一種精密球的交錯(cuò)輥式超精密拋光裝置及其加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及精密球拋光加工技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說(shuō)，涉及一種精密球的交錯(cuò)輥式超精密拋光裝置及其加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]精密球作為軸承、圓度儀、陀螺和精密測(cè)量中的重要元件，需求量巨大，廣泛應(yīng)用于精密機(jī)械、航空航天、軍事國(guó)防、石油化工等領(lǐng)域。精密球?qū)ζ湫螤罹?、表面質(zhì)量的加工要求極高。
[0003]拋光作為精密球的最終加工工序，主要是為降低球表面粗糙度，去除表面麻點(diǎn)、劃痕等瑕疵，減少或消除亞表面損傷，并保持或進(jìn)一步提高球度。
[0004]目前精密球的加工方法主要有V形槽球體加工方式，自轉(zhuǎn)角主動(dòng)控制球體加工方式，磁流體研磨法，以及四軸球面研磨方式。V形槽球體加工方式是目前國(guó)內(nèi)外普遍采用的球體批量加工方式。這種加工方法一次裝球量大，效率高。
[0005]但是，現(xiàn)有的精密球的加工方法均存在著無(wú)法避免的缺陷，V形槽球體加工方式在加工精密球時(shí)球體的加工軌跡無(wú)法均勻全包絡(luò)拋光球面表面；其它幾種加工方式能解決均勻全包絡(luò)拋光球體表面的問題，但仍存在加工機(jī)構(gòu)復(fù)雜或同批加工量小等問題。最主要的是這幾種加工方式的加工工具主要是鑄鐵等硬質(zhì)研具，研具上不易粘貼軟質(zhì)拋光墊，特別在加工小直徑球體時(shí)的研具上粘貼更困難。因此在拋光球體時(shí)，這些加工方式主要在載荷、轉(zhuǎn)速和拋光液上有所不同，仍采用硬質(zhì)研具，加工后球體表面損傷較大，無(wú)法滿足精密球(G3級(jí))的加工要求。
[0006]因此，需要一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于使用軟質(zhì)拋光墊以及加工時(shí)能夠?qū)芮蚓鶆蛉j(luò)拋光的加工裝置及其加工方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)精密球的超精密拋光加工。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有精密球加工裝置和方法不能兼顧使用軟質(zhì)拋光墊和均勻全包絡(luò)拋光的問題，提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、高效、精密、近無(wú)損傷的用于精密球加工的超精密拋光裝置及其加工方法。
[0008]本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的:一種精密球的交錯(cuò)輥式超精密拋光加工方法，將精密球置于上下兩層呈交錯(cuò)方位的拋光輥之間，拋光輥上套有軟質(zhì)拋光墊套，利用控制裝置控制上下兩層拋光輥的轉(zhuǎn)速按照函數(shù)關(guān)系組合變化，使得加持在上下兩層拋光輥之間的精密球轉(zhuǎn)動(dòng)方向不斷變化，并同時(shí)施加載荷和噴灑拋光液，實(shí)現(xiàn)上下兩層拋光輥對(duì)加持的精密球表面均勻拋光。
[0009]一種精密球的交錯(cuò)輥式超精密拋光裝置，包括機(jī)架、上層拋光輥層、下層拋光輥層和驅(qū)動(dòng)裝置，所述上層拋光輥層設(shè)在下層拋光輥層的正上方，所述上層拋光輥層和下層拋光輥層呈交錯(cuò)方位分布且均通過(guò)軸承固定在所述機(jī)架上；所述上層拋光輥層包括至少兩個(gè)平行分布的上層拋光輥單元，所述下層拋光輥層包括至少兩個(gè)平行分布的下層拋光輥單元；待加工精密球被夾持在上層拋光輥層與下層拋光輥層的上層拋光輥單元與下層拋光輥單元間隙之間；所述驅(qū)動(dòng)裝置包括驅(qū)動(dòng)所述上層拋光輥層的第一驅(qū)動(dòng)裝置和驅(qū)動(dòng)所述下層拋光輥層的第二驅(qū)動(dòng)裝置，每個(gè)所述上層拋光輥單元均通過(guò)第一同步輪和第一同步帶連接第一驅(qū)動(dòng)裝置，每個(gè)所述下層拋光輥單元均通過(guò)第二同步輪和第二同步帶連接第二驅(qū)動(dòng)裝置；每個(gè)所述上層拋光輥單元和下層拋光輥單元上均套裝有軟質(zhì)拋光墊套。
[0010]進(jìn)一步的，所述上層拋光輥層和下層拋光輥層呈垂直交錯(cuò)方位分布。
[0011]進(jìn)一步的，所述上層拋光輥層和下層拋光輥層呈O?90度夾角交錯(cuò)方位分布。
[0012]進(jìn)一步的，所述上層拋光輥單元和下層拋光輥單元均通過(guò)兩端的軸承固定在機(jī)架上。
[0013]進(jìn)一步的，每相鄰兩個(gè)上層拋光輥單元之間的距離相等，每相鄰兩個(gè)下層拋光輥單元之間的距離相等。
[0014]進(jìn)一步的，所述機(jī)架包括上層機(jī)架和下層機(jī)架，所述上層拋光輥層固定在上層機(jī)架上，下層拋光輥層固定在下層機(jī)架上，所述上層機(jī)架和下層機(jī)架通過(guò)可調(diào)節(jié)相互位置的連接塊固接。
[0015]進(jìn)一步的，所述上層拋光輥單元和下層拋光輥單元的直徑可變。上層拋光輥單元和下層拋光輥單元的直徑以不發(fā)生運(yùn)動(dòng)及安裝干涉為準(zhǔn)則。
[0016]進(jìn)一步的，所述上層拋光輥單元和下層拋光輥單元的動(dòng)力傳輸部分還可以是帶輪、鏈輪和齒輪。
[0017]進(jìn)一步的，所述上層拋光輥層的上層拋光輥單元數(shù)目可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行擴(kuò)展，也可以擴(kuò)展成多層拋光輥層，實(shí)現(xiàn)多個(gè)待加工精密球同時(shí)拋光。
[0018]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，生產(chǎn)成本低，功能易于實(shí)現(xiàn)；能夠方便的使用軟質(zhì)拋光墊套對(duì)精密球進(jìn)行精密拋光加工，可以實(shí)現(xiàn)精密球均勻全包絡(luò)拋光，從而獲得高表面質(zhì)量無(wú)損傷的超精密球。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是本發(fā)明一種精密球的交錯(cuò)輥式超精密拋光裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2是本發(fā)明上層拋光輥層和下層拋光輥層加持待加工精密球的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖中，1-上層機(jī)架、2-下層機(jī)架、3-上層拋光棍單元、4-下層拋光棍單元、5-第一同步輪、6-第一同步帶、7-第二同步輪、8-第二同步帶、9-待加工精密球。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0023]如圖1?2所示，一種精密球的交錯(cuò)輥式超精密拋光裝置，包括機(jī)架、上層拋光輥層、下層拋光輥層和驅(qū)動(dòng)裝置，上層拋光輥層設(shè)在下層拋光輥層的正上方，上層拋光輥層和下層拋光輥層呈交錯(cuò)方位分布且均通過(guò)軸承固定在機(jī)架上；上層拋光輥層包括至少兩個(gè)平行分布的上層拋光輥單元3，下層拋光輥層包括至少兩個(gè)平行分布的下層拋光輥單元4 ;待加工精密球9被夾持在上層拋光輥層與下層拋光輥層的上層拋光輥單元與下層拋光輥單元間隙之間；驅(qū)動(dòng)裝置包括驅(qū)動(dòng)上層拋光輥層的第一驅(qū)動(dòng)裝置和驅(qū)動(dòng)下層拋光輥層的第二驅(qū)動(dòng)裝置，每個(gè)上層拋光輥單元3均通過(guò)第一同步輪5和第一同步帶6連接第一驅(qū)動(dòng)裝置，每個(gè)下層拋光輥單元4均通過(guò)第二同步輪7和第二同步帶8連接第二驅(qū)動(dòng)裝置；每個(gè)上層拋光輥單元3和下層拋光輥單元4上均套裝有軟質(zhì)拋光墊套。
[0024]上層拋光輥層和下層拋光輥層呈交錯(cuò)方位分布，其交錯(cuò)角可以為O?90度中取值；每相鄰兩個(gè)上層拋光輥單元3之間的距離相等，每相鄰兩個(gè)下層拋光輥單元4之間的距離相等；上層拋光輥單元3和下層拋光輥單元4的直徑可變，其直徑以不發(fā)生運(yùn)動(dòng)及安裝干涉為準(zhǔn)則；機(jī)架包括上層機(jī)架I和下層機(jī)架2，上層拋光輥層固定在上層機(jī)架I上，下層拋光輥層固定在下層機(jī)架2上，上層機(jī)架I和下層機(jī)架2通過(guò)可調(diào)節(jié)相互位置的連接塊固接。
[0025]具體加工時(shí)，控制第一驅(qū)動(dòng)裝置和第二驅(qū)動(dòng)裝置分別使上層拋光輥層和下層拋光輥層轉(zhuǎn)動(dòng)，上層拋光輥層和下層拋光輥層的轉(zhuǎn)速按照一定函數(shù)關(guān)系變化組合，使得加持在交錯(cuò)的上層拋光輥層和下層拋光輥層之間的待加工精密球9轉(zhuǎn)動(dòng)方向不斷發(fā)生變化，并施加載荷和噴灑拋光液，使上層拋光輥層和下層拋光輥層對(duì)加持的待加工精密球9表面均勻拋光；由于上層拋光輥層和下層拋光輥層為多根互相平行且等間距的拋光輥單元，這樣可以同時(shí)對(duì)多個(gè)待加工精密球9進(jìn)行批量超精密拋光加工，并且各精密球在拋光時(shí)互相隔離不會(huì)發(fā)生碰撞，避免了待加工精密球9已加工的表面產(chǎn)生碰撞損傷，從而加工出高表面質(zhì)量無(wú)損的超精密球。
[0026]上述實(shí)施例只是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不是對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的限制，只要是不經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)即可在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案，均應(yīng)視為落入本發(fā)明專利的權(quán)利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種精密球的交錯(cuò)輥式超精密拋光加工方法，其特征在于:將精密球置于上下兩層呈交錯(cuò)方位的拋光輥之間，拋光輥上套有軟質(zhì)拋光墊套，利用控制裝置控制上下兩層拋光輥的轉(zhuǎn)速按照函數(shù)關(guān)系組合變化，使得加持在上下兩層拋光輥之間的精密球轉(zhuǎn)動(dòng)方向不斷變化，并同時(shí)施加載荷和噴灑拋光液，實(shí)現(xiàn)上下兩層拋光棍對(duì)加持的精密球表面均勾拋光。
2.一種精密球的交錯(cuò)輥式超精密拋光裝置，其特征在于:包括機(jī)架、上層拋光輥層、下層拋光輥層和驅(qū)動(dòng)裝置，所述上層拋光輥層設(shè)在下層拋光輥層的正上方，所述上層拋光輥層和下層拋光輥層呈交錯(cuò)方位分布且均通過(guò)軸承固定在所述機(jī)架上；所述上層拋光輥層包括至少兩個(gè)平行分布的上層拋光輥單元(3)，所述下層拋光輥層包括至少兩個(gè)平行分布的下層拋光輥單元(4);待加工精密球(9)被夾持在上層拋光輥層與下層拋光輥層的上層拋光輥單元與下層拋光輥單元間隙之間；所述驅(qū)動(dòng)裝置包括驅(qū)動(dòng)所述上層拋光輥層的第一驅(qū)動(dòng)裝置和驅(qū)動(dòng)所述下層拋光輥層的第二驅(qū)動(dòng)裝置，每個(gè)所述上層拋光輥單元(3)均通過(guò)第一同步輪(5)和第一同步帶(6)連接第一驅(qū)動(dòng)裝置，每個(gè)所述下層拋光輥單元(4)均通過(guò)第二同步輪(7)和第二同步帶(8)連接第二驅(qū)動(dòng)裝置；每個(gè)所述上層拋光輥單元(3)和下層拋光輥單元(4)上均套裝有軟質(zhì)拋光墊套。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種精密球的交錯(cuò)輥式超精密拋光裝置，其特征在于:所述上層拋光輥層和下層拋光輥層呈垂直交錯(cuò)方位分布。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種精密球的交錯(cuò)輥式超精密拋光裝置，其特征在于:所述上層拋光輥層和下層拋光輥層呈O?90度夾角交錯(cuò)方位分布。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種精密球的交錯(cuò)輥式超精密拋光裝置，其特征在于:所述上層拋光輥單元(3)和下層拋光輥單元(4)均通過(guò)兩端的軸承固定在機(jī)架上。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種精密球的交錯(cuò)輥式超精密拋光裝置，其特征在于:每相鄰兩個(gè)上層拋光輥單元(3)之間的距離相等，每相鄰兩個(gè)下層拋光輥單元(4)之間的距離相等。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種精密球的交錯(cuò)輥式超精密拋光裝置，其特征在于:所述機(jī)架包括上層機(jī)架(I)和下層機(jī)架(2)，所述上層拋光輥層固定在上層機(jī)架(I)上，下層拋光輥層固定在下層機(jī)架(2)上，所述上層機(jī)架(I)和下層機(jī)架(2)通過(guò)可調(diào)節(jié)相互位置的連接塊固接。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種精密球的交錯(cuò)輥式超精密拋光裝置，其特征在于:所述上層拋光輥單元(3)和下層拋光輥單元(4)的直徑可變。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種精密球的交錯(cuò)輥式超精密拋光裝置及其加工方法，將精密球置于上下兩層呈交錯(cuò)方位的拋光輥之間，拋光輥上套有軟質(zhì)拋光墊套，利用控制裝置控制上下兩層拋光輥的轉(zhuǎn)速按照函數(shù)關(guān)系組合變化，使得加持在上下兩層拋光輥之間的精密球轉(zhuǎn)動(dòng)方向不斷變化，并同時(shí)施加載荷和噴灑拋光液，實(shí)現(xiàn)上下兩層拋光輥對(duì)加持的精密球表面均勻拋光。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，生產(chǎn)成本低，功能易于實(shí)現(xiàn)；能夠方便的使用軟質(zhì)拋光墊套對(duì)精密球進(jìn)行精密拋光加工，可以實(shí)現(xiàn)精密球均勻全包絡(luò)拋光，從而獲得高表面質(zhì)量無(wú)損傷的超精密球。
【IPC分類】B24B27-00, B24B29-04
【公開號(hào)】CN104858759
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510219571
【發(fā)明人】呂迅, 袁巨龍
【申請(qǐng)人】浙江工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2015年4月30日