CN208788282U - 球体零件的偏心研抛装置 - Google Patents

Abstract

球体零件的偏心研抛装置，上研抛机构包括加压机架，加压机架上设有气缸，活塞杆与加长杆上端固定联接，加长杆下端与上研磨盘联接；上研磨盘设有若干连通其上下表面的注液通道；下研抛机构包括操作台，操作台上设有研抛液回收槽，研抛液回收槽内设有下研磨盘，下研磨盘与其下方的电机连接；下研磨盘上偏心放置有保持环，保持环内侧底部设有一圈锥齿，保持环受到固定在操作台上限位器的限制，保持环内放置有游星轮式保持架，游星轮式保持架与锥齿相啮合；游星轮式保持架上设有一组圆柱形通孔，圆柱形通孔直径比游星轮式保持架的厚度大。本实用新型可以大幅提高研抛工具的转速，提高研抛效率；同时运动轨迹可控，研磨作业均匀，球形零件的批一致性好。

Description

球体零件的偏心研抛装置

技术领域

本实用新型涉及超精密加工设备，特别是加工球体零件的偏心研抛装置。

背景技术

超精密加工技术是现代高新技术战争的重要支撑技术，是现代制造科学的发展方向。机器人和自动化是近几年机械制造业的主要研究方向。大量自动化或半自动化机械手臂在生产线上使用，极大提升了生产效率。机械手臂的关节和其自由度的结构设计，都需要使用大大小小的轴承，而此类装置对轴承中的球形零件往往有着较高的要求。所以高质量的球形零件在市场上有着较大的需求。

目前，针对球形零件的研抛装置市面上应用最普遍的是同心式的端面研抛装置，而此类装置大部分采用传统的V型槽的结构。但采用传统V型槽研磨方式，球面的研磨轨迹只是一组平行的同心圆，球体的加工精度低且批一致性差；同时同心式结构均会存在的问题，即圆心处球形零件的材料去除率差，导致形成同心环纹理，且研抛效率比外圈差。偏心式的研抛装置可以有效解决同心式研抛装置的弊端，但是由于离心力的限制，研抛工具的转速不能太高，限制了研抛时材料去除率；同时偏心旋转时产生的公转会影响自转产生的运动轨迹，运动轨迹存在不可控性，导致球形零件的研磨作业不均匀，速度不一致，进而使批一致性差。所以，球形零件的研抛装置有着极大的改进空间。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种球形零件的偏心研抛装置。本实用新型有效地解决了传统偏心研抛装置运动轨迹不可控问题，可以大幅提高研抛工具的转速，提高研抛效率；且使运动轨迹可控，研磨作业均匀，球形零件的批一致性好。同时，本实用新型也提供了一种球形零件的偏心研抛装置的下研抛机构。

本实用新型的技术方案：球体零件的偏心研装置，包括下研抛机构以及偏心设于下研抛机构上方的上研抛机构；所述上研抛机构包括加压机架，加压机架上设有气缸，活塞杆的下端从气缸内伸出并与加长杆的上端固定联接，加长杆下端通过轴承与上研磨盘联接；所述上研磨盘设有若干连通其上下表面的注液通道；所述下研抛机构包括操作台，操作台上设有研抛液回收槽，研抛液回收槽的底部设有排液口；所述研抛液回收槽内设有下研磨盘，下研磨盘与其下方的电机连接；所述下研磨盘上偏心放置有保持环，所述保持环内侧底部设有一圈锥齿，所述保持环受到固定在所述操作台上限位器的限制，保持环内放置有游星轮式保持架，所述游星轮式保持架与锥齿相啮合；所述游星轮式保持架上设有一组呈同心圆均匀分布的圆柱形通孔，圆柱形通孔的直径比游星轮式保持架的厚度大。

与现有技术相比，本实用新型的球体零件偏心研抛装置采用了游星轮式保持架和保持环内的锥齿配合，成功解决了传统偏心装置中球体零件运动轨迹存在不可控的问题，在离心力作用下游星轮式保持架在公转的同时，在保持环内以稳定的角速度自转，使球体零件按一定的运动轨迹研抛，保证了研抛均匀且速度一致，进而使加工出的工件批一致性好；同时由于保持环的限位作用和限位器对保持环的限位作用，可以大幅提高本实用新型下研抛机构的转速，从而提高研抛效率。

作为优化，所述下研抛机构的上方设有横梁，所述加压机架设置在横梁上。合理地利用空间，具有实施方便的特点；且可以避免上抛光机构和下抛光机构之间互相影响。

作为优化，所述加长杆的中部通过轴承联接有添加抛光液的注液盘，所述注液盘外部设有环状矩形槽，所述环状矩形槽上设有对应注液通道数量的注液孔，所述注液孔和注液通道通过输液管连通。传统的装置中添加抛光液往往直接从注液通道直接添加，但是每个注液通道都需对应一个添加抛光液的输液口，十分不便；所述结构有效解决了上述问题，添加抛光液时只需一个抛光液的输液口，大大简化添加抛光液的装置，同时使抛光液浇灌更均匀，提高球体零件的品质。

作为优化，所述环状矩形槽槽深为5cm～6cm；所述液通道与注液孔的直径为2cm～3cm。由于减少了添加抛光液的输液口，为了保证抛光液的充足，需提高输液口的单位时间的输液量。研究表明，所述深度的环状矩形槽可以防止抛光液飞溅至其他部件，影响装置的安全性；同时所述大小的液通道与注液孔可以防止环形矩形槽内的抛光液出现流通不畅且溢出的现象，抛光液的飞溅及溢出均会造成抛光液的浪费以及清洁问题。

作为优化，所述注液通道的数量为6个，按60°间隔设于上研磨盘的中间部分。注液孔按照该特定形式分布可以保证抛光液均匀且充足地浇灌。

作为优化，所述注液盘的直径为上研磨盘直径的二分之一至四分之一。实验显示，所述大小的注液盘既可以保证抛光液充足地浇灌；又可以保证装置整体的经济性。

作为优化，所述保持环下表面上均匀分布着放射状矩形槽，所述矩形槽的高度小于所述游星轮式保持架的厚度。所述矩形槽既可以保证保持环内的抛光液流动通畅以及研磨屑的及时排出，同时可以防止影响保持环和游星轮式保持架齿传动。

作为优化，所游星轮式保持架的下表面上呈环状120°间距粘附有3个圆形垫片。所述圆形垫片按照此形式分布，不仅可以减少所述游星轮式保持架的磨损，还有助于抛光液的良好流通，从而提高研抛效率。

作为优化，所述游星轮式保持架的直径小于所述上研磨盘直径，所述上研磨盘直径小于所述保持环内圈直径。经过发明者反复试验，此时可实现球体零件加工轨迹的均匀全包络，提高球体零件的加工品质以及研抛效率。

作为优化，所述保持环内锥齿的齿高不大于所述游星轮式保持架的厚度。此结构，可以防止上研磨盘的侧表面和高出部分的锥齿摩擦，损坏上研磨盘侧表面。

附图说明

图1是本实用新型球体零件偏心研抛装置的结构示意图；

图2是本实用新型球体零件偏心研抛装置的上研抛机构的结构示意图；

图3是本实用新型球体零件偏心研抛装置的下研抛机构的结构示意图；

图4是图3中A圆内部分的放大图；

图5是本实用新型球体零件偏心研抛装置的限位器、保持环以及下研磨盘的俯视视图；

图6是本实用新型球体零件偏心研抛装置的上研磨盘以及注液盘的俯视视图；

图7是本实用新型球体零件偏心研抛装置的游星轮式保持架的结构示意图。

附图中的标记为：1-下研抛机构；11-操作台；12-研抛液回收槽； 121-排液口；13-下研磨盘；14-电机；15-保持环；151-锥齿；152- 矩形槽；16-限位器；17-游星轮式保持架；171-圆柱形通孔；172- 圆形垫片；2-上研抛机构；21-加压机架；22-气缸；221-活塞杆；23-加长杆；24-注液盘；241-环状矩形槽；242-注液孔；25-上研磨盘； 251-注液通道；26-输液管；3-横梁。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式(实施例)对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。

如图1至图7所示的球体零件的偏心研装置，包括下研抛机构1 以及偏心设于下研抛机构1上方的上研抛机构2；所述上研抛机构2 包括加压机架21，加压机架21上设有气缸22，活塞杆221的下端从气缸22内伸出并与加长杆23的上端固定联接，加长杆23下端通过轴承与上研磨盘25联接；所述上研磨盘25设有若干连通其上下表面的注液通道251；所述下研抛机构1包括操作台11，操作台11上设有研抛液回收槽12，研抛液回收槽12的底部设有排液口121；所述研抛液回收槽12内设有下研磨盘13，下研磨盘13与其下方的电机 14连接；所述下研磨盘13上偏心放置有保持环15，所述保持环15 内侧底部设有一圈锥齿151，所述保持环15受到固定在所述操作台 11上限位器16的限制，保持环15内放置有游星轮式保持架17，所述游星轮式保持架17与锥齿151相啮合；所述游星轮式保持架17 上设有一组呈同心圆均匀分布的圆柱形通孔171，圆柱形通孔171的直径比游星轮式保持架17的厚度大。

所述下研抛机构1的上方设有横梁3，所述加压机架11设置在横梁3上。

所述加长杆23的中部通过轴承联接有添加抛光液的注液盘24，所述注液盘外部设有环状矩形槽241，所述环状矩形槽241上设有对应注液通道251数量的注液孔242，所述注液孔242和注液通道251 通过输液管26连通。

所述环状矩形槽241槽深为5cm～6cm；所述液通道251与注液孔242的直径为2cm～3cm。

所述注液通道251的数量为6个，按60°间隔设于上研磨盘25 的中间部分。

所述注液盘24的直径为上研磨盘25直径的二分之一至四分之一。

所述保持环15下表面上均匀分布着放射状矩形槽152，所述矩形槽152的高度小于所述游星轮式保持架17的厚度。

所游星轮式保持架17的下表面上呈环状120°间距粘附有3个圆形垫片172。

所述游星轮式保持架17的直径小于所述上研磨盘25直径，所述上研磨盘25直径小于所述保持环15内圈直径。

所述保持环内锥齿151的齿高不大于所述游星轮式保持架17的厚度。

本实用新型的操作步骤为：第一步，修盘结束后将球形工件置入游星轮式保持架17的圆形通孔171内；第二步，通过气缸22控制上研磨盘25下压，给球体零件施加一定的压力；第三步，把抛光液的输液口置于注液盘24正上方后打开连接输液口的水泵，待抛光液流至下研磨盘13上表面时启动电机14。

本实用新型的工作原理：启动电机14驱动下研磨盘13转动，受离心力作用，保持环15内的游星轮式保持架17通过齿传动以一定的角速度带动球体零件转动，同时，上研磨盘25以及注液盘24在球体零件和游星轮式保持架17的带动下转动；球体零件在圆形通孔171内以特定的运动轨迹运动，可以实现材料的均匀去除，同时利用离心力，抛光液携带着磨屑从矩形槽152排出，使球体零件获得较高的加工质量和批一致性。

上述对本申请中涉及的实用新型的一般性描述和对其具体实施方式的描述不应理解为是对该实用新型技术方案构成的限制。本领域所属技术人员根据本申请的公开，可以在不违背所涉及的实用新型构成要素的前提下，对上述一般性描述或/和具体实施方式(包括实施例)中的公开技术特征进行增加、减少或组合，形成属于本申请保护范围之内的其它的技术方案。

Claims (10)

1.球体零件的偏心研抛装置，其特征在于：包括下研抛机构(1)以及偏心设于下研抛机构(1)上方的上研抛机构(2)；

所述上研抛机构(2)包括加压机架(21)，加压机架(21)上设有气缸(22)，活塞杆(221)的下端从气缸(22)内伸出并与加长杆(23)的上端固定联接，加长杆(23)下端通过轴承与上研磨盘(25)联接；所述上研磨盘(25)设有若干连通其上下表面的注液通道(251)；

所述下研抛机构(1)包括操作台(11)，操作台(11)上设有研抛液回收槽(12)，研抛液回收槽(12)的底部设有排液口(121)；所述研抛液回收槽(12)内设有下研磨盘(13)，下研磨盘(13)与设于其下方的电机(14)连接；所述下研磨盘(13)上偏心放置有保持环(15)，所述保持环(15)内侧底部设有一圈锥齿(151)，所述保持环(15)受到固定在所述操作台(11)上限位器(16)的限制，保持环(15)内放置有游星轮式保持架(17)，所述游星轮式保持架(17)与锥齿(151)相啮合；所述游星轮式保持架(17)上设有一组呈同心圆均匀分布的圆柱形通孔(171)，圆柱形通孔(171)的直径比游星轮式保持架(17)的厚度大。

2.根据权利要求1所述的球体零件的偏心研抛装置，其特征在于：所述下研抛机构(1)的上方设有横梁(3)，所述加压机架(21)设置在横梁(3)上。

3.根据权利要求1所述的球体零件的偏心研抛装置，其特征在于：所述加长杆(23)的中部通过轴承联接有添加抛光液的注液盘(24)，所述注液盘外部设有环状矩形槽(241)，所述环状矩形槽(241)上设有对应注液通道(251)的注液孔(242)，所述注液孔(242)和注液通道(251)通过输液管(26)连通。

4.根据权利要求3所述的球体零件的偏心研抛装置，其特征在于：所述环状矩形槽(241)槽深为5cm～6cm；所述注液通道(251)与注液孔(242)的直径为2cm～3cm。

5.根据权利要求3所述的球体零件的偏心研抛装置，其特征在于：所述注液通道(251)的数量为6个，按60°间隔设于上研磨盘(25)的中间部分。

6.根据权利要求3所述的球体零件的偏心研抛装置，其特征在于：所述注液盘(24)的直径为上研磨盘(25)直径的二分之一至四分之一。

7.根据权利要求1所述的球体零件的偏心研抛装置，其特征在于：所述保持环(15)下表面上均匀分布着放射状矩形槽(152)，所述矩形槽(152)的高度小于所述游星轮式保持架(17)的厚度。

8.根据权利要求7所述的球体零件的偏心研抛装置，其特征在于：所述游星轮式保持架(17)的下表面上呈环状120°间距粘附有3个圆形垫片(172)。

9.根据权利要求1所述的球体零件的偏心研抛装置，其特征在于：所述游星轮式保持架(17)的直径小于所述上研磨盘(25)直径，所述上研磨盘(25)直径小于所述保持环(15)内圈直径。

10.根据权利要求9所述的球体零件的偏心研抛装置，其特征在于：所述保持环(15)内锥齿(151)的齿高不大于所述游星轮式保持架(17)的厚度。