一种陶瓷球研磨机上研磨盘在位修整装置的制作方法

1.本实用新型涉及研磨机技术领域，尤其是一种陶瓷球研磨机上研磨盘在位修整装置。


背景技术：

2.陶瓷球轴承作为航空航天、地铁、电力及机械等领域传动系统的一个关键元件，在一些精密运动要求特别高的装备中，轴承精度往往直接决定了装备的性能以及使用寿命。
3.球形滚动体是轴承的核心元件之一，其制造精度直接影响了轴承的使用性能。氮化硅、氧化铝等先进陶瓷材料具有低密度、高硬度及刚度、高耐磨性、低热膨胀系数、高的热稳定性以及化学稳定性的等良好性能，与传统的轴承钢相比，先进的陶瓷材料更适合制造高速高精度的轴承滚动体。
4.目前，陶瓷球主要采用立式结构的陶瓷球研磨机进行研磨加工，未加工的球体放入下研磨盘，通过上研磨盘加压、下盘转动对陶瓷球体进行研磨，在研磨盘磨粒作用下实现材料微量去除，最终加工出符合技术要求的陶瓷滚动体。
5.然而陶瓷球材料通常硬度和脆性极高，铸铁材料的硬度小于陶瓷材料，加工过程中上研磨盘的磨损较快，经过一段时间后，上研磨盘的表面将无法满足高精度陶瓷球的加工要求，因此上研磨盘磨损后应及时进行修整。现有的方法一般采用将上研磨盘取下，使用外部大型车床或磨床进行修整。此种方法存在的不足是：上研磨盘拆装过程较为繁琐，耗时耗力，而陶瓷球加工对机床精度要求高，频繁拆装不利于保证设备精度指标，同时修整周期长，花费高，不利于陶瓷球加工的经济性指标。


技术实现要素：

6.本实用新型要解决的技术问题是：为了克服现有技术中之不足，本实用新型提供一种无需拆卸即可实现陶瓷球研磨机上研磨盘在位修整的修整装置。
7.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种陶瓷球研磨机上研磨盘在位修整装置，安装在陶瓷球研磨机的下研磨盘上跟随下研磨盘旋转，包括沿下研磨盘径向设置的底座，所述的底座一端设有作径向移动的滑台连接板，滑台连接板上安装有夹具块，夹具块上夹紧安装有修整刀具，底座上安装有驱动滑台连接板径向移动的滚珠丝杠，底座另一端固定有与滚珠丝杠传动连接的步进电机。
8.具体说，为实现修整刀具的径向移动，所述的底座上安装有一对直线导轨，所述直线导轨上滑动设有滑块，滑台连接板固定在所述滑块上，滑台连接板上固定有安装夹具块的连接板；所述的底座另一端固定有安装步进电机的电机安装板和支撑滚珠丝杠的轴承座，滚珠丝杠后端通过联轴器与步进电机传动连接，滚珠丝杠前端与滑台连接板转动连接。
9.为满足直径不同的上研磨盘的修整要求，所述的底座两端侧面分别可调节连接有将修整装置固定于下研磨盘外圆面的l形夹持杆。
10.进一步地，所述的底座两端侧面分别开设有t形沟槽，t形沟槽内滑动设有连接滑
块，l形夹持杆与连接滑块固接。
11.修整装置工作时，先根据下研磨盘的直径大小，调节l型夹持杆前后间距，利用l型夹持杆将修整装置固定于下研磨盘外圆侧面后，步进电机通过联轴器驱动滚珠丝杠转动，通过滑台连接板前后移动以确定上研磨盘修整的起始位置，利用螺钉将修整刀具夹紧在夹具块上；位置调整好之后，下降上研磨盘并施加一定压力于修整刀具上，启动研磨机主轴，使下研磨盘旋转从而带动修整装置做旋转运动，同时步进电机驱动滚珠丝杠带动修整刀具作径向进给运动，最终由下研磨盘的周向旋转与修整刀具的径向进给组合完成整个上研磨盘研磨表面的修整作业，其中修整刀具的径向进给行程由光电传感器进行自动控制。
12.本实用新型的有益效果是：本实用新型通过下研磨盘的周向旋转与修整刀具的径向进给组合完成整个上研磨盘研磨表面的修整，实现了上研磨盘的在位修整，可降低修整成本，缩短修整周期，避免了现有上研磨盘频繁拆装引起的研磨机精度误差，适用性好，可通过调整安装位置适应不同规格尺寸研磨盘修整的安装需要。
附图说明
13.下面结合附图和实施方式对本实用新型进一步说明。
14.图1是本实用新型的结构示意图。
15.图2是本发明的电气连线示意图。
16.图3是本实用新型的工作状态示意图。
17.图中：1.修整刀具，2.夹具块，3.滚珠丝杠，4.直线导轨，5.轴承座6.联轴器，7.步进电机，8.l型夹持杆，9.电机安装板，10.底座，11.连接板，12.滑台连接板，13.连接滑块，14.滑块，15.上研磨基盘，16.上研磨盘，17.电控柜，18.下研磨盘，19.两线滑环，20.滑环安装架，21.交流电源线。
具体实施方式
18.现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
19.如图1所示的一种陶瓷球研磨机上研磨盘在位修整装置，安装在陶瓷球研磨机的下研磨盘18上，待研磨的上研磨盘16位于该修整装置上方，上研磨盘16通过上研磨基盘15安装于研磨机上，可上下升降。
20.所述修整装置包括沿下研磨盘18径向设置的底座10，底座10两端侧面分别开设有t形沟槽，t形沟槽内滑动设有连接滑块13，连接滑块13上开设有螺纹孔；所述的底座10两端侧面分别设有l形夹持杆8，位于底座10前端的l形夹持杆8的长边垂直与下研磨盘18外圆面固定、短边与t形沟槽内的连接滑块13螺纹连接，底座10后端的l形夹持杆8的长边与t形沟槽内的连接滑块13螺纹连接、短边支撑于下研磨盘18上表面。
21.所述的底座10上安装有一对直线导轨4，位于底座10前端侧的直线导轨4上滑动设有滑块14，所述滑块14上固定有滑台连接板12，滑台连接板12上固定有连接板11，所述连接板11上安装有一对夹具块2，所述的夹具块2之间夹紧安装有修整刀具1。
22.所述底座10后端侧固定有电机安装板9和轴承座5，电机安装板9后侧面安装有步进电机7，沿下研磨盘18径向方向的底座10中间位置设有滚珠丝杠3，所述滚珠丝杠3前端与
滑台连接板12转动连接，滚珠丝杠3后端支撑于轴承座5并通过联轴器6与步进电机7传动连接，所述步进电机7驱动滚珠丝杠3带动滑台连接板12作径向移动而实现修整刀具1作径向进给运动。
23.图3是所述修整装置应用于立式结构研磨机的工作状态示意图。其中还包括：电控柜17、两线滑环19、滑环安装架20以及交流电源线21。
24.修整时，先进行修整装置的安装，根据l形夹持杆8上螺钉孔位置在下研磨盘18外圆面上加工出安装螺纹孔，根据上研磨盘15直径调整连接滑块13位置，并将底座10两端的l型夹持杆8与下研磨盘18用螺钉连接，然后使用螺钉锁紧连接滑块13，完成机械部分的安装。
25.根据切削需要选择合适的修整刀具1材料和几何参数，并使用螺钉和垫片将修整刀具1夹紧在夹具块2上；同样使用螺钉将电控柜17安装在下研磨盘上，将滑环安装架20安装在上研磨基盘15上，将两线滑环19固定于滑环安装架20上，将电控柜17的220v交流电源线21通过上研磨基盘15所安装的两线滑环19处引出并连接外部电源。两线滑环19可以一次安装，仅在使用时将交流电源线21连接电控柜17。
26.由电控柜17控制步进电机7通过联轴器6驱动滚珠丝杠3转动，从而利用滑台连接板12托载夹具块2进行前后移动，以确定上研磨盘16修整的起始位置，位置调整好之后，下降上研磨盘16进行对刀，完成对刀后继续下降上研磨盘16确定切削深度。随后启动研磨机主轴，使下研磨盘18旋转从而带动修整装置做旋转运动，同时步进电机7驱动滚珠丝杠3带动修整刀具1做径向进给运动，最终由下研磨盘18的周向旋转与修整刀具1的径向进给组合，完成整个上研磨盘16研磨表面的修整任务，修整刀具1的进给速度可通过运动控制器的遥控进行远程控制，修整刀具1运动的极限位置可以通过电控柜17控制的光电开关进行控制。
27.本发明所述上研磨盘16在位修整装置设计步骤是：首先根据所修整的上研磨盘16的材料所需要的切削力选择合适的步进电机7，以提供足够的切削力。根据上研磨盘16的半径设计滚珠丝杠3长度，保证修整刀具1行程大于上研磨盘16半径。同时为了保证修整过程的精度指标，使用高精度的直线导轨4与铝合金材质的底座10相连，并在直线导轨4段设计短的l型夹持杆8，在步进电机端设计长的l型夹持杆8，使直线导轨4位置靠下研磨盘18外边缘侧，保证修整刀具1行程可以实现从上研磨盘16外径到内径的覆盖。
28.如图2所示，其电气部分的实现方式是：使用110v直流开关电源给步进电机驱动器进行供电，12v直流开关电源给控制盒进行供电，步进电机驱动器与步进电机7相连，提供驱动信号。控制盒与步进电机驱动器相连提供控制信号，控制盒所给出的脉冲频率是根据所需要的切削速度、步进电机7的步距角和滚珠丝杠3的螺距计算而得，将以上电气元件整合放入电控柜17内。
29.为了使切削过程顺利进行，电控柜17高度应低于修整刀具1刀尖所在高度，由于电控柜17安装在下研磨盘18上随下研磨盘18一起转动，为避免旋转导致交流电源线21缠绕，在上研磨基盘15上安装两线滑环19，将交流电源线21引出。
30.以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术
性范围。