悬浮剂和润滑剂组合而成;所述钻石粉粒径为7μm;
所述步骤(3)中采用的精磨机上磨盘朝下一面粘有牛筋皮,下磨盘为不镀金刚砂的V形槽;所述磨盘直径为400mm;精磨机转速1000转/min;精磨时间为6h;所述研磨液为钻石粉、悬浮剂和润滑剂组合而成;所述钻石粉粒径为5μm;
所述步骤(4)中采用的精磨机上磨盘为生铁板平面,下磨盘为不镀金刚砂的V形槽;精磨机转速1000转/min;超精磨时间为13h;所述研磨液为钻石粉、悬浮剂和润滑剂组合而成;所述钻石粉粒径为0.5μm;
所述步骤(5)中采用的抛光机为双面抛光机;所述双面抛光机上下两块磨盘粘上抛光皮,上下两块磨盘顺时针方向转,中间的游轮逆时方向转;所述抛光液为氧化铈抛光粉和分散剂组合溶液;所述氧化铈抛光粉粒径为0.2μm,所述分散剂为丙二醇;抛光机转速900转/min;抛光时间为2h;
所述悬浮剂为丙二醇;
所述润滑剂为工业5号白油。
对比例2
高精度圆球加工方法,所述加工方法包括如下步骤:
(1)倒角工序:将方形的珠坯放入倒角机中,方形料不断的翻转,使方料的角面不断地削磨掉,珠坯从方形成为圆形珠坯;所述方形的珠坯的粒径大小为2.5mm。
(2)粗磨工序:将步骤(1)所得的圆形珠坯放入粗磨机中,加入研磨液进行粗磨;
(3)精磨工序:将步骤(2)粗磨所得的圆形珠坯放入精磨机中,加入研磨液进行精磨;
(4)超精磨工序:将步骤(3)精磨所得的圆形珠坯放入精磨机中,加入研磨液进行超精磨;
(5)抛光工序:将步骤(4)超精磨所得的圆形珠坯放入抛光机中,加入抛光液进行抛光,抛光至成品球。
所述步骤(1)中采用的倒角机下磨盘为镀上金刚砂的u面盘;所述u面盘套在金属圈内;所述金属圈高度为30cm;所述u面盘内圈粘上厚度0.5mm的牛筋皮;倒角转速1500转/min;倒角时间为2h;
所述步骤(2)中采用的粗磨机下磨盘镀上金刚砂,全盘采用平盘,上磨盘朝下一面粘上牛筋皮,研磨时上盘固定不动,下盘转动;粗磨转速为1000转/min;粗磨时间3h;所述研磨液为钻石粉、悬浮剂和润滑剂组合而成;所述钻石粉粒径为7μm;
所述步骤(3)中采用的精磨机上磨盘朝下一面粘有牛筋皮,下磨盘为不镀金刚砂的V形槽;所述磨盘直径为400mm;精磨机转速1000转/min;精磨时间为6h;所述研磨液为钻石粉、悬浮剂和润滑剂组合而成;所述钻石粉粒径为5μm;
所述步骤(4)中采用的精磨机上磨盘为生铁板平面,下磨盘为不镀金刚砂的V形槽;精磨机转速1000转/min;超精磨时间为13h;所述研磨液为钻石粉、悬浮剂和润滑剂组合而成;所述钻石粉粒径为0.5μm;
所述步骤(5)中采用的抛光机为双面抛光机;所述双面抛光机上下两块磨盘粘上抛光皮,上下两块磨盘顺时针方向转,中间的游轮逆时方向转;所述抛光液为氧化铈抛光粉和分散剂组合溶液;所述氧化铈抛光粉粒径为0.2μm,所述分散剂为丙二醇;抛光机转速900转/min;抛光时间为2h;
所述悬浮剂为1,1-二甲基-N,N’-二仲丁氨基硅烷;
所述悬浮剂,制备步骤如下:
(1)将钻石粉置于浓度为6%盐酸溶液中搅拌24h,用去离子水清洗6次,60℃下烘干;
(2)加入1,1-二甲基-N,N’-二仲丁氨基硅烷,在温度为85℃恒温水浴中反应6h,抽滤,65℃下烘干。
所述润滑剂为工业5号白油。
对比例3
高精度圆球加工方法,所述加工方法包括如下步骤:
(1)倒角工序:将方形的珠坯放入倒角机中,方形料不断的翻转,使方料的角面不断地削磨掉,珠坯从方形成为圆形珠坯;所述方形的珠坯的粒径大小为2.5mm。
(2)粗磨工序:将步骤(1)所得的圆形珠坯放入粗磨机中,加入研磨液进行粗磨;
(3)精磨工序:将步骤(2)粗磨所得的圆形珠坯放入精磨机中,加入研磨液进行精磨;
(4)超精磨工序:将步骤(3)精磨所得的圆形珠坯放入精磨机中,加入研磨液进行超精磨;
(5)抛光工序:将步骤(4)超精磨所得的圆形珠坯放入抛光机中,加入抛光液进行抛光,抛光至成品球。
所述步骤(1)中采用的倒角机下磨盘为镀上金刚砂的u面盘;所述u面盘套在金属圈内;所述金属圈高度为30cm;所述u面盘内圈粘上厚度0.5mm的牛筋皮;倒角转速1500转/min;倒角时间为2h;
所述步骤(2)中采用的粗磨机下磨盘镀上金刚砂,全盘采用平盘,上磨盘朝下一面粘上牛筋皮,研磨时上盘固定不动,下盘转动;粗磨转速为1000转/min;粗磨时间3h;所述研磨液为钻石粉、悬浮剂和润滑剂组合而成;所述钻石粉粒径为7μm;
所述步骤(3)中采用的精磨机上磨盘朝下一面粘有牛筋皮,下磨盘为不镀金刚砂的V形槽;所述磨盘直径为400mm;精磨机转速1000转/min;精磨时间为6h;所述研磨液为钻石粉、悬浮剂和润滑剂组合而成;所述钻石粉粒径为5μm;
所述步骤(4)中采用的精磨机上磨盘为生铁板平面,下磨盘为不镀金刚砂的V形槽;精磨机转速1000转/min;超精磨时间为13h;所述研磨液为钻石粉、悬浮剂和润滑剂组合而成;所述钻石粉粒径为0.5μm;
所述步骤(5)中采用的抛光机为双面抛光机;所述双面抛光机上下两块磨盘粘上抛光皮,上下两块磨盘顺时针方向转,中间的游轮逆时方向转;所述抛光液为氧化铈抛光粉和分散剂组合溶液;所述氧化铈抛光粉粒径为0.2μm,所述分散剂为丙二醇;抛光机转速900转/min;抛光时间为2h;
所述悬浮剂为斯盘80;
所述悬浮剂,制备步骤如下:
(1)将钻石粉置于浓度为6%盐酸溶液中搅拌24h,用去离子水清洗6次,60℃下烘干;
(2)加入斯盘80,在温度为85℃恒温水浴中反应6h,抽滤,65℃下烘干。
所述润滑剂为工业5号白油。
对比例4
高精度圆球加工方法,所述加工方法包括如下步骤:
(1)倒角工序:将方形的珠坯放入倒角机中,方形料不断的翻转,使方料的角面不断地削磨掉,珠坯从方形成为圆形珠坯;所述方形的珠坯的粒径大小为2.5mm。
(2)粗磨工序:将步骤(1)所得的圆形珠坯放入粗磨机中,加入研磨液进行粗磨;
(3)精磨工序:将步骤(2)粗磨所得的圆形珠坯放入精磨机中,加入研磨液进行精磨;
(4)超精磨工序:将步骤(3)精磨所得的圆形珠坯放入精磨机中,加入研磨液进行超精磨;
(5)抛光工序:将步骤(4)超精磨所得的圆形珠坯放入抛光机中,加入抛光液进行抛光,抛光至成品球。
所述步骤(1)中采用的倒角机下磨盘为镀上金刚砂的u面盘;所述u面盘套在金属圈内;所述金属圈高度为30cm;所述u面盘内圈粘上厚度0.5mm的牛筋皮;倒角转速1500转/min;倒角时间为2h;
所述步骤(2)中采用的粗磨机下磨盘镀上金刚砂,全盘采用平盘,上磨盘朝下一面粘上牛筋皮,研磨时上盘固定不动,下盘转动;粗磨转速为1000转/min;粗磨时间3h;所述研磨液为钻石粉、悬浮剂和润滑剂组合而成;所述钻石粉粒径为7μm;
所述步骤(3)中采用的精磨机上磨盘朝下一面粘有牛筋皮,下磨盘为不镀金刚砂的V形槽;所述磨盘直径为400mm;精磨机转速1000转/min;精磨时间为6h;所述研磨液为钻石粉、悬浮剂和润滑剂组合而成;所述钻石粉粒径为5μm;
所述步骤(4)中采用的精磨机上磨盘为生铁板平面,下磨盘为不镀金刚砂的V形槽;精磨机转速1000转/min;超精磨时间为13h;所述研磨液为钻石粉、悬浮剂和润滑剂组合而成;所述钻石粉粒径为0.5μm;
所述步骤(5)中采用的抛光机为双面抛光机;所述双面抛光机上下两块磨盘粘上抛光皮,上下两块磨盘顺时针方向转,中间的游轮逆时方向转;所述抛光液为氧化铈抛光粉和分散剂组合溶液;所述氧化铈抛光粉粒径为0.2μm,所述分散剂为丙二醇;抛光机转速900转/min;抛光时间为2h;
所述悬浮剂为1,1-二甲基-N,N’-二仲丁氨基硅烷、斯盘80;
所述1,1-二甲基-N,N’-二仲丁氨基硅烷和斯盘80重量比为3:1;
所述悬浮剂,制备步骤同实施例1;
所述润滑剂为工业5号白油。
对比例5
高精度圆球加工方法,所述加工方法包括如下步骤:
(1)倒角工序:将方形的珠坯放入倒角机中,方形料不断的翻转,使方料的角面不断地削磨掉,珠坯从方形成为圆形珠坯;所述方形的珠坯的粒径大小为2.5mm。
(2)粗磨工序:将步骤(1)所得的圆形珠坯放入粗磨机中,加入研磨液进行粗磨;
(3)精磨工序:将步骤(2)粗磨所得的圆形珠坯放入精磨机中,加入研磨液进行精磨;
(4)超精磨工序:将步骤(3)精磨所得的圆形珠坯放入精磨机中,加入研磨液进行超精磨;
(5)抛光工序:将步骤(4)超精磨所得的圆形珠坯放入抛光机中,加入抛光液进行抛光,抛光至成品球。
所述步骤(1)中采用的倒角机下磨盘为镀上金刚砂的u面盘;所述u面盘套在金属圈内;所述金属圈高度为30cm;所述u面盘内圈粘上厚度0.5mm的牛筋皮;倒角转速1500转/min;倒角时间为2h;
所述步骤(2)中采用的粗磨机下磨盘镀上金刚砂,全盘采用平盘,上磨盘朝下一面粘上牛筋皮,研磨时上盘固定不动,下盘转动;粗磨转速为1000转/min;粗磨时间3h;所述研磨液为钻石粉、悬浮剂和润滑剂组合而成;所述钻石粉粒径为7μm;
所述步骤(3)中采用的精磨机上磨盘朝下一面粘有牛筋皮,下磨盘为不镀金刚砂的V形槽;所述磨盘直径为400mm;精磨机转速1000转/min;精磨时间为6h;所述研磨液为钻石粉、悬浮剂和润滑剂组合而成;所述钻石粉粒径为5μm;
所述步骤(4)中采用的精磨机上磨盘为生铁板平面,下磨盘为不镀金刚砂的V形槽;精磨机转速1000转/min;超精磨时间为13h;所述研磨液为钻石粉、悬浮剂和润滑剂组合而成;所述钻石粉粒径为0.5μm;
所述步骤(5)中采用的抛光机为双面抛光机;所述双面抛光机上下两块磨盘粘上抛光皮,上下两块磨盘顺时针方向转,中间的游轮逆时方向转;所述抛光液为氧化铈抛光粉和分散剂组合溶液;所述氧化铈抛光粉粒径为0.2μm,所述分散剂为丙二醇;抛光机转速900转/min;抛光时间为2h;
所述悬浮剂为1,1-二甲基-N,N’-二仲丁氨基硅烷、斯盘80;
所述1,1-二甲基-N,N’-二仲丁氨基硅烷和斯盘80重量比为0.5:1;
所述悬浮剂,制备步骤同实施例1;
所述润滑剂为工业5号白油。
性能评价:
1.圆度测量:使用钢球圆度测量仪测评。
表1性能测试
由表1可以看出,本发明提供的一种高精度圆球加工方法,圆球具有高精度,能达到提高加工精度和球度一致性的目的。
前述的实例仅是说明性的,用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围,且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此,申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。在权利要求中所用的一些数值范围也包括了在其之内的子范围,这些范围中的变化也应在可能的情况下解释为被所附的权利要求覆盖。
Claims (10)
1.一种高精度圆球加工方法,其特征在于,所述加工方法包括如下步骤:
(1)倒角工序:将方形的珠坯放入倒角机中,方形料不断的翻转,使方料的角面不断地削磨掉,珠坯从方形成为圆形;
(2)粗磨工序:将步骤(1)所得的圆形珠坯放入粗磨机中,加入研磨液进行粗磨;
(3)精磨工序:将步骤(2)粗磨所得的圆形珠坯放入精磨机中,加入研磨液进行精磨;
(4)超精磨工序:将步骤(3)精磨所得的圆形珠坯放入精磨机中,加入研磨液进行超精磨;
(5)抛光工序:将步骤(4)超精磨所得的圆形珠坯放入抛光机中,加入抛光液进行抛光,抛光至成品球。
2.根据权利要求1所述高精度圆球加工方法,其特征在于,所述步骤(1)中的倒角机倒角转速1400-1500转/min;倒角时间为2-2.5h;所述步骤(2)中的粗磨机粗磨转速为1000-1200转/min;粗磨时间3-4h;所述步骤(3)中的精磨机转速1000-1200转/min;精磨时间为6-8h;所述步骤(4)中的精磨机转速1000-1200转/min;超精磨时间为12-14h;所述步骤(5)中的抛光机转速800-900转/min;抛光时间为1.5-2.5h。
3.根据权利要求1所述高精度圆球加工方法,其特征在于,所述研磨液为钻石粉、悬浮剂和润滑剂组合而成。
4.根据权利要求3所述高精度圆球加工方法,其特征在于,所述钻石粉粒径为0.2-10μm。
5.根据权利要求3所述高精度圆球加工方法,其特征在于,所述悬浮剂为硅烷偶联剂、含酸性基团的化合物。
6.根据权利要求3所述高精度圆球加工方法,其特征在于,所述硅烷偶联剂和含酸性基团的化合物重量比为(1-2):1。
7.根据权利要求5所述高精度圆球加工方法,其特征在于,所述硅烷偶联剂为1,1-二甲基-N,N’-二仲丁氨基硅烷、二(二甲氨基)硅烷、N,N-二异丙基氨基硅烷、四(二乙基氨基)硅烷、四(二甲基氨基)硅烷、双(二乙基氨基)硅烷、双(乙基氨基)二甲基硅烷中的一种或多种。
8.根据权利要求5所述高精度圆球加工方法,其特征在于,所述含酸性基团的化合物为斯盘80。
9.根据权利要求1所述高精度圆球加工方法,其特征在于,所述抛光液为氧化铈抛光粉和分散剂组合溶液;所述分散剂为甲醇、乙醇、乙二醇、正丙醇、异丙醇、丙二醇、丙三醇、1-丁醇、2-丁醇、2-甲基-1-丙醇、2-甲基-2-丙醇中的一种或多种。
10.一种如权利要求1-9中任一项所述高精度圆球加工方法可用来制作出精度为<0.005mm的圆球。
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