CN110814928B - 一种高表面光洁度圆球加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及球形研磨加工领域，提供了一种高表面光洁度圆球加工方法，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，珠坯从方形成为圆形球即可；(2)粗磨工序：将步骤(1)所得的圆形球放入粗磨机中，粗磨至圆形球的精度在‑0.01～0.01mm即可；(3)精磨工序：将步骤(2)粗磨所得的圆形珠坯放入精磨机中，加入第一研磨液进行精磨，精磨至圆形球的精度在‑0.005～0.005mm即可；(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，加入第二研磨液进行超精磨，(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。
Description
技术领域
本发明涉及球形研磨加工领域，具体的更涉及到高表面光洁度圆球以及一种高表面光洁度圆球加工方法。
背景技术
随着制造业整体水平的提升，机电产品不断向小型化、精密化方向发展，如高精度微型铣床、计算机硬盘和微型电机等，其旋转运动部件都需要采用高性能微型轴承。因此，微小球体作为微型轴承中的最关键的元件之一获得了巨大的市场需求。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。表面光洁度对加工件的性能同样有着很大的影响。由于机械、电子、及光学工业的飞速发展，对精密机械加工表面的质量及结构小型化的要求日益提高，使得表面光洁度测量显现出越来越重要的地位。针对现有的球体加工方法是无法满足对于微小球体实现高表面光洁度的精加工需求的。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明的第一个方面提供了一种高表面光洁度圆球加工方法，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，倒角机下盘用u面并镀上金刚砂，套在金属圈内，内圈再用牛筋皮粘牢，翻转、削磨，珠坯从方形成为圆形球即可；
(2)粗磨工序：将步骤(1)所得的圆形球放入粗磨机中，粗磨至圆形球的精度在-0.01～0.01mm即可；所述粗磨机的下磨盘镀上金刚砂，全盘采用平盘，上磨盘朝下一面粘上牛筋皮，并在上盘开取料斗；
(3)精磨工序：将步骤(2)粗磨所得的圆形珠坯放入精磨机中，加入第一研磨液进行精磨，精磨至圆形球的精度在-0.005～0.005mm即可；所述精磨机的下磨盘采用V形槽，不镀金刚砂，上磨盘朝下一面粘上牛筋皮；
(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，加入第二研磨液进行超精磨，使其精度达到-0.001～0.001mm，表面光洁度在0.00025μm；所述精磨机的上磨盘朝下一面不使用牛筋皮，直接用生铁板和/或铜板平面研磨，
(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，抛光过程先其使用转压方式，再用中压方式，抛光至成品球。
作为一种优选的技术方案，本发明中所述的所述第一研磨液中的原料分别为第一钻石粉、第一悬浮剂、润滑剂中的至少一种；第二研磨液中的原料分别为第二钻石粉、第一悬浮剂、润滑剂中的至少一种。
作为一种优选的技术方案，本发明中所述第一研磨液中的第一钻石粉、第一悬浮剂、润滑剂的重量比为1：(1-5)：(5-10)；所第二研磨液述中的第二钻石粉、第一悬浮剂、润滑剂的重量比为1：(1-5)：(5-10)。
作为一种优选的技术方案，本发明中所述第一悬浮剂为油性悬浮剂。
作为一种优选的技术方案，本发明中所述油性悬浮剂为高分子聚醚类碳氢化合物和/或含酸性基团的共聚物。
作为一种优选的技术方案，本发明中所述抛光液为稀土氧化物、第二悬浮剂；所述氧化铈、第二悬浮剂的重量比为1:(3-8)。
作为一种优选的技术方案，本发明中所述第二悬浮剂为水性悬浮剂。
作为一种优选的技术方案，本发明中所述水性悬浮剂为含碱基团的聚醚类极性碳氢化合物和/或醇类有机物溶剂。
作为一种优选的技术方案，本发明中所述稀土氧化物为碱性基团的极性化合物改性的稀土氧化物。
本发明的第二个方面提供了一种所述的高表面光洁度圆球加工方法制备得到的高表面光洁度圆球，所述高表面光洁度圆球的表面光洁度为0.00020μm-0.00035μm。
与现有技术相比本发明具有如下的有益效果：
本发明提供了一种高表面光洁度圆球加工方法，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，圆球具有非常高的表面光洁度，可以满足各类精密仪器对圆球光洁度的标准；此外，本发明可以适用于不同尺寸需求的圆球的制备，可以制备0.5-2mm的高表面光洁度的圆球，通过选择改变加工方法中的工艺条件和研磨液、抛光液的不同条件的限定，尤其是对于制备2mm、1.5mm、0.6mm的圆球的表面光洁度最为优异。
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。
本发明的第一个方面提供了一种高表面光洁度圆球加工方法，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，倒角机下盘用u面并镀上金刚砂，套在金属圈内，内圈再用牛筋皮粘牢，翻转、削磨，珠坯从方形成为圆形球即可；
(2)粗磨工序：将步骤(1)所得的圆形球放入粗磨机中，粗磨至圆形球的精度在-0.01～0.01mm即可；所述粗磨机的下磨盘镀上金刚砂，全盘采用平盘，上磨盘朝下一面粘上牛筋皮，并在上盘开取料斗；
(3)精磨工序：将步骤(2)粗磨所得的圆形珠坯放入精磨机中，加入第一研磨液进行精磨，精磨至圆形球的精度在-0.005～0.005mm即可；所述精磨机的下磨盘采用V形槽，不镀金刚砂，上磨盘朝下一面粘上牛筋皮；
(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，加入第二研磨液进行超精磨，使其精度达到-0.001～0.001mm，表面光洁度在0.00025μm左右；所述精磨机的上磨盘朝下一面不使用牛筋皮，直接用生铁板平面研磨，
(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，抛光过程先其使用转压方式，再用中压方式，抛光至成品球。
在本发明中，所述表面光洁度为表面光洁度，表示统一含义。
在一些优选的实施方式中，所述高表面光洁度圆球加工方法，所述加工方法包括如下步骤：
(1)倒角工序：将2.5±0.3mm方形的珠坯放入倒角机中，倒角机下盘用u面并镀上金刚砂，套在金属圈内，金属圈高度在20-40cm左右，内圈再用0.3-0.8mm厚牛筋皮粘牢，用离心力使珠坯翻转、金刚砂的摩擦力使方料的角面不断的削磨掉，转速为1300-2000转/分钟，用时1.5-3.5h，珠坯从方形成为圆形球即可；
(2)粗磨工序：将步骤(1)所得的圆形球放入粗磨机中，粗磨至圆形球的精度在-0.01～0.01mm即可；所述粗磨机的下磨盘镀上金刚砂，全盘采用平盘，上磨盘朝下一面粘上牛筋皮，并在上盘开取料斗，研磨时上盘固定不动，下盘转动，转动速度为800-1300转/分钟，从2.4±0.3mm左右磨到2.2±0.1mmmm，用时2.5-3.5小时；
(3)精磨工序：将步骤(2)粗磨所得的圆形珠坯放入精磨机中，加入第一研磨液进行精磨，精磨至圆形球的精度在-0.005～0.005mm即可；所述精磨机的下磨盘采用V形槽，不镀金刚砂，上磨盘朝下一面粘上牛筋皮，所述V形槽的上端两点之间相距2.3±0.1mm，磨盘开槽工作部宽度与上磨盘料斗宽度一致；
(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，加入第二研磨液进行超精磨，使其精度达到-0.001～0.001mm，表面光洁度在0.00025μm；所述精磨机的上磨盘朝下一面不使用牛筋皮，直接用生铁板平面研磨，下磨盘的V形槽上端两个点之间距离尺寸是2.2±0.1mm，从坯料2.12±0.2mm磨到2.03±0.2mm需要在800-1300转/分钟的速度下研磨长达9-16个小时；
(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，上下两块磨盘顺时针方向转，中间的游轮逆时方向转，让2.031mm毛坯球体在游轮中自由转动，上磨盘边缘上切开个u型窗口，抛的过程中窗口拧紧，等抛到相同的尺寸，从窗口中取出进行测量，抛光过程先其使用转压方式，使上磨盘处于悬停状态，抛到所需尺寸的时候再用中压方式增加上磨盘的压力，以700-1200转/分钟的速度，抛到成品球大概1.5-3.5小时抛光完毕，即得成品球。
作为更优选的一种方式，所述高表面光洁度圆球加工方法，所述加工方法包括如下步骤：
(1)倒角工序：将2.5±0.3mm方形的珠坯放入倒角机中，倒角机下盘用u面并镀上金刚砂，套在金属圈内，金属圈高度在30cm左右，内圈再用0.3-0.8mm厚牛筋皮粘牢，用离心力使珠坯翻转、金刚砂的摩擦力使方料的角面不断的削磨掉，转速为1500转/分钟，用时2h，珠坯从方形成为圆形球即可；
(2)粗磨工序：将步骤(1)所得的圆形球放入粗磨机中，粗磨至圆形球的精度在-0.01～0.01mm即可；所述粗磨机的下磨盘镀上金刚砂，全盘采用平盘，上磨盘朝下一面粘上牛筋皮，并在上盘开取料斗，研磨时上盘固定不动，下盘转动，转动速度为1000转/分钟，从2.4±0.3mm左右磨到2.2±0.1mmmm，用时3小时；
(3)精磨工序：将步骤(2)粗磨所得的圆形珠坯放入精磨机中，加入第一研磨液进行精磨，精磨至圆形球的精度在-0.005～0.005mm即可；所述精磨机的下磨盘采用V形槽，不镀金刚砂，上磨盘朝下一面粘上牛筋皮，所述V形槽的上端两点之间相距2.3±0.1mm，磨盘开槽工作部宽度与上磨盘料斗宽度一致；
(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，加入第二研磨液进行超精磨，使其精度达到-0.001～0.001mm，表面光洁度在0.00025±0.00001μm；所述精磨机的上磨盘朝下一面不使用牛筋皮，直接用生铁板平面研磨，下磨盘的V形槽上端两个点之间距离尺寸是2.2±0.1mm，从坯料2.12±0.2mm磨到2.03±0.2mm需要在900转/分钟的速度下研磨长达13个小时；
(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，上下两块磨盘顺时针方向转，中间的游轮逆时方向转，让2.031mm毛坯球体在游轮中自由转动，上磨盘边缘上切开个u型窗口，抛的过程中窗口拧紧，等抛到相同的尺寸，从窗口中取出进行测量，抛光过程先其使用转压方式，使上磨盘处于悬停状态，抛到所需尺寸的时候再用中压方式增加上磨盘的压力，以900转/分钟的速度，抛到成品球大概2小时抛光完毕，即得成品球。
在一些实施方式中，所述第一研磨液中的原料分别为第一钻石粉、第一悬浮剂、润滑剂中的至少一种；第二研磨液中的原料分别为第二钻石粉、第一悬浮剂、润滑剂中的至少一种。
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2.5±0.3mm。
在一些优选的实施方式中，所述第一研磨液中的原料分别为第一钻石粉、第一悬浮剂、润滑剂中的组合；第二研磨液中的原料分别为第二钻石粉、第一悬浮剂、润滑剂中的组合。
在一些实施方式中，所述第一研磨液中的第一钻石粉、第一悬浮剂、润滑剂的重量比为1：(1-5)：(5-10)；所第二研磨液述中的第二钻石粉、第一悬浮剂、润滑剂的重量比为1：(1-5)：(5-10)。
在一些优选的，实施方式中，所述第一研磨液中的第一钻石粉、第一悬浮剂、润滑剂的重量比为1：3.5：7；所第二研磨液述中的第二钻石粉、第一悬浮剂、润滑剂的重量比为1：2.5：8。
在一些实施方式中，所述第一钻石粉的粒径为3-8μm；第二钻石粉的粒径为1-5μm；优选的，所述第一钻石粉的粒径为5μm；第二钻石粉的粒径为3μm。
在一些实施方式中，所述第一悬浮剂为油性悬浮剂。
在一些实施方式中，所述油性悬浮剂为高分子聚醚类碳氢化合物和/或含酸性基团的共聚物；优选的，所述油性悬浮剂为含酸性基团的共聚物。
在一些实施方式中，所述含酸性基团的共聚物不做特殊的限定，优选的，购买自DisperbykBYK-110。
在一些实施方式中，所述润滑油为白油。
本发明中所述的白油不做特殊的限定，优选的，所述白油为3号白油、5号白油、7号白油中的至少一种；更优选的，所述白油为5号白油。
在一些实施方式中，所述抛光液为稀土氧化物、第二悬浮剂；所述稀土氧化物、第二悬浮剂的重量比为1：(3-8)；优选的，所述稀土氧化物、第二悬浮剂的重量比为1：5。
在一些实施方式中，所述第二悬浮剂为水性悬浮剂。
在一些实施方式中，所述水性悬浮剂为含碱基团的聚醚类极性碳氢化合物和/或醇类有机物溶剂；优选的，所述水性悬浮剂为醇类有机物溶剂。
在一些实施方式中，所述醇类有机物溶剂选自甲醇、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；优选的，所述醇类有机物溶剂选自正丙醇、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；更优选的，所述醇类有机物溶剂为2-丁醇。
在一些实施方式中，所述稀土氧化物为碱性基团的极性化合物改性的稀土氧化物。
在一些实施方式中，所述含碱性基团的极性化合物为N-癸酰基肌氨酸钠盐。
所述碱性基团的极性化合物改性的稀土氧化物，包括如下制备步骤：
(1)用BYK110含酸性基团的共聚物溶液配制质量份数为4-6％的稀土氧化物溶液；
(2)用超声波对上述步骤(1)制得的稀土氧化物溶液进行超声处理，超声处理时间为1.5-2.5h，超声功率为1200-1400W；
(3)加入占稀土氧化物质量分数0.08-0.1％的N-癸酰基肌氨酸钠盐，混合后置于恒温磁力搅拌水浴锅中，在40-50℃下搅拌3-4h，取出冷却，即得。
在一些优选的所述碱性基团的极性化合物改性的稀土氧化物，包括如下制备步骤：
(1)用BYK110含酸性基团的共聚物溶液配制质量份数为5％的稀土氧化物溶液；
(2)用超声波对上述步骤(1)制得的稀土氧化物溶液进行超声处理，超声处理时间为2h，超声功率为1300W；
(3)加入占稀土氧化物质量分数0.08％的N-癸酰基肌氨酸钠盐，混合后置于恒温磁力搅拌水浴锅中，在45℃下搅拌3.5h，取出冷却，即得。
在一些实施方式中，所述的稀土氧化物选自氧化钪、氧化镧、氧化钇、氧化铈；优选的，所述的稀土氧化物为氧化铈。
本发明人发现通过对氧化铈进行超声处理和N-癸酰基肌氨酸钠盐改性可以提高圆球的表面光洁度，可能的原因在于氧化铈表面活性低，易团聚，超声处理将氧化铈的颗粒进一步分散，氧化铈的颗粒越小，N-癸酰基肌氨酸钠盐的加入，会吸附在氧化铈颗粒的表面，使颗粒表面带负电，在静电排斥作用下阻止相邻颗粒的团聚，同时N-癸酰基肌氨酸钠盐的外端分子长链空间位阻大，进一步阻止氧化铈颗粒的团聚，两者协同作用，提高了氧化铈的分散性。
所述表面光洁度指的是加工表面具有的较小间距和微小峰谷的不平度，与机械零件的配合性质、耐磨性、疲劳强度、接触刚度、振动和噪声等有密切关系，对机械产品的使用寿命和可靠性有重要影响。
本发明的第二个方面提供了一种所述的高表面光洁度圆球加工方法制备得到的高表面光洁度圆球，所述高表面光洁度圆球的表面光洁度为所述高表面光洁度圆球的表面光洁度为0.00015μm-0.00035μm。
在本发明中，测量高表面光洁度圆球的外径尺寸使用外径杠杆千万尺，圆度检测用钢球圆度测量仪测评，表面光洁度在40/20显微镜下检测，也采用干涉仪测量。
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
高表面光洁度圆球加工方法，所述加工方法包括如下步骤：
(1)倒角工序：将2.5±0.3mm方形的珠坯放入倒角机中，倒角机下盘用u面并镀上金刚砂，套在金属圈内，金属圈高度在30cm左右，内圈再用0.3-0.8mm厚牛筋皮粘牢，用离心力使珠坯翻转、金刚砂的摩擦力使方料的角面不断的削磨掉，转速为1500转/分钟，用时2h，珠坯从方形成为圆形球即可；
(2)粗磨工序：将步骤(1)所得的圆形球放入粗磨机中，粗磨至圆形球的精度在-0.01～0.01mm即可；所述粗磨机的下磨盘镀上金刚砂，全盘采用平盘，上磨盘朝下一面粘上牛筋皮，并在上盘开取料斗，研磨时上盘固定不动，下盘转动，转动速度为1000转/分钟，从2.4±0.3mm左右磨到2.2±0.1mmmm，用时3小时；
(3)精磨工序：将步骤(2)粗磨所得的圆形珠坯放入精磨机中，加入第一研磨液进行精磨，精磨至圆形球的精度在-0.005～0.005mm即可；所述精磨机的下磨盘采用V形槽，不镀金刚砂，上磨盘朝下一面粘上牛筋皮，所述V形槽的上端两点之间相距2.3±0.1mm，磨盘开槽工作部宽度与上磨盘料斗宽度一致；
(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，加入第二研磨液进行超精磨，使其精度达到-0.001～0.001mm，表面光洁度在0.00025±0.00001μm；所述精磨机的上磨盘朝下一面不使用牛筋皮，直接用生铁板平面研磨，下磨盘的V形槽上端两个点之间距离尺寸是2.2±0.1mm，从坯料2.12±0.2mm磨到2.03±0.2mm需要在900转/分钟的速度下研磨长达13个小时；
(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，上下两块磨盘顺时针方向转，中间的游轮逆时方向转，让2.031mm毛坯球体在游轮中自由转动，上磨盘边缘上切开个u型窗口，抛的过程中窗口拧紧，等抛到相同的尺寸，从窗口中取出进行测量，抛光过程先其使用转压方式，使上磨盘处于悬停状态，抛到所需尺寸的时候再用中压方式增加上磨盘的压力，以900转/分钟的速度，抛到成品球大概2小时抛光完毕，即得成品球。
所述第一研磨液中的原料分别为第一钻石粉、第一悬浮剂、润滑剂中的组合；第二研磨液中的原料分别为第二钻石粉、第一悬浮剂、润滑剂中的组合。所述第一研磨液中的第一钻石粉、第一悬浮剂、润滑剂的重量比为1：3.5：7；所第二研磨液述中的第二钻石粉、第一悬浮剂、润滑剂的重量比为1：2.5：8。所述第一钻石粉的粒径为5μm；第二钻石粉的粒径为3μm。所述第一悬浮剂为油性悬浮剂。所述油性悬浮剂为含酸性基团的共聚物，所述含酸性基团的共聚物为DisperbykBYK-110。所述白油为5号白油。所述抛光液为氧化铈、第二悬浮剂；所述氧化铈、第二悬浮剂的重量比为1：5。所述第二悬浮剂为2-丁醇。所述氧化铈为碱性基团的极性化合物改性的氧化铈。所述碱性基团的极性化合物改性的氧化铈，包括如下制备步骤：
(1)用BYK110含酸性基团的共聚物溶液配制质量份数为5％的氧化铈溶液；
(2)用超声波对上述步骤(1)制得的氧化铈溶液进行超声处理，超声处理时间为2h，超声功率为1300W；
(3)加入占氧化铈质量分数0.08％的N-癸酰基肌氨酸钠盐，混合后置于恒温磁力搅拌水浴锅中，在45℃下搅拌3.5h，取出冷却，即得。
实施例2
高表面光洁度圆球加工方法，所述加工方法包括如下步骤：
(1)倒角工序：将2.5±0.3mm方形的珠坯放入倒角机中，倒角机下盘用u面并镀上金刚砂，套在金属圈内，金属圈高度在30cm左右，内圈再用0.3-0.8mm厚牛筋皮粘牢，用离心力使珠坯翻转、金刚砂的摩擦力使方料的角面不断的削磨掉，转速为1500转/分钟，用时2h，珠坯从方形成为圆形球即可；
(2)粗磨工序：将步骤(1)所得的圆形球放入粗磨机中，粗磨至圆形球的精度在-0.01～0.01mm即可；所述粗磨机的下磨盘镀上金刚砂，全盘采用平盘，上磨盘朝下一面粘上牛筋皮，并在上盘开取料斗，研磨时上盘固定不动，下盘转动，转动速度为1000转/分钟，从2.4±0.3mm左右磨到2.2±0.1mmmm，用时3小时；
(3)精磨工序：将步骤(2)粗磨所得的圆形珠坯放入精磨机中，加入第一研磨液进行精磨，精磨至圆形球的精度在-0.005～0.005mm即可；所述精磨机的下磨盘采用V形槽，不镀金刚砂，上磨盘朝下一面粘上牛筋皮，所述V形槽的上端两点之间相距2.3±0.1mm，磨盘开槽工作部宽度与上磨盘料斗宽度一致；
(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，加入第二研磨液进行超精磨，使其精度达到-0.001～0.001mm，表面光洁度在0.00025±0.00001μm；所述精磨机的上磨盘朝下一面不使用牛筋皮，直接用生铁板平面研磨，下磨盘的V形槽上端两个点之间距离尺寸是2.2±0.1mm，从坯料2.12±0.2mm磨到2.03±0.2mm需要在900转/分钟的速度下研磨长达13个小时；
(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，上下两块磨盘顺时针方向转，中间的游轮逆时方向转，让2.031mm毛坯球体在游轮中自由转动，上磨盘边缘上切开个u型窗口，抛的过程中窗口拧紧，等抛到相同的尺寸，从窗口中取出进行测量，抛光过程先其使用转压方式，使上磨盘处于悬停状态，抛到所需尺寸的时候再用中压方式增加上磨盘的压力，以900转/分钟的速度，抛到成品球大概2小时抛光完毕，即得成品球。
所述第一研磨液中的原料分别为第一钻石粉、第一悬浮剂、润滑剂中的组合；第二研磨液中的原料分别为第二钻石粉、第一悬浮剂、润滑剂中的组合。所述第一研磨液中的第一钻石粉、第一悬浮剂、润滑剂的重量比为1：3.5：7；所第二研磨液述中的第二钻石粉、第一悬浮剂、润滑剂的重量比为1：2.5：8。所述第一钻石粉的粒径为5μm；第二钻石粉的粒径为3μm。所述第一悬浮剂为油性悬浮剂。所述油性悬浮剂为含酸性基团的共聚物，所述含酸性基团的共聚物为DisperbykBYK-110。所述白油为5号白油。所述抛光液为氧化铈、第二悬浮剂；所述氧化铈、第二悬浮剂的重量比为1：5。所述第二悬浮剂为2-丁醇。
实施例3
高表面光洁度圆球加工方法，所述加工方法包括如下步骤：
(1)倒角工序：将2.5±0.3mm方形的珠坯放入倒角机中，倒角机下盘用u面并镀上金刚砂，套在金属圈内，金属圈高度在30cm左右，内圈再用0.3-0.8mm厚牛筋皮粘牢，用离心力使珠坯翻转、金刚砂的摩擦力使方料的角面不断的削磨掉，转速为1500转/分钟，用时2h，珠坯从方形成为圆形球即可；
(2)粗磨工序：将步骤(1)所得的圆形球放入粗磨机中，粗磨至圆形球的精度在-0.01～0.01mm即可；所述粗磨机的下磨盘镀上金刚砂，全盘采用平盘，上磨盘朝下一面粘上牛筋皮，并在上盘开取料斗，研磨时上盘固定不动，下盘转动，转动速度为1000转/分钟，从2.4±0.3mm左右磨到2.2±0.1mmmm，用时3小时；
(3)精磨工序：将步骤(2)粗磨所得的圆形珠坯放入精磨机中，加入第一研磨液进行精磨，精磨至圆形球的精度在-0.005～0.005mm即可；所述精磨机的下磨盘采用V形槽，不镀金刚砂，上磨盘朝下一面粘上牛筋皮，所述V形槽的上端两点之间相距2.3±0.1mm，磨盘开槽工作部宽度与上磨盘料斗宽度一致；
(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，加入第二研磨液进行超精磨，使其精度达到-0.001～0.001mm，表面光洁度在0.00025±0.00001μm；所述精磨机的上磨盘朝下一面不使用牛筋皮，直接用生铁板平面研磨，下磨盘的V形槽上端两个点之间距离尺寸是2.2±0.1mm，从坯料2.12±0.2mm磨到2.03±0.2mm需要在900转/分钟的速度下研磨长达13个小时；
(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，上下两块磨盘顺时针方向转，中间的游轮逆时方向转，让2.031mm毛坯球体在游轮中自由转动，上磨盘边缘上切开个u型窗口，抛的过程中窗口拧紧，等抛到相同的尺寸，从窗口中取出进行测量，抛光过程先其使用转压方式，使上磨盘处于悬停状态，抛到所需尺寸的时候再用中压方式增加上磨盘的压力，以900转/分钟的速度，抛到成品球大概2小时抛光完毕，即得成品球。
所述第一研磨液中的原料分别为第一钻石粉、第一悬浮剂、润滑剂中的组合；第二研磨液中的原料分别为第二钻石粉、第一悬浮剂、润滑剂中的组合。所述第一研磨液中的第一钻石粉、第一悬浮剂、润滑剂的重量比为1：3.5：7；所第二研磨液述中的第二钻石粉、第一悬浮剂、润滑剂的重量比为1：2.5：8。所述第一钻石粉的粒径为8μm；第二钻石粉的粒径为5μm。所述第一悬浮剂为油性悬浮剂。所述油性悬浮剂为含酸性基团的共聚物，所述含酸性基团的共聚物为DisperbykBYK-110。所述白油为5号白油。所述抛光液为氧化铈、第二悬浮剂；所述氧化铈、第二悬浮剂的重量比为1：5。所述第二悬浮剂为2-丁醇。所述氧化铈为碱性基团的极性化合物改性的氧化铈。所述碱性基团的极性化合物改性的氧化铈，包括如下制备步骤：
(1)用BYK110含酸性基团的共聚物溶液配制质量份数为5％的氧化铈溶液；
(2)用超声波对上述步骤(1)制得的氧化铈溶液进行超声处理，超声处理时间为2h，超声功率为1300W；
(3)加入占氧化铈质量分数0.08％的N-癸酰基肌氨酸钠盐，混合后置于恒温磁力搅拌水浴锅中，在45℃下搅拌3.5h，取出冷却，即得。
实施例4
高表面光洁度圆球加工方法，所述加工方法包括如下步骤：
(1)倒角工序：将2.5±0.3mm方形的珠坯放入倒角机中，倒角机下盘用u面并镀上金刚砂，套在金属圈内，金属圈高度在30cm左右，内圈再用0.3-0.8mm厚牛筋皮粘牢，用离心力使珠坯翻转、金刚砂的摩擦力使方料的角面不断的削磨掉，转速为1500转/分钟，用时2h，珠坯从方形成为圆形球即可；
(2)粗磨工序：将步骤(1)所得的圆形球放入粗磨机中，粗磨至圆形球的精度在-0.01～0.01mm即可；所述粗磨机的下磨盘镀上金刚砂，全盘采用平盘，上磨盘朝下一面粘上牛筋皮，并在上盘开取料斗，研磨时上盘固定不动，下盘转动，转动速度为1000转/分钟，从2.4±0.3mm左右磨到2.2±0.1mmmm，用时3小时；
(3)精磨工序：将步骤(2)粗磨所得的圆形珠坯放入精磨机中，加入第一研磨液进行精磨，精磨至圆形球的精度在-0.005～0.005mm即可；所述精磨机的下磨盘采用V形槽，不镀金刚砂，上磨盘朝下一面粘上牛筋皮，所述V形槽的上端两点之间相距2.3±0.1mm，磨盘开槽工作部宽度与上磨盘料斗宽度一致；
(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，加入第二研磨液进行超精磨，使其精度达到-0.001～0.001mm，表面光洁度在0.00025±0.00001μm；所述精磨机的上磨盘朝下一面不使用牛筋皮，直接用生铁板平面研磨，下磨盘的V形槽上端两个点之间距离尺寸是2.2±0.1mm，从坯料2.12±0.2mm磨到2.03±0.2mm需要在900转/分钟的速度下研磨长达13个小时；
(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，上下两块磨盘顺时针方向转，中间的游轮逆时方向转，让2.031mm毛坯球体在游轮中自由转动，上磨盘边缘上切开个u型窗口，抛的过程中窗口拧紧，等抛到相同的尺寸，从窗口中取出进行测量，抛光过程先其使用转压方式，使上磨盘处于悬停状态，抛到所需尺寸的时候再用中压方式增加上磨盘的压力，以900转/分钟的速度，抛到成品球大概2小时抛光完毕，即得成品球。
所述第一研磨液中的原料分别为第一钻石粉、第一悬浮剂、润滑剂中的组合；第二研磨液中的原料分别为第二钻石粉、第一悬浮剂、润滑剂中的组合。所述第一研磨液中的第一钻石粉、第一悬浮剂、润滑剂的重量比为1：3.5：7；所第二研磨液述中的第二钻石粉、第一悬浮剂、润滑剂的重量比为1：2.5：8。所述第一钻石粉的粒径为5μm；第二钻石粉的粒径为3μm。所述第一悬浮剂为油性悬浮剂。所述油性悬浮剂为含酸性基团的共聚物，所述含酸性基团的共聚物为DisperbykBYK-110。所述白油为15号白油。所述抛光液为氧化铈、第二悬浮剂；所述氧化铈、第二悬浮剂的重量比为1：5。所述第二悬浮剂为2-丁醇。所述氧化铈为碱性基团的极性化合物改性的氧化铈。所述碱性基团的极性化合物改性的氧化铈，包括如下制备步骤：
(1)用BYK110含酸性基团的共聚物溶液配制质量份数为5％的氧化铈溶液；
(2)用超声波对上述步骤(1)制得的氧化铈溶液进行超声处理，超声处理时间为2h，超声功率为1300W；
(3)加入占氧化铈质量分数0.08％的N-癸酰基肌氨酸钠盐，混合后置于恒温磁力搅拌水浴锅中，在45℃下搅拌3.5h，取出冷却，即得。
实施例5
高表面光洁度圆球加工方法，所述加工方法包括如下步骤：
(1)倒角工序：将2.5±0.3mm方形的珠坯放入倒角机中，倒角机下盘用u面并镀上金刚砂，套在金属圈内，金属圈高度在30cm左右，内圈再用0.3-0.8mm厚牛筋皮粘牢，用离心力使珠坯翻转、金刚砂的摩擦力使方料的角面不断的削磨掉，转速为1500转/分钟，用时2h，珠坯从方形成为圆形球即可；
(2)粗磨工序：将步骤(1)所得的圆形球放入粗磨机中，粗磨至圆形球的精度在-0.01～0.01mm即可；所述粗磨机的下磨盘镀上金刚砂，全盘采用平盘，上磨盘朝下一面粘上牛筋皮，并在上盘开取料斗，研磨时上盘固定不动，下盘转动，转动速度为1000转/分钟，从2.4±0.3mm左右磨到2.2±0.1mmmm，用时3小时；
(3)精磨工序：将步骤(2)粗磨所得的圆形珠坯放入精磨机中，加入第一研磨液进行精磨，精磨至圆形球的精度在-0.005～0.005mm即可；所述精磨机的下磨盘采用V形槽，不镀金刚砂，上磨盘朝下一面粘上牛筋皮，所述V形槽的上端两点之间相距2.3±0.1mm，磨盘开槽工作部宽度与上磨盘料斗宽度一致；
(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，加入第二研磨液进行超精磨，使其精度达到-0.001～0.001mm，表面光洁度在0.00025±0.00001μm；所述精磨机的上磨盘朝下一面不使用牛筋皮，直接用生铁板平面研磨，下磨盘的V形槽上端两个点之间距离尺寸是2.2±0.1mm，从坯料2.12±0.2mm磨到2.03±0.2mm需要在900转/分钟的速度下研磨长达13个小时；
(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，上下两块磨盘顺时针方向转，中间的游轮逆时方向转，让2.031mm毛坯球体在游轮中自由转动，上磨盘边缘上切开个u型窗口，抛的过程中窗口拧紧，等抛到相同的尺寸，从窗口中取出进行测量，抛光过程先其使用转压方式，使上磨盘处于悬停状态，抛到所需尺寸的时候再用中压方式增加上磨盘的压力，以900转/分钟的速度，抛到成品球大概2小时抛光完毕，即得成品球。
所述第一研磨液中的原料分别为第一钻石粉、第一悬浮剂、润滑剂中的组合；第二研磨液中的原料分别为第二钻石粉、第一悬浮剂、润滑剂中的组合。所述第一研磨液中的第一钻石粉、第一悬浮剂、润滑剂的重量比为1：3.5：7；所第二研磨液述中的第二钻石粉、第一悬浮剂、润滑剂的重量比为1：2.5：8。所述第一钻石粉的粒径为5μm；第二钻石粉的粒径为3μm。所述第一悬浮剂为油性悬浮剂。所述油性悬浮剂为含酸性基团的共聚物，所述含酸性基团的共聚物为DisperbykBYK-110。所述白油为5号白油。所述抛光液为氧化钪、第二悬浮剂；所述氧化钪、第二悬浮剂的重量比为1：5。所述第二悬浮剂为2-丁醇。
性能评价：
1.表面粗糙度性能测试：在40/20显微镜下检测：将被测表面与表面粗糙度比较样板靠在一起，用显微镜观察两者被放大的表面，以样板工作面上的粗糙度为标准，观察比较被测表面是否达到相应样块的表面粗糙度。
◎：无明显瑕疵和沙眼；
△：有瑕疵或沙眼。
×：有明显的瑕疵和沙眼。
表1性能评价结果
| 实施例 | 表面粗糙度/μm | 外观 |
| 实施例1 | 0.00020 | ◎ |
| 实施例2 | 0.00023 | ◎ |
| 实施例3 | 0.00031 | × |
| 实施例4 | 0.00034 | × |
| 实施例5 | 0.00028 | △ |
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 (8)
1.一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：将方形的珠坯放入倒角机中，倒角机下盘用u面并镀上金刚砂，套在金属圈内，内圈再用牛筋皮粘牢，翻转、削磨，珠坯从方形成为圆形球即可；
(2)粗磨工序：将步骤(1)所得的圆形球放入粗磨机中，粗磨至圆形球的精度在-0.01～0.01mm即可；所述粗磨机的下磨盘镀上金刚砂，全盘采用平盘，上磨盘朝下一面粘上牛筋皮，并在上盘开取料斗；
(3)精磨工序：将步骤(2)粗磨所得的圆形珠坯放入精磨机中，加入第一研磨液进行精磨，精磨至圆形球的精度在-0.005～0.005mm即可；所述精磨机的下磨盘采用V形槽，不镀金刚砂，上磨盘朝下一面粘上牛筋皮；
(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，加入第二研磨液进行超精磨，使其精度达到-0.001～0.001mm，表面光洁度在0.00025μm；所述精磨机的上磨盘朝下一面不使用牛筋皮，直接用生铁板和/或铜板平面研磨，
(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，抛光过程先其使用转压方式，再用中压方式，抛光至成品球；
所述抛光液为稀土氧化物、第二悬浮剂；所述稀土氧化物、第二悬浮剂的重量比为1:(3-8)；所述稀土氧化物为碱性基团的极性化合物改性的稀土氧化物；所述碱性基团的极性化合物为N-癸酰基肌氨酸钠盐；
所述碱性基团的极性化合物改性的稀土氧化物，包括如下制备步骤：
(1)用BYK110含酸性基团的共聚物溶液配制质量份数为4-6％的稀土氧化物溶液；
(2)用超声波对上述步骤(1)制得的稀土氧化物溶液进行超声处理，超声处理时间为1.5-2.5h，超声功率为1200-1400W；
(3)加入占稀土氧化物质量分数0.08-0.1％的N-癸酰基肌氨酸钠盐，混合后置于恒温磁力搅拌水浴锅中，在40-50℃下搅拌3-4h，取出冷却，即得。
2.如权利要求1所述的高表面光洁度圆球加工方法，其特征在于，所述第一研磨液中的原料分别为第一钻石粉、第一悬浮剂、润滑剂中的至少一种；第二研磨液中的原料分别为第二钻石粉、第一悬浮剂、润滑剂中的至少一种。
3.如权利要求2所述的高表面光洁度圆球加工方法，其特征在于，所述第一研磨液中的第一钻石粉、第一悬浮剂、润滑剂的重量比为1：(1-5)：(5-10)；所第二研磨液述中的第二钻石粉、第一悬浮剂、润滑剂的重量比为1：(1-5)：(5-10)。
4.如权利要求2所述的高表面光洁度圆球加工方法，其特征在于，所述第一悬浮剂为油性悬浮剂。
5.如权利要求4所述的高表面光洁度圆球加工方法，其特征在于，所述油性悬浮剂为高分子聚醚类碳氢化合物和/或含酸性基团的共聚物。
6.如权利要求5所述的高表面光洁度圆球加工方法，其特征在于，所述第二悬浮剂为水性悬浮剂。
7.如权利要求6所述的高表面光洁度圆球加工方法，其特征在于，所述水性悬浮剂为含碱基团的聚醚类极性碳氢化合物和/或醇类有机物溶剂。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的高表面光洁度圆球加工方法制备得到的高表面光洁度圆球，其特征在于，所述高表面光洁度圆球的表面光洁度为0.00020μm-0.00035μm。
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