CN205465556U - 磨球机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种磨球机，其包括床身、工作台、空气静压转台、支撑板、摆动板、直线运动机构和空气静压电主轴。本实用新型的磨球机能通过所述空气静压转台实现对工件的旋转，并通过支撑板和摆动板之间的转动，实现所述直线运动机构和空气静压电主轴的转动，并在所述空气静压电主轴转动时，带动所述研磨砂轮转动，实现球形工件的磨削加工；而且通过所述直线运动机构能对不同尺寸球面进行高精度磨削加工。

Description

磨球机

技术领域

本实用新型涉及一种机床，尤其涉及磨球机。

背景技术

目前，超精密加工已成为现代化生产发展的趋势，也是我国高新技术领域的一个重要的组成部分。精密加工的高指标，形成了对精密加工设备的高要求，推动了它的进步，反过来精密机械的进步又是精密加工能够实现的必要条件。

但，现有技术中，还不存在能对球形零件进行磨削加工的设备。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种磨球机，其能够对球形零件进行磨削加工。

本实用新型解决技术问题采用如下技术方案：一种磨球机，其包括床身、工作台、空气静压转台、支撑板、摆动板、直线运动机构和空气静压电主轴；

所述工作台固定于床身上，且所述工作台上开设有圆形通孔，所述空气静压转台设置于所述圆形通孔内；

所述空气静压转台上设置有夹具；

所述支撑板固定于所述工作台上，且垂直于所述工作台；

所述摆动板可转动地设置于所述支撑板上，且所述摆动板和所述支撑板相互平行，并紧密贴合；

所述直线运动机构固定于所述摆动板上，且所述空气静压电主轴设置于所述直线运动机构上，所述空气静压电主轴上固定有研磨砂轮。

可选的，所述空气静压转台包括第一电机、外轴套、主轴、石墨轴套、上端盖、上端盖石墨、下端盖石墨和夹具连接盘；

所述外轴套上形成有法兰，所述工作台的圆形通孔上形成有台阶，所述外轴套的法兰设置于所述工作台的台阶上，所述主轴设置于所述外轴套内，所述主轴和外轴套之间设置有石墨轴套，所述外轴套上开设有通气孔；所述主轴的上端也形成有法兰；所述上端盖固定于所述外轴套上，所述主轴的法兰位于所述上端盖和外轴套之间；且所述主轴的法兰和外轴套之间设置有下端盖石墨；所述主轴的法兰和上端盖之间设置有上端盖石墨，所述主轴的上端穿过所述上端盖，所述夹具连接盘固定于所述主轴的上端；

在所述夹具连接盘上固定有夹具；

所述第一电机固定于所述外轴套，所述第一电机的转子通过联轴器固定于所述主轴的下端。

可选的，所述支撑板的下部开设有第二通孔，所述摆动板的下部设置有转轴，所述转轴可转动地设置于所述第二通孔内。

可选的，所述支撑板与所述摆动板相接触的一面开设有多个圆弧形槽，所述圆弧形槽的圆心为所述第二通孔的中心；所述摆动板与所述支撑板相接触的一面设置有多个凸起，所述凸起位于所述圆弧形槽内，且当所述支撑板和所述摆动板之间相互转动时，所述凸起沿所述圆弧形槽滑动。

可选的，所述摆动板的另一面上沿竖直方向形成有两条导轨；所述直线运动机构包括第二电机、电机支架、丝杠、溜板、丝母支架、轴承和丝母；

所述电机支架固定于所述摆动板上，所述第二电机固定于所述电机支架上，所述丝杠的两端通过轴承可转动地设置于所述摆动板上，且所述丝杠与所述导轨平行，并位于所述两条导轨之间；所述丝母可转动地设置于所述丝杠上，所述丝母支架固定于所述丝母上；所述溜板可滑动地设置于所述两条导轨上，且所述溜板与所述丝母支架相固定，所述第二电机的转子通过联轴器固定于所述丝杠上。

可选的，所述空气静压电主轴包括：主轴座、气浮轴承、主轴、主轴端盖、石墨上端盖、石墨下端盖、电机套、电机定子、冷却套和电机转子；

所述主轴座固定于所述溜板上，所述主轴座上开设有第三通孔，所述空气静压电主轴的主轴位于所述第三通孔内，所述空气静压电主轴的主轴和主轴座之间设置有气浮轴承，所述主轴座上开设有多个进气孔；所述空气静压电主轴的主轴的上端设置有法兰，所述主轴端盖将所述空气静压电主轴的主轴的法兰固定于所述主轴座的上端；所述空气静压电主轴的主轴的法兰与所述主轴端盖之间设置有石墨上端盖，所述主轴的法兰和主轴座之间设置有石墨下端盖，所述空气静压电主轴的主轴的法兰在所述石墨上端盖和石墨下端盖之间滑动；

所述电机套设置于所述主轴座的下端，所述空气静压电主轴的主轴的下端穿过所述电机套，位于所述电机套的下部；所述电机定子固定于所述电机套的内壁上，且所述电机定子和电机套之间设置有冷却套；所述电机转子固定于所述主轴上，且位于所述电机定子内部；所述空气静压电主轴的主轴的下端固定有研磨砂轮。

本实用新型具有如下有益效果：本实用新型的磨球机能通过所述空气静压转台实现对工件的旋转，并通过支撑板和摆动板之间的转动，实现所述直线运动机构和空气静压电主轴的转动，并在所述空气静压电主轴转动时，带动所述研磨砂轮转动，实现球形工件的磨削加工；而且通过所述直线运动机构能对不同尺寸球面进行高精度磨削加工。

附图说明

图1为本实用新型的磨球机的结构示意图；

图2为本实用新型的空气静压转台的结构示意图；

图3为本实用新型的直线运动机构的机构示意图；

图4为本实用新型的空气静压主轴的结构示意图；

图中标记示意为：1-床身；2-工作台；3-空气静压转台；4-支撑板；5-摆动板；6-直线运动机构；7-空气静压电主轴；8-外轴套；9-主轴；10-石墨轴套；11-上端盖；12-上端盖石墨；13-下端盖石墨；14-夹具连接盘；15-第二电机；16-电机支架；17-丝杠；18-溜板；19-丝母支架；20-轴承；21-丝母；22-导轨；23-主轴座；24-气浮轴承；25-主轴；26-主轴端盖；27-电机套；28-电机定子；29-冷却套；30-电机转子；31-编码器；32-石墨上端盖；33-石墨下端盖。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型的技术方案作进一步阐述。

实施例1

本实施例提供了一种磨球机，其包括床身1、工作台2、空气静压转台3、支撑板4、摆动板5、直线运动机构6和空气静压电主轴7。

所述工作台为花岗岩等材料制备，从而可以使得工作台具有较低的温度变形，进一步能提高被加工件的精度。

所述工作台的中部开设有圆形通孔，所述空气静压转台设置于所述圆形通孔内，并伸出所述工作台的上表面；本实施例中，所述空气静压转台包括第一电机、外轴套8、主轴9、石墨轴套10、上端盖11、上端盖石墨12、下端盖石墨13和夹具连接盘14；

所述外轴套上形成有法兰，所述工作台的圆形通孔上形成有台阶，所述外轴套的法兰设置于所述工作台的台阶上，所述主轴设置于所述外轴套内，所述主轴和外轴套之间设置有石墨轴套，所述外轴套上开设有通气孔，以通过所述通气孔将高压气体输送至所述石墨轴套，以在所述主轴和外轴套之间形成气浮支撑；本实施例中，所述主轴的上端也形成有法兰；所述上端盖将所述主轴的法兰固定于所述外轴套上；且所述主轴的法兰和外轴套之间设置有下端盖石墨；所述主轴的法兰和上端盖之间设置有上端盖石墨，所述主轴的上端穿过所述上端盖，所述夹具连接盘固定于所述主轴的上端。

在所述夹具连接盘上固定有夹具，所述球形工件被固定于所述夹具上。

所述第一电机固定于所述外轴套，所述第一电机的转子通过联轴器固定于所述主轴的下端，从而在所述第一电机转动时，能驱动所述主轴转动，并且通过所述主轴将所述转动传递至夹具和工件，实现工件的转动。

本实用新型的所述空气静压转台具有以下优点：

1、精密度高，其气膜具有误差匀化作用，其精度比滚动轴承高两个数量级，且无振动，无噪声；

2、摩擦损耗小，气体粘度仅为润滑油粘度的千分之一，所以气膜内摩擦引起的摩擦转矩比油膜的低三个数量级；

3、无污染，润滑气体一般为压缩空气，排放到大气不会产生污染。对环境也不构成污染；

而且所述第一电机可以选择为变频电机，所述联轴器可以为柔性联轴节，主轴和第一电机都经过了调节动平衡环节，所以主轴整体的振动值很小，非常适合用于研磨的场合。

所述支撑板固定于所述工作台，且与所述工作台垂直。

所述摆动板可转动地设置于所述支撑板上，且所述摆动板和所述支撑板之间相互平行，并精密贴合，本实施例中，所述支撑板的下部开设有第二通孔，所述摆动板的下部设置有转轴，所述转轴可转动地设置于所述第二通孔内，以实现所述摆动板和所述之间板之间的相互转动，本实施例中，所述转轴可以通过其他的转动机构驱动，以控制所述摆动板和支撑板之间的相对位置，该转动机构可以通过电机来实现，在此将不再一一赘述。

所述支撑板与所述摆动板相接触的一面开设有多个圆弧形槽，所述圆弧形槽的圆心为所述第二通孔的中心；对应的，所述摆动板与所述支撑板相接触的一面设置有多个凸起，所述凸起位于所述圆弧形槽内，且当所述支撑板和所述摆动板之间相互转动时，所述凸起可以沿所述圆弧形槽滑动。

所述摆动板的另一面上沿竖直方向形成有两条导轨22，所述两条导轨之间相互平行，所述直线运动机构可转动地设置于所述导轨上；本实施例中，所述直线运动机构包括第二电机15、电机支架16、丝杠17、溜板18、丝母支架19、轴承20和丝母21；

所述电机支架固定于所述摆动板上，所述第二电机固定于所述电机支架上，所述丝杠的两端通过轴承可转动地设置于所述摆动板上，且所述丝杠与所述导轨平行，且位于所述两条导轨之间；所述丝母可转动地设置于所述丝杠上，即所述丝母与所述丝杠相配合，所述丝母支架固定于所述丝母上；所述溜板可滑动地设置于所述两条导轨上，且所述溜板与所述丝母支架相固定，所述第二电机的转子通过联轴器固定于所述丝杠上，以通过所述第二电机驱动所述丝杠转动。

本实用新型的直线运动机构采用高精度导轨副和滚珠丝杠，保证直线度等几何精度和运动的灵敏度。直线度10μm，位移精度为5μm，位移重复性为5μm。所述第二电机也可以选用伺服电机，从而能准确得知所述溜板的绝对位置，实现运动的精确性。

所述溜板上设置有空气静压电主轴，所述空气静压电主轴上安装有研磨砂轮，以通过所述空气静压电主轴的转动实现所述研磨砂轮的转动，从而对工件进行磨削；本实施例中，所述空气静压电主轴包括：主轴座23、气浮轴承24、主轴25、主轴端盖26、电机套27、电机定子28、冷却套29、电机转子30和编码器31；

所述主轴座固定于所述溜板上，所述主轴座上开设有第三通孔，所述主轴位于所述第三通孔内，所述主轴和主轴座之间设置有气浮轴承，所述主轴座上开设有多个进气孔，以通过所述进气孔向所述气浮轴承提供高压气体；本实施例中，所述主轴的上端设置有法兰，所述主轴端盖将所述主轴的法兰固定于所述主轴座的上端；本实施例中，所述主轴的法兰与所述主轴端盖之间设置有石墨上端盖32，所述主轴的法兰和主轴座之间设置有石墨下端盖33，以使得所述主轴的法兰可以在所述石墨上端盖和石墨下端盖之间滑动。

所述电机套设置于所述主轴座的下端，所述主轴的下端穿过所述电机套，位于所述电机套的下部；所述电机定子固定于所述电机套的内壁上，且所述电机定子和电机套之间可以设置有冷却套；所述电机转子固定于所述主轴上，且位于所述电机定子内部；所述编码器固定于所述主轴的下端；所述研磨砂轮也固定于所述主轴的下端。

本实施例中，所述空气静压电主轴还包括下端盖，所述下端盖固定于所述电机套的下端，且所述主轴穿过所述下端盖，位于所述下端盖的外部。

本实用新型的磨球机能通过所述空气静压转台实现对工件的旋转，并通过支撑板和摆动板之间的转动，实现所述直线运动机构和空气静压电主轴的转动，并在所述空气静压电主轴转动时，带动所述研磨砂轮转动，实现球形工件的磨削加工；而且通过所述直线运动机构能对不同尺寸球面进行高精度磨削加工。而且所述磨球机的空气静压转台和空气静压电主轴均采用高精度气浮主轴，通过空气使主轴浮起，使主轴可无摩擦旋转。避免了传统的轴承支撑主轴，旋转精度低、需润滑的缺点。因为空气的粘度极低，所以摩擦阻力很小，进一步提升了它的转速。采用空气使主轴浮起来，清洁度高，不污染环境，噪声和振动小，更符合我国现代化技术领域的发展方向。

磨球机工作原理如下：将被加工球面安装在夹具上，研磨砂轮安装在空气静压电主轴上，给空气静压转台、空气静压电主轴供气，使空气静压转台、空气静压电主轴浮起，调整摆动板使空气静压电主轴轴线摆动到需要的角度并锁紧，通过直线运动机构自动进给控制研磨量及球面直径。摆动板的旋转轴线和静压气浮电主轴的轴线通过被加工球面的球心，从而进行磨球面加工。

以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种磨球机，其特征在于，包括床身、工作台、空气静压转台、支撑板、摆动板、直线运动机构和空气静压电主轴；

所述工作台固定于床身上，且所述工作台上开设有圆形通孔，所述空气静压转台设置于所述圆形通孔内；

所述空气静压转台上设置有夹具；

所述支撑板固定于所述工作台上，且垂直于所述工作台；

所述摆动板可转动地设置于所述支撑板上，且所述摆动板和所述支撑板相互平行，并紧密贴合；

所述直线运动机构固定于所述摆动板上，且所述空气静压电主轴设置于所述直线运动机构上，所述空气静压电主轴上固定有研磨砂轮。

2.根据权利要求1所述的磨球机，其特征在于，所述空气静压转台包括第一电机、外轴套、主轴、石墨轴套、上端盖、上端盖石墨、下端盖石墨和夹具连接盘；

所述外轴套上形成有法兰，所述工作台的圆形通孔上形成有台阶，所述外轴套的法兰设置于所述工作台的台阶上，所述主轴设置于所述外轴套内，所述主轴和外轴套之间设置有石墨轴套，所述外轴套上开设有通气孔；所述主轴的上端也形成有法兰；所述上端盖固定于所述外轴套上，所述主轴的法兰位于所述上端盖和外轴套之间；且所述主轴的法兰和外轴套之间设置有下端盖石墨；所述主轴的法兰和上端盖之间设置有上端盖石墨，所述主轴的上端穿过所述上端盖，所述夹具连接盘固定于所述主轴的上端；

在所述夹具连接盘上固定有夹具；

所述第一电机固定于所述外轴套，所述第一电机的转子通过联轴器固定于所述主轴的下端。

3.根据权利要求2所述的磨球机，其特征在于，所述支撑板的下部开设有第二通孔，所述摆动板的下部设置有转轴，所述转轴可转动地设置于所述第二通孔内。

4.根据权利要求3所述的磨球机，其特征在于，所述支撑板与所述摆动板相接触的一面开设有多个圆弧形槽，所述圆弧形槽的圆心为所述第二通孔的中心；所述摆动板与所述支撑板相接触的一面设置有多个凸起，所述凸起位于所述圆弧形槽内，且当所述支撑板和所述摆动板之间相互转动时，所述凸起沿所述圆弧形槽滑动。

5.根据权利要求4所述的磨球机，其特征在于，所述摆动板的另一面上沿竖直方向形成有两条导轨；所述直线运动机构包括第二电机、电机支架、丝杠、溜板、丝母支架、轴承和丝母；

所述电机支架固定于所述摆动板上，所述第二电机固定于所述电机支架上，所述丝杠的两端通过轴承可转动地设置于所述摆动板上，且所述丝杠与所述导轨平行，并位于所述两条导轨之间；所述丝母可转动地设置于所述丝杠上，所述丝母支架固定于所述丝母上；所述溜板可滑动地设置于所述两条导轨上，且所述溜板与所述丝母支架相固定，所述第二电机的转子通过联轴器固定于所述丝杠上。

6.根据权利要求5所述的磨球机，其特征在于，所述空气静压电主轴包括：主轴座、气浮轴承、主轴、主轴端盖、石墨上端盖、石墨下端盖、电机套、电机定子、冷却套和电机转子；

所述主轴座固定于所述溜板上，所述主轴座上开设有第三通孔，所述空气静压电主轴的主轴位于所述第三通孔内，所述空气静压电主轴的主轴和主轴座之间设置有气浮轴承，所述主轴座上开设有多个进气孔；所述空气静压电主轴的主轴的上端设置有法兰，所述主轴端盖将所述空气静压电主轴的主轴的法兰固定于所述主轴座的上端；所述空气静压电主轴的主轴的法兰与所述主轴端盖之间设置有石墨上端盖，所述主轴的法兰和主轴座之间设置有石墨下端盖，所述空气静压电主轴的主轴的法兰在所述石墨上端盖和石墨下端盖之间滑动；

所述电机套设置于所述主轴座的下端，所述空气静压电主轴的主轴的下端穿过所述电机套，位于所述电机套的下部；所述电机定子固定于所述电机套的内壁上，且所述电机定子和电机套之间设置有冷却套；所述电机转子固定于所述主轴上，且位于所述电机定子内部；所述空气静压电主轴的主轴的下端固定有研磨砂轮。