CN206702825U - 一种硬质合金球研磨盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种硬质合金球研磨盘，包括上研磨盘以及与之配套使用的下研磨盘；所述下研磨盘设计有至少两条与下研磨盘圆心重合的同心圆轨道；每条轨道均设计有V型槽；所述V型槽的两个内侧面对称设计有弦长相等的圆弧槽；所述圆弧槽的圆心与被加工硬质合金球的球心重合，且所述圆弧槽的半径与被加工硬质合金球的半径相同。本实用新型在下研磨盘V型槽上设计有与被加工硬质合金球适配的圆弧槽，对轨道修整2天左右的时间就可以达到要求，不仅降低了轨道修整难度，而且大大减少了轨道修整时间，同时节省了大量钢球；此外，本实用新型可以在不更换下研磨盘的情况下，实现不同规格硬质合金球的研磨，特别适用于大尺寸硬质合金球的研磨加工。

Description

一种硬质合金球研磨盘

技术领域

本实用新型属于硬质合金求加工技术领域，涉及一种用于研磨硬质合金球的研磨设备，具体涉及一种硬质合金球研磨盘。

背景技术

硬质合金精密球具有高精度、高强度、耐高温及耐腐蚀等主要特点，在石油行业抽油泵中的应用非常广泛。为了提高抽油泵的抽油效率，大尺寸硬质合金精密球的使用在逐渐增多，但是随着硬质合金球尺寸的变大，加工效率和加工精度在逐渐降低，这就对大规格的硬质合金球的研磨效率和研磨精度提出了更高的要求。目前，大尺寸硬质合金球研磨加工主要有以下两种方式：

第一种是采用普通的多根V形槽进行研磨，如：专利申请号为200810061463.3的发明专利公开了双一种盘自转偏心V型槽研磨机，包括上下布置、相互偏心的上研磨盘和下研磨盘，其下研磨盘商标吗揩油至少三条以上供防止球坯的V型槽，通过上、下研磨盘的偏心结构可以使球坯获得更好的球形偏差。下研磨盘虽然有多根轨道，但需要先使用同规格、高一精度等级的钢球修整轨道，保证所有轨道等高然后再进行研磨加工，而且每块下研磨盘只能加工一种规格，若要加工其他规格就需要更换相应的下研磨盘。由此可见，这种加工方式存在的主要问题是要达到加工大尺寸硬质合金球所需的圆弧轨道半径，修整轨道时间至少两周，且修整用的磨料为微粉粒度，修整效率极低；且加工规格单一，需要频繁更换下研磨盘。

第二种是采用偏心圆弧槽进行研磨的方式，如：《硬质合金》，2011年第28卷第3期，第181～185页，题目为“高精度硬质合金球研磨实验装置的研制”公开了一种具有偏心圆弧轨道的研磨盘，可以通过偏心圆弧轨道，使球坯与研磨槽接触各点的线速度不同，另外增加了一个旋转运动，从而有效保证研磨球的精度和效率。然而，偏心圆弧轨道加工难度大，若要达到研磨大尺寸硬质合金球所需的圆弧轨道半径，轨道修整同样至少两周、且钢球用量大；此外也存在加工规格单一，加工不同尺寸的硬质合金球需要频繁更换研磨盘更的问题。

综上所述，目前用于研磨硬质合金球的研磨盘不仅其本身加工、修整周期长，修整钢球用量大，而且由于加工规格不同的硬质合金球，需要频繁更换研磨盘，易造成重复定位精度差，从而导致硬质合金球研磨效率低、研磨精度难以保证的问题。

实用新型内容

针对目前硬质合金球研磨设备存在的轨道修整时间长、钢球用量大以及研磨效率低的技术现状，本实用新型的目的旨在提供了一种硬质合金球研磨盘，通过对研磨盘轨道结构的改进，缩短轨道修整时间、节省钢球使用量，并进一步提高硬质合金球的研磨效率。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种硬质合金球研磨盘，包括上研磨盘以及与之配套使用的下研磨盘；所述下研磨盘设计有至少两条与下研磨盘圆心重合的同心圆轨道；每条轨道均设计有V型槽；所述V型槽的两个内侧面对称设计有弦长相等的圆弧槽；所述圆弧槽的圆心与被加工硬质合金球的球心重合，且所述圆弧槽的半径与被加工硬质合金球的半径相同。

使用上述硬质合金球研磨盘对被加工硬质合金球半成品进行研磨时，首先将上研磨盘和下研磨盘分布安装在研磨机的上研磨板和下研磨板上，采用与各圆弧槽相对应的钢球修整轨道，待轨道修整达到要求后，将被加工硬质合金球半成品装入下研磨盘轨道中，上研磨盘做上下移动从而施加一定的研磨压力，下研磨盘逆时针旋转对合金球进行研磨加工。

在优选实施方式中，为了保证待加工合金球体与圆弧轨道有一个理想的接触面积，所述圆弧槽的弦长为被加工硬质合金球直径的0.3～0.35倍。

在优选实施方式中，为了将两段圆弧轨道分隔开，保证加工过程中形成三点接触，所述V型槽的下端开设有与V型槽连通的消气槽，这样即使圆弧轨道磨损一段时间后两段圆弧轨道仍然不会连通，从而延长圆弧轨道使用寿命。

在优选实施方式中，为了保证待加工合金球体在加工过程中内、外轨道的线速度差异产生更大的自转角，所述V型槽两边所成夹角为90°±1°。

在优选实施方式中，所述上研磨盘设计有观察孔，研磨过程中，硬质合金球可以在观察孔内自由滚动，便于观察其研磨状态。

优选实施方式中，所述上研磨盘设计有至少四个定位螺钉孔，用于将上研磨盘固定在研磨机的上研磨板上；所述定位螺钉孔分布在上研磨盘的定位圆上；所述定位圆是根据上研磨盘重心来设计的；所述观察孔位于上研磨盘定位圆以外的区域。

在优选实施方式中，所述上研磨盘与下研磨盘的轴线重合；所述上研磨盘与下研磨盘均为圆环，且具有相同的内径和外径。

在优选实施方式中，所述下研磨盘上设计有三条轨道，沿下研磨盘径向由内向外三条轨道上的圆弧槽半径依次增大，这样在研磨不同规格尺寸的硬质合金球时，无需更换研磨盘，只需要更换不同的轨道即可，从而省去更换研磨盘的时间，并避免更换不同研磨盘而造成重复定位精度差的问题。在保证三种规格尺寸的待加工合金球体装入轨道后等高的前提下，可以同时实现三种不同型号合金球的研磨加工，这种研磨方式也适用于设计有三条轨道以上的硬质合金球研磨盘。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型在下研磨盘V型槽上设计有与被加工硬质合金球适配的圆弧槽，对设计有圆弧槽的轨道修整2天左右的时间就可以达到要求，不仅降低了轨道修整难度，而且大大减少了轨道修整时间，同时节省了大量钢球。

2、本实用新型在V型槽的下端设计有与V型槽连通的消气槽，可以将两端圆弧槽分开，形成三点接触，从而确保对硬质合金球的研磨效果。

3、本实用新型下研磨盘设计有不同规格的V型槽和圆弧槽，可以在不更换下研磨盘的情况下，实现不同规格硬质合金球的研磨，不仅省去更换研磨盘的时间，而且避免更换不同研磨盘而造成的重复定位精度差的问题。

4、本实用新型提供的硬质合金球研磨盘特别适用于大尺寸硬质合金球的研磨加工。

附图说明

图1是上研磨盘结构示意图。

图2为下研磨盘的结构示意图。

图3为下研磨盘轨道截面的局部放大图。

图4为上研磨盘与下研磨盘组装用于加工硬质合金球的工作原理示意图。

其中，1、上研磨盘，11、定位螺钉孔，12、观察孔，13、上研磨盘定位圆，2、下研磨盘，21、第一轨道，22、第二轨道，23、第三轨道，24、V型槽，25、消气槽，26、圆弧槽，3、硬质合金球。

具体实施方式

以下结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

本实施例针对SΦ38.1、SΦ42.88、SΦ50.8三个常用规格硬质合金球为例，对本发明提供的硬质合金球研磨盘的结构及其使用方法进行详细的说明。

本实施例提供的硬质合金球研磨盘包括包括上研磨盘1以及与之配套使用的下研磨盘2。

如图1所示，上研磨盘1材质为耐磨铸铁，硬度为HB130～150；上研磨盘1为环形结构，其外径为Φ800mm，内径为Φ440mm，单边宽度180mm，厚度100mm，上研磨盘1上设计由观察孔12，以上研磨盘1重心为圆点，设计出Φ566mm的上研磨盘定位圆13，观察孔12位于定位圆之外的区域(外圈)，在研磨过程中硬质合金球可在此区域内自由滚动，便于观察合金球的研磨效果；在Φ566mm定位圆上有四个定位螺钉孔11，上研磨盘1两端面平行度控制在0.1mm以内，研磨所用端面平面度控制在0.03mm以内，Ra3.2 μm。

如图2及图3所示，下研磨盘2材质为耐磨铸铁，硬度为HB130～150；下研磨盘2 为环形结构，其外径为Φ800mm，内径为Φ440mm，单边宽度180mm，厚度100mm；在Φ508mm(对应球体直径SΦ38.1)、Φ603mm(对应球体直径SΦ42.88)、Φ710mm(对应球体直径SΦ50.8)定位圆上设计有三条与下研磨盘圆心重合的同心圆轨道(第一轨道21、第二轨道22、第三轨道23)；第一轨道21、第二轨道22、第三轨道23结构相类似，其截面均为V型槽24，V型槽开口大小按与所研磨硬质合金球直径接近的尺寸进行设计，其两边所成夹角为90°；V型槽24的下端开设有与V型槽连通的消气槽25，消气槽25 宽度4mm，深度4～5mm；V型槽24的两个内侧面对称设计有弦长相等的圆弧槽26，圆弧槽26的圆心与被加工硬质合金球球形重合，圆弧槽26弦长按(0.3～0.35)×D(D为被加工硬质合金球直径)进行设计，圆弧半径为被加工硬质合金球半径，公差按±0.02控制，以保证车削好的各圆弧槽与下研磨盘外圆同轴度在0.05mm以内，Ra3.2μm。

如图4所示，采用上述硬质合金球研磨盘对SΦ42.88规格硬质合金球3半成品进行研磨的过程如下：

(1)将上研磨盘1、下研磨盘2分别安装在磨球机的上研磨板、下研磨板上，上研磨盘1和下研磨盘2的轴线重合；上研磨盘1通过四个螺钉将其与上研磨板固连，上研磨板由设备液压系统驱动沿竖直方向移动；靠近下研磨盘2内孔的地方，沿水平方向均匀布置有六个调节螺钉，用于调节下研磨的径向跳动并压紧下研磨盘2，使其与下研磨板一起转动，下研磨板端面沿竖直方向均有布置有六个调节螺钉，用于调节下研磨的端面跳动，下研磨板由电机带动沿逆时针旋转；

(2)采用与第二轨道22的圆弧槽26相对应的钢球修整轨道；

(3)待轨道修整达到要求后，将SΦ42.88规格硬质合金球3半成品装入对应的下研磨盘圆弧沟槽中；然后上研磨盘1做上下移动从而对硬质合金球3施加一定的研磨压力，下研磨盘2逆时针旋转，在上研磨盘1和下研磨盘2配合下，对合金球进行研磨加工。

以上述规格硬质合金球半成品进行批量研磨实验，装球量35～38件，上研磨盘1的研磨压力0.5～0.7KN，下研磨盘2的转速20～25r/min，研磨时间4～6h，研磨后的合金球圆度≤0.0006mm，尺寸一致性在0.001mm以内，Ra0.02μm。

本实用新型所提供的研磨盘方案可用于研磨SΦ30～SΦ80的硬质合金球，加工不同规格的硬质合金球需先车削与之对应的圆弧沟槽，再采用钢球修整就可以进行研磨加工，采用本实用新型中的研磨盘进行研磨加工，利用钢球只需要修整约2天即可达到要求的圆弧轨道，同采用钢球修整V型槽达到要求相比，钢球修整轨道时间大大减少，同时节省了大量钢球。若要加工其他规格的硬质合金球只需更换其他轨道即可，省去了更换研磨盘的时间，避免了更换不同研磨盘而导致的重复定位精度差的问题，非常适合大尺寸硬质合金球的研磨加工。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种硬质合金球研磨盘，包括上研磨盘(1)以及与之配套使用的下研磨盘(2)；其特征在于所述下研磨盘(2)设计有至少两条与下研磨盘圆心重合的同心圆轨道；每条轨道均设计有V型槽(24)；所述V型槽(24)的两个内侧面对称设计有弦长相等的圆弧槽(26)；所述圆弧槽(26)的圆心与被加工硬质合金球(3)的球心重合，且所述圆弧槽(26)的半径与被加工硬质合金球(3)的半径相同。

2.根据权利要求1所述硬质合金球研磨盘，其特征在于所述圆弧槽(26)的弦长为被加工硬质合金球直径的0.3～0.35倍。

3.根据权利要求1所述硬质合金球研磨盘，其特征在于所述V型槽(24)的下端开设有与V型槽连通的消气槽(25)。

4.根据权利要求1至3任一权利要求所述硬质合金球研磨盘，其特征在于所述V型槽(24)两边所成夹角为90°±1°。

5.根据权利要求1所述硬质合金球研磨盘，其特征在于所述上研磨盘(1)设计有观察孔(12)。

6.根据权利要求5所述硬质合金球研磨盘，其特征在于所述上研磨盘(1)设计有至少四个定位螺钉孔(11)；所述定位螺钉孔(11)分布在上研磨盘(1)的定位圆上。

7.根据权利要求1、5或6所述硬质合金球研磨盘，其特征在于所述上研磨盘(1)与下研磨盘(2)的轴线重合；所述上研磨盘(1)与下研磨盘(2)均为圆环，且具有相同的内径和外径。

8.根据权利要求1、2、3、5或6所述硬质合金球研磨盘，其特征在于所述下研磨盘(2)上设计有三条轨道。

9.根据权利要求8所述硬质合金球研磨盘，其特征在于沿下研磨盘径向由内向外三条轨道上的圆弧槽半径依次增大。