基于介电泳效应的保持架偏心转摆式双平面研磨/抛光圆柱形零件设备制造技术

一种基于介电泳效应的保持架偏心转摆式双平面研磨/抛光圆柱形零件设备，包括上抛光盘、保持架和下抛光盘，所述上抛光盘位于下抛光盘上方，所述保持架位于上抛光盘与下抛光盘之间，所述的上抛光盘上安装第一电极板，所述第一电极板与交流电源的第一引出端连接，所述下抛光盘上安装第二电极板，所述第二电极板与所述交流电源的第二引出端连接；所述的交流电源的电流输入端与用于控制所述的交流电源的电压与频率的调频调压控制器连接。本实用新型专利技术有效减缓磨粒和抛光液受离心力作用从加工区域甩出问题、抛光液在加工区域分布较均匀、提升抛光效率、提高抛光精度。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
基于介电泳效应的保持架偏心转摆式双平面研磨/抛光圆柱形零件设备
本技术涉及圆柱形零件外圆加工设备，尤其是一种双平面研磨/抛光圆柱形零件设备。
技术介绍
圆柱形零件的批量加工国内外普遍采用无心磨削的方式，它是一种工件不定中心的研磨加工，加工时不用对工件进行装夹定位，但无心磨削最大的问题在于自身无法解决加工过程中零件运动轴线与主动轮和导轮的轴线时刻保持一致的问题，这就极大影响了加工件表面磨削的均匀性，从而无法保证加工一致性。近年来随着对设备仪器性能的不断提高，对圆柱形零件的精度和一致性提出了越来越高的要求，这就有必要开发一种高精度圆柱形零件的批量加工装置。采用保持架偏心转偏式双平面研磨/抛光设备加工圆柱形零件，通过抛光盘旋转形成与工件之间的相对速度，借助注入抛光区域的抛光液及其中的磨粒，实现工件材料去除。由于抛光盘旋转，抛光液受到离心力作用，总是具有离开抛光盘的趋势，抛光盘转速越快，抛光液驻留加工区域的时间就越短。这势必导致只有少部分抛光液进入实际抛光区域参与材料去除，而大部分抛光液被甩出抛光盘，不能充分发挥作用，抛光液的无效损耗大大增加了生产成本。同时，离心力使抛光液越靠近抛光垫周缘分布越厚并沿抛光垫径向位置呈现不均匀分布，工件中心部分与周缘部分之间呈现较大的抛光率差，降低了工件的抛光精度。传统抛光方式通常采用较低的抛光盘转速，这严重限制了抛光加工的效率。因此，如何提高抛光液在加工区域的驻留时间，已成为实现高效、高质量、低成本抛光加工所面临的主要问题之一。
技术实现思路
为了克服已有圆柱形零件外圆研磨/抛光设备无法解决抛光液及磨粒受离心力作用从加工区域甩出的问题、抛光液在加工区域分布不均匀、抛光效率较低的不足，本技术提供一种有效减缓磨粒和抛光液受离心力作用从加工区域甩出问题、抛光液在加工区域分布较均匀、提升抛光效率、提高抛光精度的基于介电泳效应的保持架偏心转摆式双平面研磨/抛光圆柱形零件设备。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是:一种基于介电泳效应的保持架偏心转摆式双平面研磨/抛光圆柱形零件设备，包括上抛光盘、保持架和下抛光盘，所述上抛光盘位于下抛光盘上方，所述保持架位于上抛光盘与下抛光盘之间，上抛光盘的转轴和下抛光盘的转轴呈同轴设置，所述保持架的轴心线和上、下抛光盘的转轴存在确定偏距，所述保持架与保持架驱动曲轴相连；所述的上抛光盘上安装第一电极板，所述第一电极板与交流电源的第一引出端连接，所述下抛光盘上安装第二电极板，所述第二电极板与所述交流电源的第二引出端连接；所述的交流电源的电流输入端与用于控制所述的交流电源的电压与频率的调频调压控制器连接。进一步，所述的上抛光盘内安装有第一绝缘板，所述第一电极板安装在所述第一绝缘板上；所述的下抛光盘内安装有第二绝缘板，所述第二电极板安装在所述第二绝缘板上。所述的上抛光盘为绝缘材料抛光盘，所述的下抛光盘为绝缘材料抛光盘。再进一步，所述加工装置还包括抛光液输入器，所述抛光液输入器的出料口位于所述上抛光盘、下抛光盘之间。更进一步，所述保持架驱动曲轴为折线形状的轴，所述曲轴上下两端的轴心线之间存在确定偏距，所述下抛光盘的转轴呈中空状，下抛光盘的中部开有通孔，所述曲轴穿过所述下抛光盘的转轴内腔和通孔。所述保持架的中心孔与保持架驱动曲轴相连。所述保持架呈圆盘状，所述保持架的盘面上开有供待加工零件放置的加工槽，呈放射状、同心圆状或栅格状分布。本技术的技术构思为:世界上的中性物质都具有等量的正电、负电，并且散布在物体内部各处，若是在这物质之外有正电极或负电极靠近(电场存在时)，依着同性相斥、异性相吸的原理，负电极靠近的时侯，物体内的正电会偏向被负电极靠近的表面，使得该物体在电场中也会有异性相吸、同性相斥的现象。传统电泳是指带电微粒在均匀电场中受到电场作用力。介电泳是指中性微粒在非均匀电场中极化，发生极化后的微粒因电场强度分布不同，使两端所受的电场力大小不同，因而朝向所受电场强度大的电极方向移动，所受电场作用力称为介电泳作用力。中性微粒在交流电场中会被极化而运动。整个介电泳系统因为交流电，电场方向会不断地改变，极化中的微粒也会因此不断改变自己内部电子的排列，电子在微粒中移动速度影响微粒的移动方向。在交流电场中，电极的极性不断地正负交替，微粒其内部的电子能快速地随着电极的极性而移动，因此，微粒仍朝着电场强度较高的方向移动。本技术利用这一思路对目前的研磨/抛光设备进行改装，从而获得抛光效率更高、成本低、避免抛光液和磨粒浪费的设备。待加工的圆柱形工件以一定的排列方式放置在上、下抛光盘之间的保持架中，上、下抛光盘与保持架构成平行平面。在加工载荷的作用下，工件与上、下抛光盘接触；上、下抛光盘以及保持架可按各自的转速转动，保持架在保持架驱动轴的驱动下可做自转加偏心公转运动；圆柱形工件在上、下抛光盘和保持架的作用下绕保持架中心公转同时自身滚动，作复杂空间运动。通过调整抛光盘和保持架之间的转速比，各个圆柱形工件的外圆与抛光盘上的各点交替接触，以平面零件双面研磨/抛光的方式，对一批圆柱形工件的外圆同时进行加工；可保证各工件加工条件的一致性，使各圆柱形工件的外圆获得均匀研磨/抛光；同时，由于误差匀化的原理，单个工件的形状误差以及一批工件的尺寸误差充分匀化，从而获得高精度、高一致性的圆柱形零件。由于采用了研磨和抛光工艺，使得圆柱形零件的外圆具备纳米级镜面的表面质量，较少的表面损伤和残余应力。本技术的有益效果主要表现在:1.有效减缓磨粒和抛光液受离心力作用从加工区域甩出问题、抛光液在加工区域分布较均匀、提升抛光效率、提高抛光精度；2.每个圆柱形工件的加工条件都是一致的，实现一批工件尺寸精度和形状精度的一致化；3.采用了研磨和抛光工艺，使得圆柱形零件的外圆具备纳米级镜面的表面质量，较少的表面损伤和残余应力。4.应用“进化加工原理”，加工精度对设备精度的依赖度相对较小，能够制造出加工精度远超设备精度的零件，制造成本低；5.适用于各种材质、类型的圆柱形零件外圆加工，尤其是钢制和陶瓷材料的轴承用精密圆柱滚子外圆加工。【附图说明】图1是基于介电泳效应的保持架偏心转摆式双平面研磨/抛光圆柱形零件设备的示意图。图2是本技术中图1的俯视图。图3是本技术中一种保持架的开槽形状和布局图。图4是本技术中另一种保持架的开槽形状和布局图。图5a是中性微粒在电极中的初始状态0-代表电极；2’代表中性微粒)。图5b是中性微粒在非均匀电场中会发生极化的过程0-代表电极；2’代表中性微粒；3’代表交流电源)。图5c是极化后微粒内部电荷会随着电极极性变化向微粒表面移动后微粒会受非均匀电场的电场力(或称介电泳力)作用的运动图0-代表电极；2’代表中性微粒；3’代表交流电源)。 【具体实施方式】下面结合附图对本技术作进一步描述。参照图1~图5c，一种基于介电泳效应的基于保持架偏心转摆式双平面研磨/抛光圆柱形零件设备，包括上抛光盘2、保持架4和下抛光盘5，所述上抛光盘2位于下抛光盘5上,所述保持架4位于上抛光盘2与下抛光盘5之间，上抛光盘2的转轴和下抛光盘5的转轴呈同轴设置，所述保持架4的轴心线和上、下抛光盘的转轴存在确定偏距，所述保持架4与保持架驱动曲轴7相连；所述的上抛光盘2上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于介电泳效应的保持架偏心转摆式双平面研磨/抛光圆柱形零件设备，包括上抛光盘、保持架和下抛光盘,所述上抛光盘位于下抛光盘上方，所述保持架位于上抛光盘与下抛光盘之间，上抛光盘的转轴和下抛光盘的转轴呈同轴设置；其特征在于：所述保持架的轴心线和上、下抛光盘的转轴存在确定偏距，所述保持架与保持架驱动曲轴相连；所述的上抛光盘上安装第一电极板，所述第一电极板与交流电源的第一引出端连接，所述下抛光盘上安装第二电极板，所述第二电极板与所述交流电源的第二引出端连接；所述的交流电源的电流输入端与用于控制所述的交流电源的电压与频率的调频调压控制器连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于介电泳效应的保持架偏心转摆式双平面研磨/抛光圆柱形零件设备，包括上抛光盘、保持架和下抛光盘，所述上抛光盘位于下抛光盘上方，所述保持架位于上抛光盘与下抛光盘之间，上抛光盘的转轴和下抛光盘的转轴呈同轴设置；其特征在于:所述保持架的轴心线和上、下抛光盘的转轴存在确定偏距，所述保持架与保持架驱动曲轴相连；所述的上抛光盘上安装第一电极板，所述第一电极板与交流电源的第一引出端连接，所述下抛光盘上安装第二电极板，所述第二电极板与所述交流电源的第二引出端连接；所述的交流电源的电流输入端与用于控制所述的交流电源的电压与频率的调频调压控制器连接。2.如权利要求1所述的基于介电泳效应的保持架偏心转摆式双平面研磨/抛光圆柱形零件设备，其特征在于:所述的上抛光盘内安装有第一绝缘板，所述第一电极板安装在所述第一绝缘板上；所述的下抛光盘内安装有第二绝缘板，所述第二电极板安装在所述第二绝缘板上...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓乾发，姚蔚峰，吕冰海，袁巨龙，郭伟刚，王洁，钟美鹏，赵天晨，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：实用新型
国别省市：