一种改进型的四轴精密整球数控珩研机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种改进型的四轴精密整球数控珩研机，包括待加工整球零件的托架、呈一定空间角度的3个倾斜主轴和1个垂直主轴，倾斜主轴和垂直主轴均包括珩磨头、弹性加持夹头、电机和基座，珩磨头固定在弹性加持夹头上，弹性加持夹头设置在电机转轴上，所述的珩磨头固定在弹性加持夹头上，并随电机同步转动，使珩磨头始终紧密紧贴着整球零件进行磨削加工。本实用新型专利技术相对原来四轴精密整球数控珩研机操作简捷，加工成本低，对操作人员的技术水平要求不高，更适用于多种材料、多品种、多规格、单件小批量的球形加工，且磨削精度高、效率高。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于机械零件加工设备
，涉及一种用于超精密加工精密整球零件的四轴精密整球数控珩研机。
技术介绍
精密整球零件是机械工程领域广泛应用的精密机械基础件，在机械加工行业传统的精密球面加工方法对单件、小批量大都用手工研磨，对大批量轴承滚珠用钢球研磨机加工，钢球研磨机由上下两个作相对旋转运动的研磨盘组成。在上下两个研磨平盘之间放置钢球，球体沿下研磨盘的V型沟道滚动，上研磨盘压着钢球作相对旋转加平移运动，每盘可放置上万粒钢球，超精密研磨一盘钢球约需20天。随着科学技术的飞速发展，对精密整球零件的材料、品种、精度、数量等均有了各种不同的要求，特别是对球面精度的要求越来越来高，从过去的圆度0.0Olmm提高到0.0001mm。现代整球精密加工已形成高精度、高效率、多品种、多规格、单件小批量的趋势，传统的精密大批零钢球加工方法已经不能满足市场需求和科学技术发展的需求，在此背景下，研发一种适应单件、小批量、各种材料、各种尺寸规格、高精度、高效的精密整球超精密加工设备已成为当前超精密整球加工的迫切需要。从四轴精密整球数控珩研机的加工原理要求珩磨头必须具有一定的弹性功能，目前为了实现这一弹性功能，夹持珩磨头的夹头大都采用了弹性金属联轴器，在长期加工过程中，由于反复更换磨头，联轴器容易变形，弹性也容易变化，影响了珩磨头的对中性能，降低了球面加工精度，弹性金属联轴器成了易损耗备件，增加了加工成本，降低了加工效率。目前的四轴精密整球数控珩研机由四个加工主轴组成，并且同时作用于被加工球面，装卸零件需用手动丝杠机构进给装卡，退回卸卡，极大的影响了加工效率，也影响了对中精度和加工精度。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种原理先进、高效率、精度高、操作简单、可以加工多种材料、多品种、多规格、单件小批量的一种改进型的四轴精密整球数控珩研机。本技术的技术方案如下:将数控珩研机的弹性夹头由原来的金属弹性连轴器改进为弹性加持夹头，同时将原来手动丝杠装卸整球零件的机构改进为气动自动装卡机构，具体为:一种改进型的四轴精密整球数控珩研机，包括待加工整球零件的托架、呈一定空间角度的3个倾斜主轴和I个垂直主轴，所述的倾斜主轴和垂直主轴均包括珩磨头、弹性加持夹头、电机和基座，所述的珩磨头固定在弹性加持夹头上，所述弹性加持夹头设置在电机转轴上，所述的珩磨头固定在弹性加持夹头上，并随电机同步转动，使珩磨头始终紧密紧贴着整球零件进行磨削加工。上述改进型的四轴精密整球数控珩研机中，弹性加持夹头包括弹性滑块、珩磨头支架、限位销钉和压簧；所述的珩磨头支架为前端开口的筒状结构，后端固定在电机转轴的中部；所述的弹性滑块为中部包含外凸台的套筒结构，前端与珩磨头固联，后端以间隙配合套接在电机转轴上，中部的外凸台则以间隙配合套接在珩磨头支架的前端筒孔内，所述的珩磨头支架与所述外凸台接触的位置处开有轴向长条通孔，所述的限位销钉穿过所述的轴向长条通孔，并固定在所述的外凸台处，所述的压簧压接在珩磨头支架和弹性滑块之间，所述的弹性加持夹头可在压簧的作用下，使得珩磨头前后移动，并与电机同步转动。上述改进型的四轴精密整球数控珩研机中，所述的托架为气动托架。上述改进型的四轴精密整球数控珩研机中，所述倾斜主轴的电机固定在机支架上，所述的电机支架固定在气动滑台上，所述的气动滑台固定在基座上。上述改进型的四轴精密整球数控珩研机中，所述的垂直主轴采用精密丝杠驱动沿轴向位移。与现有技术相比，本技术具有的优点是:1、本技术相比原来四轴精密整球数控珩研机磨削精度高、效率高。2、本技术相对原来四轴精密整球数控珩研机操作简捷，加工成本低，对操作人员的技术水平要求不高，更适用于多种材料、多品种、多规格、单件小批量的球形加工。【附图说明】图1本技术四轴精密整球数控珩研机总体结构示意图；图2本技术倾斜轴I的珩磨头弹性加持夹头示意图；图3本技术倾斜主轴一的总体结构示意图。附图标记如下:1、倾斜主轴一 ；2、为倾斜主轴二 ；3、为倾斜主轴三；4、垂直主轴；5、托架；7、整球零件；1-1、珩磨头；1-2弹性滑块；1_3珩磨头支架；1-4限位销钉；1_5压簧；1_6电机；9、电机支架；10、气动滑台；11、基座。【具体实施方式】以下将结合附图对本
技术实现思路
做进一步说明，但本技术的实际结构并不仅限于下述的实施例。如图1所示，本技术的四轴精密整球数控珩研机由四个成一定空间角度的主轴和气动托架5组成，4个主轴分别是倾斜主轴一 1、倾斜主轴二 2、倾斜主轴三3 (图1中未画出)和垂直主轴4，主轴的空间角度按正四面体的几何中心与四个顶角的两线设计，正四面体的几何中心即为被加工整球球心。四个主轴上的珩磨头指向整球球心。四个主轴的转动速度、转动方向、压力、时序模式按应用力学分析的数学模型设定。四轴精密整球数控珩研机即可研磨加工又可珩磨加工。四个主轴均包括珩磨头1-1、弹性加持夹头、电机8和基座11，珩磨头(1-1)固定在弹性加持夹头上，弹性加持夹头设置在电机转轴1-6上，珩磨头1-1固定在弹性加持夹头上，并随电机同步转动，使珩磨头始终紧密紧贴着整球零件进行磨削加工。四个主轴上的珩磨头压向整球球心，垂直主轴4由精密丝杠驱动进给，位移量为Z4。用气动精密滑台驱动进给的3个倾斜主轴的气动位移量分别为X1、X2、X3，3个相同结构的倾斜主轴相互成120°圆周均匀分布，倾斜主轴倾角为19.47°，四个主轴驱动的珩磨头将整球零件围成一个正四面体，四个相等的磨头压力紧密包裹着整球零件，球心即为正四面体的几何中心，在均衡的4个主轴的丝杠力位移Z4、和气动力位移X1、X2、X3作用下，实现了四轴自动确定球心功能。四个主轴分别由四个独立的交流永磁伺服电机驱动，四个主轴的转动速度、转动方向、压力、时序模式按应用力学分析的数学模型由DSP控制系统控制。四个主轴的四个结构相同的珩磨头弹性加持夹头加持珩磨头以设定的转速转动，磨削整球零件。整球零件以一定的转速和六个空间转向在运动。由于采用了本技术的弹性加持夹头加持珩磨头，在整球零件空间位置发生变化时，在弹性加持夹头的弹性力作用下，会实时跟踪位移变化，使珩磨头始终紧密加持着整球零件，保证均匀磨削、均匀磨损，从而保证球面加工精度和表面粗糙度。图1中，气动托架5的垂直气动位移量为Z5，在自动装卡整球零件过程中，手动将整球零件放置在气动托架5上，DSP控制系统会自动将整球零件向上推向球心位置，与垂直主轴4的磨头共同加持整球零件，并定位在球心位置，随后三个倾斜主轴1、2、3在气动滑台的推动下，与垂直主轴4的磨头和气动托架5共同加持整球零件，再随后气动托架5退回到原来的初始位置，整个气动自动装卡过程完成，同理，退卸整球零件是自动装卡整球零件的逆过程。气动自动装卡相对原来手动丝杠装卡整球零件操作简捷，定位精度高，加工成本低，对操作人员的技术水平要求不高。如图2所示，本技术所述的四个主轴上的珩磨头弹性加持夹头结构完全当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改进型的四轴精密整球数控珩研机，包括待加工整球零件的托架(5)、呈一定空间角度的3个倾斜主轴(1、2、3)和1个垂直主轴(4)，其特征在于：所述的倾斜主轴(1、2、3)和垂直主轴(4)均包括珩磨头(1‑1)、弹性加持夹头、电机(8)和基座(11)，所述的珩磨头(1‑1)固定在弹性加持夹头上，所述弹性加持夹头设置在电机转轴(1‑6)上，所述的珩磨头(1‑1)固定在弹性加持夹头上，并随电机同步转动，使珩磨头始终紧密紧贴着整球零件进行磨削加工。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马志奎，
申请(专利权)人：西安航志机电设备科技有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61