CN111761507A - 一种基于行星运动的单面研磨设备 - Google Patents

一种基于行星运动的单面研磨设备 Download PDF

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CN111761507A CN202010715037.8A CN202010715037A CN111761507A CN 111761507 A CN111761507 A CN 111761507A CN 202010715037 A CN202010715037 A CN 202010715037A CN 111761507 A CN111761507 A CN 111761507A
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申波
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Abstract

本发明提供了一种基于行星运动的单面研磨设备，涉及精加工技术领域，解决了现有技术中存在的研磨设备工件运动轨迹不受控，影响加工精度的技术问题。该基于行星运动的单面研磨设备包括研磨盘结构、压盘结构以及行星轮结构，行星轮结构设置在研磨盘结构与压盘结构之间；行星轮结构包括太阳轮、内齿轮以及多个行星轮，多个行星轮均与太阳轮和内齿轮相啮合，在太阳轮上连接有中心轴驱动系统，中心轴驱动系统驱动太阳轮转动，能够带动行星轮转动；待研磨的工件设置在行星轮上；压盘结构将待研磨的工件压紧在研磨盘结构上，行星轮结构带动工件做行星运动。本发明用于提供一种加工质量和加工效率更高的基于行星运动的单面研磨设备。

Description

一种基于行星运动的单面研磨设备
技术领域
本发明涉及精加工技术领域，尤其是涉及一种基于行星运动的单面研磨设备。
背景技术
目前国内精密加工领域对于单面研磨加工普遍采用的是挡圈砝码式研磨，就是将工件放到挡圈内，然后在工件上面加载砝码，研磨盘旋转对工件产生研磨效果。缺点首先是工件没有强制驱动，完全依靠研磨盘的作用偶然情况下才能运动，工件运动轨迹不受控，影响加工精度；研磨盘磨损后精度不好恢复；其次砝码加压，劳动强度大，效率底下，工序成本高；研磨盘磨损后精度不好恢复，甚至需要将研磨盘卸掉重新磨平；
本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：研磨设备工件运动轨迹不受控，影响加工精度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于行星运动的单面研磨设备，以解决现有技术中存在的研磨设备工件运动轨迹不受控，影响加工精度的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的基于行星运动的单面研磨设备，包括研磨盘结构、压盘结构以及行星轮结构，所述行星轮结构设置在所述研磨盘结构与所述压盘结构之间；
所述行星轮结构包括太阳轮、内齿轮以及多个行星轮，多个所述行星轮均与所述太阳轮和所述内齿轮相啮合，在所述太阳轮上连接有中心轴驱动系统，所述中心轴驱动系统驱动所述太阳轮转动，能够带动所述行星轮转动；待研磨的工件设置在所述行星轮上；
所述压盘结构将待研磨的工件压紧在所述研磨盘结构上，所述行星轮结构带动工件做行星运动。
优选地，所述压盘结构包括压盘驱动机构以及第一压盘，所述压盘驱动机构能驱动所述第一压盘移动直至所述压盘结构压紧在多个所述行星轮上的待研磨的工件上。
优选地，在所述第一压盘的圆周上还均匀分布连接有多个第二压盘，多个所述第二压盘与多个所述行星轮位置一一对应。
优选地，所述第一压盘包括第一固定盘和第一浮动盘，所述第一固定盘与所述压盘驱动机构连接，所述第一浮动盘与待研磨的工件相接触，所述第一固定盘与所述第一浮动盘之间在竖直方向具有浮动位移。
优选地，所述第一压盘包括第一固定盘和第一浮动盘，所述第一浮动盘套设在所述第一固定盘上，
所述第二压盘包括第二固定盘和第二浮动盘，所述第二浮动盘套设在所述第二固定盘上，
所述第一固定盘与所述压盘驱动机构连接，所述第一浮动盘与所述第二固定盘连接，所述第二浮动盘与待研磨的工件相接触，所述第一固定盘与所述第一浮动盘之间、所述第二固定盘与所述第二浮动盘之间在竖直方向均具有浮动位移。
优选地，在所述行星轮上设置有若干个存放孔，待研磨的工件设置在所述存放孔内。
优选地，所述研磨盘结构包括研磨盘和研磨盘驱动机构，所述研磨盘驱动机构包括研磨盘驱动源和研磨盘驱动轴，所述研磨盘驱动轴与所述研磨盘连接，所述研磨盘驱动源驱动所述研磨盘驱动轴转动，带动所述研磨盘转动；
所述中心轴驱动系统包括中心转轴和中心轴驱动系统，所述中心转轴与所述太阳轮连接，所述中心轴驱动系统驱动所述中心转轴转动，带动所述中心轮转动，
所述研磨盘驱动轴为空心轴，所述中心转轴转动穿设在所述研磨盘驱动轴内。
优选地，所述压盘驱动机构为气缸。
优选地，所述中心轴驱动系统与所述压盘驱动机构处于同一轴线上。
优选地，基于行星运动的单面研磨设备还包括冷却液供给系统，所述冷却液供给系统包含冷却液流水盘，所述冷却液流水盘设置在所述第一压盘上方，在所述冷却液流水盘上设置有流水孔，所述冷却液供给系统将冷却液输送至所述冷却液流水盘并经所述流水孔流出分散至所述行星轮结构上。
优选地，基于行星运动的单面研磨设备还包括控制器，所述控制器与所述研磨盘结构、所述压盘结构、所述冷却液供给系统以及所述行星轮结构均电连接。
本发明的有益效果是：本发明提供的基于行星运动的单面研磨设备，待研磨的工件能够跟随行星轮做行星运动，既能够以自身轴心自转，又能够以太阳轮中心公转；而且，中心轴驱动系统可以自由设置转动速度以及转动方向，改变研磨盘的消耗规律，使其研磨消耗更加均匀稳定，保证加工质量的要求，提高加工质量和加工效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的立体图(一)；
图2是本发明的部分结构示意图；
图3是本发明的部分结构立体图；
图4是本发明的立体图(二)。
图中1、研磨盘结构；2、压盘结构；3、行星轮结构；4、冷却液供给系统；5、控制器；6、机架；11、研磨盘；12、研磨盘驱动源；13、研磨盘驱动轴；21、压盘驱动机构；22、第一压盘；23、第二压盘；221、第一固定盘；222、第一浮动盘；231、第二固定盘；232、第二浮动盘；31、太阳轮；32、行星轮；33、内齿轮；34、中心转轴；35、中心轴驱动源；36、固定环；41、冷却液流水盘；61、工作台；62、压盘支架。
具体实施方式
下面可以参照附图图1～图4以及文字内容理解本发明的内容以及本发明与现有技术之间的区别点。下文通过附图以及列举本发明的一些可选实施例的方式，对本发明的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述。需要说明的是：本实施例中的任何技术特征、任何技术方案均是多种可选的技术特征或可选的技术方案中的一种或几种，为了描述简洁的需要本文件中无法穷举本发明的所有可替代的技术特征以及可替代的技术方案，也不便于每个技术特征的实施方式均强调其为可选的多种实施方式之一，所以本领域技术人员应该知晓：可以将本发明提供的任一技术手段进行替换或将本发明提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到新的技术方案。本实施例内的任何技术特征以及任何技术方案均不限制本发明的保护范围，本发明的保护范围应该包括本领域技术人员不付出创造性劳动所能想到的任何替代技术方案以及本领域技术人员将本发明提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到的新的技术方案。
本发明提供了一种加工质量和加工效率更高的基于行星运动的单面研磨设备。
下面结合图1～图4对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。
本发明提供了一种基于行星运动的单面研磨设备，包括研磨盘结构、压盘结构以及行星轮结构，所述行星轮结构设置在所述研磨盘结构与所述压盘结构之间；
所述行星轮结构包括太阳轮、内齿轮以及多个行星轮，多个所述行星轮均与所述太阳轮和所述内齿轮相啮合，在所述太阳轮上连接有中心轴驱动系统，所述中心轴驱动系统驱动所述太阳轮转动，能够带动所述行星轮转动；待研磨的工件设置在所述行星轮上；
所述压盘结构将待研磨的工件压紧在所述研磨盘结构上，所述行星轮结构带动工件做行星运动。
本发明提供的基于行星运动的单面研磨设备，待研磨的工件能够跟随行星轮做行星运动，既能够以自身轴心自转，又能够以太阳轮中心公转，而且，中心轴驱动系统可以自由设置转动速度以及转动方向，改变研磨盘的消耗规律，使其研磨消耗更加均匀稳定，保证加工质量的要求，提高加工质量和加工效率。
作为可选地实施方式，所述压盘结构包括压盘驱动机构以及第一压盘，所述压盘驱动机构能驱动所述第一压盘移动直至所述压盘结构压紧在多个所述行星轮上的待研磨的工件上。
在待研磨的工件放置到行星轮上之后，通过压盘驱动机构驱动第一压盘向下移动，压紧工件，使工件与研磨盘结构之间产生压力，通过工件的行星运动，使工件与研磨盘结构之间具有相对运动，起到打磨效果，而且压盘驱动机构的压力大小可控，根据需要设置即可，粗加工时压力设置较大一些，细加工时压力设置较小一些，满足不同工件的不同需求。
作为可选地实施方式，在所述第一压盘的圆周上还均匀分布连接有多个第二压盘，多个所述第二压盘与多个所述行星轮位置一一对应。
在第一压盘上设置多个第二压盘，将压盘驱动机构提供的压力进行分散，分散至各个第二压盘，各个第二压盘又分别对各个行星轮上的工件施加压力。
作为可选地实施方式，所述第一压盘包括第一固定盘和第一浮动盘，所述第一固定盘与所述压盘驱动机构连接，所述第一浮动盘与待研磨的工件相接触，所述第一固定盘与所述第一浮动盘之间在竖直方向具有浮动位移。
作为可选地实施方式，所述第一压盘包括第一固定盘和第一浮动盘，所述第一浮动盘套设在所述第一固定盘上，
所述第二压盘包括第二固定盘和第二浮动盘，所述第二浮动盘套设在所述第二固定盘上，
所述第一固定盘与所述压盘驱动机构连接，所述第一浮动盘与所述第二固定盘连接，所述第二浮动盘与待研磨的工件相接触，所述第一固定盘与所述第一浮动盘之间、所述第二固定盘与所述第二浮动盘之间在竖直方向均具有浮动位移。
固定盘和浮动盘之间具有浮动位移，能够分散压力，调节压力的均匀性，具有一定的缓冲效果，避免了浮动盘与工件的刚性接触，使浮动盘的使用周期显著增加。
作为可选地实施方式，在所述行星轮上设置有若干个存放孔，待研磨的工件设置在所述存放孔内。通过设置存放孔用来放置工件，使工件在行星轮上的位置被限定。
作为可选地实施方式，所述研磨盘结构包括研磨盘和研磨盘驱动机构，所述研磨盘驱动机构包括研磨盘驱动源和研磨盘驱动轴，所述研磨盘驱动轴与所述研磨盘连接，所述研磨盘驱动源驱动所述研磨盘驱动轴转动，带动所述研磨盘转动；
所述中心轴驱动系统包括中心转轴和中心轴驱动系统，所述中心转轴与所述太阳轮连接，所述中心轴驱动系统驱动所述中心转轴转动，带动所述中心轮转动，
所述研磨盘驱动轴为空心轴，所述中心转轴转动穿设在所述研磨盘驱动轴内。
上述结构，使得本发明提供的基于行星运动的单面研磨设备的整体体积变小，而且中心轴驱动系统与研磨盘驱动机构可以实现单独控制，不受到彼此的影响；体积的减小使得基于行星运动的单面研磨设备可以放置到任何场地使用，尤其是实验室或者办公室等场地，非常方便。
作为可选地实施方式，所述压盘驱动机构为气缸。
作为可选地实施方式，所述中心轴驱动系统与所述压盘驱动机构处于同一轴线上。
作为可选地实施方式，基于行星运动的单面研磨设备还包括冷却液供给系统，所述冷却液供给系统包含冷却液流水盘，所述冷却液流水盘设置在所述第一压盘上方，在所述冷却液流水盘上设置有流水孔，所述冷却液供给系统将冷却液输送至所述冷却液流水盘并经所述流水孔流出分散至所述行星轮结构上。
本发明利用冷却液流水盘对冷却液进行分流，使流入各个行星轮上方的冷却液分布均匀，持续的冷却介质供给系统，可以稳定的控制研磨过程中的温度变化，并不断提供新的磨料，确保加工效率。
作为可选地实施方式，基于行星运动的单面研磨设备还包括控制器，所述控制器与所述研磨盘结构、所述压盘结构、所述冷却液供给系统以及所述行星轮结构均电连接。
实施例1:
本发明提供的一种基于行星运动的单面研磨设备，包括机架6以及设置在所述机架6上的研磨盘结构1、压盘结构2、行星轮结构3、冷却液供给系统4以及控制器5，所述行星轮结构3设置在所述研磨盘结构1与所述压盘结构2之间且三者的中心处于同一轴线上；所述控制器5与所述研磨盘结构1、所述压盘结构2、所述冷却液供给系统4以及所述行星轮结构3均电连接。
在所述机架6上设置有工作台61，所述研磨盘结构1设置在所述工作台61上，所述研磨盘结构1包括研磨盘11以及研磨盘驱动机构，在所述工作台61的中部开设有第一通孔，所述研磨盘驱动机构包括研磨盘驱动源12和研磨盘驱动轴13，所述研磨盘驱动轴13为空心轴，所述研磨盘驱动轴13可转动穿设在所述第一通孔内，所述研磨盘驱动轴13的顶部与所述研磨盘11固定连接，所述研磨盘驱动源12能够驱动所述研磨盘驱动轴13转动，带动所述研磨盘11转动，使得所述研磨盘11与后文中设置在所述行星轮32上的待研磨的工件产生相对移动。
所述行星轮结构3包括太阳轮31、内齿轮33、多个行星轮32以及中心轴驱动系统，在每个所述行星轮32上设置有若干个存放孔，待研磨的工件放置在所述存放孔内，所述内齿轮33通过若干固定环36固定在所述工作台61上且位于所述第一研磨盘11上方，所述中心轴驱动系统包括中心转轴34和中心轴驱动源35，所述中心转轴34可转动穿设在空心的所述第一研磨盘驱动轴13内，所述中心转轴34的顶部与所述太阳轮31连接，所述中心转轴34的底部与中心轴驱动源35连接，所述中心轴驱动源35能驱动所述中心转轴34转动，带动所述太阳轮31转动；
多个所述行星轮32设置在所述太阳轮31和所述内齿轮33之间，多个所述行星轮32均与所述太阳轮31和所述内齿轮33相啮合，在所述中心轴驱动系统驱动所述太阳轮31转动时，所述太阳轮31能够带动所述行星轮32转动，使得所述行星轮32做行星运动，既能够围绕自身轴心自转，又能够绕着中心转轴34公转，待研磨的工件设置在所述行星轮32上，使得待研磨的工件能够跟随所述行星轮32做行星运动。
所述压盘结构2通过压盘支架62固定在所述机架6上，所述压盘结构包括压盘驱动机构21、第一压盘22、多个第二压盘23，所述第一压盘22与所述压盘驱动机构21连接，多个所述第二压盘23与所述第一压盘22连接，多个所述第二压盘23均匀分布在所述第一压盘22的圆周上；且多个所述第二压盘23与多个所述行星轮32位置一一对应，所述压盘驱动机构21能驱动所述第一压盘22和多个所述第二压盘23移动直至多个所述第二压盘23压紧在多个所述行星轮32上的待研磨的工件上。压盘驱动机构21首选为气缸驱动。研磨盘驱动源12、中心轴驱动源35均首选为电机，由变频器拖动，无极变速，方向可逆。
所述第一压盘22、多个第二压盘23均包括固定盘和浮动盘，所述浮动盘与所述固定盘连接，且所述浮动盘能够相对于所述固定盘旋转，浮动盘相对于固定盘在竖直方向上设置有浮动位移。
具体地，所述第一压盘22包括第一固定盘221和第一浮动盘222，所述第二压盘23包括第二固定盘231和第二浮动盘232，所述第一固定盘221与所述压盘驱动机构21连接，所述第二固定盘231均匀分布在所述第一浮动盘222的圆周上，所述第二浮动盘232与待研磨工件相接触对工件进行打磨。
在所述压盘驱动机构21带动所述第二浮动盘232移动至与所述行星轮32上的待研磨的工件相接触时，能够分散压力，将压力经过两层浮动盘进行分散，调节压力的均匀性，并具有一定的缓冲效果，使得工件的研磨更加精细，提高加工精度。另外，浮动盘能够相对于固定盘旋转，在摩擦力的作用下，工件旋转带动第二浮动盘232旋转，第二浮动盘232也可以带动第一浮动盘222旋转，根据不同工件的不同情况，浮动盘具有浮动位移，使研磨盘整体磨损消耗均匀，提高研磨盘的使用周期。
所述冷却液供给系统4用于将冷却液输送至所述研磨盘结构1与所述压盘结构2之间，对研磨工作进行冷却。具体地，所述冷却液供给系统4包含冷却液流水盘41，所述冷却液流水盘41设置在所述第一压盘22上方，在所述冷却液流水盘41上设置有若干流水孔，所述冷却液供给系统将冷却液输送至所述冷却液流水盘41并经所述流水孔流出分散至所述行星轮结构3上。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于行星运动的单面研磨设备，其特征在于，包括研磨盘结构、压盘结构以及行星轮结构，所述行星轮结构设置在所述研磨盘结构与所述压盘结构之间；
所述行星轮结构包括太阳轮、内齿轮以及多个行星轮，多个所述行星轮均与所述太阳轮和所述内齿轮相啮合，在所述太阳轮上连接有中心轴驱动系统，所述中心轴驱动系统驱动所述太阳轮转动，能够带动所述行星轮转动；待研磨的工件设置在所述行星轮上；
所述压盘结构将待研磨的工件压紧在所述研磨盘结构上，所述行星轮结构带动工件做行星运动。
2.根据权利要求1所述的基于行星运动的单面研磨设备，其特征在于，所述压盘结构包括压盘驱动机构以及第一压盘，所述压盘驱动机构能驱动所述第一压盘移动直至所述压盘结构压紧在多个所述行星轮上的待研磨的工件上。
3.根据权利要求2所述的基于行星运动的单面研磨设备，其特征在于，在所述第一压盘的圆周上还均匀分布连接有多个第二压盘，多个所述第二压盘与多个所述行星轮位置一一对应。
4.根据权利要求3所述的基于行星运动的单面研磨设备，其特征在于，所述第一压盘包括第一固定盘和第一浮动盘，所述第一浮动盘套设在所述第一固定盘上，
所述第二压盘包括第二固定盘和第二浮动盘，所述第二浮动盘套设在所述第二固定盘上，
所述第一固定盘与所述压盘驱动机构连接，所述第一浮动盘与所述第二固定盘连接，所述第二浮动盘与待研磨的工件相接触，所述第一固定盘与所述第一浮动盘之间、所述第二固定盘与所述第二浮动盘之间在竖直方向均具有浮动位移。
5.根据权利要求1所述的基于行星运动的单面研磨设备，其特征在于，在所述行星轮上设置有若干个存放孔，待研磨的工件设置在所述存放孔内。
6.根据权利要求1所述的基于行星运动的单面研磨设备，其特征在于，所述研磨盘结构包括研磨盘和研磨盘驱动机构，所述研磨盘驱动机构包括研磨盘驱动源和研磨盘驱动轴，所述研磨盘驱动轴与所述研磨盘连接，所述研磨盘驱动源驱动所述研磨盘驱动轴转动，带动所述研磨盘转动；
所述中心轴驱动系统包括中心转轴和中心轴驱动系统，所述中心转轴与所述太阳轮连接，所述中心轴驱动系统驱动所述中心转轴转动，带动所述中心轮转动，
所述研磨盘驱动轴为空心轴，所述中心转轴转动穿设在所述研磨盘驱动轴内。
7.根据权利要求2所述的基于行星运动的单面研磨设备，其特征在于，所述压盘驱动机构为气缸。
8.根据权利要求2所述的基于行星运动的单面研磨设备，其特征在于，所述中心轴驱动系统与所述压盘驱动机构处于同一轴线上。
9.根据权利要求2所述的基于行星运动的单面研磨设备，其特征在于，基于行星运动的单面研磨设备还包括冷却液供给系统，所述冷却液供给系统包含冷却液流水盘，所述冷却液流水盘设置在所述第一压盘上方，在所述冷却液流水盘上设置有流水孔，所述冷却液供给系统将冷却液输送至所述冷却液流水盘并经所述流水孔流出分散至所述行星轮结构上。
10.根据权利要求9所述的基于行星运动的单面研磨设备，其特征在于，基于行星运动的单面研磨设备还包括控制器，所述控制器与所述研磨盘结构、所述压盘结构、所述冷却液供给系统以及所述行星轮结构均电连接。
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