一种球体研磨装置的制作方法

本发明属于微细加工领域，具体涉及一种球体研磨装置。

背景技术：

精密球体在现代科研生产中有非常重要的应用价值，是圆度仪、静电陀螺、轴承以及精密测量仪器中的重要元件。在一些测量仪器中，精密球体常常作为测量基准，要求表面粗糙度、球度具有非常高的水平。然而，球体的制造过程中，必须对球体进行研磨抛光，才能达到所需的表面质量的要求。

球体的研磨加工目前有两大类：多轴研磨和磨盘研磨方法。多轴研磨方法常见的有四轴研磨法，其四轴空间对称布局，适合对单件球体进行研磨，但对直径小于Ø3mm的球体，由于研具制造困难以及球体定心不稳，难以实现有效研磨抛光。磨盘研磨方法一般适合大批量研磨，同时研磨数千甚至上万个球体。然而，一些特殊的球体，直径在Ø0.5mm~Ø3mm，批量小，难以实现大批量生产，故现有的球体研磨抛光装置难以实现有效抛光。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种球体研磨装置。能够实现直径在Ø0.5mm-Ø3mm小批量球体的研磨。

本发明的技术方案如下：

本发明的球体研磨装置，其特点是，所述的球体研磨装置包括齿轮副II、底座、主运动驱动电机以及在底座上方设置的上研磨盘、驱动下沿导向柱、滑块，还包括一个作回转运动的下研磨盘。其中，所述的上研磨盘下表面设置有数个倒V形槽，下研磨盘的上表面设置有数个V形槽，倒V形槽与V形槽角度相同。其连接关系是，所述的齿轮副II、主运动驱动电机固定设置在底座内。所述的下研磨盘位于底座的中轴线上，下研磨盘的下端通过齿轮副II与主运动驱动电机连接、上端设置有上研磨盘，上研磨盘与下研磨盘上下接触连接。所述的导向装置设置在下研磨盘的外围，与底座固定连接。导向柱上设置有滑块，滑块与导向柱滑动连接。所述的滑块上固定设置有副运动驱动电机、齿轮副I，上研磨盘通过齿轮副I与副运动驱动电机连接。气缸固定设置在导向柱的横梁上；所述上研磨盘的倒V形槽与下研磨盘的V形槽上下对应设置，倒V形槽与V形槽的对应边相同。球体置于倒V形槽与V形槽相交处。所述的气缸、下研磨盘、齿轮副II、底座为同轴心设置。

所述的下研磨盘设置的V形槽与下研磨盘的中心轴同轴设置。上研磨盘上设置的倒V形槽与上研磨盘的中心轴同轴设置。

所述的V形槽、倒V形槽的夹角范围均为70º~120º。

所述的上研磨盘的直径小于下研磨盘的半径。

所述的上研磨盘设置的倒V形槽、下研磨盘设置的V形槽数量范围均为1~2个。

所述的上研磨盘设置为1至4个。

所述的V形槽、倒V形槽替换为矩形槽。

所述的气缸用滚轴丝杠、电机替代。

所述的齿轮副II与齿轮副I用皮带轮替代。

本发明中的滑块在气缸的驱动下沿导向装置作升降运动，研磨压力由气缸通过上研磨盘提供，上研磨盘与下研磨盘的转动方向相反，且每隔相等的时间同时变换转动方向，球体位于上研磨盘与下研磨盘的相交叉位置处，受转动的上研磨盘与下研磨盘的摩擦力、上研磨盘压力的作用下作公转运动，同时连续地作自转运动，从而实现对球体材料的均匀去除。

本发明具有益效果是：（1）球体运动分析表明：球体在研磨过程中自转角不断变化，可实现完整的成球运动，满足球面展成原理；（2）不仅适合大批量生产，还能够实现单粒球体或小批量球体的研磨；（3）本发明能够实现直径0.5mm-3mm的球体的研磨；（4）本发明的装置操作方便，结构简单。

附图说明

图1为本发明的球体研磨装置的结构示意图；

图2为本发明的球体研磨装置中的上研磨盘结构示意图；

图3为本发明的球体研磨装置中的下研磨盘结构示意图；

图4为本发明的球体研磨装置中的上研磨盘、下研磨盘与被研球体的位置关系示意图；

图中，1.气缸 2.副运动驱动电机 3.齿轮副I 4.上研磨盘 5.被研球体 6.下研磨盘 7.齿轮副II 8.底座 10.主运动驱动电机 11.导向柱 12.滑块 21. V形槽 22. 倒V形槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例1

图1为本发明的球体研磨装置的结构示意图；图2为本发明的球体研磨装置中的上研磨盘结构示意图，其中，图2a为上研磨盘的仰视图，图2b为上研磨盘的主视图；图3为本发明的球体研磨装置中的下研磨盘结构示意图，其中，图3a为下研磨盘的主视图，图3b为下研磨盘的俯视图；图4a、图4b为本发明的球体研磨装置中的上研磨盘、下研磨盘与被研球体的位置关系示意图。

在图1~图4中，本发明的一种球体研磨装置包括齿轮副II7、底座8、主运动驱动电机10以及在底座8上方设置的上研磨盘4、驱动下沿导向柱11、滑块12，还包括一个作回转运动的下研磨盘6。其中，所述的上研磨盘4下表面设置有数个倒V形槽22，下研磨盘6的上表面设置有数个V形槽21，倒V形槽22与V形槽21角度相同。所述的齿轮副II7、主运动驱动电机10固定设置在底座8内。所述的下研磨盘6位于底座8的中轴线上，下研磨盘6的下端通过齿轮副II7与主运动驱动电机10连接、上端设置有上研磨盘4，上研磨盘4与下研磨盘6上下接触连接。所述的导向装置11设置在下研磨盘6的外围，与底座8固定连接。导向柱11上设置有滑块12，滑块12与导向柱11滑动连接.所述的滑块12上固定设置有副运动驱动电机2、齿轮副I3，上研磨盘4通过齿轮副I3与副运动驱动电机2连接。气缸1固定设置在导向柱11的横梁上。所述上研磨盘4的倒V形槽22与下研磨盘6的V形槽21上下对应设置，倒V形槽22与V形槽21的对应边相同。球体5置于倒V形槽22与V形槽21相交处。所述的气缸1、下研磨盘6、齿轮副II7、底座8为同轴心设置。

所述的下研磨盘6设置的V形槽21与下研磨盘6的中心轴同轴设置。上研磨盘4上设置的倒V形槽22与上研磨盘4的中心轴同轴设置。

所述的V形槽21、倒V形槽22的夹角范围均为70º~120º。

所述的上研磨盘4的直径小于下研磨盘6的半径。

所述的上研磨盘4设置的倒V形槽、下研磨盘6设置的V形槽数量范围均为1~2个。

所述的上研磨盘4设置为1至4个。

所述的V形槽21、倒V形槽22替换为矩形槽。

所述的气缸1用滚轴丝杠、电机替代。

所述的齿轮副II7与齿轮副I3用皮带轮替代。

本发明中的滑块12在气缸1的驱动下沿导向装置11作升降运动，研磨压力由气缸1通过上研磨盘4提供，上研磨盘4与下研磨盘6的转动方向相反，且每隔相等的时间同时变换转动方向，球体5位于上研磨盘4与下研磨盘6的相交叉位置处，受转动的上研磨盘4与下研磨盘6的摩擦力、上研磨盘4压力的作用下作公转运动，同时连续地作自转运动，从而实现对球体材料的均匀去除。

在本实施例中，设置一个上研磨盘4。上研磨盘4设置一个倒V形槽22，下研磨盘6设置一个V形槽21；V形槽21、倒V形槽22的夹角均为90º。

实施例2

本实施例与实施例1的结构相同，不同之处是，设置有四个上研磨盘，所述的下研磨盘上的V形槽设置为两个，上研磨盘上的倒V形槽设置为两个，V形槽、倒V形槽的夹角均为100º。

实施例3

本实施例与实施例1的结构相同，不同之处是，所述的下研磨盘上的V形槽、上研磨盘上的倒V形槽均替换为矩形槽，矩形槽的底边相同；所述的气缸1通过滚轴丝杠替代；所述的齿轮副II与齿轮副I通过皮带轮替代。