CN208005296U - 一种高精度陶瓷球的滚动轴承式磁流变抛光装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高精度陶瓷球的滚动轴承式磁流变抛光装置，包括内圈筒(8)、外圈筒(1)和设置所述内圈筒和所述外圈筒(1)之间的陶瓷球保持架(3)，所述陶瓷球保持架(3)上设有陶瓷球容纳空间(5)，所述内圈筒(8)内部设有若干环形磁铁(7)，所述环形磁铁(7)之间设有定位块(4)，所述定位块(4)均匀设置在内圈筒(8)内；所述陶瓷球保持架(3)通过螺栓与所述内圈筒(8)连接,并与内圈筒(8)同心设置，所述外圈筒(1)与所述内圈筒(8)之间填充有磁流变抛光液(2)。本实用新型的抛光装置结合磁流变柔性抛光，可以高效地得到尺寸精度和形状精度俱佳的高质量光滑陶瓷球表面。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种陶瓷球研磨抛光装置及其抛光方法，特别涉及一种高速、高精度陶瓷球轴承中高精度陶瓷球的精密研磨抛光的加工装置，属于高精度球形零件加工技术。
背景技术
高精度陶瓷球在球轴承中被大量地使用，是其关键的零件。同时，陶瓷球在球圆度仪、轴承、陀螺和精密测量仪器等精密设备中有着非常重要的作用，需求量大，而且在航空航天、精密机械、军事武器、石油化工和汽车产业等方面具有十分重要的地位。精密陶瓷球对球形偏差、球直径变动量和表面粗糙度的要求极高，这些参数直接影响着球轴承的运动精度、噪声及寿命等技术指标，进而影响设备和仪器的性能。
与传统的轴承钢球材料相比，氮化硅陶瓷材料具有耐磨损、耐高温、无磁性、耐腐蚀、热胀系数小(为轴承钢的25％)、低密度(相当于轴承钢的40％左右)及弹性模量大(为轴承钢的1.5倍)等一系列优点，对于制造飞机或火箭的喷气引擎、精密高速机床和精密仪器中工作的轴承球来说是绝佳的材料。
目前精密陶瓷球的研磨抛光加工方法主要有V形槽研磨加工法、圆沟槽研磨加工法、锥形盘研磨加工法、自转角主动控制研磨法、磁悬浮研磨加工方法等。现在最主要和最普遍的是采用V形槽研磨加工方法，该方法单次装球量较大，加工效率较高。但V形槽研磨加工方法也有很多缺点，其在研磨加工时，陶瓷球在加工过程中只能作“不变相对方位”的研磨运动，这样对陶瓷球的表面无法形成全包络的研磨，所以难以达到均匀研磨的效果。而在其它大部分的研磨方法中，很多研磨装置的动力源多，结构及控制系统复杂，并且对制造和装配精度都有较高的要求，加工成本高。
因此，对于氮化硅陶瓷球等难加工材料高精度球的加工，急需一种既有较高的加工精度和加工效率，又具有装置结构简单和制造成本较低的陶瓷球研磨抛光加工装置，解决目前对陶瓷球抛光加工效率较低、加工一致性较差、成本较高的现状，实现陶瓷球的高精密研磨抛光加工。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的加工效率低和成本高的缺点与不足，提供一种加工精度高、加工效率高和加工一致性高同时装置结构简单、成本低廉、装配精度要求低的研磨抛光球体设备。
本实用新型所采用的技术方案：一种高精度陶瓷球的滚动轴承式磁流变抛光装置，包括内圈筒(8)、外圈筒(1)和设置所述内圈筒和所述外圈筒(1)之间的陶瓷球保持架(3)，所述陶瓷球保持架(3)上设有陶瓷球容纳空间(5)，所述内圈筒(8)内部设有若干环形磁铁(7)，所述环形磁铁(7)之间设有定位块(4)，所述定位块(4)均匀设置在内圈筒(8)内。
优选的，所述陶瓷球保持架(3)通过螺栓与所述内圈筒(8)连接,并与内圈筒(8)同心设置。
优选的，所述外圈筒(1)与所述内圈筒(8)之间填充有磁流变抛光液(2)。
优选的，所述外圈筒(1)放置于球磨机或动力机械的平行轴(12)上。
优选的，所述内圈筒(8)由内圈盖(9)密封。
优选的，所述外圈筒(1)由外圈盖(10)密封。
优选的，所述内圈筒(8)可以固定或者通过球阀连接在机架。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：(1)本实用新型所采用的抛光加工装置结构简单，装夹方便，通过精确控制内外圈筒的相对转速能实现主动控制球坯在研磨过程中的运动状态，减少了人为因素的影响，提高了加工一致性和稳定性；(2)本实用新型的陶瓷球保持架能够精确地固定每一个陶瓷球，使其运动状态基本相同，进一步保证陶瓷球的球度和加工一致性；(3)与传统V型槽抛光装置相比，本实用新型的抛光装置创新性地模仿滚动轴承内部结构，结合磁流变柔性抛光，可以高效地得到尺寸精度和形状精度俱佳的高质量光滑陶瓷球表面。
附图说明
图1是本实用新型的内部结构示意图；
图2是本实用新型的左视图；
图3是本实用新型的俯视示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本实用新型的技术方案。
如图1-3所示，一种高精度陶瓷球的滚动轴承式磁流变抛光装置，包括内圈筒(8)、外圈筒(1)和设置所述内圈筒和所述外圈筒(1)之间的陶瓷球保持架(3)；所述陶瓷球保持架(3)上设有陶瓷球容纳空间(5)，具体工作时，所述陶瓷球容纳空间(5)用于容纳待抛光的陶瓷球，所述陶瓷球保持架(3)通过螺栓与所述内圈筒(8)连接,并与内圈筒(8)同心设置；所述内圈筒(8)内部设有若干环形磁铁(7)，所述环形磁铁(7)之间设有定位块(4)，所述定位块(4)均匀设置在内圈筒(8)内。
需要说明的是，所述外圈筒(1)与所述内圈筒(8)之间填充有磁流变抛光液(2)，在具体工作时，因为内圈筒(8)内布置有环形磁铁(7)，会使磁流变抛光液(2)在内圈筒(8)8的外圆柱面上形成磁流变抛光垫(6)，所述磁流变抛光垫(6)为夹持磨粒的铁屑链串；所述磁流变抛光垫(6)会与固定于陶瓷球保持架(3)中的陶瓷球容纳空间(5)上的待抛光陶瓷球接触，由于抛光垫(6)与陶瓷球接触，当外圈筒(1)旋转时，抛光垫实现对陶瓷球的抛光。
需要说明的是，所述外圈筒(1)放置于球磨机或动力机械的平行轴(12)上，外圈筒(1)随着平行轴转动，所述的外圈筒(1)旋转为匀速旋转或非匀速旋转；所述内圈筒(8)可以固定或者通过球阀连接在机架，当所述外圈筒(1)旋转时，陶瓷球会在内圈筒(8)和外圈筒(1)发生相对旋转的过程中受到磁流变抛光垫(6)的打磨从而完成抛光。
进一步的，所述陶瓷球保持架(3)通过螺栓连接固定于所述磁流变抛光垫(6)上，优选的，所述陶瓷球保持架(3)设于所述环形磁铁(7)正上方；所述内圈筒(8)由内圈盖(9)密封，内圈盖(9)密封内圈筒(8)后放入外圈筒内；所述外圈筒(1)由外圈盖(10)密封。
所述高精度陶瓷球的滚动轴承式磁流变抛光装置的抛光效果可通过调节球磨机平行轴的转速及抛光液成分和内圈筒中的磁场强度来进行控制。陶瓷球经过抛光加工后球面的表面粗糙度能够得到很好地改善并且不会产生碎裂和亚表面损伤；同时由于保持架的作用，陶瓷球的形状精度基本不会受到影响，从而达到所要的高精度高效率抛光效果。
实施例：
参见图1-3，一种模拟滚动轴承结构的旋转式磁流变抛光装置，包括外圈筒(1)、陶瓷球保持架(3)、定位块(4)、陶瓷球容纳空间(5)、环形磁铁(7)、内圈筒(8)、内圈盖(9)和外圈盖(10)。所述外圈筒(1)可由外圈盖(10)密封，内圈筒(8)可由内圈盖(9)密封；所述环形磁铁(7)和定位块(4)均匀的放置在内圈筒(8)内，再由内圈盖(9)密封后放入外圈筒(1)内；将陶瓷球放置在陶瓷球保持架(3)的陶瓷球容纳空间(5)内，然后通过螺栓孔(11)中的螺栓固定陶瓷球；所述陶瓷球保持架(3)均匀的套于内圈筒(8)外径上，与内圈筒(8)同心；所述外圈筒(1)内装满磁流变抛光液(2)，由于内圈筒(8)内布置有环形磁铁(7)，所以会在内圈筒(8)的外圆柱面上形成磁流变抛光垫(6)。所述磁流变抛光垫(6)会与陶瓷球(5)接触，用于旋转时抛光陶瓷球(5)；所述外圈筒(1)由外圈盖(10)密封放置在球磨机上随球磨机的平行轴(12)转动，保持架内的陶瓷球(5)会在旋转的过程中受到磁流变抛光垫(6)的打磨从而完成抛光。
具体加工时，先将环形磁铁(7)置入内圈筒(8)并密封内圈筒(8)，将待加工的陶瓷球固定到保持架(3)的陶瓷球容纳空间(5)内，将保持架(3)套装在内圈筒(8)外面，然后将内圈筒(8)和陶瓷球保持架(3)一起放置入外圈筒(1)内，加入适量的磁流变抛光液(2)，最后用外圈盖(10)密封外圈筒(1)。将外圈筒(1)放置于球磨机的平行轴(12)上，外圈筒(1)随着平行轴(12)转动，内圈筒(8)可以固定或者通过一个球阀连接在机架上，这样就可以精确调节内外圈筒之间的相对转速，陶瓷球在保持架的固定下得到高效率高精度的抛光。该装置可以同时加工多个陶瓷球，并且各陶瓷球在抛光时互相隔离不会发生碰撞挤压，避免了碎裂和表面的碰撞损伤，从而抛光加工出高质量的无亚表面损伤的超精密陶瓷球。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式和方法，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种高精度陶瓷球的滚动轴承式磁流变抛光装置，其特征在于：包括内圈筒(8)、外圈筒(1)和设置所述内圈筒和所述外圈筒(1)之间的陶瓷球保持架(3)，所述陶瓷球保持架(3)上设有陶瓷球容纳空间(5)，所述内圈筒(8)内部设有若干环形磁铁(7)，所述环形磁铁(7)之间设有定位块(4)，所述定位块(4)均匀设置在内圈筒(8)内。
2.根据权利要求1所述的一种高精度陶瓷球的滚动轴承式磁流变抛光装置，其特征在于：所述陶瓷球保持架(3)通过螺栓与所述内圈筒(8)连接,并与内圈筒(8)同心设置。
3.根据权利要求1所述的一种高精度陶瓷球的滚动轴承式磁流变抛光装置，其特征在于：所述外圈筒(1)与所述内圈筒(8)之间填充有磁流变抛光液(2)。
4.根据权利要求1所述的一种高精度陶瓷球的滚动轴承式磁流变抛光装置，其特征在于：所述外圈筒(1)放置于球磨机或动力机械的平行轴(12)上。
5.根据权利要求1所述的一种高精度陶瓷球的滚动轴承式磁流变抛光装置，其特征在于：所述内圈筒(8)由内圈盖(9)密封。
6.根据权利要求1所述的一种高精度陶瓷球的滚动轴承式磁流变抛光装置，其特征在于：所述外圈筒(1)由外圈盖(10)密封。
7.根据权利要求1所述的一种高精度陶瓷球的滚动轴承式磁流变抛光装置，其特征在于：所述内圈筒(8)固定或者通过球阀连接在机架。
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2017
- 2017-10-26 CN CN201721391690.3U patent/CN208005296U/zh not_active Expired - Fee Related
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