[發明專利]一種集群磁流變輔助V型槽高效高精度拋光陶瓷球的裝置

在審

• 申請號: 201810373093.0
• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN108544305A
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發明（設計）人: 肖曉蘭;閻秋生;林華泰;潘繼生;焦競豪
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: B24B1/00
• 分類號: B24B1/00;B24B11/02
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所 44329
• 代理人: 楊曉松

本發明公開了一種集群磁流變輔助V型槽高效高精度拋光陶瓷球的裝置，包括下拋光盤(2)，所述下拋光盤(2)連接有下拋光盤旋轉軸(7)，所述下拋光盤(2)的上表面開設有數圈V形槽(9)，所述下拋光盤(2)的下表面內置有合適尺寸的磁鐵(5)；所述下拋光盤(2)的上方設有上盤(1)，所述上拋光盤(1)連接有上盤旋轉軸(6)以及裝有磁鐵(5)。陶瓷球在V型槽中被集群磁流變柔性拋光墊包覆，隨著下拋光盤和上拋光盤的轉動一邊公轉一邊自轉,在集群磁流變拋光墊的剪切力作用下，實現陶瓷球的快速高效超精密拋光。本發明結構簡單緊湊，制造成本低廉，加工效率高，能夠獲得高表面質量和高形狀精度的超精密陶瓷球。

技術領域

本發明涉及一種陶瓷球研磨拋光裝置及其拋光方法，特別涉及一種高精度陶瓷球的高效研磨拋光的加工裝置，屬于高精度球形零件加工技術。

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。與傳統的金屬材料相比，高精度先進陶瓷具有強度高、彈性模量大、耐高溫、耐高壓、耐磨損、熱膨脹系數低、熱穩定性和化學穩定性好等特點，在球軸承中被大量地使用，是其關鍵的零件。同時，陶瓷球是應用最為廣泛的結構陶瓷零件之一，在球圓度儀、陀螺和精密測量儀器等精密儀器設備中有著非常重要的作用，需求量大，在航空航天、精密機械、國防軍事、石油化工和汽車制造產業等方面具有十分重要的地位。

但是精密儀器中使用的陶瓷球對球形偏差、球直徑變動量和表面粗糙度的要求極高，這些參數直接影響著球體的運動精度、工作噪聲及壽命等技術指標，進而影響設備和儀器的性能。球體表面凹凸及裂紋等表面缺陷對軸承的運動精度和壽命有很大的影響。因此，要想達到高的表面質量要求，在最后拋光階段，能否消除表面損傷是關鍵。

目前國內精密陶瓷球的研磨拋光加工方法主要有四軸球體研磨加工法、V形槽研磨加工法、圓溝槽研磨加工法、錐形盤研磨加工法、自轉角主動控制研磨法、磁懸浮研磨加工方法等。研磨壓力是直接影響球度和尺寸精度的研磨壓力是最重要也是最難控制的參數之一。對于磁懸浮研磨設備，是利用磁浮力作用向上浮起形成加工壓力，由尼龍浮板的導向作用，帶動被加工陶瓷球在磁流體和磨料的混合液中運動，從而實現陶瓷球的研磨加工。磁懸浮加壓方式主要還是利用了磁流體的彈性加壓，但是這種加工方法的研磨精度低、機械結構復雜、控制復雜而且過程不能精確控制，磁流體的成本也較高。而在其它大部分的研磨方法中，很多研磨裝置的動力源多，結構及控制系統復雜，并且對制造和裝配精度都有較高的要求，加工成本高。

對于目前氮化硅陶瓷球的加工現狀，急需一種既有較高的加工精度和加工效率，又具有裝置結構簡單和制造成本較低的陶瓷球研磨拋光加工裝置，解決目前對陶瓷球拋光加工效率較低、加工一致性較差、成本較高的現狀，實現陶瓷球的高效高精度研磨拋光加工。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的加工效率低和成本高的缺點與不足，提供一種加工精度高、加工效率高和加工一致性高，同時裝置結構簡單、成本低廉、裝配精度要求低的研磨拋光球體設備。

本發明所采用的技術方案：一種集群磁流變輔助V型槽高效高精度拋光陶瓷球的裝置，包括下拋光盤(2)，所述下拋光盤(2)連接有下拋光盤旋轉軸(7)，所述下拋光盤(2)的上表面開設有數圈V形槽(9)，所述下拋光盤(2)的下表面內置有合適尺寸的磁鐵(5)；所述下拋光盤(2)的上方設有上拋光盤(1)，所述上拋光盤(1)連接有上盤旋轉軸(6)以及裝有磁鐵(5)。

優選的，所述上拋光盤(1)和下拋光盤(2)偏心放置；所述下拋光盤旋轉軸(7)與所述上盤旋轉軸(6)以非同軸心的方式設置。

優選的，所述磁鐵(5)設置在所述V形槽(9)的下方或上方。

優選的，所述上拋光盤(1)選用耐磨非磁性材料，其下表面硬化處理，所述上拋光盤(1)與上盤旋轉軸(6)采用卡槽式浮動連接固定。