一种超精密圆球研抛机及研抛工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种超精密圆球研抛机，包括驱动机构、主轴、下磨盘、至少一个上磨盘和至少一个行星盘机构，主轴与驱动机构传动连接，主轴设有行星盘机构，包括金属齿圈和设置在金属齿圈内部的行星盘，每个行星盘机构的行星盘对应一个上磨盘，且行星盘设置在上磨盘与下磨盘之间，所述金属齿圈和上磨盘均与主轴传动连接。本发明专利技术还涉及一种超精密圆球研抛工艺。本发明专利技术球体工件在研磨时可以自由转动，使球体工件表面研磨均匀，加工效率高，成本低，精密度高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种超精密圆球研抛机及研抛工艺，属于高精度球体零件加工

技术介绍
高精度球体是圆度仪、陀螺、轴承和精密测量中的重要元件，并常作为精密测量的基准，在精密设备和精密加工中具有十分重要的地位，特别是在球轴承中大量使用，是球轴承的关键零件，轴承球的进度，直接影响着球轴承的运动精度、噪音及使用寿命等技术指标，进而影响设备、仪器的性能。超精密圆球研抛机对球体工件的研磨精度和效率有这重要的影响。研磨过程中，球体工件的研磨方式直接影响成品的质量，研磨轨迹能否均匀覆盖球面是高效研磨球体工件，提高球度，获得高精密球体的关键。传统的超精密圆球研抛机有多种，比如V形槽研磨加工装置、圆沟槽研磨加工装置、锥形盘研磨加工装置等，其球体工件只能作“不变相对方位”研磨运动，其球体工件的自旋轴对公转轴的相对空间方位固定，导致球体表面研磨不均匀，加工效率低。而磁悬浮研磨加工装置的控制复杂，成本高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种球体工件在研磨时可以自由转动，使球体工件表面研磨均匀，加工效率高，成本低的超精密圆球研抛机。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是：一种超精密圆球研抛机，其特征在于：包括驱动机构、主轴、下磨盘、至少一个上磨盘和至少一个行星盘机构，所述主轴与驱动机构传动连接，主轴设有行星盘机构包括金属齿圈和设置在金属齿圈内部的行星盘，每个行星盘机构的行星盘对应一个上磨盘，且行星盘设置在上磨盘与下磨盘之间，所述金属齿圈和上磨盘均与主轴传动连接，所述金属齿圈与下磨盘固定连接，主轴通过金属齿圈带动下磨盘转动；且上磨盘的转动方向与下磨盘转动方向相反，行星盘内设有工件盘孔；所述工件盘孔内设有内设有一个以上的工件盘，工件盘孔内设有多个工件容纳孔；所述行星盘中心固定连接有固定轴，所述上磨盘穿过固定轴而设置在行星盘上方。优选的，所述行星盘机构还包括重量调节装置，所述重量调节装置而设置在上磨盘上方。所述重量调节装置用于调节上磨盘对待加工圆球的压力，从而调整上磨盘对待加工圆球的的摩擦力。重量调节装置可选用机械配重装置，也可选用液压装置或气动加压装置。优选的，重量调节装置为配重盘，其中部设有圆孔，穿过固定轴而设置在行星盘上方；所述配重盘通过螺栓与上磨盘连接。配重盘设有不同的重量，可选用不同重量的配重盘而调整上磨盘对待加工圆球的的摩擦力。优选的，所述主轴上设有下传动齿轮，所述下传动齿轮与金属齿圈啮合传动。优选的，所述主轴上固定连接有上传动齿轮，上传动齿轮与上磨盘啮合传动。优选的，所述工件盘为圆形或者圆环形。圆环形的工件盘旋转时阻力较小，研磨效果更佳。优选的，所述上传动齿轮固定连接在上磨盘主轴上，上磨盘主轴设有中孔，主轴伸入中孔内，且主轴上固定连接有第一伞齿轮，中孔内设有与上磨盘主轴转动连接的第二伞齿轮，第二伞齿轮与第一伞齿轮啮合，且上磨盘主轴上固定连接有第三伞齿轮，第三伞齿轮与第二伞齿轮啮合。优选的，所述超精密圆球研抛机还包括研磨液添加装置，研磨液添加装置包括水泵、输出管路和研磨液槽，所述下磨盘设有流通孔，且下磨盘的外沿设有环形的遮挡凸块，研磨液槽位于流通孔下方，水泵置于研磨液槽内，并与输出管路连接，输出管路的出口端位于下磨盘上方。研磨液可选用市售产品。优选的，所述下磨盘的上表面和上磨盘的下表面设有可更换研磨层，可更换研磨层（7）为阻尼布。下磨盘的上表面和上磨盘的下表面可以设置不同的阻尼布，可在下磨盘的上表面和上磨盘的下表面形成不同的摩擦力，研磨效果更佳。优选的，所述驱动机构（1）为电机。本专利技术的第二目的在于提供一种超精密圆球研抛工艺。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是：一种超精密圆球研抛工艺，包括如下步骤：（1）根据待加工圆球选择合适的工件盘（56）和行星盘（51），选择原则是待加工圆球的直径小于工件盘孔（511）的直径，工件盘（56）的直径小于工件盘孔（511）的直径；行星盘（51）和工件盘（56）的厚度相当于待加工圆球直径的70-80%；待加工圆球的直径小于工件盘孔的直径，在上磨盘和下磨盘的摩擦作用下，待加工圆球在工件盘孔中作无规则运动；同理，工件盘也在工件盘孔中作无规则运动，双重无规则运动的设计，能够实现待加工圆球更好的真球度；（2）将选择好的行星盘（51）放入金属齿圈（55）中，然后将选择好的工件盘（56）放入行星盘（51）的工件盘孔（511）中，再将待加工圆球放入工件盘（56）的工件容纳孔（561）中；（3）将上磨盘（4）穿过固定轴（52）而放置在行星盘（51）上方，并选择重量调节装置（54）穿过固定轴（52）而放置在上磨盘（4）的上方；（4）打研磨液添加装置（6），使得研磨液覆盖下磨盘（3）的表面，启动驱动机构（1），进行研抛。本专利技术采用简单的机械机构设计，通过主轴带动上磨盘与下磨盘实现相反的转动方向。而且在行星盘内设置工件盘孔，球体工件通过上磨盘和下磨盘的夹持，并且当上磨盘与下磨盘在研磨转动过程中带动球体工件转动，并且行星盘也处于自转过程中，球体工件在工件盘孔内实现自由转动，提高了球体工件的真球度；同时，不同的行星盘中可加工不同规格的工件，加工效率高，成本低。附图说明 图1是本专利技术的具体实施方式的结构示意图；图2是图1的A-A剖视图，并逆时针旋转90°；图3是图2中行星盘机构剖视图。图4是图2中I部传动示意图。具体实施方式以下结合附图给出的实施例对本专利技术作进一步详细的说明。参见图1所示，一种超精密圆球研抛机，包括驱动机构1、主轴2、下磨盘3、三个上磨盘4和三个行星盘机构5，主轴2与驱动机构1传动连接，主轴2设有行星盘机构5包括金属齿圈55和设置在金属齿圈55内部的行星盘51，行星盘51为塑料制成，其外径与金属齿圈55的内径相当；每个行星盘51对应一个上磨盘4，且行星盘51设置在上磨盘4与下磨盘3之间；主轴2上设有上传动齿轮8和下传动齿轮53，下传动齿轮53与金属齿圈55啮合传动，主轴2通过金属齿圈55带动下磨盘3转动；且上磨盘4与下磨盘3转动方向相反。参见图1、2、3所示，行星盘51中心固定连接有固定轴52，固定轴52与行星盘相垂直，上磨盘4穿过固定轴52而设置在行星盘51上方；行星盘51的工件盘孔511内设有五个工件盘56，工件盘56孔内设有三个工件容纳孔561；工件盘56为圆形或者圆环形。参见图4所示，所述上传动齿轮8固定连接在上磨盘主轴70上，上磨盘主轴70设有中孔71，主轴2伸入中孔71内，且主轴2上固定连接有第一伞齿轮72，中孔71内设有与上磨盘主轴70转动连接的第二伞齿轮73，第二伞齿轮73与第一伞齿轮72啮合，且上磨盘主轴70上固定连接有第三伞齿轮74，第三伞齿轮74与第二伞齿轮73啮合。在图4中可以看出，当主轴2转动，带动第一伞齿轮72转动，从而带动第二伞齿轮73转动，第二伞齿轮73带动第三伞齿轮74转动，最终实现主轴2与上磨盘主轴70相反方向转动，研磨效率大大提高。参见图1所示，超精密圆球研抛机还包括研磨液添加装置6，研磨液添加装置6包括水泵62、输出管路63和研磨液槽64，所述下磨盘3设有流通孔31，且下磨盘3的外沿设有环形的遮挡凸块32，研磨液槽64位于流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超精密圆球研抛机，其特征在于：包括驱动机构（1）、主轴（2）、下磨盘（3）、至少一个上磨盘（4）和至少一个行星盘机构（5），所述主轴（2）与驱动机构（1）传动连接，主轴（2）设有行星盘机构（5）包括金属齿圈（55）和设置在金属齿圈（55）内部的行星盘（51），每个行星盘（51）对应一个上磨盘（4），且行星盘（51）设置在上磨盘（4）与下磨盘（3）之间，所述金属齿圈（55）和上磨盘（4）均与主轴（2）传动连接，所述金属齿圈（55）与下磨盘（3）固定连接，主轴（2）通过金属齿圈（55）带动下磨盘（3）转动；且上磨盘（4）的转动方向与下磨盘（3）转动方向相反；所述行星盘（51）内设有工件盘孔（511）；所述工件盘孔（511）内设有内设有一个以上的工件盘（56），工件盘（56）孔内设有多个工件容纳孔（561）；所述行星盘（51）中心固定连接有固定轴（52），所述上磨盘（4）穿过固定轴（52）而设置在行星盘（51）上方。

【技术特征摘要】
1.一种超精密圆球研抛机，其特征在于：包括驱动机构（1）、主轴（2）、下磨盘（3）、至少一个上磨盘（4）和至少一个行星盘机构（5），所述主轴（2）与驱动机构（1）传动连接，主轴（2）设有行星盘机构（5）包括金属齿圈（55）和设置在金属齿圈（55）内部的行星盘（51），每个行星盘（51）对应一个上磨盘（4），且行星盘（51）设置在上磨盘（4）与下磨盘（3）之间，所述金属齿圈（55）和上磨盘（4）均与主轴（2）传动连接，所述金属齿圈（55）与下磨盘（3）固定连接，主轴（2）通过金属齿圈（55）带动下磨盘（3）转动；且上磨盘（4）的转动方向与下磨盘（3）转动方向相反；所述行星盘（51）内设有工件盘孔（511）；所述工件盘孔（511）内设有内设有一个以上的工件盘（56），工件盘（56）孔内设有多个工件容纳孔（561）；所述行星盘（51）中心固定连接有固定轴（52），所述上磨盘（4）穿过固定轴（52）而设置在行星盘（51）上方。2.根据权利要求1所述的超精密圆球研抛机，其特征在于：所述行星盘机构（5）还包括重量调节装置（54），所述重量调节装置（54）而设置在上磨盘（4）上方。3.根据权利要求2所述的超精密圆球研抛机，其特征在于：所述重量调节装置（54）为配重盘，其中部设有圆孔，穿过固定轴（52）而设置在行星盘（51）上方；所述配重盘通过螺栓与上磨盘（4）连接。4.根据权利要求1所述的超精密圆球研抛机，其特征在于：所述主轴（2）上设有下传动齿轮（53），所述下传动齿轮（53）与金属齿圈（55）啮合传动。5.根据权利要求1所述的超精密圆球研抛机，其特征在于：所述主轴（2）上固定连接有上传动齿轮（8），上传动齿轮（8）与上磨盘（4）啮合传动。6.根据权利要求1所述的超精密圆球研抛机，其特征在于：所述工件盘（56）为圆形或者圆环形。7.根据权利要求5所述的超精密圆球研抛机，其特征在于：所述上传动齿轮（8...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡志明，蔡舒，
申请(专利权)人：常州市润昌光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32