[實用新型]一種利用球頭磨具進行曲面數控磨拋的裝置

有效

• 申請號: 201420035151.6
• 申請日: 2014-01-20
• 公開（公告）號: CN203738531U
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 吳曉君;于興展;劉睿平;武倩
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: B24B19/00
• 分類號: B24B19/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 蔡和平

技術領域

本實用新型涉及硬質材料工件加工設備，特別是一種利用球頭磨具進行曲面數控磨拋的裝置。

背景技術

硬質材料工件由于具有硬度高、耐磨性好和尺寸穩定性好的特點，其應用從傳統的刀具、模具等領域不斷向航空航天、高頻通訊、光學電子等高新技術領域擴展，工程上對硬質材料工件的加工精度和表面質量要求也日益提高。目前，國內外已經有了成熟的裝備和工藝手段可以對這類硬質材料簡單型面工件進行超精加工，但是對曲面工件的磨拋加工效果讓不理想，技術上無法滿足低成本高效拋光要求，相對滯后的硬質材料曲面工件磨拋加工技術明顯成為限制其廣泛應用的障礙。

針對超光滑無損傷表面高效加工的要求，國內外學者開始嘗試采用彈性磨具，直接利用先前加工軌跡磨拋曲面。彈性磨具通常采用球頭的形式，的磨粒粘結在基體上，由于基材較軟，不易在被加工工件表面形成劃痕，由于高回彈性，磨拋中可僅僅去除殘留點，實際磨拋深度小于設定磨拋深度，可達到拋光效果，同時可采用直徑不同的球頭形狀，利用前磨削加工工藝路線，可實現對復雜形面工件的拋光。

在以往利用球頭磨具對工件進行磨拋加工時（如圖1所示），由于利用球頭磨具的頂端部分對工件進行磨拋，而此時頂端部分線速度較小，磨拋效果不明顯，磨拋效率較低，并且由于球頭磨具用來進行磨拋的有效面積小，極易造成球頭磨具頂端部分的過度磨損和燒傷，增加了磨拋加工的成本。

另外，還有一些磨拋工藝（如圖2所示），通過改進夾具，使工件被加工表面與水平方向成一定夾角，磨拋時利用球頭磨具側面進行磨拋加工，但需要根據不同工件重新設計夾具，從而增加了加工成本。

實用新型內容

本實用新型目的在于提供一種利用球頭磨具進行曲面數控磨拋的裝置，該裝置增大了球頭磨具的使用面積，大大減小了磨具表面的燒傷和過度磨損，降低了加工成本，提高了整體的表面加工質量和加工效率。

本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現的。

一種利用球頭磨具進行曲面數控磨拋的裝置，包括主軸，及安裝在主軸上的主軸增速器，所述主軸增速器下安裝有球頭磨具，所述主軸增速器與安裝的球頭磨具之間設有一箱體，箱體內設有萬向節傳動機構,萬向節傳動機構末端設有用于裝夾球頭磨具的裝夾機構。

進一步地，所述箱體內設置的萬向節傳動機構包括等速雙萬向節和一輸出軸。

進一步地，所述主軸增速器通過銷釘與等速雙萬向節連接，等速雙萬向節通過銷釘與輸出軸連接，輸出軸與裝夾機構通過螺紋連接。

進一步地，所述裝夾球頭磨具的裝夾機構，球頭磨具的軸線與主軸軸線夾角為30°。

該裝置能夠通過萬向節傳動機構將主軸增速器的轉矩轉過一定角度后傳遞給球頭磨具，利用球頭磨具的側面對工件表面進行磨削，提高了磨削速度和球頭磨具的利用率。

本實用新型的特點是：

（1）本裝置通過內部設置雙萬向節使球頭磨具和主軸增速器實現同步轉動，在磨拋加工時得到穩定的磨削速度。

（2）本裝置通過將主軸增速器和萬向節傳動機構結合在一起使用，提高了球頭磨具的轉速，通過實際應用表明，轉速可達10000r/min以上。

（3）通過實驗發現，當球頭磨具傾角過大時（如圖4所示），本裝置的柔性過大，加工誤差增加，降低了對工件進行加工精度；當傾角過小時（如圖5），球頭磨具磨拋區域過小，極易導致燒結和過度磨損。最后經實驗證明當球頭磨具與主軸軸線夾角為30°時最為合適（如圖6所示）。

附圖說明

圖1是利用傳統安裝方式的加工示意圖；

圖2是改進夾具后的加工示意圖；

圖3本實用新型結構示意圖；

圖4是球頭磨具傾角過大時的加工示意圖；

圖5是球頭磨具傾角過小時的加工示意圖；

圖6是球頭磨具選用最佳傾角時的加工示意圖；

圖7是本實用新型在選取最佳傾角時的總體結構及加工示意圖。

圖中：1、主軸；2、主軸增速器；3、球頭磨具；4、工件；5、夾具；6、工作臺；7、裝夾機構；8、箱體；9、切削液輸送管。

具體實施方式

下面結合說明書附圖對本實用新型做進一步說明：