专利名称：：高精度陶瓷球的固着磨料高效研磨设备的制作方法
技术领域：
：本实用新型涉及高精度陶瓷球轴承中高精度陶瓷球的研磨设备。
背景技术：
：目前，工业上生产高精度陶瓷球的粗研工序要完成陶瓷毛坯球加工留量95%的加工量，一直是影响陶瓷球加工效率的瓶颈之一，需在保证陶瓷球加工质量的前提下尽量提高加工速度。传统的陶瓷球研磨加工主要以硬质、昂贵的金刚石作为磨料，在加工钢质轴承球的V形槽研磨设备上进行，加工过程中负载高(10牛/球)，磨削速度低(50转/分)，加工周期长(通常需要几个星期来完成一批陶瓷球的加工)。漫长的加工过程以及昂贵的金刚石磨料导致了高昂的制造成本，限制了高精度陶瓷球的应用。因此，工业上迫切需要一种既有较高的加工效率，又能保证一定的加工精度的高精度陶瓷球研磨加工技术。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有高精度陶瓷球加工设备存在的加工周期长，效率低，成本高的不足，提出加工效率高、精度好的高精度陶瓷球的研磨设备。本实用新型所述的高精度陶瓷球的高效研磨设备，包括同轴设置的上研磨盘、下研磨盘，上、下研磨盘至少一个连接传动装置，还带有加栽装置，上、下研磨盘之间形成研磨槽，其特征在于在上、下研磨盘与陶瓷球的两个接触区域之一开有环形接触槽，所述环形接触槽里填充固着磨料，环形接触槽的宽度与所加工陶瓷球的球径大小相适配。上研磨盘开有"V"形研磨槽，下研磨盘与陶瓷球的接触区域开有环形接触槽，所述环形接触槽里填充固着磨料。本实用新型增加陶瓷球一研磨盘接触区域中参与加工的磨粒数量，并将材料去除形式由磨粒的自由滚动去除转变为固着磨料的强制刻划去除，从而达到提高陶瓷球材料去除率的目的。与传统游离磨料相比较，在适当调整研磨条件下，加工效率更有明显的提高，而且又能保证较高的加工精度。本实用新型中提出的设备可以在任何现有的球形零件加工设备上改进实现，只需将接触陶瓷球的研磨盘进行适当改动即可。其关键在于固着磨料研磨盘的制作、固着磨料配制这两个改进要点而无其他复杂因素约束。整个工艺及其设备要求起点低，成本少，效果好，效率高，受益大。具有广泛的应用性和实际可行性。固着磨料的配制主要包括高硬度自锐性磨粒(包括金刚石，碳化硼B4C，碳化硅SiC，氧化铝Ab03等)、固化剂(包括光固化树脂固化剂，陶瓷固化剂，铸铁固化剂等)及填充剂。设备改进要点主要包括在上、下研磨盘与陶瓷球的两个接触区域里选取任一接触区域作为改动区域，并根据所加工陶瓷球的球径大小，在这些选定的区域里开环形接触槽，并填充固着磨料。根据任一研磨盘与陶瓷球接触区域之间的不同选择和固着磨料的成分选择，该高精度陶瓷球的固着磨料高效研磨工艺及其设备具有多种类似形式，其设计思想和工作原理相同，以其中一种配置方式为例给出具体说明。本实用新型的有益效果为结构简单，可以有效提高陶瓷球的研磨精度和研磨效率，实现批量生产，在加工精度、效率及机械结构上具有明显的综合优势。图1是传统V型槽研磨设备原理示意图。图2是本实用新型中的固着磨料研磨设备示意图。图3为陶瓷球磨粒的自由滚动去除示意图和强制刻划去除示意图。图4为本实用新型中由钻床改造的简易陶瓷球研磨机结构图。图中标号为1.侧轮，2.砝码，3.立柱，4.驱动轴,5.机身,6.上研磨盘,7.下研磨盘，8.底座。图5为实施例装置中材料去除率比较图。具体实施方式以下结合附图对本实用新型的具体技术方案及工作过程作进一步说明本实用新型所述的高精度陶瓷球的高效研磨设备，包括机身5、同轴设置的上研磨盘7、下研磨盘8，上研磨盘连接驱动轴4，下研磨盘8放置在底座8上，还带有加栽装置，上、下研磨盘之间形成研磨槽，上、下研磨盘与陶瓷球的两个接触区域之一开有环形接触槽，所述环形接触槽里填充固着磨料，环形接触槽的宽度与所加工陶瓷球的球径大小相适配。上研磨盘开有"V"形研磨槽，下研磨盘与陶瓷球的接触区域开有环形接触槽，所述环形接触槽里填充固着磨料。实例选取下研磨盘与陶瓷球之间的接触区域为开槽区域，以金刚石微粉为磨粒，光固化树脂为固着磨料结合剂，高精度氮化硅陶瓷球为实例比较对象，采用由钻孔机改造的陶瓷球研磨机模拟加工情况，具体介绍如下整个研磨系统安装在钻床上。驱动轴夹在钻头上，钻头通过驱动轴使上研磨盘转动。下研磨盘上安装有一个轴承，用来保证上、下研磨盘的同轴度。在加工过程中，驱动轴的一端插入轴承与之配合。加工载荷由挂在侧轮1上的砝码2提供，侧轮1设在立柱3上。在下研磨盘和钻床平台之间衬有一块防震垫，结合钻床主轴弹簧构成了实施例装置的弹性支撑系统。下研磨盘上的环行槽填满了用光固化树脂固化的金刚石磨料。V形槽开在上研磨盘上，与驱动轴同轴。上研磨盘在一定的负载下向下压住陶瓷球，并同时在驱动轴带动下旋转。陶瓷球紧靠研磨盘表面滑动和转动。陶瓷球材料的去除主要是通过固着磨料的切削作用来实现。而这个固着磨料研磨是连续性的，因为其磨料表层一旦被磨损，新的金刚石磨粉就能显露出来。先配制固着磨料，把金刚石微粉和光固化树脂以一定浓度混合搅拌，然后把混合物涂敷在下研磨盘的环行沟槽上，使其固化。整个研磨系统安装在钻床上，如图4所示。陶瓷球加工装置详细部分见图2，驱动轴夹在钻头上，钻头通过驱动轴使上研磨盘转动。负载由挂在侧轮上的重物提供。在下研磨盘和钻床平台之间安置一块防震垫。实施例条件如表l所示，结果将与在相似条件(负载约5牛/球，速度约4米/秒，研磨剂为W5规格的金刚石研磨膏)下，采用传统研磨方法得到的数据相比较。在实施例开始以前，需要有两个小时的预研时间用来确保陶瓷球在上研磨盘的V形沟槽和下研磨盘的固着磨料之间接触良好。表l高精度陶瓷球固着磨料研磨实施例条件加工工件氮化硅陶瓷球直径:5毫米数量:50磨料金刚石微粉(~10|im)浓度100%(~42.3%wt)转速340转/分负载2N/球研磨盘铸铁盘沟槽直径0)160mm表2显示了实施例中高精度陶瓷球的性能结果。图5显示了本次实施例的材料去除率和传统研磨过程中材料去除率的数据。结果显示,本实施例中的陶瓷球材料去除率稳定。与传统研磨过程相比，材料去除率几乎是在相同条件下的20倍。在本实施例中测得陶瓷球的表面粗糙度为10纳米左右，已经接近传统研磨过程中所得到的粗糙度。这表明固着磨料研磨技术在取代传统游离磨料研磨技术方面，尤其是在粗加工和半精加工方面，非常具有前景。表3给出了一个高精度陶瓷球研磨加工技术的实施例。表2实施例中高精度陶瓷球的性能结果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表3高精度陶瓷加工工艺<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>上例仅是本实用新型的较佳实施例，凡是依据本专利所作的任何修改和变更，均应包含在本实用新型的保护范围。权利要求1、高精度陶瓷球的固着磨料高效研磨设备，包括同轴设置的上研磨盘、下研磨盘，上、下研磨盘至少一个连接传动装置，还带有加栽装置，上、下研磨盘之间形成研磨槽，其特征在于在上、下研磨盘与陶瓷球的两个接触区域之一开有环形接触槽，所述环形接触槽里填充固着磨料，环形接触槽的宽度与所加工陶瓷球的球径大小相适配。2、如权利要求1所述的高精度陶瓷球的固着磨料高效研磨设备，其特征在于上研磨盘开有"V"形研磨槽，下研磨盘与陶瓷球的接触区域开有环形接触槽，所述环形接触槽里填充固着磨料。专利摘要高精度陶瓷球的固着磨料高效研磨设备，包括同轴设置的上研磨盘、下研磨盘，上、下研磨盘至少一个连接传动装置，还带有加栽装置，上、下研磨盘之间形成研磨槽，在上、下研磨盘与陶瓷球的两个接触区域之一开有环形接触槽，所述环形接触槽里填充固着磨料，环形接触槽的宽度与所加工陶瓷球的球径大小相适配。文档编号B24B37/025GK201006583SQ20062014165公开日2008年1月16日申请日期2006年12月28日优先权日2006年12月28日发明者吕冰海,王志伟,袁巨龙,秦许申请人:浙江工业大学