CN2703615Y - 摩擦学试验用球面销球面加工专用设备 - Google Patents

Abstract

一种摩擦学试验用球面销球面加工专用设备。销试样6受电机9驱动绕轴线A－A回转。拖板11可前后移动，拖板移动时带动其上的销试样6前后移动，使工件磨削进给或离开砂轮。销试样6、工件夹持器8、电机9、摆动板10组成一个可摆动部件。其整体可绕销7轴线转动，而摆动工件。拖板11及摆动部件为下置式结构，可使销7轴线无限靠近砂轮，本设备便可加工极小半径的球面。调整工件轴线A－A与砂轮轴线B－B的间距L，可获得不同砂轮磨削线速度。砂轮4的背面安装有砂轮靠架5承担磨削产生的弯矩，砂轮不受拉应力作用，使用可靠。采用的修整砂轮方法是将金刚笔像工件一样夹持在工件夹持器上，可以达到较高的修整精度和球面加工质量。

Description

摩擦学试验用球面销球面加工专用设备

                        技术领域

本实用新型属于摩擦学试验研究领域，特别是涉及一种球面销球面加工专用设备。

                        技术背景

摩擦学试验研究中常常需要采用球面试样来实现可靠的点接触，为此，球状试样或端部为球面的圆柱销试样(以下简称球面销)对摩擦学实验研究具有重要的意义。然而，加工球面的方法目前还主要是球磨机加工、仿形加工和数控加工中心加工。球磨机加工要求有批量；仿形加工的精度有限，成本较高，规格有限；数控加工中心加工精度高，但成本昂贵。同时，现有技术目前还很难提供适合于摩擦学试验用的小曲率半径球面销的加工方法。因此，在摩擦学试验中，一般选用制造滚动轴承用的球体来代替摩擦学试验用球面试样。这种代替的缺点是显而易见的，轴承用球的材料和硬度比较单一，其材料一般限于GCr15钢，硬度为HRC60～64，几乎没有其它选择可能性。而摩擦学研究对摩擦副的材料、表面粗糙度、球面半径、硬度以及表面化学性质都有非常严格的要求，需要提供具有不同材质和表面状态并能进行表面处理的不同尺寸的球体或端部为球面的圆柱销试样。由于摩擦学试样研究中常常采用销盘式摩擦学试验机，与球体试样相比，球面销易于装夹定位，而且装夹后不易松动，可以更方便地开展试验。销的加工相对容易，可以获得满足摩擦试验的不同要求的不同的球面。所以，寻求方便、经济、可靠的球面销加工对于摩擦学研究非常重要。

                        发明内容

本实用新型旨在提出一种适合摩擦学试验用的方便、经济、可靠的球面销球面专用加工设备，为此，本实用新型提出了如图1所示的用于球面销球面加工专用设备。

图1所示设备，按轨迹成型加工原理，通过下述过程实现销试样的球面加工。

底板1作为各部件的水平基准，各部件放置于底版1上，转动手轮2使砂轮座3连同砂轮4及砂轮靠架5相对于底板左右移动，转动手轮12使拖板11相对于底板前后移动，拖板移动时带动置于其上的销试样6、工件夹持器8及驱动工件转动的电机9前后移动，而使工件纵向磨削进给或离开砂轮。销试样6、工件夹持器8、电机9、摆动板10组成一个可摆动部件。摆动板上的孔与固定于拖板11上的销7同轴线，摆动部件整体以销7轴线转动。如图2所示为摆动部件、销7、及拖板11的结构关系图。加工时，销试样6受电机9驱动绕轴线A-A回转，同时作水平摆动，在砂轮的磨削作用下形成球面。

本实用新型采用下置式回转结构，使得可加工极小半径的球面。销7的轴线C-C与砂轮端面D-D的距离即为所加工球面的半径r(见图2)，它可通过手轮12带动拖板11移动进行调整，而可获得不同半径的球面。图2中摆动板10、拖板11位于砂轮之下，这种下置式结构可以使销7轴线C-C无限靠近砂轮，所以本设备可以加工极小半径的球面。

本实用新型采用了如图2所示的易于消除摆动间隙的结构，提高了精度，即：在摆动板10的孔与销7之间两只同方向安装的圆锥滚子止推轴承，且为上小下大的配置，有利于在加工中消除间隙。当使用一段时间后，可以通过收紧螺帽17、18来消除所产生的间隙。

本实用新型在砂轮的背面安装有砂轮靠架5，避免了平型砂轮作平面磨削时(一般采用圆周面磨削)砂轮受弯曲应力作用产生脆性损伤的危险。因此，可以用平型砂轮(即盘型砂轮)的平面来磨削工件，其优点是：只要改变工件轴线A-A与砂轮轴线B-B的距离L(见图1)，就可以获得对于加工多种类型的球面销十分必要的不同的砂轮磨削线速度。如果用平型砂轮的圆周磨削，则不具有这种调速的便利性。如果采用蝶型砂轮的平面磨削，由于碟型砂轮的环型平面部分比较窄，也没有这种调速的便利性。

与平型砂轮的圆周磨削及蝶型砂轮的平面磨削相比，本实用新型采用平型砂轮并且用其平面磨削的另一优点是：可以大大减少砂轮修整次数。当砂轮在某处使用较长时间变得不够锋利时，转动手轮1，即能横向移动砂轮座，从而改变砂轮与工件的接触点，使砂轮利用率提高。

本实用新型为可移动砂轮座结构，可以一次装夹销试样，完成粗磨、精磨(或抛光)，提高尺寸精度。如图1所示，砂轮4、砂轮13采用不同的砂轮(或抛光轮)，移动砂轮座，使得工件分别与砂轮4、砂轮13接触，即可以实现粗磨、精磨(或抛光)。修整砂轮时，将粗、精磨砂轮(或抛光轮)一次性修整好。

本实用新型中工件驱动电机采用调速电机，可以优化工艺参数。

本实用新型采用砂轮轴线与工件轴线可调位结构，改变砂轮轴线与工件轴线的相对位置，可获得不同加工轨迹角度，可用于研究不同纹理对于摩擦磨损的影响。

本实用新型采用的修整砂轮方法是将金刚笔像工件一样夹持在工件夹持器上，可以达到较高的修整精度和球面加工质量。

本实用新型设备可在圆柱毛坯上磨削出各种不同的球面，用于摩擦学理论及实验研究，本实用新型设备可加工出摩擦学试验用金属、塑料等材料销试样的球面。本实用新型设备为台式小型设备，体积小、重量轻，使用方便、可靠，造价低，经济性好。

本实用新型附图如下：

1，本实用新型俯视图

2，本实用新型侧视图局部

Claims (5)

1.一种摩擦学试验用球面销球面加工专用设备，其特征在于各部件置于底板(1)上；转动手轮(2)使砂轮座(3)连同粗磨砂轮(4)及精磨砂轮(13)平面相对于销试样轴A-A左右移动，销试样(6)、工件夹持器(8)及工件转动调速驱动电机(9)置于摆动板(10)上，构成绕销(7)轴线水平回转的摆动部件，转动手轮(12)使拖板(11)相对于砂轮磨削平面前后移动，销试样(6)受电机(9)驱动绕轴线A-A回转，同时作水平摆动。

2.根据权利要求1所述的一种摩擦学试验用球面销球面加工专用设备，其特征在于采用下置式回转结构，摆动板(10)、拖板(11)位于砂轮之下。

3.根据权利要求1所述的一种摩擦学试验用球面销球面加工专用设备，其特征在于采用了在摆动板(10)的孔与销(7)之间安装两只同方向、上小下大配置的、易于消除摆动间隙的圆锥滚子止推轴承结构。

4.根据权利要求1所述的一种摩擦学试验用球面销球面加工专用设备，其特征在于在砂轮的背面安装有砂轮靠架(5)，因此，可以用平型砂轮的平面来磨削工件。

5.根据权利要求1所述的一种摩擦学试验用球面销球面加工专用设备，其特征在于采用的修整砂轮方法是将金刚笔像工件一样夹持在工件夹持器上。

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