基于螺旋运动方式的精密球体加工装置制造方法及图纸

一种基于螺旋运动方式的精密球体加工装置，上下调整盘具有滑动键槽，其固定在机架上；固定柱上带有数条竖直研磨槽，球体收集孔道位于固定柱中间，固定柱固定在下调整盘上；螺旋研磨槽柱中空，通过轴与定位安装座组成螺旋研磨槽柱组件；螺旋研磨槽柱组件与上下调整盘上的轴承座滑动槽相配合，螺旋研磨槽柱组件安装在上下调整盘之间；螺旋研磨槽柱的轴承座滑动槽滑动方向安装间距调整装置；间距调整装置用于当球坯直径变化时而进行螺旋研磨槽柱与固定柱的间距调整；驱动系统安装在下调整盘下方，与螺旋研磨槽研磨柱组件的轴相连；抛光液供给装置安装在上调整盘上方。本实用新型专利技术可实现精密球体高精度、高效率和高一致性的加工和实现研磨(抛光液)的高效率使用。

Precision ball processing device based on screw motion mode

A precision ball processing device based on the spiral motion mode, the upper and lower adjusting disc has a sliding keyway, which is fixed on the frame, with a number of vertical grinding grooves on the fixed column, the ball collection channel is located in the middle of the fixed column, the fixed column is fixed on the down-regulation plate, and the spiral grinding slot column is hollow, through the shaft and the positioning installation group. The spiral lapping slot column component is matched with the sliding groove of the bearing pedestal on the upper and lower adjusting disc, and the spiral grinding slot column assembly is installed between the upper and lower parts; the sliding direction of the screw grinding slot column is adjusted by the sliding direction of the sliding groove; the spacing adjustment device is used for the change of the diameter of the ball billet. The distance between the screw grinding slot column and the fixed column is adjusted. The driving system is installed under the down-regulation plate and connected with the shaft of the grinding column assembly of the spiral grinding slot; the polishing liquid supply device is mounted above the up-regulated whole disk. The utility model can realize the high efficiency, high efficiency and high consistency of the precise sphere and the high efficiency of grinding (Pao Guangye).

【技术实现步骤摘要】
基于螺旋运动方式的精密球体加工装置
本技术涉及精密球体加工
，尤其是一种基于螺旋研磨槽旋转运动方式的球体加工装置。
技术介绍
高精度球是圆度仪、陀螺、轴承和精密测量中的重要元件，并常作为精密测量的基准，在精密设备和精密加工中具有十分重要的地位。球体是滚珠轴承的关键零部件，轴承球的精度(球形偏差、球直径变动量和表面粗糙度)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、仪器的性能。球体的加工方法对球体的加工精度和加工效率有着重要的影响。目前，国内外球体加工方法主要有V形槽研磨法、圆沟槽研磨法、自转角主动控制研磨法、磁悬浮研磨法等。在V形槽研磨加工、圆沟槽研磨加工、锥形盘研磨加工等加工过程中，球坯只能作“不变相对方位”研磨运动，即球坯的自转轴对公转轴的相对空间方位固定，球坯绕着一固定的自转轴自转。实践和理论分析都表明球体“不变相对方位”研磨运动对球体的研磨是不利的，球坯与研磨盘的接触点在球坯表面形成的研磨迹线是一组以球坯自转轴为轴的圆环，研磨盘沿着三接触点的三个同轴圆迹线对球坯进行“重复性”研磨，球坯表面不能迅速获得均匀研磨。所以，这三种加工方法在球体实际加工中需要依靠球坯打滑、搅动等，使球坯的自旋轴与公转轴的相对工件方位发生缓慢变化，以达到球坯均匀研磨的目的，但这种自转角的变化非常缓慢，是随机、不可控的，从而限制了球坯加工的球度和效率。自转角主动控制研磨法具有可独立转动的三块研磨盘，可以通过控制研磨盘转速变化来调整球坯的自旋轴的方位，球坯能作“变相对方位”研磨运动，球坯表面的研磨迹线是以球坯自转轴为轴的空间球面曲线，能够覆盖大部分甚至整个球坯表面，有利于球坯表面获得均匀、高效的研磨，但加工装置复杂。双转盘研磨方式在自转角主动控制研磨法的基础上，优化加工装置，三块磨盘只需其中两块旋转，另一块固定不动，通过调整磨盘的转速来实现球坯的“变相对方位”研磨运动。此方法优化了机构，但加工过程中只有一道沟槽，只有利于大尺寸球坯，同时球坯批量加工性有待提高。磁悬浮研磨方法的主要特征是采用磁流体技术实现对球坯的高效研磨，除了对球坯的加压的方式不同外，其研磨运动方式同V形槽研磨加工和锥形盘研磨加工中的运动方式基本相同，因此，在其加工过程中球坯研磨精度同样受到了限制。高精度轴承、导轨等部件对球体零件的精度和一致性要求越来越高。因此，迫切需要开发一种适合高精度、高一致性球形零件(特别是直径小于12mm微小球体)高效、低成本的批量加工方法。
技术实现思路
为了克服现有的球体加工方式的精度较低、一致性较差的不足，本技术提供一种能实现球体(特别是直径小于12mm微小球体)加工的高精度、高效率、高一致性和研磨(抛光液)的高效率使用的装置，通过螺旋研磨槽旋转运动，不断改变研磨过程中球坯的自转轴角度，实现研磨槽对球坯表面全包络加工。为了解决上述技术问题，本技术的技术方案如下：一种基于螺旋运动方式的精密球体加工装置，包括机架、上下调整盘、固定柱、螺旋研磨槽柱组件、螺旋研磨槽位置调整装置、抛光液供给装置以及驱动系统，所述的上下调整盘具有滑动键槽，其固定在所述的机架上；所述的固定柱上带有数条竖直研磨槽，球体收集孔道位于所述的固定柱中间，所述的固定柱固定在所述的下调整盘上；螺旋研磨槽柱中空，通过轴与定位安装座组成螺旋研磨槽柱组件；所述的螺旋研磨槽柱组件与所述的上下调整盘上的轴承座滑动槽相配合，所述的螺旋研磨槽柱组件安装在上下调整盘之间；所述的螺旋研磨槽柱的轴承座滑动槽滑动方向安装间距调整装置；所述的间距调整装置用于当球坯直径变化时而进行所述的螺旋研磨槽柱与所述的固定柱的间距调整；所述的驱动系统安装在所述的下调整盘下方，与所述的螺旋研磨槽研磨柱组件的轴相连；所述的抛光液供给装置安装在所述的上调整盘上方。进一步，根据上下调整板尺寸，所述的螺旋研磨槽柱数量一般为2个及以上，相互独立，通过所述的间距调整的调整装置上螺栓可分别控制研磨压力；所述的螺旋研磨槽柱的转速可由不同电机驱动，以实现对球坯的不同加工要求。更进一步，所述的螺旋研磨槽柱和所述的竖直研磨槽的沟槽形状可以是V型、梯形、半圆形以及其它形状。所述的螺旋研磨槽柱上沟槽以及与其相配合的所述的固定研磨柱的竖直研磨槽，可以根据所加工球坯直径不同而不同，以实现在1台装置上实现多个直径球坯的研磨加工。本技术的技术构思：基于螺旋研磨槽旋转运动方式的精密球体加工方法，实现该方法装置由机架，上下调整盘、固定研磨柱、螺旋研磨槽柱组件、螺旋研磨槽研磨柱调整装置、抛光液供给装置以及驱动系统组成。待加工球坯放置于固定研磨柱竖直研磨槽和螺旋研磨槽研磨柱沟槽之间。利用螺旋研磨槽柱组件旋转，螺旋研磨槽柱组件的沟槽使球坯做不断改变自转轴角度的旋转运动，在球坯表面形成全包络加工轨迹；另一方面，球坯沿着固定研磨柱竖直研磨槽，从固定研磨柱底部向固定研磨柱上部运动。进入从固定研磨柱上部的工件(球体)收集孔中，球坯再从工件(球体)收集孔下部进入固定研磨柱竖直研磨槽和螺旋研磨槽柱组件的沟槽之间，如此循环，最终实现球体的高质量、高一致性的研磨加工。通过螺旋研磨槽研磨柱调整装置上调整螺栓的进给量控制固定在上下调整盘的轴承座沿滑动槽移动量实现球坯研磨过程加压。根据装置上下调整板尺寸，螺旋研磨柱数量一般为2个及以上，相互独立，通过间距调整的调整装置上螺栓可分别控制研磨压力；螺旋研磨槽柱组件的转速可由不同电机驱动，以实现对球坯的不同加工要求。同时，螺旋研磨槽柱组件的沟槽以及与其相配合的固定研磨柱的竖直研磨槽，可以根据所加工球坯直径不同而不同，以实现在1台装置上同时多个直径球坯的研磨加工。通过施加合适的载荷压力(1kPa～1MPa)，调整螺旋研磨槽柱组件转速(转速范围：5～400r/Min)驱动球坯沿着研磨槽，使工件(球体)的表面上各点与研磨沟槽全包络等概率接触，实现球坯表面均匀研磨；该方法能快速修正球形工件的形状误差，提高了球形零件的研磨加工效率和加工精度。本技术的有益效果主要表现在：1.所采用的加工装置结构较为简单，能够主动控制球形零件在研磨过程的运动状态，提高了加工的一致性和稳定性；2.可以有效提高球形工件的研磨精度和研磨效率，实现批量生产，在加工精度、效率和机械结构上具有明显的综合优势；3.本加工装置特别适用于直径小于12mm的微小球形工件，并可针对不同规格尺寸的微小球形工件，采用不同槽尺寸的螺旋研磨槽研磨柱和固定研磨柱的竖直研磨槽，在同一加工装置上实现同时加工；4.本方法适用于各种材质、不同类型的球形零件，特别涉及钢制和陶瓷材料的高精度轴承滚珠。附图说明图1基于螺旋研磨槽旋转运动的精密球体加工装置整体结构示意图。图2基于螺旋研磨槽旋转运动的精密球体加工装置的1/4剖视结构图。图3基于螺旋研磨槽旋转运动的精密球体加工装置的固定研磨柱及竖直研磨槽示意图。图4基于螺旋研磨槽旋转运动的球体加工装置的螺旋研磨槽研磨柱示意图。图5基于螺旋研磨槽旋转运动的球体加工装置的固顶研磨柱和螺旋研磨槽研磨柱工作状态结构示意图。图6是实例的速度示意图。附图标记：1-机架；2-固定柱；3-螺旋研磨槽组件；4-上调整盘；5-下调整盘；6-控制螺栓；7-螺旋研磨槽柱调整装置；8-研磨液供给装置；9-驱动系统；10-球体收集孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于螺旋运动方式的精密球体加工装置，其特征在于：所述装置包括机架、上下调整盘、固定柱、螺旋研磨槽柱组件、螺旋研磨槽位置调整装置、抛光液供给装置以及驱动系统，所述的上下调整盘具有滑动键槽，其固定在所述的机架上；所述的固定柱上带有数条竖直研磨槽，球体收集孔道位于所述的固定柱中间，所述的固定柱固定在所述的下调整盘上；螺旋研磨槽柱中空，通过轴与定位安装座组成螺旋研磨槽柱组件；所述的螺旋研磨槽柱组件与所述的上下调整盘上的轴承座滑动槽相配合，所述的螺旋研磨槽柱组件安装在上下调整盘之间；所述的螺旋研磨槽柱的轴承座滑动槽滑动方向安装了间距调整装置；所述的间距调整装置用于当球坯直径变化时而进行所述的螺旋研磨槽柱与所述的固定柱的间距调整；所述的驱动系统安装在所述的下调整盘下方，与所述的螺旋研磨槽研磨柱组件的轴相连；所述的抛光液供给装置安装在所述的上调整盘上方。

【技术特征摘要】
1.一种基于螺旋运动方式的精密球体加工装置，其特征在于：所述装置包括机架、上下调整盘、固定柱、螺旋研磨槽柱组件、螺旋研磨槽位置调整装置、抛光液供给装置以及驱动系统，所述的上下调整盘具有滑动键槽，其固定在所述的机架上；所述的固定柱上带有数条竖直研磨槽，球体收集孔道位于所述的固定柱中间，所述的固定柱固定在所述的下调整盘上；螺旋研磨槽柱中空，通过轴与定位安装座组成螺旋研磨槽柱组件；所述的螺旋研磨槽柱组件与所述的上下调整盘上的轴承座滑动槽相配合，所述的螺旋研磨槽柱组件安装在上下调整盘之间；所述的螺旋研磨槽柱的轴承座滑动槽滑动方向安装了间...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓乾发，王加才，郭晨曦，王加焕，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：新型
国别省市：浙江,33