專利名稱：精密球珠高效研磨設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及球珠研磨加工技術(shù)領(lǐng)域，具體說是一種高精度球珠的研磨加工設(shè)備。
背景技術(shù)：
高精度球珠具有非常廣泛的應(yīng)用，例如軸承球，閥芯，筆珠等。如何通過研磨設(shè)備 提高研磨效率具有非?，F(xiàn)實的意義。研磨原理介紹球的研磨過程就是利用游離磨粒對環(huán)坯進(jìn)行刮削和擠壓去除材料的過程，達(dá)到減 小球徑、提高球度和降低表面粗糙度的目的。這些去除作用要通過球與研磨盤的相對運(yùn)動
來完成。實際生產(chǎn)加工過程多采用的是上下研磨盤相對旋轉(zhuǎn)的研磨結(jié)構(gòu)，下盤有V型槽， 上盤為平盤，上下研磨盤同心反向旋轉(zhuǎn)，其結(jié)構(gòu)原理如圖1所示。研磨過程中，球的自轉(zhuǎn)運(yùn)動是必不可少的，如圖2所示。球繞自轉(zhuǎn)軸MN以角速度 ω旋轉(zhuǎn)。為了解研磨過程，可把自轉(zhuǎn)角速度ω分解為相對于研磨盤接觸點(diǎn)的切向分量ω” 和法向分量ωη，Ot使球沿接觸點(diǎn)切線方向做純滾動，ωη使球繞法線方向做回轉(zhuǎn)滑動，稱 為自旋運(yùn)動。B角稱為自旋角，它表征了球自旋程度的大小，也就是說，球相對于研磨盤滾動 的同時進(jìn)行回轉(zhuǎn)滑動。各種材料的研磨試驗表明滑動同滾動相比，它對研磨所起的作用要 大得多。也只有充分的自旋滑動才能保證球的整個表面得到均勻的磨削.故增大球的回轉(zhuǎn) 分量即增大自旋角和自轉(zhuǎn)角速度是提高研磨效率的重要途徑?，F(xiàn)將研磨裝置中的球所處的環(huán)境局部放大，做進(jìn)一步的分析。原理圖如下圖3所 示。V形研磨盤以角速度Wtl轉(zhuǎn)動，球繞軸線公轉(zhuǎn)的同時繞自轉(zhuǎn)軸自轉(zhuǎn)，θ為自旋角，Ω為公 轉(zhuǎn)角速度(球的公轉(zhuǎn)角速度Ω等于研磨盤角速度Wtl，且與Wtl方向相同)，r為陶瓷球半徑， 其余尺寸見圖。傳統(tǒng)V型槽研磨球珠時，所采用的V型槽是對稱的，亦即如圖3所示原理圖 中，取α = β。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于對于傳統(tǒng)V型槽法研磨陶瓷小球設(shè)備提出改進(jìn)，從而提高研磨 的效率。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種精密球珠高效研磨設(shè)備，其包含帶有V型槽的研磨盤， V型槽沿頂部做垂線，定義此垂線分隔出第一錐角和第二錐角，左側(cè)為第一錐角，右側(cè)為第 二錐角，第一錐角和第二錐角度數(shù)不相等。其中，第一錐角的角度數(shù)小于第二錐角的角度數(shù)。保證第一錐角的角度小于第二錐角的角度數(shù)，并且第一錐角取20-30度，第二錐 角取30-45度。本發(fā)明的有益效果為利用結(jié)構(gòu)改進(jìn)，使得研磨設(shè)備的研磨效率大大提高，節(jié)省了 研磨時間、提高了研磨質(zhì)量、節(jié)約了成本、具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
圖1為現(xiàn)有的研磨設(shè)備上下研磨盤的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2A-C研磨盤運(yùn)動原理分析圖；圖3為本發(fā)明研磨設(shè)備結(jié)構(gòu)原理示意圖； 圖4為本發(fā)明實施例中角度α β于研磨效率K之間的關(guān)系圖；圖5為本發(fā)明實施例中角度α β于研磨效率K之間的關(guān)系圖。圖6為本發(fā)明的研磨效果示意圖。
具體實施例方式為了對V型槽的研磨效率有個量化的評價標(biāo)準(zhǔn)，采用下面一種評價體系就每個研磨點(diǎn)來說，此處的研磨壓力&及自旋回轉(zhuǎn)速度\是反映研磨效率的關(guān)鍵 因素。采用兩者乘積與輸人速度和力乘積的比值即pwn/psw表征研磨面的研磨能力，稱為效 率系數(shù)。如圖3所示，三個研磨面的效率參數(shù)分別表示為Ka KB K。。而整個研磨裝置的研磨 效率可用下式所定義的效率系數(shù)K來表征。 其中，V型槽沿頂部做垂線，定義此垂線分隔出第一錐角α和第二錐角β，左側(cè)為 第一錐角，右側(cè)為第二錐角。根據(jù)假設(shè)可以得到三個接觸點(diǎn)Α，B, C的運(yùn)動方程。
以下論述第一錐角α和第二錐角β對效率系數(shù)K的影響。請參見圖4所示，取& = 150_ r = 0. 25mm，從圖上可以明顯看出U α β的值越小，研磨的效率越高2、α β兩個角度大小不相同，對研磨效率影響很大。
根據(jù)力的平衡原理，我們求得三個面處的壓力分別為 Pa = Ps
根據(jù)運(yùn)動方程，我們可以求得 Wiia = Wsin θ +Ω
將上述值代入K的表達(dá)式中，我們得到
為了對以上兩個趨勢進(jìn)行說明，分別采用α=2β，α = β，α=1/2β三個平面在上圖曲面上取得相應(yīng)曲線，并將其對α OK面作投影，編制程序，能 夠得到效率K關(guān)于一邊角度α的曲線如圖5。從圖5就可以比較明顯的看出來U α β角度越小，效率K越高2、α < β的時候，效率K要得到明顯的提高本發(fā)明的目的在于對于傳統(tǒng)V型槽法研磨陶瓷小球提出改進(jìn)，從而提高研磨的效 率。傳統(tǒng)V型槽研磨球珠時，所采用的V型槽是對稱的，亦即如圖3所示原理圖中，取α = β，而我們改進(jìn)的切入點(diǎn)，也正在V型槽角度的變化，使α興β。如圖3所示，β為靠近旋轉(zhuǎn)軸一端角度，α為遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸一端角度，Ra SV型槽 軌道離旋轉(zhuǎn)軸距離。改進(jìn)方案如下在保證陶瓷小球不脫離軌道的情況下，適當(dāng)減小α、β角度。制作V型槽時，保證α小于β，實際使用中α取20_30度，β取30_45度。圖6是下研磨盤V形槽α、β角度改進(jìn)前后的研磨結(jié)果，可以看出改進(jìn)后研磨效 率明顯提高，與理論計算結(jié)果相符。在實際使用時，分別采用下述數(shù)據(jù)⑴第--錐角cι取20度，第二β錐角取30度⑵第--錐角cι取22度，第二β錐角取36度⑶第--錐角cι取25度，第二β錐角取38度⑷第--錐角cι取28度，第二β錐角取40度(5)第--錐角cι取30度，第二β錐角取45度(6)第--錐角cι取20度，第二β錐角取45度(7)第--錐角cι取20度，第二β錐角取40度
均可取得較佳的研磨效果。
權(quán)利要求
一種精密球珠高效研磨設(shè)備，其包含帶有V型槽的研磨盤，其特征在于V型槽沿頂部做垂線，定義此垂線分隔出第一錐角和第二錐角，左側(cè)為第一錐角，右側(cè)為第二錐角，第一錐角和第二錐角度數(shù)不相等。
2.如權(quán)利要求1所述的精密球珠高效研磨設(shè)備，其特征在于，第一錐角的角度數(shù)小于 第二錐角的角度數(shù)。
3.如權(quán)利要求1所述的精密球珠高效研磨設(shè)備，其特征在于，保證第一錐角的角度小 于第二錐角的角度數(shù)，并且第一錐角取20-30度，第二錐角取30-45度。
全文摘要
本發(fā)明提供一種精密球珠高效研磨設(shè)備，其包含帶有V型槽的研磨盤，V型槽沿頂部做垂線，定義此垂線分隔出第一錐角和第二錐角，左側(cè)為第一錐角，右側(cè)為第二錐角，第一錐角和第二錐角度數(shù)不相等。保證第一錐角的角度小于第二錐角的角度數(shù)，并且第一錐角取20-30度，第二錐角取30-45度。本發(fā)明對于傳統(tǒng)V型槽法的研磨陶瓷小球設(shè)備提出改進(jìn)，從而提高研磨的效率。
文檔編號B24B37/02GK101898329SQ200910143459
公開日2010年12月1日 申請日期2009年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月26日
發(fā)明者席小慶, 楊景, 楊金龍 申請人:河北勇龍邦大新材料有限公司