用於球體精密研磨的加載裝置的製作方法

2023-04-29 02:38:26

專利名稱：用於球體精密研磨的加載裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於球體精密研磨的加載裝置。 技術背景高精度球是圓度儀、陀螺、軸承和精密測量中的重要元件，並常作為精密測量的基 準，在精密設備和精密加工中具有十分重要的地位。特別是在球軸承中大量使用，是球軸承 的關鍵零件。軸承球的精度(球形偏差，球直徑變動量和表面粗糙度)，直接影響著球軸承 的運動精度、噪聲及壽命等技術指標，進而影響設備、儀器的性能。球體研磨設備的加載方法直接影響著球體的研磨精度和效率。研磨過程中，載荷 精確控制，可對球體加工過程進行有效地控制。而在保證其它加工條件不變的情況下，提高 加工效率，獲得更高質量、高精密球體。對於陶瓷球的研磨加工，國內外已有一些相應的加工設備，如四軸球體研磨設 備、V形槽研磨加工設備、圓溝槽研磨加工設備、錐形盤研磨加工設備、自轉角主動控制研磨 設備、磁懸浮研磨加工設備、雙自轉研磨加工設備等。研磨壓力是直接影響球度和尺寸精度 的研磨壓力是最重要也是最難控制的參數之一。如在四軸球體研磨設備中，採用的是彈簧 加壓方法，該研磨加工是一種選擇壓力作用點的加工方法，當在砝碼和彈簧的作用下研具 與工件浮動接觸並對其施加壓力後，會自動選擇相互凸出部位進行加工，所以僅能磨掉相 互承受壓力處(高點處，稱作誤差點)點的材料且不能實現加工過程的精確控制。磁懸浮 研磨設備，是利用磁浮力作用下向上浮起形成加工壓力，由高速驅動軸通過導向環和尼龍 浮板的導向作用，帶動被加工陶瓷球在磁流體和磨料的混合液中運動，從而實現陶瓷球的 研磨加工。磁懸浮加壓方式主要還是利用了磁流體的彈性加壓，但是這種加工方法的研磨 精度低、機械結構複雜、控制複雜而且過程不能精確控制，磁流體的成本也較高。因此，對於先進陶瓷等難加工材料的高精度球體的加工，急需一種既有較高的加 工精度和加工效率，又具有結構簡單，製造成本較低的球體零件研磨設備的精確加壓方法。
發明內容為克服現有技術的研磨精度低，結構複雜，無法精確控制研磨過程，成本高的缺 點，本實用新型提供了一種研磨精度高，結構簡單，能精確控制研磨過程，成本低的用於球 體精密研磨的加載裝置。用於球體精密研磨的加載裝置，其特徵在於所述的加載裝置包括電機，與所述的 電機的輸出軸連接的蝸輪，與所述的蝸輪嚙合的蝸杆，所述的蝸杆通過一壓塊與上研磨盤 連接，所述的壓塊與所述的上研磨盤之間設有第一彈簧，所述的蝸杆和壓塊之間設有第二 彈簧；所述的壓塊上設有檢測所述的第二彈簧所受壓力的壓電傳感器，所述的壓電傳感器 與一控制器連接，所述的控制器中預設有壓力閾值，所述的電機受控於所述的控制器。進一步，所述的上研磨盤上設有監測其振動幅度的振動傳感器，所述的振動傳感 器與所述的控制器連接，所述的控制器中預設有振動閾值。[0009]進一步，所述的第一彈簧為蝶形彈簧，所述第二彈簧為普通彈簧。進一步，所述的壓電傳感器通過信號放大器和A/D採樣器與所述的控制器連接， 所述的信號放大器的輸出端與所述的A/D採樣器的輸入端連接。進一步，所述的電機是直流無刷電機。本實用新型的技術構思是電機正轉時，驅動蝸杆下壓，帶動上研磨盤下壓，當上 研磨盤接觸到待加工的球後，壓電傳感器將其感應到的第二彈簧的實際壓力傳送至控制器 中。控制器將實際壓力與壓力閾值對比，當實際壓力小於壓力閾值時，控制器根據實際壓力 與壓力閾值的差值控制電機的轉速，從而控制蝸杆下壓的速度，以精確控制上研磨盤所受 的下壓力。當實際壓力大於壓力閾值時，控制器使電機反轉，蝸杆緩慢上升以減輕上研磨盤 所受的向下壓力。振動傳感器將上研磨盤的振動幅度傳送至控制器中，當實際振動幅度大于振動閾 值時，控制器使電機轉速減小，從而減小上研磨盤的向下壓力，以保證加工過程的穩定性。本實用新型的的第一彈簧為蝶形彈簧，蝶形彈簧的彈性係數很大，用於上研磨盤 的保壓。第二彈簧為普通彈簧，普通彈簧的彈性係數比蝶形彈簧的小，彈簧較長，能精確傳 遞壓力變化的信號。本實用新型採用蝸輪蝸杆傳動機構，具有自鎖功能，在電機關閉時能保證上研磨 盤的壓力恆定。本實用新型具有的研磨精度高，結構簡單，能精確控制研磨過程，成本低的優點。
圖1為本實用新型的示意圖圖2為本實用新型的控制框圖
具體實施方式
參照附圖，進一步說明本實用新型用於球體精密研磨的加載裝置，所述的加載裝置包括電機1，與所述的電機1的輸 出軸連接的蝸輪2，與所述的蝸輪2嚙合的蝸杆3，所述的蝸杆3通過一壓塊9與上研磨盤 7連接，所述的壓塊9與所述的上研磨盤7之間設有第一彈簧6，所述的蝸杆2和壓塊9之 間設有第二彈簧4 ；所述的壓塊9上設有檢測所述的第二彈簧4所受壓力的壓電傳感器5， 所述的壓電傳感器5與一控制器10連接，所述的控制器10中預設有壓力閾值，所述的電機 1受控於所述的控制器10。所述的上研磨盤7上設有監測其振動幅度的振動傳感器11，所述的振動傳感器11 與所述的控制器10連接，所述的控制器10中預設有振動閾值。所述的第一彈簧6為蝶形彈簧，所述的第二彈簧4為普通彈簧。所述的壓電傳感器5通過信號放大器和A/D採樣器與所述的控制器10連接，所述 的信號放大器的輸出端與所述的A/D採樣器的輸入端連接。所述的電機1是直流無刷電機。本實用新型的技術構思是電機1正轉時，驅動蝸杆3下壓，帶動上研磨盤7下壓， 當上研磨盤7接觸到待加工的球8後，壓電傳感器5將其感應到的第二彈簧4的實際壓力傳送至控制器10中。控制器10將實際壓力與壓力閾值對比，當實際壓力小於壓力閾值時，控 制器10根據實際壓力與壓力閾值的差值控制電機1的轉速，從而控制蝸杆3下壓的速度， 以精確控制上研磨盤7所受的下壓力。當實際壓力大於壓力閾值時，控制器10使電機1反 轉，蝸杆3緩慢上升以減輕上研磨盤7所受的向下壓力。振動傳感器11將上研磨盤7的振動幅度傳送至控制器10中，當實際振動幅度大 于振動閾值時，控制器10使電機1轉速減小，從而減小上研磨盤7的向下壓力，以保證加工 過程的穩定性。本實用新型的的第一彈簧6為蝶形彈簧，蝶形彈簧的彈性係數很大，用於上研磨 盤7的保壓。第二彈簧4為普通彈簧，普通彈簧的彈性係數比蝶形彈簧的小，彈簧較長，能 精確傳遞壓力變化的信號。本實用新型採用蝸輪蝸杆傳動機構，具有自鎖功能，在電機關閉時能保證上研磨 盤的壓力恆定。本說明書實施例所述的內容僅僅是對實用新型構思的實現形式的列舉，本實用新 型的保護範圍不應當被視為僅限於實施例所陳述的具體形式，本實用新型的保護範圍也及 於本領域技術人員根據本實用新型構思所能夠想到的等同技術手段。
權利要求用於球體精密研磨的加載裝置，其特徵在於所述的加載裝置包括電機，與所述的電機的輸出軸連接的蝸輪，與所述的蝸輪嚙合的蝸杆，所述的蝸杆通過一壓塊與上研磨盤連接，所述的壓塊與所述的上研磨盤之間設有第一彈簧，所述的蝸杆和壓塊之間設有第二彈簧；所述的壓塊上設有檢測所述的第二彈簧所受壓力的壓電傳感器，所述的壓電傳感器與一控制器連接，所述的控制器中預設有壓力閾值，所述的電機受控於所述的控制器。
2.如權利要求1所述的用於球體精密研磨的加載裝置，其特徵在於所述的上研磨盤 上設有監測其振動幅度的振動傳感器，所述的振動傳感器與所述的控制器連接，所述的控 制器中預設有振動閾值。
3.如權利要求2所述的用於球體精密研磨的加載裝置，其特徵在於所述的第一彈簧 為蝶形彈簧，所述第二彈簧為普通彈簧。
4.如權利要求3所述的用於球體精密研磨的加載裝置，其特徵在於所述的壓電傳感 器通過信號放大器和A/D採樣器與所述的控制器連接，所述的信號放大器的輸出端與所述 的A/D採樣器的輸入端連接。
5.如權利要求1-4之一所述的用於球體精密研磨的加載裝置，其特徵在於所述的電 機是直流無刷電機。
專利摘要用於球體精密研磨的加載裝置，加載裝置包括電機，與電機的輸出軸連接的蝸輪，與蝸輪嚙合的蝸杆，蝸杆通過一壓塊與上研磨盤連接，壓塊與上研磨盤之間設有第一彈簧，蝸杆和壓塊之間設有第二彈簧；壓塊上設有檢測第二彈簧所受壓力的壓電傳感器，壓電傳感器與一控制器連接，控制器中預設有壓力閾值，電機受控於控制器。本實用新型具有研磨精度高，結構簡單，能精確控制研磨過程，成本低的優點。
文檔編號B24B11/02GK201645287SQ20102010352
公開日2010年11月24日 申請日期2010年1月23日 優先權日2010年1月23日
發明者劉盾, 呂冰海, 姚蔚峰, 楊帆, 湯科鋒, 袁巨龍, 鄧乾發, 陳佳傑 申請人:浙江工業大學