TW201519937A - 一種生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法 - Google Patents

Abstract

本發明係為一種生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法，涉及一種高爾夫球頭的加工方法，所述高爾夫球頭（1）腔體中待磨削區放置表面具有磨料（2）的磨削轉子，高爾夫球頭外部設置一個高速旋轉旋轉工作軸（6），對應磨削轉子的旋轉工作軸端設有驅動磁鐵（4），由驅動裝置帶動所述旋轉工作軸的驅動磁鐵使磨削轉子同步旋轉，所述旋轉的磨削轉子形成高爾夫球頭的待磨削區腔體厚度的多點減薄磨削；本發明可以實現球頭厚度的均勻性減薄、且可以實現自動化控制，適合於大批量工業化生產。本發明的加工方法及相應的加工設備適用於生產鈦合金、不銹鋼等所有非磁性材質的超薄頂蓋高爾夫球頭。

Description

一種生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法

本發明係有關於一種高爾夫球頭的加工方法，尤指一種生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法。

高爾夫球是一種以棒擊球入穴的球類運動項目；如今，高爾夫球運動已經成為貴族運動的代名詞，高爾夫球運動是一種把享受大自然樂趣、體育鍛煉和遊戲集於一身的運動，越來越多的受到人們喜愛。
在進行高爾夫球運動時，需要使用高爾夫球杆、高爾夫球等裝備，在這些裝備中，高爾夫球頭是高爾夫球杆的一部分，國內外高爾夫球頭的發展趨勢之一是球頭的超薄化，通常要求：球頭薄區整體厚度在 ≤0.6mm，部分球頭要求薄區厚度≤0.5mm ，厚度尺寸公差為±0.10mm；高爾夫球頭的薄區基本位於球頭的頂部區域，當前國內外高爾夫球頭鑄造廠家的鑄造技術是球頭頂部薄區最小壁厚為≥0.68mm，這些工藝獲取的產品與客戶需求具有很大差距，遠遠難以滿足大部分客戶的技術要求。
在高爾夫球頭製造企業中，由於受到鑄造水準限制，現有的生產高爾夫球頭的方法是：將球頭頂部加厚鑄造，鑄造出頂部薄區厚度≥0.68mm的高爾夫球頭，再通過酸洗方法進行厚度減薄。但是，這種方法不適合於批量產業化生產超薄球頭的技術需求；主要原因在於：
1）、酸洗後球頭表面會有不同程度的吸氫現象，由於吸氫問題會降低材料的延伸率和衝擊韌性，難以保證擊球過程中不發生球頭開裂現象，因此，多數客戶難以接受球頭加厚鑄造+酸洗減薄工藝獲取的高爾夫球頭；
2）、在酸洗球頭過程中，部分球頭會有開裂現象，從而導致生產過程中球頭的部分報廢，不僅成品率較低，而且增加產品加工製造成本；
3）、在球頭的酸洗過程中，厚度的減薄量不均勻，從而導致球頭尺寸超過誤差允許範圍造成報廢，進一步增加了產品生產成本；
4）、由於採用酸洗工藝，所以球頭在酸洗減薄的過程中產生的酸洗液處理會污染環境；鑒於此，製備超薄頂蓋鑄造高爾夫球頭的技術目前是高爾夫球頭領域的瓶頸技術。
由於高爾夫球頭的頂部薄區為不同弧度的曲面，且不同部位的曲面半徑不同，現有的砂輪打磨設備受到形狀限制，無法實現球頭曲面的均勻性打磨減薄，因為：
1）、在打磨高爾夫球頭時，由於人工作用於球頭上的力大小不均勻，導致球頭頂部各部位厚度的減薄量不均勻，從而導致球頭尺寸超差報廢；
2）、球頭頂部區域為不同半徑的曲面，型值較為複雜，打磨時難以保證曲面的型值不受破壞，且批量生產時難以做到所有打磨後的球頭曲面型值的一致性，這也是報廢率過高的原因之一；
3）、目前，國內外無適合的可用工業化球頭厚度打磨減薄設備，所以無法實現自動化控制。

本發明主要目的，係要提出一種生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法專利申請，本發明可以實現球頭厚度的均勻性減薄、且可以實現自動化控制，適合於大批量工業化生產。本發明的加工方法及相應的加工設備適用於生產鈦合金、不銹鋼等所有非磁性材質的超薄頂蓋高爾夫球頭。
為了實現所述發明目的，本發明採用如下技術方案：
一種生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法，採用磁力驅動磨削的方法生產超薄頂蓋高爾夫球頭；具體的方法為：所述高爾夫球頭腔體中待磨削區放置表面具有磨料的磨削轉子，高爾夫球頭外部設置一個高速旋轉旋轉工作軸，對應磨削轉子的旋轉工作軸端設有驅動磁鐵，由驅動裝置帶動所述旋轉工作軸的驅動磁鐵使磨削轉子同步旋轉，所述旋轉的磨削轉子形成高爾夫球頭的待磨削區腔體厚度的多點減薄磨削。
所述的生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法，所述旋轉的磨削轉子對高爾夫球頭的待磨削區腔體厚度的多點減薄磨削方法為：將高爾夫球頭固定，驅動裝置的磨削路徑設置為三座標或四座標或五座標移動，這時磨削轉子由所述旋轉工作軸的驅動磁鐵帶動，獲取高爾夫球頭磨削區腔體厚度的多點減薄磨削。
所述的生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法，所述旋轉的磨削轉子對高爾夫球頭的待磨削區腔體厚度的多點減薄磨削另一替換方法為：將驅動裝置固定，高爾夫球頭的固定裝置按照設計路徑移動，使磨削轉子由所述旋轉工作軸的驅動磁鐵帶動磨削轉子旋轉，獲取高爾夫球頭磨削區腔體厚度的多點減薄磨削。
所述的生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法，所述旋轉的磨削轉子對高爾夫球頭的待磨削區腔體厚度的多點減薄磨削第三替換方法為：驅動裝置和高爾夫球頭的固定裝置按照設計路徑進行三座標或四座標或五座標移動，使驅動磁鐵自身旋轉從而帶動磨削轉子旋轉，獲取高爾夫球頭磨削區腔體厚度的多點減薄磨削。
所述的生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法，所述表面具有磨料的磨削轉子，在所述磨削轉子的中部設有轉子磁鐵，在轉子磁鐵的下表面設有磨料；或在轉子磁鐵的上、下表面均設有磨料；或在轉子磁鐵外部的至少四面包裹磨料。
所述的生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法，所述至少四面包裹磨料的轉子磁鐵結構為：所述磨料結構整體設計成中心部位前後貫通的長方體空心槽式空腔結構，轉子磁鐵固定在所述空心槽的空腔內，磨料的四個表面設計成曲面。
所述的生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法，所述磨料的空心槽為方形槽結構，所述方形槽的過度圓角為R0.5～R3 mm；端部磨料厚度為1～5mm；磨料曲面半徑按球頭頂蓋的曲面半徑製備，實現轉子磨削時磨料表面能與球頭頂部曲面貼合。
所述的生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法，所述磨料材質包括拋光磨料或人造磨料中的任意一種。
所述的生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法，所述轉子磁鐵材質為燒結釹鐵硼永磁材料，形狀為長方體磁鐵，轉子磁鐵尺寸根據球頭內腔的空間尺寸大小進行設計和製備，並確保磨削轉子能在球頭內腔自由旋轉，磁鐵尺寸範圍分別為：長度5～50 mm寬度5～50mm、高度3～30mm。
所述的生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法，所述高爾夫球頭適用於非磁性材質的超薄頂蓋高爾夫球頭。
所述的生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法，所述非磁性材質的超薄頂蓋高爾夫球頭包含鈦合金高爾夫球頭、不銹鋼高爾夫球頭以及鎳金屬高爾夫球頭。
所述的生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法，所述旋轉工作軸上套有支架，在支架端部設有凹坑，驅動磁鐵嵌入在所述凹坑中。
所述的生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法，所述旋轉工作軸由電機及控制器帶動，電機及控制器設置在數控三座標工作平臺上，旋轉工作軸與球頭安裝架間隔設置，高爾夫球頭連接所述球頭安裝架。
所述的生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法，在所述旋轉工作軸的外部設有磁鐵外部安全保護裝置，所述磁鐵外部安全保護裝置為略高於支架包含驅動磁鐵的套筒。
所述的生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法，在驅動磁鐵外部的所述磁鐵外部安全保護裝置為套筒，所述套筒與旋轉工作軸連接隨動；或所述套筒下端固定在電機及控制器的外部殼體上。
所述的生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法，所述驅動磁鐵外部的套筒頂部平面高於驅動磁鐵的距離為0.5～10mm，所述圓筒壁厚為0.5～5mm，材料為非磁性材料。
所述的生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法，所述電機及控制器中的電機為無刷直流電機，所述控制器為具有數字顯示和無極調速功能的控制器。
所述的生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法，所述直流無刷電機參數中電機的額定扭矩為0.4～10N.m。
所述的生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法，所述控制器控制範圍為包含0～3000 r/min範圍內的任意速度選擇。
所述的生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法，所述球頭頂部曲面實際生產磨削時，磨削轉子的工作轉速範圍為：50～3000 r/min。
所述的生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法，優選的球頭頂部曲面實際生產磨削時，磨削轉子的工作轉速範圍為：500～1200 r/min。
所述的生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法，驅動磁鐵材質為燒結釹鐵硼永磁材料，形狀為長方體磁鐵，規格分別為長5～50 mm、寬5～50 mm、高5～100mm，高度為充磁方向，驅動磁鐵數量為兩塊，兩塊驅動磁鐵之間的間距1～20mm； 驅動磁鐵固定用所述支架為一體式支架結構，所述一體式支架的材料選用非磁性材料。
所述的生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法，具體加工實施例的一種方法步驟包括：
1）、在高爾夫球頭內放置磨削轉子，然後將所述高爾夫球頭固定在球頭安裝架上；固定方法為：高爾夫球頭頂部與高爾夫球頭底部的連接線基本處於一個平面上，在高爾夫球頭固定時使球頭頂部朝下，高爾夫球頭的頂部與底部間的連接線處於水準位置；
2）、接上一步驟利用數控三座標工作平檯面上的電機及控制器，直流無刷電機驅動旋轉工作軸上的驅動磁鐵沿設計的磨削路徑進行三座標移動，磨削轉子在驅動磁鐵磁力的作用下沿著相應的磨削軌跡從動；磨削時球頭位置固定不動；
3）、接上一步驟高爾夫球頭頂部磨削時，設定高爾夫球頭頂部最低點與驅動磁鐵之間的距離、磨削轉子的轉速、整只球頭的頂部待磨削區域的迴圈磨削的速度和時間，最後實現球頭頂部不同區域厚度點的減薄；獲取的高爾夫球頭進入便可進行進一步的深加工。
所述的生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法，在加工方法中設備包含以下三種方法實現球頭頂部磨削的自動化、批量磨削減薄：
1）、將電機固定在數控三座標或四座標或五座標工作臺面上，工作臺運動從而帶動電機運動，通過程式設計設計驅動磁鐵的運動軌跡和行進速度，從而實現驅動磁鐵在空間各維方向的自動化控制；其中設備可根據設計的磨削球頭的數量改變數控工作臺的尺寸大小，並在工作臺上安裝與球頭相對應數量的電機，控制器設定可採用單個控制器控制多台電機；或每台電機設置單獨的控制器，從而實現多個高爾夫球頭頂部厚度同時磨削減薄；
2）、將高爾夫球頭固定在數控三座標或四座標或五座標工作臺面上，工作臺運動從而帶動球頭運動，通過程式設計設計球頭的運動軌跡和行進速度，從而實現球頭在空間各維方向的自動化控制；
3）、將球頭和電機同時固定在數控三座標或四座標或五座標工作臺面上，通過程式設計設計各自的運動軌跡和行進速度，實現兩者同時運動和自動化控制。
由於採用上述技術方案，本發明具有如下優越性：
本發明所述生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法，相對于現有技術本發明有效克服了鑄造高爾夫球頭頂部薄區不同弧度曲面以及不同部位的曲面半徑不同的砂輪打磨設備無法實現球頭曲面的均勻性打磨減薄問題；同時本發明同樣適用於鍛造的高爾夫球頭，通過公開本發明的技術能夠實現高爾夫球頭機械化打磨時的力度均勻和減薄量的均勻；確保了在型值複雜情況下打磨時的曲面的型值不受破壞；實現了批量生產和自動化控制的目的；相應的製作成本也大幅度降低。

1‧‧‧高爾夫球頭
2‧‧‧磨料
3‧‧‧轉子磁鐵
4‧‧‧驅動磁鐵
5‧‧‧支架
6‧‧‧旋轉工作軸
7‧‧‧磁鐵外部安全保護裝置
8‧‧‧電機及控制器
9‧‧‧數控三座標工作平臺
10‧‧‧球頭安裝架。

圖1 係為本發明的設備應用結構示意圖。
圖2 係為本發明的EXOTICS/1316-10.5-BODY-00球頭磁力磨削試驗結果1。
圖3 係為本發明的EXOTICS/1316-10.5-BODY-00球頭磁力磨削試驗結果2。

參考下面的實施例，可以更詳細地解釋本發明；但是，本發明並不局限於這些實施例。
本發明結合附圖1給出的生產超薄頂蓋高爾夫球頭的加工設備實施例中；包括數控三座標工作平臺９、電機及控制器8、旋轉工作軸6、支架5、球頭安裝架10、驅動磁鐵4和轉子磁鐵3，在數控三座標工作平臺９上設有至少一台電機及控制器8，所述電機及控制器8的電機旋轉工作軸6朝向上方且所述旋轉工作軸6上部設有支架5，所述電機及控制器8中的電機為無刷直流電機，所述直流無刷電機參數中電機的額定扭矩為0.4～10N.m；所述控制器為具有數字顯示和無極調速功能的控制器，其中所述控制器控制範圍為包含0～3000 r/min範圍內的任意速度選擇；所述支架5為上端面具有凹坑的塊體，所述驅動磁鐵4嵌入支架5上端面的凹坑中，在支架5上部的驅動磁鐵4上端間隔設有球頭安裝架10，至少一個高爾夫球頭1固定在球頭安裝架10下部且對應驅動磁鐵4，在高爾夫球頭1內設有表面具有磨料2的磨削轉子，所述磨削轉子與驅動磁鐵4隨動。
本發明考慮到支架5與旋轉工作軸6的同步轉速，所述支架5與旋轉工作軸6外部的套管可設置為一體結構；本發明為了防範驅動磁鐵4在高速旋轉過程中對產業工人的彈出傷害，在所述驅動磁鐵4的外部間隔設有磁鐵外部安全保護裝置7；所述磁鐵外部安全保護裝置7為略高於支架5包含驅動磁鐵4的套筒，所述套筒可與旋轉工作軸6連接隨動；或所述套筒下端固定在電機及控制器8的外部殼體上，旋轉工作軸6轉動時套筒靜止不動，套筒高度範圍相對于支架5高出0.5～10mm，其中高出1mm較佳，所述套筒為圓筒或多角形結構，優選圓筒，圓筒的直徑50mm，圓筒頂部平面高於驅動磁鐵4的距離為0.5～10mm；所述圓筒壁厚為0.5～5mm、材料為非磁性材料，其可選擇304奧氏體不銹鋼。
進一步，本發明所述磨削轉子的中部為轉子磁鐵3，所述轉子磁鐵3材質為燒結釹鐵硼永磁材料，形狀為長方體磁鐵，轉子磁鐵3尺寸根據球頭內腔的空間尺寸大小進行設計和製備，並確保磨削轉子能在球頭內腔自由旋轉，磁鐵尺寸範圍分別為：長度5～50 mm寬度5～50mm、高度3～30mm；在轉子磁鐵3的下表面設有磨料2；或在轉子磁鐵3的上、下表面均設有磨料2；作為可選的替換結構，所述磨料2結構整體設計成中心部位前後貫通的長方體空心槽式空腔結構，其餘四個表面設計成曲面，所述磨料2材質包括拋光磨料或人造磨料中的任意一種，其中的人造磨料2選用46# 白剛玉和棕剛玉混合料，磨料2的粘結劑為酚醛樹脂粘結劑，所述磨料2的空心槽尺寸為：長度10mm、寬度12mm、高度12mm的方形槽結構，所述方形槽的過度圓角為R0.5～R3 mm；端部磨料厚度為1～5mm；磨料曲面半徑按球頭頂蓋的曲面半徑製備，實現轉子磨削時磨料表面能與球頭頂部曲面貼合；所述球頭頂部曲面實際生產磨削時，磨削轉子的工作轉速範圍為：50～3000 r/min，其中優選的球頭頂部曲面實際生產磨削時，磨削轉子的工作轉速範圍為：500～1200 r/min；為了更好的說明本發明，磨料曲面半徑可以按EXOTICS/1316-10.5-BODY-00型號球頭的曲面半徑130mm製備，實現轉子磨削時磨料表面能與球頭頂部曲面貼合。
本發明所述的驅動磁鐵4材質為燒結釹鐵硼永磁材料，形狀為長方體磁鐵，牌號可以為N40H，規格為長5～50 mm、寬5～50 mm、高5～100mm，高度為充磁方向，驅動磁鐵4數量為兩塊，兩塊驅動磁鐵4之間的間距1～20mm； 驅動磁鐵4固定用所述支架5為一體式支架5結構，所述一體式支架5的材料為非磁性材料，其中可選用304奧氏體不銹鋼材料。
本發明在做EXOTICS/1316-10.5-BODY-00型號高爾夫球頭頂部磨削試驗時，球頭頂部最低點與驅動磁鐵之間距離為2mm，磨削轉子的轉速為700r/min，設定整只球頭的頂部待磨削區域的迴圈磨削時間為30分鐘，球頭頂部不同區域厚度點的減薄量附圖2所示，減薄量為0.02～0.04mm。當調整磨削轉子的轉速為800r/min時，球頭頂部不同區域厚度點的減薄量附圖3所示，減薄量為0.03～0.05mm。
本發明設備可以實現所有球頭頂部磨削減薄後的厚度公差控制在客戶允許的公差範圍內，並實現了自動化控制，該設備和磨削工藝可用於大批量、工業化生產。
本發明採用磁力驅動磨削的方法生產超薄頂蓋高爾夫球頭；具體的方法為：所述高爾夫球頭1腔體中待磨削區放置表面具有磨料2的磨削轉子，高爾夫球頭1外部設置一個高速旋轉旋轉工作軸6，對應磨削轉子的旋轉工作軸6端設有驅動磁鐵4，由驅動裝置帶動所述旋轉工作軸6的驅動磁鐵4使磨削轉子同步旋轉，所述旋轉的磨削轉子形成高爾夫球頭1的待磨削區腔體厚度的多點減薄磨削；或所述旋轉的磨削轉子對高爾夫球頭1的待磨削區腔體厚度的多點減薄磨削方法為：將高爾夫球頭1固定，驅動裝置的磨削路徑設置為三座標或四座標或五座標移動，這時磨削轉子由所述旋轉工作軸6的驅動磁鐵4帶動，獲取高爾夫球頭1磨削區腔體厚度的多點減薄磨削；或所述旋轉的磨削轉子對高爾夫球頭1的待磨削區腔體厚度的多點減薄磨削另一替換方法為：將驅動裝置固定，高爾夫球頭1的固定裝置按照設計路徑移動，使磨削轉子由所述旋轉工作軸6的驅動磁鐵4帶動磨削轉子旋轉，獲取高爾夫球頭1磨削區腔體厚度的多點減薄磨削。
具體實施本發明生產超薄頂蓋高爾夫球頭的具體加工步驟包括：
本發明以型號為EXOTICS/1316-10.5-BODY-00高爾夫球頭1為例闡述加工過程，但本發明描述的EXOTICS/1316-10.5-BODY-00高爾夫球頭1，需要說明的是本發明引用的實施例並不是對本發明的具體限定，僅是便於本領域技術人員理解本發明而給出的一個實例；
1）、在高爾夫球頭1內放置磨削轉子，然後將所述高爾夫球頭1固定在球頭安裝架10上；固定方法為：高爾夫球頭1頂部與高爾夫球頭1底部的連接線基本處於一個平面上，在高爾夫球頭1固定時使球頭頂部朝下，高爾夫球頭1的頂部與底部間的連接線處於水準位置；
2）、接上一步驟利用數控三座標工作平臺9面上的電機及控制器8，直流無刷電機驅動旋轉工作軸6上的驅動磁鐵4沿設計的磨削路徑進行三座標X、Y、Z的行程為： 100×100×100mm的移動，磨削轉子在驅動磁鐵4磁力的作用下沿著相應的磨削軌跡從動；磨削時球頭位置固定不動；
3）、接上一步驟高爾夫球頭1頂部磨削時，高爾夫球頭1頂部最低點與驅動磁鐵之間距離為2mm，磨削轉子的轉速為700r/min，設定整只球頭的頂部待磨削區域的迴圈磨削時間為30分鐘，球頭頂部不同區域厚度點的減薄量，減薄量為0.02～0.04mm；當調整磨削轉子的轉速為800r/min時，球頭頂部不同區域厚度點的減薄量，減薄量範圍為0.03～0.05mm。
進一步，所述設備上直流無刷電機參數範圍包含：額定電壓220VAC、額定功率400W、額定轉速3000 Rpm、額定扭矩1.27 N.m；電機驅動控制器帶數字顯示、無極調速，確保實現0～3000 r/min範圍內的任意速度選擇。
所述的生產超薄頂蓋高爾夫球頭的加工方法，在加工方法中設備包含以下三種方法實現球頭頂部磨削的自動化、批量磨削減薄：
1）、將電機固定在數控三座標或四座標或五座標工作臺面上，工作臺運動從而帶動電機運動，通過程式設計設計驅動磁鐵的運動軌跡和行進速度，從而實現驅動磁鐵在空間各維方向的自動化控制；其中設備可根據設計的磨削球頭的數量改變數控工作臺的尺寸大小，並在工作臺上安裝與球頭相對應數量的電機，控制器設定可採用單個控制器控制多台電機；或每台電機設置單獨的控制器，從而實現多個高爾夫球頭頂部厚度同時磨削減薄；
2）、將高爾夫球頭1固定在數控三座標或四座標或五座標工作臺面上，工作臺運動從而帶動球頭運動，通過程式設計設計球頭的運動軌跡和行進速度，從而實現球頭在空間各維方向的自動化控制；
3）、將球頭和電機同時固定在數控三座標或四座標或五座標工作臺面上，通過程式設計設計各自的運動軌跡和行進速度，實現兩者同時運動和自動化控制。
需要說明的是本發明給出型號為EXOTICS/1316-10.5-BODY-00高爾夫球頭1加工的僅作為本發明的實施過程的一種高爾夫球頭1的加工方式；另本發明的保護裝置、磨削轉子的變化中，本領域技術人員能夠根據常規知識理解，因此本發明沒有給予詳細解釋。
本發明中所述高爾夫球頭1適用於非磁性材質的超薄頂蓋高爾夫球頭1；所述非磁性材質的超薄頂蓋高爾夫球頭1包含鈦合金高爾夫球頭1、不銹鋼高爾夫球頭1以及鎳金屬高爾夫球頭1。
本發明不僅適用於鑄造的高爾夫球頭，同樣適用於鍛造的高爾夫球頭。
為了公開本發明的目的而在本文中選用的實施例，當前認為是適宜的，但是應瞭解的是，本發明旨在包括一切屬於本構思和本發明範圍內的實施例的所有變化和改進。

 

1‧‧‧高爾夫球頭

2‧‧‧磨料

3‧‧‧轉子磁鐵

4‧‧‧驅動磁鐵

5‧‧‧支架

6‧‧‧旋轉工作軸

7‧‧‧磁鐵外部安全保護裝置

8‧‧‧電機及控制器

9‧‧‧數控三座標工作平臺

10‧‧‧球頭安裝架

Claims (24)

1. 一種生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法，其特徵是：採用磁力驅動磨削的方法生產超薄頂蓋高爾夫球頭；具體的方法為：所述高爾夫球頭（1）腔體中待磨削區放置表面具有磨料（2）的磨削轉子，高爾夫球頭（1）外部設置一個高速旋轉旋轉工作軸（6），對應磨削轉子的旋轉工作軸（6）端設有驅動磁鐵（4），由驅動裝置帶動所述旋轉工作軸（6）的驅動磁鐵（4）使磨削轉子同步旋轉，所述旋轉的磨削轉子形成高爾夫球頭（1）的待磨削區腔體厚度的多點減薄磨削。
2. 如申請專利範圍第1項所述的生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法，其特徵是：所述旋轉的磨削轉子對高爾夫球頭（1）的待磨削區腔體厚度的多點減薄磨削方法為：將高爾夫球頭（1）固定，驅動裝置的磨削路徑設置為三座標或四座標或五座標移動，這時磨削轉子由所述旋轉工作軸（6）的驅動磁鐵（4）帶動，獲取高爾夫球頭（1）磨削區腔體厚度的多點減薄磨削。
3. 如申請專利範圍第1項所述的生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法，其特徵是：所述旋轉的磨削轉子對高爾夫球頭（1）的待磨削區腔體厚度的多點減薄磨削另一替換方法為：將驅動裝置固定，高爾夫球頭（1）的固定裝置按照設計路徑移動，使磨削轉子由所述旋轉工作軸（6）的驅動磁鐵（4）帶動磨削轉子旋轉，獲取高爾夫球頭（1）磨削區腔體厚度的多點減薄磨削。
4. 如申請專利範圍第1項所述的生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法，其特徵是：所述旋轉的磨削轉子對高爾夫球頭（1）的待磨削區腔體厚度的多點減薄磨削第三替換方法為：驅動裝置和高爾夫球頭（1）的固定裝置按照設計路徑進行三座標或四座標或五座標移動，使驅動磁鐵（4）自身旋轉從而帶動磨削轉子旋轉，獲取高爾夫球頭（1）磨削區腔體厚度的多點減薄磨削。
5. 如申請專利範圍第1項所述的生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法，其特徵是：所述表面具有磨料（2）的磨削轉子，在所述磨削轉子的中部設有轉子磁鐵（3），在轉子磁鐵（3）的下表面設有磨料（2）；或在轉子磁鐵（3）的上、下表面均設有磨料（2）；或在轉子磁鐵（3）外部的至少四面包裹磨料（2）。
6. 如申請專利範圍第5項所述的生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法，其特徵是：所述至少四面包裹磨料（2）的轉子磁鐵（3）結構為：所述磨料（2）結構整體設計成中心部位前後貫通的長方體空心槽式空腔結構，轉子磁鐵（3）固定在所述空心槽的空腔內，磨料（2）的四個表面設計成曲面。
7. 如申請專利範圍第6項所述述的生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法，其特徵是：所述磨料（2）的空心槽為方形槽結構，所述方形槽的過度圓角為R0.5～R3 mm；端部磨料厚度為1～5mm；磨料曲面半徑按球頭頂蓋的曲面半徑製備，實現轉子磨削時磨料表面能與球頭頂部曲面貼合。
8. 如申請專利範圍第6項所述的生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法，其特徵是：所述磨料（2）材質包括拋光磨料或人造磨料中的任意一種。
9. 如申請專利範圍第6項所述的生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法，其特徵是：所述轉子磁鐵（3）材質為燒結釹鐵硼永磁材料，形狀為長方體磁鐵，轉子磁鐵（3）尺寸根據球頭內腔的空間尺寸大小進行設計和製備，並確保磨削轉子能在球頭內腔自由旋轉，磁鐵尺寸範圍分別為：長度5～50 mm寬度5～50mm、高度3～30mm。
10. 如申請專利範圍第1項所述的生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法，其特徵是：所述高爾夫球頭（1）適用於非磁性材質的超薄頂蓋高爾夫球頭（1）。
11. 如申請專利範圍第10項所述的生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法，其特徵是：所述非磁性材質的超薄頂蓋高爾夫球頭（1）包含鈦合金高爾夫球頭（1）、不銹鋼高爾夫球頭（1）以及鎳金屬高爾夫球頭（1）。
12. 如申請專利範圍第1~4項所述的生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法，其特徵是：所述旋轉工作軸（6）上套有支架（5），在支架（5）端部設有凹坑，驅動磁鐵（4）嵌入在所述凹坑中。
13. 如申請專利範圍第12項所述的生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法，其特徵是：所述旋轉工作軸（6）由電機及控制器（8）帶動，電機及控制器（8）設置在數控三座標工作平臺（9）上，旋轉工作軸（6）與球頭安裝架（10）間隔設置，高爾夫球頭（1）連接所述球頭安裝架（10）。
14. 如申請專利範圍第13項所述的生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法，其特徵是：在所述旋轉工作軸（6）的外部設有磁鐵外部安全保護裝置（7），所述磁鐵外部安全保護裝置（7）為略高於支架（5）包含驅動磁鐵（4）的套筒。
15. 如申請專利範圍第14項所述的生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法，其特徵是：在驅動磁鐵（4）外部的所述磁鐵外部安全保護裝置（7）為套筒，所述套筒與旋轉工作軸（6）連接隨動；或所述套筒下端固定在電機及控制器（8）的外部殼體上。
16. 如申請專利範圍第15項所述的生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法，其特徵是：所述驅動磁鐵（4）外部的套筒頂部平面高於驅動磁鐵（4）的距離為0.5～10mm，所述圓筒壁厚為0.5～5mm，材料為非磁性材料。
17. 如申請專利範圍第13項所述的生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法，其特徵是：所述電機及控制器（8）中的電機為無刷直流電機，所述控制器為具有數字顯示和無極調速功能的控制器。
18. 如申請專利範圍第17項所述的生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法，其特徵是：所述直流無刷電機參數中電機的額定扭矩為0.4～10N.m。
19. 根據權利要求17所述的生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法，其特徵是：所述控制器控制範圍為包含0～3000 r/min範圍內的任意速度選擇。
20. 如申請專利範圍第7項所述的生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法，其特徵是：所述球頭頂部曲面實際生產磨削時，磨削轉子的工作轉速範圍為：50～3000 r/min。
21. 如申請專利範圍第20項所述的生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法，其特徵是：優選的球頭頂部曲面實際生產磨削時，磨削轉子的工作轉速範圍為：500～1200 r/min。
22. 如申請專利範圍第12項所述的生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法，其特徵是：驅動磁鐵（4）材質為燒結釹鐵硼永磁材料，形狀為長方體磁鐵，規格分別為長5～50 mm、寬5～50 mm、高5～100mm，高度為充磁方向，驅動磁鐵（4）數量為兩塊，兩塊驅動磁鐵（4）之間的間距1～20mm； 驅動磁鐵（4）固定用所述支架（5）為一體式支架（5）結構，所述一體式支架（5）的材料選用非磁性材料。
23. 如申請專利範圍第1或2項所述的生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法，其特徵是：具體加工實施例的一種方法步驟包括：
    1）、在高爾夫球頭（1）內放置磨削轉子，然後將所述高爾夫球頭（1）固定在球頭安裝架（10）上；固定方法為：高爾夫球頭（1）頂部與高爾夫球頭（1）底部的連接線基本處於一個平面上，在高爾夫球頭（1）固定時使球頭頂部朝下，高爾夫球頭（1）的頂部與底部間的連接線處於水準位置；
    2）、接上一步驟利用數控三座標工作平臺（9）面上的電機及控制器（8），直流無刷電機驅動旋轉工作軸（6）上的驅動磁鐵（4）沿設計的磨削路徑進行三座標移動，磨削轉子在驅動磁鐵（4）磁力的作用下沿著相應的磨削軌跡從動；磨削時球頭位置固定不動；
    3）、接上一步驟高爾夫球頭（1）頂部磨削時，設定高爾夫球頭（1）頂部最低點與驅動磁鐵之間的距離、磨削轉子的轉速、整只球頭的頂部待磨削區域的迴圈磨削的速度和時間，最後實現球頭頂部不同區域厚度點的減薄；獲取的高爾夫球頭（1）進入便可進行進一步的深加工。
24. 如申請專利範圍第23項所述的生產超薄頂蓋高爾夫球頭的方法，其特徵是：在加工方法中設備包含以下三種方法實現球頭頂部磨削的自動化、批量磨削減薄：
    1）、將電機固定在數控三座標或四座標或五座標工作臺面上，工作臺運動從而帶動電機運動，通過程式設計設計驅動磁鐵的運動軌跡和行進速度，從而實現驅動磁鐵在空間各維方向的自動化控制；其中設備可根據設計的磨削球頭的數量改變數控工作臺的尺寸大小，並在工作臺上安裝與球頭相對應數量的電機，控制器設定可採用單個控制器控制多台電機；或每台電機設置單獨的控制器，從而實現多個高爾夫球頭頂部厚度同時磨削減薄；
    2）、將高爾夫球頭（1）固定在數控三座標或四座標或五座標工作臺面上，工作臺運動從而帶動球頭運動，通過程式設計設計球頭的運動軌跡和行進速度，從而實現球頭在空間各維方向的自動化控制；
    3）、將球頭和電機同時固定在數控三座標或四座標或五座標工作臺面上，通過程式設計設計各自的運動軌跡和行進速度，實現兩者同時運動和自動化控制。