一种高效高精度陶瓷球的磁流变抛光装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种高效高精度陶瓷球的磁流变抛光装置，包括外圈筒(1)，所述外圈筒(1)的内部设有内圈套筒(2)，所述内圈套筒(2)内设有磁铁(6)，所述内圈套筒(2)的外径上设有若干保持架(4)，所述保持架(4)上设有球容纳结构(3)，所述外圈筒(1)与所述保持架(4)之间，所述内圈套筒(2)与所述保持架(4)之间均设有磁流变抛光液空间(10)，所述球容纳结构(3)与所述磁流变抛光液空间(10)贯通设置。本实用新型专利技术装置填充的磁流变抛光液产生可自锐更新磨粒的磁流变抛光垫(5)，以此打磨抛光保持架(4)中的陶瓷球。其结构简单紧凑，加工效率高，能获得高表面质量和形状精度且无亚表面损伤的超精密陶瓷球。

A magnetorheological finishing device with high efficiency and high precision ceramic balls

The utility model discloses a high-efficiency and high-precision magnetorheological polishing device for ceramic balls, which comprises an outer ring cylinder (1), an inner ring sleeve (2) is provided with an inner ring sleeve (2), a magnet (6) is provided in the inner ring sleeve (2), and a number of cages (4) are arranged on the outer diameter of the inner ring sleeve (2), and a ball-holding structure (3) is provided on the cage (4). Between the outer ring cylinder (1) and the cage (4), a magnetorheological polishing fluid space (10) is provided between the inner ring sleeve (2) and the cage (4), and the ball accommodation structure (3) is connected with the magnetorheological polishing fluid space (10). The magnetorheological polishing fluid filled with the device of the utility model generates a magnetorheological polishing pad (5) capable of self-sharpening and renewing abrasive particles, thereby polishing and polishing the ceramic balls in the cage (4). Its structure is simple and compact, processing efficiency is high, can obtain high surface quality and shape precision and no sub-surface damage ultra-precision ceramic ball.

【技术实现步骤摘要】
一种高效高精度陶瓷球的磁流变抛光装置
本技术涉及一种陶瓷球研磨抛光装置及其抛光方法，特别涉及一种高速、高精度陶瓷球轴承中高精度陶瓷球的精密研磨抛光的加工装置，属于高精度球形零件加工技术。
技术介绍
随着工业水平的快速发展，对于机床设备和工作仪器的精度和可靠性要求越来越高。与传统的金属材料相比，高精度先进陶瓷具有强度高、弹性模量大、耐高温、耐高压、耐磨损、热膨胀系数低、热稳定性和化学稳定性好等特点，在球轴承中被大量地使用，是其关键的零件。同时，陶瓷球在球圆度仪、陀螺和精密测量仪器等精密仪器设备中有着非常重要的作用，需求量大，在航空航天、精密机械、国防军事、石油化工和汽车制造产业等方面具有十分重要的地位。但是精密仪器中使用的陶瓷球对球形偏差、球直径变动量和表面粗糙度的要求极高，这些参数直接影响着球体的运动精度、工作噪声及寿命等技术指标，进而影响设备和仪器的性能。球体表面凹凸及裂纹等表面缺陷对轴承的运动精度和寿命有很大的影响。因此，要想达到高的表面质量要求，在最后抛光阶段，能否消除表面损伤是关键。目前精密陶瓷球的研磨抛光加工方法主要有V形槽研磨加工法、圆沟槽研磨加工法、锥形盘研磨加工法、自转角主动控制研磨法、磁悬浮研磨加工方法等。现在最主要和最普遍的是采用V形槽研磨加工方法，该方法单次装球量较大，加工效率较高。但V形槽研磨加工方法也有很多缺点，其在研磨加工时，陶瓷球在加工过程中只能作“不变相对方位”的研磨运动，这样对陶瓷球的表面无法形成全包络的研磨，所以难以达到均匀研磨的效果。而在其它大部分的研磨方法中，很多研磨装置的动力源多，结构及控制系统复杂，并且对制造和装配精度都有较高的要求，加工成本高。因此，对于氮化硅陶瓷球等难加工材料高精度球的加工，急需一种既有较高的加工精度和加工效率，又具有装置结构简单和制造成本较低的陶瓷球研磨抛光加工装置，解决目前对陶瓷球抛光加工效率较低、加工一致性较差、成本较高的现状，实现陶瓷球的高精密研磨抛光加工。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的加工效率低和成本高的缺点与不足，提供一种加工精度高、加工效率高和加工一致性高，同时装置结构简单、成本低廉、装配精度要求低的研磨抛光球体设备。本技术所采用的技术方案：一种高效高精度陶瓷球的磁流变抛光装置，包括外圈筒(1)，所述外圈筒(1)的内部设有内圈套筒(2)，所述内圈套筒(2)内设有磁铁(6)，所述内圈套筒(2)的外径上设有若干保持架(4)，所述保持架(4)上设有球容纳结构(3)，所述外圈筒(1)与所述保持架(4)之间，所述内圈套筒(2)与所述保持架(4)之间均设有磁流变抛光液空间(10)，所述球容纳结构(3)与所述磁流变抛光液空间(10)贯通设置。优选的，所述外圈筒(1)的底座为铁磁性材料，其内壁设有圆形凹槽，所述圆形凹槽与所述磁铁(6)相配合连接，使得所述磁铁(6)吸嵌在外圈底座上并随外圈一起转动。优选的，所述外圈筒(1)的底座内壁还设有环形凹槽，所述环形凹槽与内圈套筒(2)相配合连接。优选的，所述外圈筒(1)的底端设有外圈密封盖(7)。优选的，所述外圈筒(1)与所述内圈套筒(2)的底端连接处设有密封毡圈(8)。优选的，所述保持架(4)之间由垫圈(9)分隔。优选的，所述外圈筒(1)由外圈密封盖(7)密封放置在球磨机上随球磨机的平行轴转动或由另外的驱动装置驱动。优选的，所述内圈套筒(2)由螺栓固定在球磨机机架上。优选的，所述保持架(4)与所述内圈套筒(2)同轴心设置。优选的，所述外圈筒(1)与所述保持架(4)之间，所述内圈套筒(2)与所述保持架(4)之间的磁流变抛光液空间(10)填充有磁流变抛光液，所述磁铁(6)与所述内圈套筒(2)之间有一定间隙且同轴心设置；当外圈筒(1)带动所述磁铁(6)旋转时，内圈套筒(2)固定在机架上不动，从而形成动磁场并在所述外圈筒(1)与所述保持架(4)之间，所述内圈套筒(2)与所述保持架(4)之间的磁流变抛光液产生可以自锐更新磨粒的磁流变抛光垫(5)，以此打磨抛光所述保持架(4)中的陶瓷球。与现有技术相比，本技术的有益效果是：(1)本技术所采用的磁流变抛光加工装置结构简单，安装方便，通过驱动轴精确控制外圈筒的转速及内外圈筒之间的间隙，可以主动控制球坯在研磨抛光过程中的运动状态，让球坯的自转角θ不断变化，使研磨轨迹线均布于球面能实现全包络的抛光，提高了研磨抛光球体的加工一致性和稳定性；(2)本技术保持架能够精确地固定每一个陶瓷球，使其运动状态基本相同，减少了其他因素的干扰，从而进一步保证加工后陶瓷球的球度和粗糙度一致均匀；(3)本技术的抛光装置创新性地实现了在动态磁场作用下的磁流变抛光，由于圆柱形磁铁随着外圈筒不停地转动，磁场不断地在内圈筒外壁发生变化，磁流变抛光垫中的磨粒可以实现自锐更新，实现抛光垫的自锐修复，提高了加工效率，可以高效地得到尺寸精度和形状精度俱佳的高质量且光滑的陶瓷球表面。附图说明图1是本技术一种高效高精度陶瓷球的磁流变抛光装置的水平剖视图；图2是本技术一种高效高精度陶瓷球的磁流变抛光装置的右视示意图；图3是本技术一种高效高精度陶瓷球的磁流变抛光装置的垂直剖视图。具体实施方式下面结合具体实施例进一步说明本技术的技术方案。如图1-3所示，一种高效高精度陶瓷球的磁流变抛光装置，包括外圈筒(1)，所述外圈筒(1)的内部设有内圈套筒(2)，所述内圈套筒(2)内设有磁铁(6)，所述内圈套筒(2)的外径上设有若干保持架(4)，所述保持架(4)上设有球容纳结构(3)，所述外圈筒(1)与所述保持架(4)之间，所述内圈套筒(2)与所述保持架(4)之间均设有磁流变抛光液空间(10)，所述球容纳结构(3)与所述磁流变抛光液空间(10)贯通设置。在本技术的具体技术方案中，所述外圈筒(1)的底座为铁磁性材料，其内壁设有圆形凹槽，所述圆形凹槽与所述磁铁(6)相配合连接，使得所述磁铁(6)吸嵌在外圈底座上并随外圈一起转动；所述外圈筒(1)的底座内壁还设有环形凹槽，所述环形凹槽与内圈套筒(2)相配合连接。进一步的，所述外圈筒(1)的底端设有外圈密封盖(7)，所述外圈筒(1)与所述内圈套筒(2)的底端连接处设有密封毡圈(8)，这样的设置使得所述外圈筒(1)实现了完全的密封，在具体使用时防止抛光液外泄并排除了外界的干扰；所述保持架(4)之间由垫圈(9)分隔，使得保持架(4)相互独立；所述外圈筒(1)由外圈密封盖(7)密封放置在球磨机上随球磨机的平行轴转动或由另外的驱动装置驱动，所述内圈套筒(2)由螺栓固定在球磨机机架上。进一步的，所述保持架(4)与所述内圈套筒(2)同轴心设置；所述外圈筒(1)与所述保持架(4)之间，所述内圈套筒(2)与所述保持架(4)之间的磁流变抛光液空间(10)填充有磁流变抛光液，所述磁铁(6)与所述内圈套筒(2)之间有一定间隙且同轴心设置；当外圈筒(1)带动所述磁铁(6)旋转时，内圈套筒(2)固定在机架上不动，从而形成动磁场，并在所述外圈筒(1)与所述保持架(4)之间，所述内圈套筒(2)与所述保持架(4)之间的磁流变抛光液产生可以自锐更新磨粒的磁流变抛光垫(5)，以此打磨抛光所述保持架(4)中的陶瓷球。需要具体说明的是，所述外圈筒(1)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效高精度陶瓷球的磁流变抛光装置，其特征在于：包括外圈筒(1)，所述外圈筒(1)的内部设有内圈套筒(2)，所述内圈套筒(2)内设有磁铁(6)，所述内圈套筒(2)的外径上设有若干保持架(4)，所述保持架(4)上设有球容纳结构(3)，所述外圈筒(1)与所述保持架(4)之间，所述内圈套筒(2)与所述保持架(4)之间均设有磁流变抛光液空间(10)，所述球容纳结构(3)与所述磁流变抛光液空间(10)贯通设置。

【技术特征摘要】
1.一种高效高精度陶瓷球的磁流变抛光装置，其特征在于：包括外圈筒(1)，所述外圈筒(1)的内部设有内圈套筒(2)，所述内圈套筒(2)内设有磁铁(6)，所述内圈套筒(2)的外径上设有若干保持架(4)，所述保持架(4)上设有球容纳结构(3)，所述外圈筒(1)与所述保持架(4)之间，所述内圈套筒(2)与所述保持架(4)之间均设有磁流变抛光液空间(10)，所述球容纳结构(3)与所述磁流变抛光液空间(10)贯通设置。2.根据权利要求1所述的一种高效高精度陶瓷球的磁流变抛光装置，其特征在于：所述外圈筒(1)的底座为铁磁性材料，其内壁设有圆形凹槽，所述圆形凹槽与所述磁铁(6)相吸配合连接。3.根据权利要求1所述的一种高效高精度陶瓷球的磁流变抛光装置，其特征在于：所述外圈筒(1)的底座内壁还设有环形凹槽，所述环形凹槽与内圈套筒(2)相配合连接。4.根据权利要求1所述的一种高效高精度陶瓷球的磁流变抛光装置，其特征在于：所述外圈筒(1)的底端设有外圈密封盖(7)。5.根据权利要求1所述的一种高效高精度陶瓷球的磁流变抛光装置，其特征在于：所述外圈筒(1)与所述内圈套筒(2)的底端连接处设有密封毡圈(8)。6.根据权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖晓兰，焦竞豪，阎秋生，路家斌，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：新型
国别省市：广东,44