一種利用球頭磨具進(jìn)行曲面數(shù)控磨拋的裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種利用球頭磨具進(jìn)行曲面數(shù)控磨拋的裝置，包括主軸，及安裝在主軸上的主軸增速器，所述主軸增速器下安裝有球頭磨具，所述主軸增速器與安裝的球頭磨具之間設(shè)有一箱體，箱體內(nèi)設(shè)有萬向節(jié)傳動機(jī)構(gòu),萬向節(jié)傳動機(jī)構(gòu)末端設(shè)有用于裝夾球頭磨具的裝夾機(jī)構(gòu)。該裝置增大了球頭磨具的使用面積，大大減小了磨具表面的燒傷和過度磨損，降低了加工成本，提高了整體的表面加工質(zhì)量和加工效率。
【專利說明】一種利用球頭磨具進(jìn)行曲面數(shù)控磨拋的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及硬質(zhì)材料工件加工設(shè)備，特別是一種利用球頭磨具進(jìn)行曲面數(shù)控磨拋的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]硬質(zhì)材料工件由于具有硬度高、耐磨性好和尺寸穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，其應(yīng)用從傳統(tǒng)的刀具、模具等領(lǐng)域不斷向航空航天、高頻通訊、光學(xué)電子等高新【技術(shù)領(lǐng)域】擴(kuò)展，工程上對硬質(zhì)材料工件的加工精度和表面質(zhì)量要求也日益提高。目前，國內(nèi)外已經(jīng)有了成熟的裝備和工藝手段可以對這類硬質(zhì)材料簡單型面工件進(jìn)行超精加工，但是對曲面工件的磨拋加工效果讓不理想，技術(shù)上無法滿足低成本高效拋光要求，相對滯后的硬質(zhì)材料曲面工件磨拋加工技術(shù)明顯成為限制其廣泛應(yīng)用的障礙。
[0003]針對超光滑無損傷表面高效加工的要求，國內(nèi)外學(xué)者開始嘗試采用彈性磨具，直接利用先前加工軌跡磨拋曲面。彈性磨具通常采用球頭的形式，的磨粒粘結(jié)在基體上，由于基材較軟，不易在被加工工件表面形成劃痕，由于高回彈性，磨拋中可僅僅去除殘留點(diǎn)，實(shí)際磨拋深度小于設(shè)定磨拋深度，可達(dá)到拋光效果，同時可采用直徑不同的球頭形狀，利用前磨削加工工藝路線，可實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜形面工件的拋光。
[0004]在以往利用球頭磨具對工件進(jìn)行磨拋加工時(如圖1所示)，由于利用球頭磨具的頂端部分對工件進(jìn)行磨拋，而此時頂端部分線速度較小，磨拋效果不明顯，磨拋效率較低，并且由于球頭磨具用來進(jìn)行磨拋的有效面積小，極易造成球頭磨具頂端部分的過度磨損和燒傷，增加了磨拋加工的成本。
[0005]另外，還有一些磨拋工藝(如圖2所示)，通過改進(jìn)夾具，使工件被加工表面與水平方向成一定夾角，磨拋時利用球頭磨具側(cè)面進(jìn)行磨拋加工，但需要根據(jù)不同工件重新設(shè)計(jì)夾具，從而增加了加工成本。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型目的在于提供一種利用球頭磨具進(jìn)行曲面數(shù)控磨拋的裝置，該裝置增大了球頭磨具的使用面積，大大減小了磨具表面的燒傷和過度磨損，降低了加工成本，提高了整體的表面加工質(zhì)量和加工效率。
[0007]本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。
[0008]一種利用球頭磨具進(jìn)行曲面數(shù)控磨拋的裝置，包括主軸，及安裝在主軸上的主軸增速器，所述主軸增速器下安裝有球頭磨具，所述主軸增速器與安裝的球頭磨具之間設(shè)有一箱體，箱體內(nèi)設(shè)有萬向節(jié)傳動機(jī)構(gòu)，萬向節(jié)傳動機(jī)構(gòu)末端設(shè)有用于裝夾球頭磨具的裝夾機(jī)構(gòu)。
[0009]進(jìn)一步地，所述箱體內(nèi)設(shè)置的萬向節(jié)傳動機(jī)構(gòu)包括等速雙萬向節(jié)和一輸出軸。
[0010]進(jìn)一步地,所述主軸增速器通過銷釘與等速雙萬向節(jié)連接，等速雙萬向節(jié)通過銷釘與輸出軸連接，輸出軸與裝夾機(jī)構(gòu)通過螺紋連接。[0011]進(jìn)一步地，所述裝夾球頭磨具的裝夾機(jī)構(gòu)，球頭磨具的軸線與主軸軸線夾角為30。。
[0012]該裝置能夠通過萬向節(jié)傳動機(jī)構(gòu)將主軸增速器的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)過一定角度后傳遞給球頭磨具，利用球頭磨具的側(cè)面對工件表面進(jìn)行磨削，提高了磨削速度和球頭磨具的利用率。
[0013]本實(shí)用新型的特點(diǎn)是:
[0014](I)本裝置通過內(nèi)部設(shè)置雙萬向節(jié)使球頭磨具和主軸增速器實(shí)現(xiàn)同步轉(zhuǎn)動，在磨拋加工時得到穩(wěn)定的磨削速度。
[0015](2)本裝置通過將主軸增速器和萬向節(jié)傳動機(jī)構(gòu)結(jié)合在一起使用，提高了球頭磨具的轉(zhuǎn)速，通過實(shí)際應(yīng)用表明，轉(zhuǎn)速可達(dá)10000r/min以上。
[0016](3)通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)球頭磨具傾角過大時(如圖4所示)，本裝置的柔性過大，加工誤差增加，降低了對工件進(jìn)行加工精度；當(dāng)傾角過小時(如圖5)，球頭磨具磨拋區(qū)域過小，極易導(dǎo)致燒結(jié)和過度磨損。最后經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明當(dāng)球頭磨具與主軸軸線夾角為30°時最為合適(如圖6所示)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是利用傳統(tǒng)安裝方式的加工示意圖；
[0018]圖2是改進(jìn)夾具后的加工示意圖；
[0019]圖3本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4是球頭磨具傾角過大時的加工示意圖；
[0021]圖5是球頭磨具傾角過小時的加工示意圖；
[0022]圖6是球頭磨具選用最佳傾角時的加工示意圖；
[0023]圖7是本實(shí)用新型在選取最佳傾角時的總體結(jié)構(gòu)及加工示意圖。
[0024]圖中:1、主軸；2、主軸增速器；3、球頭磨具；4、工件；5、夾具；6、工作臺；7、裝夾機(jī)構(gòu)；8、箱體；9、切削液輸送管。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合說明書附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明:
[0026]如圖3所示，一種利用球頭磨具進(jìn)行曲面數(shù)控磨拋的裝置，包括主軸1，及安裝在主軸I上的主軸增速器2，主軸增速器2下安裝有球頭磨具3 ;本實(shí)用新型在主軸增速器2與安裝的球頭磨具3之間設(shè)計(jì)了一個箱體8，箱體8內(nèi)設(shè)有萬向節(jié)傳動機(jī)構(gòu)，萬向節(jié)傳動機(jī)構(gòu)末端設(shè)有用于裝夾球頭磨具3的裝夾機(jī)構(gòu)7。箱體8內(nèi)設(shè)置萬向節(jié)傳動機(jī)構(gòu)包括等速雙萬向節(jié)和一個輸出軸。主軸增速器2通過銷釘與等速雙萬向節(jié)連接，等速雙萬向節(jié)通過銷釘與輸出軸連接，輸出軸與裝夾機(jī)構(gòu)7通過螺紋連接。箱體8上還連通有與設(shè)置在主軸增速器2上的切削液輸送管9。
[0027]如圖4所示,是球頭磨具傾角過大時的加工示意圖，圖5是球頭磨具傾角過小時的加工示意圖，圖6是球頭磨具選用最佳傾角時的加工示意圖。裝夾球頭磨具3的裝夾機(jī)構(gòu)7，球頭磨具3的軸線與主軸I軸線夾角為30°。
[0028]圖7所示是本實(shí)用新型在選取最佳傾角時的總體結(jié)構(gòu)及加工示意圖。如圖7所示，與球頭磨具3相對應(yīng)處設(shè)有安裝在工作臺6上的夾具5，夾具5夾持有待磨拋加工工件4，其中，本實(shí)用新型通過頂部莫氏錐度與主軸I連接，并與主軸I之間通過銷連接使該裝置外部與主軸I保持相對固定。
[0029]其中該裝置能夠通過雙萬向節(jié)將主軸增速器2的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)過最佳角度30。后傳遞給球頭磨具3，利用球頭磨具3的側(cè)面對工件4表面進(jìn)行磨削，進(jìn)而提高磨削速度和球頭磨具3的有效使用面積。
[0030]該裝置能夠使球頭磨具與主軸成一定夾角后利用球頭磨具的側(cè)面對工件進(jìn)行磨拋加工，此時磨具磨削點(diǎn)的速度為球頭磨具上的磨削部位和球頭磨具軸線的距離與球頭磨具轉(zhuǎn)速的乘積(如圖4所示)，較之前大幅提高，實(shí)現(xiàn)了對工件表面各部分的有效磨削，并且由于采用側(cè)面進(jìn)行磨拋加工，增大了球頭磨具的使用面積，大大減小了磨具表面的燒傷和過度磨損，降低了加工成本，提高了整體的表面加工質(zhì)量和加工效率。
[0031]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】僅限于此，對于本實(shí)用新型所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單的推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實(shí)用新型由所提交的權(quán)利要求書確定專利保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種利用球頭磨具進(jìn)行曲面數(shù)控磨拋的裝置，包括主軸(I)，及安裝在主軸(I)上的主軸增速器(2 )，所述主軸增速器(2 )下安裝有球頭磨具(3 )，其特征在于，所述主軸增速器(2)與安裝的球頭磨具(3)之間設(shè)有一箱體(8)，箱體(8)內(nèi)設(shè)有萬向節(jié)傳動機(jī)構(gòu)，萬向節(jié)傳動機(jī)構(gòu)末端設(shè)有用于裝夾球頭磨具(3)的裝夾機(jī)構(gòu)(J)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用球頭磨具進(jìn)行曲面數(shù)控磨拋的裝置，其特征在于，所述箱體(8)內(nèi)設(shè)置的萬向節(jié)傳動機(jī)構(gòu)包括等速雙萬向節(jié)和一輸出軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用球頭磨具進(jìn)行曲面數(shù)控磨拋的裝置，其特征在于，所述主軸增速器(2)通過銷釘與等速雙萬向節(jié)連接，等速雙萬向節(jié)通過銷釘與輸出軸連接，輸出軸與裝夾機(jī)構(gòu)(7)通過螺紋連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用球頭磨具進(jìn)行曲面數(shù)控磨拋的裝置，其特征在于，所述裝夾球頭磨具(3)的裝夾機(jī)構(gòu)(7)和球頭磨具(3)的軸線與主軸(I)軸線夾角為30°。
【文檔編號】B24B19/00GK203738531SQ201420035151
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年1月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月20日
【發(fā)明者】吳曉君, 于興展, 劉睿平, 武倩 申請人:西安建筑科技大學(xué)