一种球体抛光装置的制作方法

本发明涉及研磨技术领域，特别涉及一种球体抛光装置。

背景技术：

在精密仪器和高精度测量中，经常会用到高精度的球体，有些场合要求球度在0.025μm以下，而有些场合要求的精度会更高一些，因此，对球体的超精加工研磨技术研究具有十分重要的意义。

目前，球体研磨一般采用平面研磨或者以v型槽为代表的研磨技术，但是上述两种研磨方式只能适合加工小直径的球体，且加工精度也达不到超高精密量级，而对于大直径球体的加工，在众多的球体研磨技术中，效果较为突出且成本较低的研磨设备一般采用四轴球体研磨机，该研磨机虽然能够研磨出直径为38mm的光学玻璃球，且其圆度精度优于0.025μm，但是该设备采用的机械研磨的方式，不可避免的会在球表面留下加工变质层和微裂纹等缺陷，从而大大降低了完整球的加工质量和加工精度。

因此，如何提供一种球体抛光装置，能够在研磨过程中有效避免在球体表面留下加工变质层和微裂纹等缺陷，从而提升球体的加工质量和加工精度是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种球体抛光装置，能够在研磨过程中有效避免在球体表面留下加工变质层和微裂纹等缺陷，从而提升球体的加工质量和加工精度。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种球体抛光装置，包括用于悬浮支撑球体的抛光组件，所述抛光组件包括:

抛光液循环系统，所述抛光液循环系统包括用于为抛光液提供压力的压力泵；

抛光头，所述抛光头的内表面设置有多道沟槽；

用于驱动所述抛光头旋转的驱动机构；

用于将所述抛光液输送至所述抛光头的内表面的输送管道。

优选的，所述抛光头的内表面的曲率半径等于所述球体的曲率半径和所述抛光头与所述球体之间形成的圆弧间隙的曲率半径之和。

优选的，所述抛光头通过联轴器与所述驱动机构的输出端相连。

优选的，还包括连接杆，所述连接杆的一端与所述抛光头固定相连，所述连接杆的另一端能够在所述联轴器内沿所述连接杆的轴向方向窜动，所述连接杆上还设置有预紧装置。

优选的，所述输送管道为开设在所述抛光头内部的中心部位的节流孔。

优选的，所述抛光组件为对称设置的4个，分别为第一抛光组件、第二抛光组件、第三抛光组件和第四抛光组件，且所述第一抛光组件和所述第二抛光组件的轴线的延长线与所述第三抛光组件和所述第四抛光组件的轴线的延长线相交形成正四面体形状。

优选的，所述驱动机构为电机。

优选的，所述预紧装置为弹簧，或者为砝码。

优选的，所述沟槽为螺旋式沟槽，或者为同心环式沟槽。

优选的，所述抛光头上还设置有用于增强磁场的线圈。

由以上技术方案可以看出，本发明所公开的球体抛光装置，包括用于悬浮支撑球体的抛光组件，所述抛光组件包括：抛光液循环系统，抛光液循环系统包括用于为抛光液提供压力的压力泵；抛光头，抛光头的内表面设置有多道沟槽；用于驱动抛光头旋转的驱动机构；用于将抛光液输送至抛光头的内表面的输送管道。

当对球体进行抛光时，开启循环液抛光系统的压力泵，抛光液在压力的作用下进入到抛光组件内部，通过输送管道形成一定的降压后从抛光头的内表面流出，在抛光头与球体之间形成一层油膜；启动驱动机构，驱动机构带动抛光头转动，在抛光头的转动带动下，球体进行相应的旋转，在抛光头的沟槽的推动作用下实现对抛光球的高精度抛光，由于球体未与抛光组件进行直接接触，而是悬浮在油膜的表面，因此，可以有效避免在抛光过程中球体表面留下加工变质层和微裂纹等缺陷，从而进一步提升了球体的加工质量和加工精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中所公开的球体抛光装置的整体结构示意图图；

图2为本发明实施例中所公开的抛光组件的结构示意图；

图3为图2中局部结构a的放大结构示意图；

图4为本发明实施例中所公开的抛光头的结构示意图。

其中，各部件的名称如下：

1-抛光组件，11-驱动机构，12-抛光头，121-线圈，13-输送管道，14-联轴器，15-连接杆，16-预紧装置，2-球体，3-抛光液循环系统。

具体实施方式

有鉴于此，本发明的核心在于提供一种球体抛光装置，能够在研磨过程中有效避免在球体表面留下加工变质层和微裂纹等缺陷，从而提升球体的加工质量和加工精度。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

本发明实施例所公开的球体抛光装置，包括用于悬浮支撑球体2的抛光组件1，抛光组件1包括：抛光液循环系统3，抛光液循环系统3包括用于为抛光液提供压力的压力泵；抛光头12，抛光头12的内表面设置有多道沟槽；用于驱动抛光头12旋转的驱动机构11；用于将抛光液输送至抛光头11的内表面的输送管道13。

当对球体2进行抛光时，开启循环液抛光系统3的压力泵，抛光液在压力的作用下进入到抛光组件1内部，通过输送管道13形成一定的降压后从抛光头12的内表面流出，在抛光头12与球体2之间形成一层油膜；启动驱动机构11，驱动机构11带动抛光头12转动，在抛光头12的转动带动下，球体2进行相应的旋转，在抛光头12的沟槽的推动作用下实现对抛光球的高精度抛光，由于球体2未与抛光组件1进行直接接触，而是悬浮在油膜的表面，因此，可以有效避免在抛光过程中球体表面留下加工变质层和微裂纹等缺陷，从而进一步提升了球体的加工质量和加工精度。

上述对球体抛光主要是通过液体静压支撑原理和浮法抛光技术来实现的。

进一步的，抛光头11的内表面的曲率半径等于球体2的曲率半径和抛光头12与球体2之间形成的弧形间隙的曲率半径之和。如此设置，抛光头12可以对球体2表面的各个角度进行抛光，从而进一步保证了抛光的精度。

为了进一步减少动力传递过程中产生的振动，降低冲击尖峰载荷，本发明实施例所公开的球体抛光装置，还包括联轴器14，其中，抛光头12通过联轴器14与驱动机构11的输出端相连，当开启驱动机构11，驱动机构11首先将动力传递到联轴器14上，再从联轴器14传递到抛光头12上。

为了进一步优化上述实施例，本发明实施例所公开的球体抛光装置，还包括连接杆15，连接杆15的一端与抛光头12固定相连，连接杆15的另一端能够在联轴器14内沿连接杆15的轴向方向窜动，连接杆15上还设置有预紧装置16，当抛光头12工作时，除了沿连接杆15的周向进行旋转外，也会沿着连接杆15的轴向方向进窜动，预紧装置16的设置可以实现对各个抛光组件1的抛光压力进行调节，保证各个抛光组件1的压力相等。

需要说明的是，输送管道13为开设在抛光头12内部的中心部位的节流孔。

当然，节流孔可以设置在抛光头12的任何位置，只要保证抛光液能够流到抛光头12的内表面即可，在本发明实施例中，优选将节流孔设置在抛光头12内部的中心部位。

当然，抛光液可以从驱动机构11流入到节流孔内，可以从联轴器14流入到节流孔内，也可以从连接杆15流入到节流孔内。

需要说明的是，抛光组件1可以设置2-6个，优选的，抛光组件设置4个，当抛光组件1设置4个时，抛光组件1为对称设置的四个，分别为第一抛光组件、第二抛光组件、第三抛光组件和第四抛光组件，且第一抛光组件和第二抛光组件的轴线的延长线与第三抛光组件和第四抛光组件的轴线的延长线相交形成正四面体形状。

当采用4抛光组件对球体2进行抛光时，4个抛光组件1的轴线在空间上进行对称分布，任意相邻的两个抛光组件1的轴线的夹角均相等，且四个抛光组件1的轴线的延长线相交于球体2的球心，如此设置，才能够提升对球体的抛光精度和抛光质量。

需要进一步说明的是，驱动机构11可以为电机，也可以为液压马达，由于电机体积小，结构简单，操作方便，因此，本发明实施例中优选驱动机构11采用电机。

当然，预紧装置16可以为弹簧，也可以为砝码。

需要说明的是，沟槽可以为螺旋式沟槽，也可以同心环式沟槽，沟槽可以均匀分布，也可以不均匀分布，本发明实施例中优选沟槽为均匀分布。

请参考图4，抛光头12上还设置有用于提供磁场的线圈121，当抛光头12上设置线圈121时，相应的抛光液要配置成磁流变液，线圈121的设置可以提供一定的磁场，进一步提升了球体2的悬浮力，当然，线圈121优选磁流变励磁线圈，进一步提升了抛光精度和抛光质量。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。