專(zhuān)利名稱(chēng)：一種柱狀工件球面的研磨方法及研磨機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種柱狀工件球面的研磨方法及研磨機(jī)，屬于球面工件研磨加工技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景眾所周知，球面(包括球頭和球窩)工件的研磨比平面或圓柱面的研磨難度要高的多。 特別是對(duì)球面的研磨精度有較高要求時(shí)，難度就更大。采用手工拋研勞動(dòng)強(qiáng)度很大，費(fèi)時(shí)費(fèi) 力，而且根本無(wú)法達(dá)到精度要求。為了提高工效，人們想到將普通機(jī)床進(jìn)行簡(jiǎn)單改造后對(duì)工 件上球面進(jìn)行研磨加工，這樣雖然可以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，工效也有所提高，但仍不能滿(mǎn) 足精密加工和超精密加工的要求，加工過(guò)程中廢品率較高。并且加工起來(lái)比較麻煩，工藝復(fù) 雜，不適合批量生產(chǎn)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于，提供一種柱狀工件球面的研磨方法及研磨機(jī)?？煞€(wěn)定控制工件的尺 寸，滿(mǎn)足柱狀工件上球面的加工精度，減少或消除零件的報(bào)廢率。并且操作簡(jiǎn)單、省時(shí)省力 、可降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。本發(fā)明的技術(shù)方案。 一種柱狀工件上球面的研磨方法及研磨機(jī)，該方法是通過(guò)研磨頭與 工件球面的定心變角擺旋，使研磨頭的運(yùn)動(dòng)軌跡形成與工件球面半徑相對(duì)應(yīng)的弧線，并通過(guò) 研磨頭與工件球面的互為逆向旋轉(zhuǎn)，完成對(duì)球面的展開(kāi)研磨。上述的柱狀工件球面的研磨方法中，所述的定心變角擺旋是通過(guò)調(diào)幅擺旋裝置上的連接 軸與研具架連接，使研具架上的研磨頭以調(diào)幅擺旋裝置上的連接軸軸線往復(fù)擺旋，變換研磨 角度。前述的柱狀工件球面的研磨方法中，所述的定心是通過(guò)安裝在彈性柔性軸上的研磨頭自 動(dòng)定心，并對(duì)工件球面施加穩(wěn)定的法向壓力。根據(jù)前述的柱狀工件球面的研磨方法構(gòu)成的柱狀工件球面的研磨機(jī)，包括機(jī)架；機(jī)架上 設(shè)有工作臺(tái)，工作臺(tái)的一端設(shè)有卡盤(pán)，工作臺(tái)下方安裝有調(diào)幅擺旋裝置，調(diào)幅擺旋裝置上的 法蘭盤(pán)固定在工作臺(tái)上，調(diào)幅擺旋裝置上的連軸伸出工作臺(tái)與研具架連接，研具架上設(shè)有研 磨頭。上述的柱狀工件上球面的研磨機(jī)中，所述的卡盤(pán)經(jīng)圓錐滾子軸承和減速箱與卡盤(pán)驅(qū)動(dòng)電 機(jī)連接。前述的柱狀工件上球面的研磨機(jī)中，所述的調(diào)幅擺旋裝置包括連接軸，連接軸經(jīng)支承軸 承與定位套連接，定位套上部設(shè)有與工作臺(tái)連接的法蘭盤(pán)，連接軸中部設(shè)有驅(qū)動(dòng)環(huán)，驅(qū)動(dòng)環(huán) 上設(shè)有旋臂，旋臂經(jīng)連桿與偏心軸連接，偏心軸與調(diào)幅擺旋裝置的驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接；連接軸下 部設(shè)有旋壓離合裝置。前述的柱狀工件上球面的研磨機(jī)中，所述的旋壓離合裝置，包括與連接軸螺紋連接的旋 壓螺母，旋壓螺母經(jīng)軸套與磨擦片磨擦連接，磨擦片的另一面與驅(qū)動(dòng)環(huán)磨擦連接，驅(qū)動(dòng)環(huán)經(jīng) 內(nèi)螺紋螺桿與連接軸連接。前述的柱狀工件上球面的研磨機(jī)中，所述的架研具架包括連接板，連接板上設(shè)有支架， 支架上安裝有可調(diào)緩沖伸縮氣缸，支架的上部設(shè)有導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上設(shè)有可在導(dǎo)軌上滑動(dòng)的調(diào)整 座，調(diào)整座上安裝有雙向氣動(dòng)馬達(dá)，雙向氣動(dòng)馬達(dá)經(jīng)彈性柔性軸與研磨頭連接。前述的柱狀工件上球面的研磨機(jī)中，所述的工作臺(tái)上設(shè)有清洗裝置，清洗裝置包括清洗 座，清洗座上安裝有旋轉(zhuǎn)壓緊氣缸，旋轉(zhuǎn)壓緊氣缸經(jīng)連接塊與清洗管連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過(guò)調(diào)幅擺旋裝置使研磨頭可精確的以球心的垂線為軸定心變 角往復(fù)擺旋，通過(guò)安裝在彈性柔性軸上的研磨頭自動(dòng)定心，并對(duì)工件球面施加穩(wěn)定的法向壓 力，因此可以穩(wěn)定的控制工件尺寸，加工工件球面粗糙度可穩(wěn)定達(dá)到O. 1 y m，加工工件球面 的圓度穩(wěn)定可達(dá)0.002mm;并且操作簡(jiǎn)單、省時(shí)省力、可降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度；設(shè)備投資成 本低。具有較高的使用價(jià)值。


圖l是本發(fā)明的原理示意圖； 圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是調(diào)幅擺旋裝置的外形示意圖；圖4是調(diào)幅擺旋裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是研磨架的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是清洗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中的標(biāo)記為l-研磨頭，2-工件球面，3-調(diào)幅擺旋裝置，4-連接軸，5-研具架， 6-彈性柔性軸，7-機(jī)架，8-工作臺(tái)，9-卡盤(pán)，10-法蘭盤(pán)，11-減速箱，12-卡盤(pán)驅(qū)動(dòng)電機(jī)， 13-定位套，14-驅(qū)動(dòng)環(huán)，15-旋臂，16-連桿，17-偏心軸，18-調(diào)幅擺旋裝置3的驅(qū)動(dòng)電機(jī)， 19-旋壓離合裝置，20-旋壓螺母，21-軸套，22-磨擦片，23-內(nèi)螺紋螺桿，24-連接板，25-支架，26-可調(diào)緩沖伸縮氣缸，27-導(dǎo)軌，28-調(diào)整座，29-雙向氣動(dòng)馬達(dá)，30-清洗裝置，31-清洗座，32-旋轉(zhuǎn)壓緊氣缸，33-連接塊，34-清洗管，35-防護(hù)罩，36-幅度調(diào)節(jié)旋鈕，37-支承軸承。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但不作為對(duì)本發(fā)明的限制。 本發(fā)明的實(shí)施例。 一種柱狀工件球面的研磨方法，該方法的原理如圖l所示，它是通過(guò) 研磨頭1與工件球面2的定心變角擺旋，使研磨頭l的運(yùn)動(dòng)軌跡形成與工件球面2半徑相對(duì)應(yīng)的 弧線，并通過(guò)研磨頭1與工件球面2的互為逆向旋轉(zhuǎn)，完成對(duì)球面的展開(kāi)研磨。所述的定心變角擺旋是通過(guò)調(diào)幅擺旋裝置3上的連接軸4與研具架5連接，使研具架5上的 研磨頭1以調(diào)幅擺旋裝置3上的連接軸4軸線往復(fù)擺旋，以工件球心的垂線為軸，變換研磨角 度。所述的定心是通過(guò)安裝在彈性柔性軸6上的研磨頭1自動(dòng)定心，并對(duì)工件球面2施加穩(wěn)定 的法向壓力。用本發(fā)明的方法構(gòu)成的柱狀工件球面的研磨機(jī)，如圖2所示，它包括機(jī)架7;機(jī)架7上設(shè) 有工作臺(tái)8，工作臺(tái)8的一端設(shè)有卡盤(pán)9，工作臺(tái)8下方安裝有調(diào)幅擺旋裝置3，調(diào)幅擺旋裝置 3上的法蘭盤(pán)10固定在工作臺(tái)8上，調(diào)幅擺旋裝置3上的連接軸4伸出工作臺(tái)8與研具架5連接， 研具架5上設(shè)有研磨頭1。所述的卡盤(pán)9經(jīng)圓錐滾子軸承和減速箱11與卡盤(pán)驅(qū)動(dòng)電機(jī)12連接。所述的調(diào)幅擺旋裝置3如圖3和圖4所示，它包括連接軸4，連接軸4經(jīng)支承軸承37與定位 套13連接，定位套13上部設(shè)有與工作臺(tái)8連接的法蘭盤(pán)10，連接軸4中部設(shè)有驅(qū)動(dòng)環(huán)14，驅(qū)動(dòng) 環(huán)14上設(shè)有旋臂15，旋臂15經(jīng)連桿16與偏心軸17連接，偏心軸17與調(diào)幅擺旋裝置3的驅(qū)動(dòng)電 機(jī)18連接；連接軸4下部設(shè)有旋壓離合裝置19。旋壓離合裝置19如圖3和圖4所示，它包括與連接軸4螺紋連接的旋壓螺母20，旋壓螺母 20經(jīng)軸套21與磨擦片22磨擦連接，磨擦片22的另一面與驅(qū)動(dòng)環(huán)14磨擦連接，驅(qū)動(dòng)環(huán)14經(jīng)內(nèi)螺 紋螺桿23與連接軸4連接。所述的架研具架5如圖5所示，它包括連接板24，連接板24上設(shè)有支架25，支架25上安裝 有伸縮氣缸26，支架25的上部設(shè)有導(dǎo)軌27，導(dǎo)軌27上設(shè)有可在導(dǎo)軌27上滑動(dòng)的調(diào)整座28，調(diào) 整座28上安裝有雙向氣動(dòng)馬達(dá)29，雙向氣動(dòng)馬達(dá)29經(jīng)彈性柔性軸6)與研磨頭l連接。所述的 工作臺(tái)8上設(shè)有清洗裝置30，清洗裝置30如圖6所示，它包括清洗座31，清洗座31上安裝有旋轉(zhuǎn)壓緊氣缸32，旋轉(zhuǎn)壓 緊氣缸32經(jīng)連接塊33與清洗管34連接。本發(fā)明的工作過(guò)程開(kāi)始加工前，將工件裝夾在卡盤(pán)9上，由于在研磨時(shí)，要求工件的自轉(zhuǎn)速度不能太高， 而且工件還得承受一定的軸向、法向壓力，因此卡盤(pán)9采用圓錐滾子軸承限制工作的軸向移6動(dòng)并通過(guò)減速箱或減速電機(jī)保證工件在承受一定壓力時(shí)，能平穩(wěn)低速旋轉(zhuǎn)。裝夾工件時(shí)，用 卡盤(pán)9夾住工件的柱狀形面，將待研磨的球面朝外，使球面的球心與連接軸4的軸線對(duì)齊。然 后調(diào)整研具架5上的調(diào)整座28，使研磨頭1基本對(duì)正工件球面2的球心；再通過(guò)調(diào)整調(diào)幅擺旋 裝置3上的幅度調(diào)節(jié)旋鈕36，調(diào)好擺旋幅度，防止研磨到工作的柱狀部分。最后接通卡盤(pán)9的 電源，使卡盤(pán)9帶著工件轉(zhuǎn)動(dòng)。然后打開(kāi)雙向氣動(dòng)馬達(dá)29，使研磨頭l與工件逆向轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò) 可調(diào)緩沖伸縮氣缸26由快速至慢速推動(dòng)研磨頭1靠向工件球面2，調(diào)整好研磨量，接通調(diào)幅擺 旋裝置3的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，使研具架5以調(diào)幅擺旋裝置3上的連接軸4軸線往復(fù)擺旋，變換研磨角度 。因?yàn)樵谘b夾工件時(shí)，工件球面2的球心是與連接軸4的軸線對(duì)齊的，所以也可以說(shuō)是研磨頭 1以工件球面2球心的垂線為軸進(jìn)行擺旋；使研磨頭的運(yùn)動(dòng)軌跡形成與工件球面半徑相對(duì)應(yīng)的 弧線，并通過(guò)研磨頭與工件球面的互為逆向旋轉(zhuǎn)，完成對(duì)球面的展開(kāi)研磨。在研磨過(guò)程中， 雙向氣動(dòng)馬達(dá)29前端的彈性柔性軸6保證了研磨頭1的定心及壓緊力的自動(dòng)調(diào)節(jié)，并且能夠傳 遞較大的扭矩，調(diào)節(jié)座可以調(diào)節(jié)研具中心位置，很容易地解決了設(shè)備加工時(shí)的誤差影響。研 磨結(jié)束之后，清洗裝置30上的清洗管34在旋轉(zhuǎn)壓緊氣缸32的帶動(dòng)下，從停泊位自動(dòng)轉(zhuǎn)到工作 位置，壓在工件球面2上進(jìn)行清洗，利用工件的余溫，很容易的將工件上的研磨膏洗凈，省 清洗液，清洗效果明顯，清洗時(shí)間短。工作過(guò)程中為了防止調(diào)幅擺旋裝置3的擺幅過(guò)大或出 現(xiàn)卡滯現(xiàn)象，在調(diào)幅擺旋裝置3設(shè)置了旋壓離合裝置19，旋壓離合裝置19采用內(nèi)外螺桿方式 ， 一方面通過(guò)內(nèi)螺紋與連接軸4連接，達(dá)到與連接軸4連掛，第二方面通過(guò)外螺紋與旋壓螺母 20相連，起到旋壓離合作用，既保證了連接軸4可調(diào)幅擺旋，又保證了連接軸4與驅(qū)動(dòng)環(huán)14的 離合，并依靠旋壓螺母20的旋壓力度，保證研磨過(guò)程中的安全和力度適中。并在連接軸4受 到較大阻力后，脫開(kāi)動(dòng)力，阻止連接軸4旋轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
1.一種柱狀工件球面的研磨方法，其特征在于該方法是通過(guò)研磨頭與工件球面的定心變角擺旋，使研磨頭的運(yùn)動(dòng)軌跡形成與工件球面半徑相對(duì)應(yīng)的弧線，并通過(guò)研磨頭與工件球面的互為逆向旋轉(zhuǎn)，完成對(duì)球面的展開(kāi)研磨。
2 根據(jù)權(quán)利要求l所述的柱狀工件球面的研磨方法，其特征在于所 述的定心變角擺旋是通過(guò)調(diào)幅擺旋裝置上的連接軸與研具架連接，使研具架上的研磨頭以調(diào) 幅擺旋裝置上的連接軸軸線往復(fù)擺旋，變換研磨角度。
3 根據(jù)權(quán)利要求2所述的柱狀工件球面的研磨方法，其特征在于所 述的定心是通過(guò)安裝在彈性柔性軸上的研磨頭自動(dòng)定心，并對(duì)工件球面施加穩(wěn)定的法向壓力
4 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一權(quán)利要求所述的柱狀工件球面的研磨方法 構(gòu)成的柱狀工件球面的研磨機(jī)，其特征在于該研磨機(jī)包括機(jī)架(7);其特征在于機(jī)架 (7)上設(shè)有工作臺(tái)(8)，工作臺(tái)(8)的一端設(shè)有卡盤(pán)(9)，工作臺(tái)(8)下方安裝有調(diào) 幅擺旋裝置(3)，調(diào)幅擺旋裝置(3)上的法蘭盤(pán)(10)固定在工作臺(tái)(8)上，調(diào)幅擺旋 裝置(3)上的連接軸(4)伸出工作臺(tái)(8)與研具架(5)連接，研具架(5)上設(shè)有研磨 頭(1)。
5 根據(jù)權(quán)利要求4所述的柱狀工件球面的研磨機(jī)，其特征在于所述 的卡盤(pán)(9)經(jīng)圓錐滾子軸承和減速箱(11)與卡盤(pán)驅(qū)動(dòng)電機(jī)(12)連接。
6 根據(jù)權(quán)利要求5所述的柱狀工件球面的研磨機(jī)，其特征在于所述 的調(diào)幅擺旋裝置(3)包括連接軸(4)，連接軸(4)經(jīng)支承軸承(37)與定位套(13)連 接，定位套(13)上部設(shè)有與工作臺(tái)(8)連接的法蘭盤(pán)(10)，連接軸(4)中部設(shè)有驅(qū)動(dòng) 環(huán)(14)，驅(qū)動(dòng)環(huán)(14)上設(shè)有旋臂(15)，旋臂(15)經(jīng)連桿(16)與偏心軸(17)連接 ，偏心軸(17)與調(diào)幅擺旋裝置的驅(qū)動(dòng)電機(jī)(18)連接；連接軸(4)下部設(shè)有旋壓離合裝 置(19)。
7 根據(jù)權(quán)利要求6所述的柱狀工件球面的研磨機(jī)，其特征在于所述的旋壓離合裝置(19)，包括與連接軸(4)螺紋連接的旋壓螺母(20)，旋壓螺母(20) 經(jīng)軸套(21)與磨擦片(22)磨擦連接，磨擦片(22)的另一面與驅(qū)動(dòng)環(huán)(14)磨擦連接， 驅(qū)動(dòng)環(huán)(14)經(jīng)內(nèi)螺紋螺桿(23)與連接軸(4)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的柱狀工件球面的研磨機(jī)，其特征在于所述 的架研具架(5)包括連接板(24)，連接板(24)上設(shè)有支架(25)，支架(25)上安裝 有可調(diào)緩沖伸縮氣缸(26)，支架(25)的上部設(shè)有導(dǎo)軌(27)，導(dǎo)軌(27)上設(shè)有可在導(dǎo) 軌(27)上滑動(dòng)的調(diào)整座(28)，調(diào)整座(28)上安裝有雙向氣動(dòng)馬達(dá)(29)，雙向氣動(dòng)馬 達(dá)(29)經(jīng)彈性柔性軸(6)與研磨頭(1)連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的柱狀工件球面的研磨機(jī)，其特征在于所述 的工作臺(tái)(8)上設(shè)有清洗裝置(30)，清洗裝置(30)包括清洗座(31)，清洗座(31) 上安裝有旋轉(zhuǎn)壓緊氣缸(32)，旋轉(zhuǎn)壓緊氣缸(32)經(jīng)連接塊(33)與清洗管(34)連接。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種柱狀工件球面的研磨方法及研磨機(jī)。該方法是通過(guò)研磨頭與工件球面的定心變角擺旋，使研磨頭的運(yùn)動(dòng)軌跡形成與工件球面半徑相對(duì)應(yīng)的弧線，并通過(guò)研磨頭與工件球面的互為逆向旋轉(zhuǎn)，完成對(duì)球面的展開(kāi)研磨。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過(guò)調(diào)幅擺旋裝置使研磨頭可精確的以球心的垂線為軸定心變角往復(fù)擺旋，通過(guò)安裝在彈性柔性軸上的研磨頭自動(dòng)定心，并對(duì)工件球面施加穩(wěn)定的法向壓力，因此可以穩(wěn)定的控制工件尺寸，加工工件球面粗糙度可穩(wěn)定達(dá)到0.1μm，加工工件球面的圓度穩(wěn)定可達(dá)0.002mm；并且操作簡(jiǎn)單、省時(shí)省力、可降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度；設(shè)備投資成本低。具有較高的使用價(jià)值。
文檔編號(hào)B24B11/00GK101642888SQ20081030359
公開(kāi)日2010年2月10日 申請(qǐng)日期2008年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月8日
發(fā)明者劉忠民, 劼 張 申請(qǐng)人:貴州西南工具(集團(tuán))有限公司