[實用新型]一種陶瓷球毛坯修整裝置

有效

• 申請號: 201520580251.1
• 申請日: 2015-08-04
• 公開（公告）號: CN204913534U
• 公開（公告）日: 2015-12-30
• 發明（設計）人: 戴偉濤;呂冰海;翁海舟;鄧乾發;林益波
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: B24B11/02
• 分類號: B24B11/02;B24B41/06;B24B27/00
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

技術領域

本實用新型屬于球坯修整技術，尤其是一種陶瓷球毛坯修整裝置。

背景技術

氮化硅等先進陶瓷具有密度小、硬度高、剛度高、耐磨損、熱膨脹系數低、熱穩定性和化學穩定性好等極為優良的綜合性能,被認為是目前制造高速、高精度軸承滾動體的最佳材料。陶瓷球粗研工序要完成陶瓷球毛坯95％的加工余量,一直是影響陶瓷球加工效率的瓶頸之一。主要原因一是氮化硅陶瓷材料硬度極高(可達到HV1600MPa),材料較難去除；二是剛燒結完成的毛坯球圓度誤差較大(達到將近300μm),加工去除余量大。

陶瓷球是應用最為廣泛的結構陶瓷零件之一，在其加工工藝中，陶瓷球毛坯的修整加工占有極其重要的地位，毛坯修整質量的好壞直接關系到后續的加工效率。在國內，傳統的陶瓷球毛坯修整還停留在手工操作的基礎上，其加工過程運用管狀刀具以一定轉速旋轉，以去除加工余量，球坯在人手的操作下實現沿球面各個方向的進給，最終加工出比較理想的球體，但該方法加工效率低，質量更是難以保證。天津大學任成祖等提出了一種雙砂輪修形方法，該方法相對傳統方法提高了對陶瓷球毛坯的修整質量和效率，但是該方法仍舊只能每次對單個球坯加工，因此效率也不高，并且由于兩個砂輪對陶瓷球進行擠壓磨削，脆性材質的陶瓷球毛坯很容易被擠碎。浙江工業大學葉程等提出了一種陶瓷球毛坯搖擺式修整方法，該方法通過下盤旋轉運動及上盤左右擺動來主動驅動陶瓷球毛坯進行修整，該方法雖然能保證球坯有較好的球度，但是由于保持架中不同圓周上的陶瓷球毛坯的線速度不同，從而導致直徑一致性較差。為了解決研磨效率低下的問題,在國外現已開發出一種“近終形”陶瓷球毛坯成形燒結工藝,其圓度誤差和直徑變動量均較小,可直接進行研磨加工，但是這種工藝難度大，成本高，難以大規模推廣應用。針對國內外對陶瓷球毛坯修整加工效率較低、加工一致性較差、成本較高的現狀，迫切需要開發一種高效率、高一致性、低成本批量加工的陶瓷球毛坯修整裝置。

發明內容

為了克服陶瓷球毛坯修整加工效率較低、加工一致性較差、成本較高的不足，本實用新型提供一種加工效率高、加工一致性良好且成本較低的陶瓷球毛坯修整裝置。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種陶瓷球毛坯修整裝置，包括上壓盤、保持架和下壓盤，所述上壓盤位于下壓盤上方，所述保持架位于上壓盤與下壓盤之間，所述上壓盤的上方設有用于提供加壓載荷的加載裝置，所述保持架的軸心線和下壓盤的轉軸呈同軸設置，所述保持架可轉動地套裝在所述下壓盤的轉軸上，所述上壓盤的轉軸與下壓盤的轉軸存在確定偏距，所述偏距大于上壓盤或下壓盤任意一盤的半徑且小于上壓盤和下壓盤的半徑之和。

進一步，所述保持架呈圓盤狀，所述保持架的盤面上開有供待加工零件放置的圓形加工槽。

更進一步，所述圓形加工槽呈放射狀、同心圓狀或柵格狀分布。根據所要加工陶瓷球毛坯的直徑大小可以選擇合適的保持架。

所述上壓盤的下底面圓周設有圓弧倒角。

再進一步，所述保持架中心為一個套筒，所述套筒套于下壓盤轉軸上。當然，也可以采用其他結構。

本實用新型的技術構思為：待加工的陶瓷球毛坯工件以一定的排列方式放置在上、下壓盤之間的保持架中，上、下壓盤與保持架構成平行平面。在加工載荷的作用下，加工區域的球坯工件與上、下壓盤接觸；上、下壓盤驅動開啟后，球坯工件在上、下壓盤的摩擦力作用下驅動保持架轉動，球坯繞著保持架中心公轉的同時自身滾動，作復雜空間運動。由于上、下壓盤具有相同的轉速以及相同轉向，使保持架中不同圓周上的球坯與上、下壓盤的相對速度方向雖然不一致，但大小相同，從而使在加工區域的所有球坯與上、下壓盤接觸位置的材料去除率相同。另外，球坯工件作復雜的空間運動，球坯上的各點與上、下壓盤交替接觸，從而使球坯外圓得到均勻材料去除。本裝置可保證工件加工條件的一致性，使各球坯工件的外圓獲得均勻修整；同時，可以通過調節上、下盤轉速提高加工效率，最終實現對陶瓷球毛坯工件的高效率、高一致性加工。

本實用新型的有益效果主要體現在：(1)一次可批量加工多個工件，每個工件的加工條件都是一致的，可實現對陶瓷球毛坯工件的高效率修整加工，大幅度提高陶瓷球毛坯的球度以及直徑與圓度一致性；(2)該種加工裝置通過保持架將球分隔，消除了球與球之間的碰撞，避免了不必要的損傷；(3)裝置機構簡單，易于操作，成本低。

附圖說明

圖1是種陶瓷球毛坯修整裝置的示意圖。

圖2是圖1的俯視圖。

具體實施方式