一种集群磁流变辅助V型槽高效高精度抛光陶瓷球的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种集群磁流变辅助V型槽高效高精度抛光陶瓷球的装置，包括下抛光盘(2)，所述下抛光盘(2)连接有下抛光盘旋转轴(7)，所述下抛光盘(2)的上表面开设有数圈V形槽(9)，所述下抛光盘(2)的下表面内置有合适尺寸的磁铁(5)；所述下抛光盘(2)的上方设有上盘(1)，所述上抛光盘(1)连接有上盘旋转轴(6)以及装有磁铁(5)。陶瓷球在V型槽中被集群磁流变柔性抛光垫包覆，随着下抛光盘和上抛光盘的转动一边公转一边自转,在集群磁流变抛光垫的剪切力作用下，实现陶瓷球的快速高效超精密抛光。本实用新型专利技术结构简单紧凑，制造成本低廉，加工效率高，能够获得高表面质量和高形状精度的超精密陶瓷球。

【技术实现步骤摘要】
一种集群磁流变辅助V型槽高效高精度抛光陶瓷球的装置
本技术涉及一种陶瓷球研磨抛光装置及其抛光方法，特别涉及一种高精度陶瓷球的高效研磨抛光的加工装置，属于高精度球形零件加工技术。
技术介绍
氮化硅等先进陶瓷具有密度小、硬度高、刚度高、耐磨损、热膨胀系数低、热稳定性和化学稳定性好等极为优良的综合性能,被认为是目前制造高速、高精度轴承滚动体的最佳材料。与传统的金属材料相比，高精度先进陶瓷具有强度高、弹性模量大、耐高温、耐高压、耐磨损、热膨胀系数低、热稳定性和化学稳定性好等特点，在球轴承中被大量地使用，是其关键的零件。同时，陶瓷球是应用最为广泛的结构陶瓷零件之一，在球圆度仪、陀螺和精密测量仪器等精密仪器设备中有着非常重要的作用，需求量大，在航空航天、精密机械、国防军事、石油化工和汽车制造产业等方面具有十分重要的地位。但是精密仪器中使用的陶瓷球对球形偏差、球直径变动量和表面粗糙度的要求极高，这些参数直接影响着球体的运动精度、工作噪声及寿命等技术指标，进而影响设备和仪器的性能。球体表面凹凸及裂纹等表面缺陷对轴承的运动精度和寿命有很大的影响。因此，要想达到高的表面质量要求，在最后抛光阶段，能否消除表面损伤是关键。目前国内精密陶瓷球的研磨抛光加工方法主要有四轴球体研磨加工法、V形槽研磨加工法、圆沟槽研磨加工法、锥形盘研磨加工法、自转角主动控制研磨法、磁悬浮研磨加工方法等。研磨压力是直接影响球度和尺寸精度的研磨压力是最重要也是最难控制的参数之一。对于磁悬浮研磨设备，是利用磁浮力作用向上浮起形成加工压力，由尼龙浮板的导向作用，带动被加工陶瓷球在磁流体和磨料的混合液中运动，从而实现陶瓷球的研磨加工。磁悬浮加压方式主要还是利用了磁流体的弹性加压，但是这种加工方法的研磨精度低、机械结构复杂、控制复杂而且过程不能精确控制，磁流体的成本也较高。而在其它大部分的研磨方法中，很多研磨装置的动力源多，结构及控制系统复杂，并且对制造和装配精度都有较高的要求，加工成本高。对于目前氮化硅陶瓷球的加工现状，急需一种既有较高的加工精度和加工效率，又具有装置结构简单和制造成本较低的陶瓷球研磨抛光加工装置，解决目前对陶瓷球抛光加工效率较低、加工一致性较差、成本较高的现状，实现陶瓷球的高效高精度研磨抛光加工。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的加工效率低和成本高的缺点与不足，提供一种加工精度高、加工效率高和加工一致性高，同时装置结构简单、成本低廉、装配精度要求低的研磨抛光球体设备。本技术所采用的技术方案：一种集群磁流变辅助V型槽高效高精度抛光陶瓷球的装置，包括下抛光盘(2)，所述下抛光盘(2)连接有下抛光盘旋转轴(7)，所述下抛光盘(2)的上表面开设有数圈V形槽(9)，所述下抛光盘(2)的下表面内置有合适尺寸的磁铁(5)；所述下抛光盘(2)的上方设有上抛光盘(1)，所述上抛光盘(1)连接有上盘旋转轴(6)以及装有磁铁(5)。优选的，所述上抛光盘(1)和下抛光盘(2)偏心放置；所述下抛光盘旋转轴(7)与所述上盘旋转轴(6)以非同轴心的方式设置。优选的，所述磁铁(5)设置在所述V形槽(9)的下方或上方。优选的，所述上抛光盘(1)选用耐磨非磁性材料，其下表面硬化处理，所述上抛光盘(1)与上盘旋转轴(6)采用卡槽式浮动连接固定。优选的，所述下抛光盘(2)通过下表面的螺栓(8)与下抛光盘旋转轴(7)实现固定连接。优选的，所述下抛光盘(2)为非磁性耐磨材料且表面经阳极氧化处理。优选的，所述磁铁(5)为圆柱型磁铁，可单圈或多圈放置在所述下抛光盘(2)底部的圆柱型凹槽内，相邻两磁铁(5)采用极性相反的方向放置。优选的，所述下抛光盘(2)的表面设有球体保持架(10)。优选的，所述V形槽(9)内设有陶瓷球(4)。优选的，所述下抛光盘(2)内放置有磁流变抛光液(3)。与现有技术相比，本技术的有益效果是：(1)本技术的抛光装置创新性地实现了传统V型槽式和集群磁流变方式抛光球体相结合，提高了加工效率，可以高效地得到尺寸精度和形状精度俱佳的高质量且均匀一致性好的陶瓷球表面。(2)本技术所采用的磁流变抛光加工装置结构简单，安装方便，通过上抛光盘与下抛光盘的偏心相对旋转，在集群磁流变抛光垫的剪切力作用下，可以使研磨轨迹线均布于球面，能实现全包络的抛光，提高了研磨抛光球体的加工一致性和稳定性；(3)本技术中的保持架能够精确地固定每一个陶瓷球，使其运动状态基本相同，减少了其他因素的干扰，从而进一步保证加工后陶瓷球的球度和粗糙度一致均匀。(4)经实验验证，使用本技术所述的装置和方法，抛光原始粗糙度55nm的陶瓷球坯3小时，其表面粗糙度下降到5nm以下，且球度和加工表面一致性保持良好。附图说明图1是集群磁流变辅助V型槽高效高精度抛光陶瓷球装置的结构示意图；图2是集群磁流变辅助V型槽高效高精度抛光陶瓷球装置的下抛光盘轴测图；图3是集群磁流变辅助V型槽高效高精度抛光陶瓷球装置的下抛光盘俯视图；图4是集群磁流变辅助V型槽高效高精度抛光陶瓷球装置的下抛光盘仰视图；图5是是集群磁流变辅助V型槽高效高精度抛光陶瓷球装置的球体保持架示意图。具体实施方式下面结合具体实施例进一步说明本技术的技术方案。结合图1-5所示，一种集群磁流变辅助V型槽高效高精度抛光陶瓷球的装置，包括下抛光盘(2)，所述下抛光盘(2)连接有下抛光盘旋转轴(7)，所述下抛光盘(2)的上表面开设有数圈V形槽(9)，所述V形槽(9)内设有陶瓷球(4)，具体地，所述陶瓷球(4)均匀地放置在V形槽(9)内，所述下抛光盘(2)的下表面内置有合适尺寸的磁铁(5)，所述磁铁(5)设置在所述V形槽(9)的下方或上方，具体的，所述下抛光盘(2)的下表面开有众多圆柱形槽，所述圆柱形槽内放置有圆柱磁铁(5)。所述下抛光盘(2)的上方设有上抛光盘(1)，所述上抛光盘(1)连接有上盘旋转轴(6)以及表面装有磁铁(5)，所述上盘旋转轴(6)可以沿垂直方向上下运动，并且可以顺时针或者逆时针旋转；所述上抛光盘(1)与上盘旋转轴(6)机械连接固定。需要说明的是，所述上抛光盘(1)和下抛光盘(2)偏心放置；所述下抛光盘旋转轴(7)与所述上盘旋转轴(6)以非同轴心的方式设置。所述上抛光盘(1)的上盘旋转轴(6)与下抛光盘(2)的下抛光盘旋转轴(7)之间的偏心距可以根据实际加工情况调整。所述上抛光盘的旋转轴(6)与下抛光盘的旋转轴(7)分别由不同的电机带动旋转。这样的设置使得上抛光盘(1)与下抛光盘(2)能偏心相对旋转，在进行陶瓷球(4)抛光时，可以使研磨轨迹线均布于球面，能实现全包络的抛光，提高了研磨抛光球体的加工一致性和稳定性；进一步的，所述上抛光盘(1)选用耐磨非磁性材料，其下表面硬化处理，所述上抛光盘(1)与上盘旋转轴(6)采用卡槽式浮动连接固定，使得所述上抛光盘(1)固定在上盘旋转轴(6)上并随之一起转动和上下运动。所述下抛光盘(2)通过下表面的螺栓(8)与下抛光盘旋转轴(7)实现固定连接；具体的，所述定位螺栓(8)将下抛光盘旋转轴(7)与下抛光盘(2)固定连接，所述下研磨盘旋转轴(7)由电机带动旋转。进一步的，所述下抛光盘(2)为非磁性耐磨材料且有较高的硬度，表面经阳极氧化处理。所述磁铁(5)为圆柱型磁铁，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集群磁流变辅助V型槽高效高精度抛光陶瓷球的装置，其特征在于：包括下抛光盘(2)，所述下抛光盘(2)连接有下抛光盘旋转轴(7)，所述下抛光盘(2)的上表面开设有数圈V形槽(9)，所述下抛光盘(2)的下表面内置有合适尺寸的磁铁(5)；所述下抛光盘(2)的上方设有上抛光盘(1)，所述上抛光盘(1)连接有上盘旋转轴(6)以及装有磁铁(5)。

【技术特征摘要】
1.一种集群磁流变辅助V型槽高效高精度抛光陶瓷球的装置，其特征在于：包括下抛光盘(2)，所述下抛光盘(2)连接有下抛光盘旋转轴(7)，所述下抛光盘(2)的上表面开设有数圈V形槽(9)，所述下抛光盘(2)的下表面内置有合适尺寸的磁铁(5)；所述下抛光盘(2)的上方设有上抛光盘(1)，所述上抛光盘(1)连接有上盘旋转轴(6)以及装有磁铁(5)。2.根据权利要求1所述的一种集群磁流变辅助V型槽高效高精度抛光陶瓷球的装置，其特征在于：所述上抛光盘(1)和所述下抛光盘(2)偏心放置；所述下抛光盘旋转轴(7)与所述上盘旋转轴(6)以非同轴心的方式设置。3.根据权利要求1所述的一种集群磁流变辅助V型槽高效高精度抛光陶瓷球的装置，其特征在于：所述磁铁(5)设置在所述V形槽(9)的下方或上方。4.根据权利要求1所述的一种集群磁流变辅助V型槽高效高精度抛光陶瓷球的装置，其特征在于：所述上抛光盘(1)选用非磁性材料，所述上抛光盘(1)与上盘旋转轴(6)采用卡槽式浮动连接固定。5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖晓兰，阎秋生，林华泰，潘继生，焦竞豪，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：新型
国别省市：广东,44