專利名稱：一種柱狀工件球面的研磨方法及研磨機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種柱狀工件球面的研磨方法及研磨機，屬于球面工件研磨加工技術領域。
技術背景眾所周知，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。 特別是對球面的研磨精度有較高要求時，難度就更大。采用手工拋研勞動強度很大，費時費 力，而且根本無法達到精度要求。為了提高工效，人們想到將普通機床進行簡單改造后對工 件上球面進行研磨加工，這樣雖然可以減輕工人的勞動強度，工效也有所提高，但仍不能滿 足精密加工和超精密加工的要求，加工過程中廢品率較高。并且加工起來比較麻煩，工藝復 雜，不適合批量生產。發明內容本發明的目的在于，提供一種柱狀工件球面的研磨方法及研磨機。可穩定控制工件的尺 寸，滿足柱狀工件上球面的加工精度，減少或消除零件的報廢率。并且操作簡單、省時省力 、可降低工人的勞動強度。本發明的技術方案。 一種柱狀工件上球面的研磨方法及研磨機，該方法是通過研磨頭與 工件球面的定心變角擺旋，使研磨頭的運動軌跡形成與工件球面半徑相對應的弧線，并通過 研磨頭與工件球面的互為逆向旋轉，完成對球面的展開研磨。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調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幅擺旋裝置上的連接軸軸線往復擺旋，變換研磨 角度。前述的柱狀工件球面的研磨方法中，所述的定心是通過安裝在彈性柔性軸上的研磨頭自 動定心，并對工件球面施加穩定的法向壓力。根據前述的柱狀工件球面的研磨方法構成的柱狀工件球面的研磨機，包括機架；機架上 設有工作臺，工作臺的一端設有卡盤，工作臺下方安裝有調幅擺旋裝置，調幅擺旋裝置上的 法蘭盤固定在工作臺上，調幅擺旋裝置上的連軸伸出工作臺與研具架連接，研具架上設有研 磨頭。上述的柱狀工件上球面的研磨機中，所述的卡盤經圓錐滾子軸承和減速箱與卡盤驅動電 機連接。前述的柱狀工件上球面的研磨機中，所述的調幅擺旋裝置包括連接軸，連接軸經支承軸 承與定位套連接，定位套上部設有與工作臺連接的法蘭盤，連接軸中部設有驅動環，驅動環 上設有旋臂，旋臂經連桿與偏心軸連接，偏心軸與調幅擺旋裝置的驅動電機連接；連接軸下 部設有旋壓離合裝置。前述的柱狀工件上球面的研磨機中，所述的旋壓離合裝置，包括與連接軸螺紋連接的旋 壓螺母，旋壓螺母經軸套與磨擦片磨擦連接，磨擦片的另一面與驅動環磨擦連接，驅動環經 內螺紋螺桿與連接軸連接。前述的柱狀工件上球面的研磨機中，所述的架研具架包括連接板，連接板上設有支架， 支架上安裝有可調緩沖伸縮氣缸，支架的上部設有導軌，導軌上設有可在導軌上滑動的調整 座，調整座上安裝有雙向氣動馬達，雙向氣動馬達經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中，所述的工作臺上設有清洗裝置，清洗裝置包括清洗 座，清洗座上安裝有旋轉壓緊氣缸，旋轉壓緊氣缸經連接塊與清洗管連接。與現有技術相比，本發明通過調幅擺旋裝置使研磨頭可精確的以球心的垂線為軸定心變 角往復擺旋，通過安裝在彈性柔性軸上的研磨頭自動定心，并對工件球面施加穩定的法向壓 力，因此可以穩定的控制工件尺寸，加工工件球面粗糙度可穩定達到O. 1 y m，加工工件球面 的圓度穩定可達0.002mm;并且操作簡單、省時省力、可降低工人的勞動強度；設備投資成 本低。具有較高的使用價值。
圖l是本發明的原理示意圖； 圖2是本發明的結構示意圖； 圖3是調幅擺旋裝置的外形示意圖；圖4是調幅擺旋裝置的結構示意圖； 圖5是研磨架的結構示意圖；圖6是清洗裝置的結構示意圖。附圖中的標記為l-研磨頭，2-工件球面，3-調幅擺旋裝置，4-連接軸，5-研具架， 6-彈性柔性軸，7-機架，8-工作臺，9-卡盤，10-法蘭盤，11-減速箱，12-卡盤驅動電機， 13-定位套，14-驅動環，15-旋臂，16-連桿，17-偏心軸，18-調幅擺旋裝置3的驅動電機， 19-旋壓離合裝置，20-旋壓螺母，21-軸套，22-磨擦片，23-內螺紋螺桿，24-連接板，25-支架，26-可調緩沖伸縮氣缸，27-導軌，28-調整座，29-雙向氣動馬達，30-清洗裝置，31-清洗座，32-旋轉壓緊氣缸，33-連接塊，34-清洗管，35-防護罩，36-幅度調節旋鈕，37-支承軸承。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明作進一步的詳細說明，但不作為對本發明的限制。 本發明的實施例。 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 研磨頭1與工件球面2的定心變角擺旋，使研磨頭l的運動軌跡形成與工件球面2半徑相對應的 弧線，并通過研磨頭1與工件球面2的互為逆向旋轉，完成對球面的展開研磨。所述的定心變角擺旋是通過調幅擺旋裝置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以調幅擺旋裝置3上的連接軸4軸線往復擺旋，以工件球心的垂線為軸，變換研磨角 度。所述的定心是通過安裝在彈性柔性軸6上的研磨頭1自動定心，并對工件球面2施加穩定 的法向壓力。用本發明的方法構成的柱狀工件球面的研磨機，如圖2所示，它包括機架7;機架7上設 有工作臺8，工作臺8的一端設有卡盤9，工作臺8下方安裝有調幅擺旋裝置3，調幅擺旋裝置 3上的法蘭盤10固定在工作臺8上，調幅擺旋裝置3上的連接軸4伸出工作臺8與研具架5連接， 研具架5上設有研磨頭1。所述的卡盤9經圓錐滾子軸承和減速箱11與卡盤驅動電機12連接。所述的調幅擺旋裝置3如圖3和圖4所示，它包括連接軸4，連接軸4經支承軸承37與定位 套13連接，定位套13上部設有與工作臺8連接的法蘭盤10，連接軸4中部設有驅動環14，驅動 環14上設有旋臂15，旋臂15經連桿16與偏心軸17連接，偏心軸17與調幅擺旋裝置3的驅動電 機18連接；連接軸4下部設有旋壓離合裝置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經軸套21與磨擦片22磨擦連接，磨擦片22的另一面與驅動環14磨擦連接，驅動環14經內螺 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上設有支架25，支架25上安裝 有伸縮氣缸26，支架25的上部設有導軌27，導軌27上設有可在導軌27上滑動的調整座28，調 整座28上安裝有雙向氣動馬達29，雙向氣動馬達29經彈性柔性軸6)與研磨頭l連接。所述的 工作臺8上設有清洗裝置30，清洗裝置30如圖6所示，它包括清洗座31，清洗座31上安裝有旋轉壓緊氣缸32，旋轉壓 緊氣缸32經連接塊33與清洗管34連接。本發明的工作過程開始加工前，將工件裝夾在卡盤9上，由于在研磨時，要求工件的自轉速度不能太高， 而且工件還得承受一定的軸向、法向壓力，因此卡盤9采用圓錐滾子軸承限制工作的軸向移6動并通過減速箱或減速電機保證工件在承受一定壓力時，能平穩低速旋轉。裝夾工件時，用 卡盤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的軸線對齊。然 后調整研具架5上的調整座28，使研磨頭1基本對正工件球面2的球心；再通過調整調幅擺旋 裝置3上的幅度調節旋鈕36，調好擺旋幅度，防止研磨到工作的柱狀部分。最后接通卡盤9的 電源，使卡盤9帶著工件轉動。然后打開雙向氣動馬達29，使研磨頭l與工件逆向轉動，通過 可調緩沖伸縮氣缸26由快速至慢速推動研磨頭1靠向工件球面2，調整好研磨量，接通調幅擺 旋裝置3的驅動電機，使研具架5以調幅擺旋裝置3上的連接軸4軸線往復擺旋，變換研磨角度 。因為在裝夾工件時，工件球面2的球心是與連接軸4的軸線對齊的，所以也可以說是研磨頭 1以工件球面2球心的垂線為軸進行擺旋；使研磨頭的運動軌跡形成與工件球面半徑相對應的 弧線，并通過研磨頭與工件球面的互為逆向旋轉，完成對球面的展開研磨。在研磨過程中， 雙向氣動馬達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調節，并且能夠傳 遞較大的扭矩，調節座可以調節研具中心位置，很容易地解決了設備加工時的誤差影響。研 磨結束之后，清洗裝置30上的清洗管34在旋轉壓緊氣缸32的帶動下，從停泊位自動轉到工作 位置，壓在工件球面2上進行清洗，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，清洗時間短。工作過程中為了防止調幅擺旋裝置3的擺幅過大或出 現卡滯現象，在調幅擺旋裝置3設置了旋壓離合裝置19，旋壓離合裝置19采用內外螺桿方式 ， 一方面通過內螺紋與連接軸4連接，達到與連接軸4連掛，第二方面通過外螺紋與旋壓螺母 20相連，起到旋壓離合作用，既保證了連接軸4可調幅擺旋，又保證了連接軸4與驅動環14的 離合，并依靠旋壓螺母20的旋壓力度，保證研磨過程中的安全和力度適中。并在連接軸4受 到較大阻力后，脫開動力，阻止連接軸4旋轉。
權利要求
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研磨頭與工件球面的定心變角擺旋，使研磨頭的運動軌跡形成與工件球面半徑相對應的弧線，并通過研磨頭與工件球面的互為逆向旋轉，完成對球面的展開研磨。
2 根據權利要求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調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 幅擺旋裝置上的連接軸軸線往復擺旋，變換研磨角度。
3 根據權利要求2所述的柱狀工件球面的研磨方法，其特征在于所 述的定心是通過安裝在彈性柔性軸上的研磨頭自動定心，并對工件球面施加穩定的法向壓力
4 根據權利要求1至3任一權利要求所述的柱狀工件球面的研磨方法 構成的柱狀工件球面的研磨機，其特征在于該研磨機包括機架(7);其特征在于機架 (7)上設有工作臺(8)，工作臺(8)的一端設有卡盤(9)，工作臺(8)下方安裝有調 幅擺旋裝置(3)，調幅擺旋裝置(3)上的法蘭盤(10)固定在工作臺(8)上，調幅擺旋 裝置(3)上的連接軸(4)伸出工作臺(8)與研具架(5)連接，研具架(5)上設有研磨 頭(1)。
5 根據權利要求4所述的柱狀工件球面的研磨機，其特征在于所述 的卡盤(9)經圓錐滾子軸承和減速箱(11)與卡盤驅動電機(12)連接。
6 根據權利要求5所述的柱狀工件球面的研磨機，其特征在于所述 的調幅擺旋裝置(3)包括連接軸(4)，連接軸(4)經支承軸承(37)與定位套(13)連 接，定位套(13)上部設有與工作臺(8)連接的法蘭盤(10)，連接軸(4)中部設有驅動 環(14)，驅動環(14)上設有旋臂(15)，旋臂(15)經連桿(16)與偏心軸(17)連接 ，偏心軸(17)與調幅擺旋裝置的驅動電機(18)連接；連接軸(4)下部設有旋壓離合裝 置(19)。
7 根據權利要求6所述的柱狀工件球面的研磨機，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) 經軸套(21)與磨擦片(22)磨擦連接，磨擦片(22)的另一面與驅動環(14)磨擦連接， 驅動環(14)經內螺紋螺桿(23)與連接軸(4)連接。
8.根據權利要求7所述的柱狀工件球面的研磨機，其特征在于所述 的架研具架(5)包括連接板(24)，連接板(24)上設有支架(25)，支架(25)上安裝 有可調緩沖伸縮氣缸(26)，支架(25)的上部設有導軌(27)，導軌(27)上設有可在導 軌(27)上滑動的調整座(28)，調整座(28)上安裝有雙向氣動馬達(29)，雙向氣動馬 達(29)經彈性柔性軸(6)與研磨頭(1)連接。
9.根據權利要求8所述的柱狀工件球面的研磨機，其特征在于所述 的工作臺(8)上設有清洗裝置(30)，清洗裝置(30)包括清洗座(31)，清洗座(31) 上安裝有旋轉壓緊氣缸(32)，旋轉壓緊氣缸(32)經連接塊(33)與清洗管(34)連接。
全文摘要
本發明公開了一種柱狀工件球面的研磨方法及研磨機。該方法是通過研磨頭與工件球面的定心變角擺旋，使研磨頭的運動軌跡形成與工件球面半徑相對應的弧線，并通過研磨頭與工件球面的互為逆向旋轉，完成對球面的展開研磨。與現有技術相比，本發明通過調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擺旋，通過安裝在彈性柔性軸上的研磨頭自動定心，并對工件球面施加穩定的法向壓力，因此可以穩定的控制工件尺寸，加工工件球面粗糙度可穩定達到0.1μm，加工工件球面的圓度穩定可達0.002mm；并且操作簡單、省時省力、可降低工人的勞動強度；設備投資成本低。具有較高的使用價值。
文檔編號B24B11/00GK101642888SQ20081030359
公開日2010年2月10日 申請日期2008年8月8日 優先權日2008年8月8日
發明者劉忠民, 劼 張 申請人:貴州西南工具(集團)有限公司