专利名称:精密带式振动研抛机的制作方法
本实用新型涉及一种金属、非金属表面精密加工所用的研抛机。
研抛是精密加工的重要方法之一，它具有研磨和抛光的双重性能，是一种复合加工方法。这种工艺不仅使加工表面的表面粗糙度数值小，同时能改善表面波纹度和平面度。带式抛光按带的结构分开式和闭式，闭式结构的研抛机其砂带重复使用，一般用于重量磨削。开式结构砂带不重复使用，磨削时不断有新的砂粒进入磨削区，当采用细粒度精密砂带研抛时可获得表面质量很好的加工表面，故开式多用于精密加工中。美国R·B·Mulvany，L·H·Thompson所著的《Innovations in Disk File Manufacturing》(IBM J·Res·Develop Vo125，No5，1981.9)一文中谈到了磁盘带式研抛，但其中所述的抛光机中的砂带并不振动。研究表明这种非振动方式的带式抛光其加工表面有明显的同心圆纹路，这种纹路影响了加工表面质量的提高。国内磁盘涂层表面采用软呢抛光方法，这种方法加工后的表面质量比带式研抛质量差。国内尚无带式精密研抛。
本实用新型的目的是为了使磁盘涂层表面精密加工后有更好的表面质量，这就要消除加工表面上那种同心纹路而代之以细密均匀的不重复的交叉纹路(见附图6)，使表面粗糙度值Ra＜0.02μm。此外，本实用新型还能对其它金属、非金属工件表面进行精密加工。
根据超精加工原则，要使加工表面出现极细密均匀而不重复的交叉纹路，就要当盘片在主轴上旋转时使砂带沿磁盘表面径向往复振动，研抛机的主轴转速、砂带振动的频率和振幅、砂带走带速度、接触轮对表面的压力等参数应当可以调节，这就可以用正交试验法找到最佳工艺参数。研抛轨迹可通过建立数学模型、计算机求解而找到最佳网纹时的最佳工艺参数，采用细粒度精密砂带便可以加工出高质量加工表面，这种加工方式称为带式振动精密研抛。实现振动有机械、液压和电磁方式，电磁激振器的频率(振幅的调节通过调频间接得到)和激振力可调，这就便于为振动研抛提供最佳参数。
精密研抛时，接触轮应具有一定的柔性，这能使砂带与加工表面处于良好的接触状态，解决此问题可从两方面着手，一是在接触轮外缘浇裹一层一定硬度的橡胶，二是采用弹性支架支撑接触轮，油液具有一定弹性，采用斜置小油缸并通过杠杆就可使接触轮得到平稳的、具有弹性的、压力小的加载机构。
本实用新型主要由主轴箱、工作台、真空吸盘、床身、真空泵、电气柜、油箱部件组成。本机包含六个系统，即主轴直流电机调速系统、激振器振动系统、静压油路系统、进给和加压液压系统、真空气路系统和电路控制系统。
本实用新型主要技术性能参数如下激振器激振力 10 N激振器振幅 ±2mm激振器频率 1～5.00HZ接触轮加载压力 (1～4)105Pa主轴转速 20～50r／min无级工作台进给速度 2～1700mm／min工作台行程 20.0mm接触轮行程 40mm最大研抛工件直径 φ360mm主轴电机功率 3KW砂带电机速度 10～50mm／min
砂带宽度 ＜90mm液压系统压力 25×105Pa静压系统压力 16×105Pa图1为精密带式振动研抛机侧面视图图2为精密带式振动研抛机正面视图图3为研抛头架正面剖视图图4为研抛头架(图3)A－A剖视图图5为带式振动研抛机原理图图6为振动研抛轨迹图图7为内激振器结构图图8为滑块联轴节图图1、图2为带式振动研抛机外形图，磁盘〔10〕靠真空吸在真空吸盘〔15〕上。主轴箱〔13〕中的主轴采用薄膜反馈式液体静压轴承，工作台〔5〕由液压导轨〔4〕支承，靠油缸〔3〕驱动，工作台上装有研抛头架〔9〕和卷带机构〔6〕，主轴由直流电机〔16〕经三角皮带带动主轴回转，主轴转速由可控硅直流调速装置调节，研抛时机床运动均通过电控操作面板〔12〕上的按钮进行。
图3、图4为研抛头架部件，它是实现研抛的主要机构。研抛头架带有砂带振动机构、卷带机构和移动加压机构。振动机构由激振器〔29〕、滑块联轴节〔26〕和接触轮〔22〕组成。卷带机构由卷带轮〔27〕、砂带轮〔25〕、接触轮〔22〕、介轮〔24〕、介轮〔17〕、介轮〔19〕等组成。直流力矩电机〔30〕经减速器〔28〕带动卷带轮〔27〕回转使砂带〔23〕移动。接触轮〔22〕由两个斜置油缸〔18〕通过杠杆〔20〕做趋近或离开工件表面的移动并由油缸〔18〕加压，压力由减压阀调节，移动速度由调速阀调节。振动频率和激振力可无级调节的激振器〔29〕通过特殊的滑块联轴节〔26〕与接触轮〔22〕的回转轴〔21〕相联用以带动接触轮〔22〕做轴向振动，振动频率和激振力用信号发生器和功率放大器调节。振动系统也可采用内激振器(附图7)激振，这种内激振器设置在接触轮〔22〕内，这样使振动系统结构简化。
图5为带式振动研抛原理图，卷带轮〔36〕用砂带〔35〕带动接触轮〔33〕和砂带轮〔31〕转动，砂带速度Ufilm由卷带轮上的直流电机控制，激振器〔34〕与接触轮〔33〕相联并带动接触轮〔33〕沿盘面径向振动，磁盘〔37〕以每分钟nS的转速旋转，如用窄带研抛，接触轮还有一个沿磁盘向的进给运动F。
图6为带式振动研抛轨迹图，它是在主轴转速为222转／分，振动频率为20HZ，振幅为10mm时在计算机控制的绘图机上绘出的。
图7为内激振器结构图，当线圈骨架上的线圈〔38〕通电时，由于线圈骨架〔36〕通过法兰〔45〕与激振器盖〔48〕联接，从而使接触轮〔42〕跟随线圈骨架一起振动。轴〔44〕、磁钢〔40〕、导磁头〔39〕、磁极〔41〕、弹簧支架〔37〕、弹簧片〔35〕固定在一起不随外壳振动和转动，联接件〔46〕与法兰〔45〕之间镶有DU滑动轴承，当联接件〔46〕通过法兰〔45〕带动外壳振动时，接触轮〔22〕的外壳〔42〕和橡胶层〔49〕同时绕轴〔44〕转动。
图8为滑块联轴节图，滑块〔50〕在联轴节〔26〕的滑槽〔A〕上滑动，用以实现接触轮〔22〕做趋近或离开工件表面的运动，同时滑块〔50〕还能绕其自身轴线旋转，以便跟随接触轮〔22〕转动。滑块〔50〕的滑槽〔A〕之间配合要合适，既要保证滑块滑动自如和移动灵活，又要保证振动传到接触轮上去。
权利要求
1.一种精密带式振动研抛机，由主轴直流调速系统、激振器振动系统、静压油路系统、进给加压液压系统、真空气路系统、电路控制系统组成，其特征在于，研抛头架带有砂带振动机构，振动机构由振动频率和激振力可无级调节的激振器[29]、滑块联轴节[26]和接触轮[22]组成，滑块联轴节包括滑块[50]和滑搪两部分，滑块[50]与接触轮[22]的轴[21]联接。
2.根据权利要求
1所述的研抛机，其特征在于，激振器〔29〕设置在接触轮〔22〕内。
3.根据权利要求
1或2所述的研抛机，其特征在于，控制接触轮〔22〕对被加工表面的趋近、离开及加压采用两个斜置的小油缸〔18〕。
专利摘要
一种精密带式振动研抛机，属于金属、非金属表面精密加工所用的机床。本实用新型的特点在于研抛头架由砂带卷带机构、砂带振动机构和液压加压机构组成。外激振器通过特殊的滑块联轴节带动接触轮振动(或采用内激振器直接使接触轮振动)，砂带由斜置的两个小油缸通过接触轮加载。这种工艺能使加工表面得到均匀细密又不重复的交叉纹路，选择适当的工艺参数可使表面粗糙度R
文档编号B24B21/00GK86201800SQ86201800
公开日1987年6月3日 申请日期1986年3月31日
发明者王先逵, 朱企业, 雷源忠, 殷广洪 申请人:清华大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan