球形工件研抛设备的制作方法

本实用新型属于超精密加工领域，特别是一种加工球形工件研抛设备。

背景技术：

超精密加工是现代机械制造业最主要的发展方向之一，在提高机电产品的性能、质量和发展高新技术中起着至关重要的作用，并且已成为在国际竞争中取得成功的关键技术。

目前，针对球形工件，市场上主流的研抛装置根据加工方式主要分为两种：(1)两点限位式球体加工装置；(2)三点限位式球体加工装置，其中最普遍的还是三点限位式中的传统V型槽研磨装置。传统的V型槽研磨装置的缺点在于其工件球面的研抛轨迹为一组平行的同心圆，工件的加工精度低，且批一致性差；而两点限位式的研抛装置需要额外施加副运动的传动机构，结构复杂。

技术实现要素：

本实用新型设备的目的在于，提供了一种球形工件研抛设备。本实用新型的球形工件研抛设备机械结构简单，研抛质量好。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了如下技术方案：球形工件研抛设备，包括抛光槽，抛光槽内设有下抛光盘，下抛光盘与设置于抛光槽下方的驱动装置连接；所述下抛光盘的上方偏心设有加压装置；所述加压装置包括设于抛光槽上的加压机架，加压机架上设有气缸，气缸的活塞杆的下端和加长杆的上端固定联接，加长杆的下端通过推力轴承与上抛光盘联接；对应的，所述下抛光盘上偏心放置有圆形板件保持架；所述圆形板件保持架上设有一组呈同心圆状均匀分布的圆柱形通孔，圆柱形通孔的直径比圆形板件保持架的厚度大；所述上抛光盘的边缘设有用于在抛光时限制圆形板件保持架沿下抛光盘的盘面滑动的环形凸起，所述环形凸起的高度小于所述圆柱形通孔的直径，且所述环形凸起的高度大于所述圆柱形通孔的直径与所述圆形板件保持架的厚度之差。

与现有技术相比，本实用新型的设备在抛光球形工件时，球形工件在下抛光盘、圆形板件保持架和上抛光盘的协同作用下，具有特定的运动轨迹，能够实现加工轨迹的全包络，从而实现材料的均匀去除，加工精度高，抛光质量高且批一致性好。

进一步，所述圆形板件保持架由基板和均匀分布于基板下侧表面上的数个圆形垫片构成。研究表明，所述圆形垫片不仅可以减少所述圆形板件保持架的磨损，还有助于抛光液的良好流通，从而提高抛光效率。

进一步，所述基板的材料为聚甲基丙烯酸甲酯。聚甲基丙烯酸甲酯的硬度较小，用于加工比其硬度大的球形工件时，球形工件不易因挤压导致变形。

进一步，所述上抛光盘的旋转轴心和所述下抛光盘的旋转轴心之间的距离与所述下抛光盘半径的比值不大于0.5。研究表明，当上抛光盘的轴心与所述下抛光盘的轴心之间的偏心距与下抛光盘半径之间的比值不大于0.5时，既能保证一盘的装球量较大，提高生产量，同时材料去除速度也较快，生产效率高。

附图说明

图1是本实用新型的球形工件研抛设备的结构示意图；

图2是本实用新型的圆形板件保持架的平面示意图。

附图中的标记为：1、抛光槽；11、排液口；2、下抛光盘；3、上抛光盘；31、环形凸起；4、加压装置；41、气缸；411、活塞杆； 42、加长杆；43、加压机架；5、圆形板件保持架；51、圆柱形通孔； 52、圆形垫片；6、驱动装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式(实施例)对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。

参照图1～图2，本实用新型的球形工件研抛设备包括抛光槽1，抛光槽1内设有下抛光盘2，下抛光盘2与设置于抛光槽1下方的驱动装置6连接；所述下抛光盘2的上方偏心设有加压装置4；所述加压装置4包括设于抛光槽1上的加压机架43，加压机架43上设有气缸41，气缸41的活塞杆411的下端和加长杆42的上端固定联接，加长杆42的下端通过推力轴承与上抛光盘3联接；对应的，所述下抛光盘2上偏心放置有圆形板件保持架5；所述圆形板件保持架5上设有一组呈同心圆状均匀分布的圆柱形通孔51，圆柱形通孔51的直径比圆形板件保持架5的厚度大；所述上抛光盘3的边缘设有用于在抛光时限制圆形板件保持架5沿下抛光盘2的盘面滑动的环形凸起 31，所述环形凸起31的高度小于所述圆柱形通孔51的直径，且所述环形凸起31的高度大于所述圆柱形通孔51的直径与所述圆形板件保持架5的厚度之差。

所述圆形板件保持架5可以由基板和均匀分布于基板下侧表面上的数个圆形垫片52构成；所述圆形垫片52的材料应具有耐酸、碱、高强度、高耐磨性的特点，优选碳化铬复合材料。

所述基板的材料要有一定的强度，同时其硬度最好小于球形工件的硬度。所述基板的材料可以为聚甲基丙烯酸甲酯。

作为优化，所述上抛光盘3的旋转轴心和所述下抛光盘2的旋转轴心之间的距离与所述下抛光盘2半径的比值不大于0.5。

抛光槽1的底部可以设置排液口11，用于将废旧的抛光液排出，方便抛光槽1的清洁工作。

本实用新型的操作步骤为：第一步，修盘结束后将球形工件置入圆形板件保持架5的圆柱形通孔51内；第二步，通过气缸41控制上抛光盘3下压，给球形工件施加一定的压力；第三步，往下抛光盘2 上加抛光液并启动驱动装置6。

本实用新型的工作原理是：圆形板件保持架5受到环形凸起31 的限制，只能在环形凸起31的内侧活动，抛光时，圆形板件保持架 5由离心力的作用靠着环形凸起31，在下抛光盘2的摩擦带动下，作转动；同时，上抛光盘3在球形工件和圆形板件保持架5的带动下转动。抛光过程中，球形工件以特定的轨迹运动，实现加工轨迹的全包络，从而对材料进行均匀去除，获得较高的加工质量。

实施例：

所述下抛光盘2直径为300mm,所述上抛光盘3直径为140mm。

所述圆形板件保持架5为直径95mm，厚度1.5mm的亚克力薄板，所述圆柱形通孔51呈同心圆状均匀分布在所述圆形板件保持架5上，所述圆柱形通孔51的直径略大于单个球径2.3810mm，所述圆柱形通孔51直径具体为2.5mm，在所述圆形板件保持架5的一面呈环状120 度间距粘附3个直径为5mm，厚度为0.5mm的圆形垫片52。

所述上抛光盘3的轴心相对于所述下抛光盘2的轴心具有80mm 的偏心。

虽然本实用新型以直径为2.3810mm的轴承钢球为例进行描述，但本实用新型不受此限制，本领域内的普通技术人员能根据本实用新型的指导来进行其它球体材料、其它尺寸球体的抛光。

上述对本申请中涉及的实用新型的一般性描述和对其具体实施方式的描述不应理解为是对该实用新型技术方案构成的限制。本领域所属技术人员根据本申请的公开，可以在不违背所涉及的实用新型构成要素的前提下，对上述一般性描述或/和具体实施方式(包括实施例)中的公开技术特征进行增加、减少或组合，形成属于本申请保护范围之内的其它的技术方案。