球体的精密研抛装置的制作方法

本发明涉及球体的加工，尤其是涉及一种球体的精密研抛装置。

背景技术：

在航空、精密测量仪器中，经常会用到高精密的球体，因此，高精密球体的精度、耐磨性、寿命等对于设备的可靠性、稳定性都有着决定性影响。现有的加工方法大量依靠人工，受人为因素影响较大，导致加工出来的球体一致性较差，所以对于高精密球体加工装置的研究具有很大的现实意义。

到目前为止，加工高精度球的方法有双转盘v型槽的研磨方法和锥型研法，但是这两种方法只用于加工直径小的球体，对于加工直径60mm以上的高精度球体，目前有球体抛光装置，参照专利《一种球体抛光装置》(公开号：cn108000342a)，但是如果要加工尺寸不同的高精度球体，需要不断地更换和调整杯型砂轮的尺寸，不免会让加工的效率大大降低，而且也会让加工的成本增加，这个问题也困扰许多企业和科研人员。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供可降低生产成本，免去更换和调整杯型砂轮的时间，提高精密研抛的效率，获取更好的球体精密研抛方式的一种球体的精密研抛装置。

本发明设有第1电机、机架、驱动头、第2电机、旋转盘、被抛光球、抛光盘、固定套、底部支撑盘、抛光垫、定位球铰链和调整装置；

所述第1电机安装在机架上端，第1电机的电机轴连接旋转盘，所述旋转盘上装有第2电机，第2电机的电机轴装有驱动头；所述驱动头与被加工球体接触点和被加工球体球心的连线垂直于第2电机的电机轴；机架的下端安装有底部支撑盘，所述底部支撑盘上设有3个周向均匀分布的定位球铰链及其调整装置；所述调整装置设有定位球铰链、锁紧螺母和固定套，被抛光球位于3个定位球铰链支承的抛光垫上，抛光垫粘接在定位球铰链的外盘上，抛光垫设在抛光盘的顶部，抛光盘与固定套之间由调整装置连接，需要调节距离时可调节调整装置，当螺杆伸长到需要长度之后，旋紧锁紧螺母进行轴向方向的固定，保证加工过程中抛光垫和被加工球体紧密贴合。

所述抛光盘除了黏贴抛光垫外，还可以换成杯形砂轮。

所述双电机带动驱动头运动，这个多方旋转的结构设置，驱动控制整个被抛光球体运动。所述驱动头与被抛光球体接触点与被抛光球体球心的连线与抛光电机轴线垂直。

所述定位球铰链及调整装置与被抛光球接触表面上覆盖一层抛光垫或砂纸，所述被抛光球接触表面上加入磨削液，以在驱动头上附着磨粒。

本发明可采用以下方法制备：

1)将第1电机安装在机架上端，底部支撑盘安装在第1电机下端，底部支撑盘上安装3个周向均匀分布的定位球铰链和调整装置；

2)将旋转盘与第1电机的电机轴连接，第2电机安装在旋转盘上，第2电机的电机轴上安装有驱动头；

3)将抛光垫由第1电机和第2电机带动驱动头运动，驱动控制整个被抛光球运动，定位球铰链和调整装置通过抛光垫或砂纸与被抛光球表面接触，配合磨削液使驱动头上附着磨粒实现加工。

与现有技术比较，本发明具有以下突出优点：

本发明在研抛球体的时候是采用抛光垫加磨削液实现的抛光加工，并且底部是由定位球铰链及调整装置支承，定位球铰链可以球体和抛光垫的接触是一个自适应接触，使得抛光垫和被加工球体的接触紧密，调整装置可以实现径向的环状调整，便可以让整个装置适应不同直径的被抛光球体。

附图说明

图1为本发明实施例的整体结构示意图。

图2为本发明实施例中定位球铰链及调整装置的结构示意图。

图3为本发明实施例中第1电机与第2电机的位置关系示意图。

图4为本发明实施例中下半部分的几何位置关系示意图。

在图1～4中，各标记为：1-第1电机；2-机架；3-驱动头；4-第2电机；5-旋转盘；6-被抛光球体；7-抛光盘；8-固定套；10-底部支撑盘；11-抛光垫；12-定位球铰链；13-调整装置。

具体实施方式

以下实施例将结合附图对本发明作进一步说明。

参见图1～3，所述球体的精密研抛装置实施例设有第1电机1、机架2、驱动头3、第2电机4、旋转盘5、被抛光球6、抛光盘7、固定套8、底部支撑盘10、抛光垫11、定位球铰链12和调整装置13。

所述第1电机1安装在机架2上端，第1电机1的电机轴连接旋转盘5，所述旋转盘5上装有第2电机4，第2电机4的电机轴装有驱动头3；所述驱动头3与被加工球体接触点和被加工球体球心的连线垂直于第2电机4的电机轴；机架2的下端安装有底部支撑盘10，所述底部支撑盘10上设有3个周向均匀分布的定位球铰链12及其调整装置13；所述调整装置13设有定位球铰链12、锁紧螺母14和固定套8，被抛光球6位于3个定位球铰链12支承的抛光垫11上，抛光垫11粘接在定位球铰链12的外盘上，抛光垫11设在抛光盘7的顶部，抛光盘7与固定套8之间由调整装置13连接，需要调节距离时可调节调整装置13，当螺杆伸长到需要长度之后，旋紧锁紧螺母14进行轴向方向的固定，保证加工过程中抛光垫11和被加工球体紧密贴合。

所述抛光盘7除了黏贴抛光垫11外，还可以换成杯形砂轮。

所述双电机带动驱动头运动，这个多方旋转的结构设置，驱动控制整个被抛光球体运动。所述驱动头与被抛光球体接触点与被抛光球体球心的连线与抛光电机轴线垂直。

所述定位球铰链及调整装置与被抛光球接触表面上覆盖一层抛光垫或砂纸，所述被抛光球接触表面上加入磨削液，以在驱动头上附着磨粒。

参见图3，第1电机1与第2电机4的两个电机轴轴线相互垂直，第1电机1带动旋转盘5进行水平平面内的旋转运动，且驱动头3也固定在旋转盘5上也会做水平面上的旋转运动，另一方面驱动头3由第2电机4带动，本身也有一个竖直平面内自转运动，因此通过水平面的旋转和竖直平面内的旋转，同时在驱动头3上进行矢量的合成便可以带动被抛光球进行360°全方位的抛光精密加工。

参见图4，3个定位球铰链12及调整装置13安装在底部支撑盘10上，3个定位球铰链12的轴线延长线交于一点，且均布在底部支撑盘10上，可对被加工球体起到定位支撑的作用，防止其抛光时错位。

本发明可采用以下方法制备：

1)将第1电机1安装在机架2上端，底部支撑盘10安装在第1电机1下端，底部支撑盘10上安装3个周向均匀分布的定位球铰链12和调整装置13；

2)将旋转盘5与第1电机1的电机轴连接，第2电机4安装在旋转盘5上，第2电机4的电机轴上安装有驱动头3；

3)将抛光垫11由第1电机1和第2电机4带动驱动头3运动，驱动控制整个被抛光球6运动，定位球铰链12和调整装置13通过抛光垫11或砂纸与被抛光球6表面接触，配合磨削液使驱动头3上附着磨粒实现加工。

技术特征：

技术总结
球体的精密研抛装置，涉及球体的加工。设有第1电机、机架、驱动头、第2电机、旋转盘、被抛光球、抛光盘、固定套、底部支撑盘、抛光垫、定位球铰链和调整装置；第1电机安装在机架上端，电机轴连接旋转盘，旋转盘上装有第2电机，电机轴装有驱动头；驱动头与被加工球体接触点和被加工球体球心的连线垂直于第2电机的电机轴；机架下端安装有底部支撑盘，底部支撑盘上设有定位球铰链及调整装置；调整装置设有定位球铰链、锁紧螺母和固定套，被抛光球位于3个定位球铰链支承的抛光垫上，抛光垫粘接在定位球铰链的外盘上，抛光垫设在抛光盘顶部，抛光盘与固定套之间由调整装置连接。

技术研发人员：彭云峰;曾鑫龙;王振忠;郭隐彪;许乔
受保护的技术使用者：厦门大学
技术研发日：2018.12.14
技术公布日：2019.03.29