CN1814407B - 一种磨削大规格工件的方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种磨削大规格工件的方法及装置，让被加工工件绕着旋转的上下磨轮进行三自由度运行方式的进行磨削加工；所述的三自由度运行方式是椭圆轨迹；使被加工工件的两面所接触的旋转的上、下圆形研磨轮的表面同时进行三自由度椭圆轨迹运行来进行平行平面磨削加工；通过上、下磨轮的旋转，并使由上、下磨轮所夹压的夹持被加工工件的横板进行椭圆轨迹运转的被称为平面三维的三自由度运动机构，形成使被加工工件的两面均匀珩磨削，如果被加工工件处于椭圆轨迹运行运转在旋转的上下磨轮的相对速度之间的话，即可对大而薄且易裂痕的工件进行珩磨削。

Description

一种磨削大规格工件的方法及装置

技术领域

本发明涉及大规格型面机械加工，特别是平面磨床的磨削加工、抛光加工，研磨加工大规格工件采用三自由度椭圆轨迹运行，在上下两块圆形研磨轮的表面，对加工件的两端面同时搓合珩磨削，以防止偏磨、保持了研磨轮表面的优质、对平行度，平面度以及工件的表面粗糙度的要求，可进行高精度加工的方法。

背景技术

现有技术中，如图1所示的代表性的平行平面磨床的一例的主要部分的立体示意图。从构造上看，夹持被加工件的托板采用的是行星齿轮机构，这个托板的运动方式是被称为边自转边公转的双向方式。

如图所示，未有图示的通过驱动装置被进行旋转驱动的下磨轮1外周圆上有齿形的托板——行星齿轮2，未有图示的通过驱动装置被进行旋转与驱动的中心齿轮——太阳齿轮3，未有图示的通过驱动装置被旋转驱动的内齿轮圈4，被安置在行星齿轮轴向平面上空穴中工件5，未有图示的通过驱动装置被进行旋转驱动环形上磨轮6，联结柱7、安装在上磨轮6上定中导环8，定心套9、联结上面，未有图示的方向，受压气缸活塞杆的中轴10，未有图示的通过驱动装置被进行旋转驱动的顶上圆周有凹槽的中心转动轴口，固定在上磨轮内环孔边沿上的闸键13。

使用这个平行平面磨床时，在上磨轮6上是使数个托板2与中心齿轮3与内齿轮圈4啮合，并均等地配置，由托板2的平面上置有数个空穴中安置被加工的工件5。

然后，随着中轴10下伸、定心套9及中导环8与联结柱7将上磨轮6降下，降至放置在被加工工件5的上平面，这时上磨轮6内环孔边沿上的闸键进入顶上圆周由凹槽的转动轴12。使上磨轮6居中，然后将相对与下磨轮1反向旋转，准备工作完成。

在进行被加工工件5的双面磨削时，从上磨轮6上设置的砂粒供给孔(未图示)中边供给将砂粒与油和水混合的液状物加砂粒，边通过中心转动轴12驱动上磨轮6旋转，边同时通过中心齿轮3与内齿轮圈4的旋转、达到托板2既自转又公转，通过这个旋转对上磨轮6和下磨轮1的正反旋转之间夹持的被加工工件5进行双面磨削。

在这里所谓的磨削是包括通过固定供给砂粒所进行的磨削和通过游离砂粒进行的研磨的砂粒加工的总称。

近年来，除了电子机器和移动体为主的通讯机器之外。由应用光学的机器组成的功能性元件较多，诸如硅和水晶，还有蓝宝石等的单晶体材料、将粉体压制成型后再烧结的铁素体陶瓷等被称为多晶体材料、光学玻璃和石英玻璃等将这些非晶体材料作为元件材料大多数是既硬又脆、又很容易裂缝。

现在随着对于那些用于电脑、投影机等的电子机器和办公机器、卫星导航仪、液晶电视，等离子电视显示屏等数码家电制品以大规格高性能等为目的多功能原器件的更大、更薄的要求越来越高，在生产中采用了预先将大的基板做薄，然后进行高粒度磨削，最后进行按需分割的工序，达到高效率低成本的目的。

上述的高精度就是指没有裂纹、及没有缺陷伤痕，当然还有很好的平面度和平行度及表面的粗糙度。

到目前为止，还没有磨削大规格型面的工件的此类设备可供加工使用。

采用现有加工方法，按传统结构模式制造行星齿轮构造构成的工作传动方式的平行平面磨床进行大规格型面的基板的研磨机、在制造此类机型中就存在下面几个难题：工件规格460×360MM(长×宽)，工件的时对角线～58.5MM，那么上、下磨轮直径最小也要近4M。如此大的磨轮的铸造和加工手段、配套件的制作、材料的热处理和应力变形都是困难，而且大机器磨削2工件工艺的性能能否达到要求也存在疑问。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种磨削大规格工件的方法及装置，可以磨削加工大规格型面的工件，且性能满足要求。

为达到上述目的、本使用新型解决方案是：

一种磨削大规格工件的方法，让被加工工件绕着旋转的上下磨轮进行三自由度运行方式的进行磨削加工。

进一步，所述的三自由度运行方式是椭圆轨迹；

使被加工工件的两面所接触的旋转的上、下圆形研磨轮的表面同时进行三自由度椭圆轨迹运行来进行平行平面磨削加工。

本发明与上述方法相关的椭圆轨迹运动方式平行平面磨床，具体而言，可以是上、下模架板分别有不相等的偏心轮连杆，共同的传动源带动上、下模架板做椭圆轨迹运行。

具体而言，可以是：上、下模架板分别有相等的偏心轮连杆，被加工工件被安装在上模架板的模板的工件夹持孔、将它的正反面则呈夹在下磨轮和可上下运动的上磨轮之间的状态，通过使偏心轮因步旋转，致使上下模架板进行椭圆运行运动，使得被加工工件对于上下磨轮研磨面进行滑动，即可进行研磨、抛光的椭圆轨迹的平行平面磨削加工。

本发明相关的椭圆轨迹运动方式平行平面磨床，在其上，下联动的模架板的上模架板框内模板夹持工件。模板夹持的工件的下平面贴着下磨轮的上平面，将上磨轮降下、使得被加工工件处于上磨轮上下磨轮之间被夹持的状态。

在使上下磨轮旋转的同时、通过两只偏心轮联动同步旋转，使得工件被安置于上下模架板进行椭圆轨迹运行，对被加工工件进行双面研磨。这时，被加工工件的椭圆轨迹运行速度相对上、下磨轮旋转的速度即为珩研磨。

由于采用了上述方案，上、下磨轮的旋转，并使由上下磨轮所夹压的夹持被加工工件的横板进行椭圆轨迹运转的被称为平面三维的三自由度运动机构，形成使被加工工件的两面均匀珩磨削，如果被加工工件处于椭圆轨迹运行运转在旋转的上下磨轮的相对速度之间的话，即可对大而薄且易裂痕的工件进行珩磨削。

附图说明

图1是现有的代表性的珩磨削小规格的平行平面磨床的立体示意图。

图2是本发明的一种实施例的主要部分的平行平面磨床立体示意图。

图3是工件在图2所示的实施例的磨轮面上运行的椭圆轨迹示意图。

具体实施方式

图2是本发明相关的由三个运动形成的被称三维的三自由度椭圆运行方式平面平行磨床的主要部分的立体示意图，由驱动源驱动旋转的圆形下磨轮11的表面上形成格子状槽(还可以是圆周放射状、螺旋、网格等)，工件磨板15中间位置有一按工件规格和形状的空穴置放工件16。工件磨板15被固定在上模架板14框内，上模架板14的一端有连杆，和可转动大偏心轮2由驱动源旋转驱动带动。上模架板在下模架板13上的上导轨12作直线运行运动。下模架板13的一端由连杆9和可转动的小偏心轮7，由联结着上磨架板的驱动源旋转驱动带动下模架板在固定在机器床身(图示上未显示)上的下导轨10作直线运动。与下磨轮11一样，表面上形成格子状的上磨轮17。在上磨轮的上面有联结钢索20和气缸18及驱动源驱动上磨轮旋转和上下运动。

通过这个平行平面磨床，在实际的工作研磨时，首先要将在下磨轮11上的模板15中间空穴中安置被加工工件16。

这时，上磨轮17随同气缸18的压力调整，使之活塞杆下降，活塞杆出轴端通过驱动旋转中心上磨轮传动源19，联结钢索20的下端联接上磨轮17上平面一起下降，直至上磨轮17下平面接触工件16上平面。同时，气缸18的活塞杆出轴前端有数条凸键(花键轴)穿过上磨轮传动源19涡轮齿轮中心的有数条凹槽(花键孔)的孔，这时，可单独旋转的气缸18活塞杆出轴，通过上述的凸键凹槽的配合及联结钢索20和上磨轮17。使之同步旋转，这样的啮合的准备就完成了。

实际的操作是，首先从在上磨轮17及下磨轮11穿设的砂粒供给孔(未作图示)供给将与油水液体悬浊的砂粒，在使之旋转的同时，并使大偏心轮2及小偏心轮7同一驱动源旋转，工件16被模板15夹持，上、下磨架板13，14进行共轭椭圆轨迹运行，夹持模板15的旋转着的上、下磨轮17、11对被夹压的被加工工件16进行滑动，这样被加工工件16的两面都得到同时的研磨。

图1是原来传统型结构模式的平行平面磨床，工件的规格、形状受行星轮的限制，如被加工大规格的工件，那么，行星轮直径、齿轮圈直径及上、下磨轮的直径、就要与工件的规格相应地几倍放大，如此模式的大型结构机器，在制造中就存在结构的强度，材料的选择和机械加工的设备问题。

具体地说，大规格的工件加工受传统型平行平面磨床限制。

图3所示，当磨床开始研磨前，此时，上下磨轮夹压持工件“ABCD”，同时上下磨轮转动。研磨开始，工件“ABCD”沿着椭圆原点运行轨迹(如图)开始运行。“ABCD”工件始终在工件运行轨迹区域进行研磨，从轨迹中可以看出，工件表面将全部磨削到且是对称磨削(由于轨迹是对称的)。可以保证工件表面的高精度研磨加工。

综上所述，通过本发明，排除珩磨削大规格工件的难题，以一种新型的结构模式，旋转着的上、下磨轮夹压持椭圆形运转运行的工件，进行平稳的双面珩磨削即可对大规格既薄又且易裂痕的工件进行研磨。

因此，电子机器、OA设备(电脑、投影机)、通讯机器(手机、电子商务机)、数码家电(DVD、等离子电视机、液晶电视机等)的主要功能性元件的代表性材料是硅，水晶、蓝宝石等单晶体材料，这些材料通过粉状体成形后烧结的铁素体及陶瓷等被称为多晶体材料、光学玻璃和石英玻璃，使用本发明的设备可以对这些晶质材料作为元件材料的既硬又脆、又很容易产生裂缝的大规格形状基板进行平面研磨。

Claims (2)

1.一种磨削大规格工件的方法，其特征在于：让被加工工件绕着旋转的上下磨轮进行平面三自由度运行方式进行磨削加工；所述的平面三自由度运行方式是指通过上、下磨轮的旋转并由平面三自由度运动机构使被加工工件的两面均匀珩磨削，所述的平面三自由度运动机构是指上下磨轮所夹压的夹持被加工工件的模板进行椭圆轨迹运转的机构。

2.一种实现权利要求1所述方法的磨削加工装置，其特征在于：包括上、下模架板，所述上、下模架板分别有相等的偏心轮连杆，被加工工件被安装在上模架板的模板的工件夹持孔、它的正反面则呈夹在下磨轮和可上下运动的上磨轮之间的状态，通过使偏心轮同步旋转，致使上下模架板进行椭圆运行运动，使得被加工工件对于上下磨轮研磨面进行滑动，即可按椭圆轨迹进行研磨、抛光。

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