專利名稱：一種工件磨球面方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于磨削加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于對(duì)工件的端部或局部進(jìn)行磨削球面加工的方法。
背景技術(shù)：
工件端部或局部球面的磨削比平面及圓柱面的磨削難度要高得多，特別是對(duì)球面的磨削精度要求較高時(shí)，難度更大。而采用手工磨削勞動(dòng)強(qiáng)度大，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，磨削精度低，不 適合批量生產(chǎn)。在公開(kāi)號(hào)為CN1810446A的發(fā)明專利申請(qǐng)公開(kāi)說(shuō)明書(shū)中公開(kāi)了一種磨削方法及磨削裝置，這種磨削方法主要是利用工件端部的高速旋轉(zhuǎn)與杯型砂輪底部的半圓弧對(duì)工件的端部球面進(jìn)行磨削加工，這種磨削方法對(duì)工件端部磨削半徑不能連續(xù)調(diào)整，且磨削后的磨粒存在于杯型砂輪內(nèi)部將影響裝置的磨削精度。在公開(kāi)號(hào)為CN101172330A的發(fā)明專利申請(qǐng)公開(kāi)說(shuō)明書(shū)中公開(kāi)了一種高硬度回轉(zhuǎn)球面數(shù)控精密磨削裝備，在床身部件上裝配有主軸箱部件、尾座部件及砂輪回轉(zhuǎn)架工作臺(tái)部件，砂輪架回轉(zhuǎn)工作臺(tái)部件被支撐在圓弧導(dǎo)軌和圓環(huán)導(dǎo)軌上，且繞固定軸在伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下通過(guò)蝸桿和扇形渦輪做往復(fù)運(yùn)動(dòng)；由伺服電機(jī)通過(guò)絲桿螺母副驅(qū)動(dòng)砂輪架滑座在砂輪架回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上的直線導(dǎo)軌上做直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；由砂輪磨具盤和砂輪塊組成的砂輪磨具通過(guò)連接軸直接與電主軸連接。通過(guò)砂輪的高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、回轉(zhuǎn)球面工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、砂輪架的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)以及砂輪架的往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)用一種直徑的砂輪磨具磨削不同通過(guò)直徑的高硬度回轉(zhuǎn)球面工件的目的。在公開(kāi)號(hào)為CN101642888A的發(fā)明專利申請(qǐng)公布說(shuō)明書(shū)中公開(kāi)一種柱狀工件球面的研磨方法及研磨機(jī)，該方法是通過(guò)研磨頭與工件球面的定心變角擺旋，使研磨頭的運(yùn)動(dòng)軌跡形成與工件球面半徑相對(duì)應(yīng)的弧面，并通過(guò)研磨頭與工件球面互為逆向旋轉(zhuǎn)，以完成對(duì)工件端部球面的研磨加工。但上述的磨削裝備或研磨機(jī)均是在現(xiàn)有的機(jī)床上進(jìn)行系統(tǒng)改造，整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，維修困難，且不能實(shí)現(xiàn)對(duì)工件端部球面半徑連續(xù)可調(diào)的磨削要求。同時(shí)上述的磨削設(shè)備或研磨機(jī)多適用于短棒狀工件端部半球面的研磨加工，無(wú)法滿足長(zhǎng)棒狀工件端部磨球面及軟軸端部焊后磨球面處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種工件磨球面方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的球面磨削時(shí)磨削效率差、磨削精度低或磨球面需要在現(xiàn)有機(jī)床上進(jìn)行改造的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明所提供的工件磨球方法采用如下技術(shù)方案一種工件磨球面方法，將工件同軸的固定安裝在夾持轉(zhuǎn)軸的夾持端上，使工件上待加工球面的球心與回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)中心相重合，磨削時(shí)，由回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)夾持轉(zhuǎn)軸繞回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)中心做定心擺動(dòng)，同時(shí)，由轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)夾持轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)工件繞夾持轉(zhuǎn)軸的自身回轉(zhuǎn)中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，砂輪繞自身回轉(zhuǎn)中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，然后使砂輪的磨削工作面與工件上待加工球面的外周面相接觸以磨削工件；其中，所述磨球面方法采用的磨球面裝置包括配合使用的砂輪架和用于夾持工件的夾持部件，砂輪架上裝配有砂輪，所述夾持部件包括用于夾持工件的夾持轉(zhuǎn)軸，夾持轉(zhuǎn)軸的一端為使用時(shí)用于將工件固定在夾持轉(zhuǎn)軸上的夾持端，夾持轉(zhuǎn)軸由轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)繞自身回轉(zhuǎn)中心軸線自轉(zhuǎn)，所述磨球面裝置還包括回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，該回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)夾持轉(zhuǎn)軸繞所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)中心做定心擺動(dòng)，所述砂輪位于所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)中心附近，且砂輪的自身回轉(zhuǎn)中心軸線位于夾持轉(zhuǎn)軸的自身回轉(zhuǎn)中心軸線在夾持轉(zhuǎn)軸做定心擺動(dòng)時(shí)所形成的擺動(dòng)平面內(nèi)。所述的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括預(yù)設(shè)的圓弧軌道，在圓弧軌道中裝配有往復(fù)滑動(dòng)的滑塊，圓弧軌道的圓心為所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)中心，夾持轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在滑塊上，在夾持轉(zhuǎn)軸上具有與滑塊轉(zhuǎn)動(dòng)配合的裝配部，所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)還包括用于驅(qū)動(dòng)所述滑塊滑動(dòng)的滑塊驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，在將工件固定在夾持轉(zhuǎn)軸上之前，利用調(diào)節(jié)裝置中的調(diào)節(jié) 軌道根據(jù)待加工球面的半徑來(lái)調(diào)節(jié)圓弧軌道的圓心到砂輪的磨削工作面的距離，使圓弧軌道的圓心到砂輪的磨削工作面的距離等于待加工球面的半徑，在調(diào)節(jié)完成后，利用調(diào)節(jié)裝置中的鎖定機(jī)構(gòu)將砂輪架鎖緊固定在工作臺(tái)上；其中，所述的調(diào)節(jié)裝置包括支撐砂輪架工作臺(tái)，所述的砂輪架工作臺(tái)連續(xù)可調(diào)的滑動(dòng)裝配在調(diào)節(jié)軌道上，該調(diào)節(jié)軌道沿所述圓弧軌道中心和圓弧軌道圓心的連線的延伸方向延伸，在工作臺(tái)上還設(shè)有當(dāng)砂輪架調(diào)整到使圓弧軌道圓心到砂輪磨削工作面的距離等于待加工球面半徑的位置后用于鎖緊固定砂輪架的鎖定機(jī)構(gòu)。所述的磨球面裝置中的滑塊驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為曲柄連桿機(jī)構(gòu)，曲柄連桿機(jī)構(gòu)包括曲柄和傳動(dòng)連接曲柄與所述滑塊的連接桿，曲柄和/或連接桿為軸向長(zhǎng)度可調(diào)的變幅桿，在調(diào)節(jié)圓弧軌道的圓心到砂輪的磨削工作面的距離的同時(shí)，根據(jù)待加工球面的外周面磨削成型要求通過(guò)調(diào)整曲柄和/或連接桿的軸向長(zhǎng)度來(lái)調(diào)整滑塊及夾持轉(zhuǎn)軸定心擺動(dòng)的極限位置。所述的圓弧軌道的外側(cè)面上設(shè)有用于防止滑塊脫出的外擋板。所述的夾持轉(zhuǎn)軸的夾持端為便于插裝工件的空心結(jié)構(gòu)，空心結(jié)構(gòu)的夾持端裝配有使用時(shí)用于固定工件的卡盤。所述的轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)包括固設(shè)在滑塊上的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述夾持轉(zhuǎn)軸繞自身回轉(zhuǎn)中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明所提供的工件磨球面方法是將工件同軸的固定在夾持轉(zhuǎn)軸的夾持端，工件的待加工球面的球心與回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)中心相重合，磨削時(shí)，由回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)夾持轉(zhuǎn)軸繞回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)中心做定心擺動(dòng)，同時(shí)，由轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)夾持轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)工件繞夾持轉(zhuǎn)軸的自身回轉(zhuǎn)中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，砂輪繞自身回轉(zhuǎn)中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，然后使砂輪的磨削工作面與工件上待加工球面的外周面相接觸以磨削工件，從而得到工件上待加工球面的弧線。本發(fā)明所提供的磨球面方法所采用的磨球面裝置中砂輪的自身回轉(zhuǎn)中心軸線及工件的回轉(zhuǎn)中心軸線均位于夾持轉(zhuǎn)軸上的自身回轉(zhuǎn)中心軸線擺動(dòng)時(shí)所形成的擺動(dòng)平面內(nèi)，這樣可降低磨削誤差，提高磨削精度。并且本發(fā)明所提供的磨球面方法安全可靠、簡(jiǎn)單方便，磨削效率高，加工成本較低，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。


圖I是本發(fā)明所提供的工件磨球面方法使用的一種磨球面裝置的結(jié)構(gòu)示意 圖2是圖I所示的磨球面裝置中的滑塊驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的部分結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖I所示的磨球面裝置中的夾持轉(zhuǎn)軸的部分結(jié)構(gòu)示意 圖4是圖I所示的磨球面裝置中的調(diào)節(jié)裝置的部分結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明所提供的磨球面的方法采用如圖I至圖4所示的實(shí)施例中的磨球面裝置，這種工件磨球面方法是利用卡盤14將工件7同軸的固定安裝在夾持轉(zhuǎn)軸6的夾持端61上，使工件7上待加工球面的球心與回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)中心相重合，磨削時(shí)，由回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)夾持轉(zhuǎn)軸6繞回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)中心做定心擺動(dòng)，夾持轉(zhuǎn)軸6帶動(dòng)工件7繞所 述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)中心做定心擺動(dòng)，同時(shí)，由轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)夾持轉(zhuǎn)軸6帶動(dòng)工件7繞夾持轉(zhuǎn)軸6的自身回轉(zhuǎn)中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，砂輪3繞回轉(zhuǎn)中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，然后使砂輪3的磨削工作面與工件上待加工球面的外周面相接觸以磨削工件。當(dāng)采用圖I所示的磨球面方法中的磨球面裝置進(jìn)行磨球面加工時(shí)，圓弧軌道4的圓心ο即為回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的回轉(zhuǎn)中心，磨削時(shí)，由滑塊驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)滑塊5沿圓弧軌道4往復(fù)滑動(dòng)，滑塊5通過(guò)夾持轉(zhuǎn)軸6驅(qū)動(dòng)工件7繞所述圓弧軌道的圓心ο做定心擺動(dòng)，同時(shí)，由轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)夾持轉(zhuǎn)軸6帶動(dòng)工件7繞夾持轉(zhuǎn)軸的自身回轉(zhuǎn)中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，砂輪3繞回轉(zhuǎn)中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，然后使砂輪3的磨削工作面與工件上待加工球面的外周面相接觸以磨削工件。優(yōu)選的，本實(shí)施例中所提供的方法在將工件安裝在夾持轉(zhuǎn)軸6以前，可以利用調(diào)節(jié)裝置中的調(diào)節(jié)軌道16根據(jù)待加工球面的半徑來(lái)調(diào)節(jié)圓弧軌道4的圓心到砂輪3的磨削工作面的距離，使圓弧軌道4的圓心到砂輪3的磨削工作面的距離等于待加工球面的半徑，在調(diào)節(jié)完成后，利用調(diào)節(jié)裝置中的鎖定機(jī)構(gòu)17將砂輪架鎖緊固定在工作臺(tái)上，在調(diào)節(jié)圓弧軌道的圓心到砂輪3的磨削工作面的距離的同時(shí)，根據(jù)待加工球面的外周面磨削成型要求通過(guò)調(diào)整曲柄和/或連接桿的軸向長(zhǎng)度來(lái)調(diào)整滑塊5及夾持轉(zhuǎn)軸6定心擺動(dòng)的極限位置。如圖I、圖2、圖3、圖4所示，工件磨削球面裝置包括工作臺(tái)15，工作臺(tái)15上支撐有砂輪架和用于夾持工件7的夾持部件，夾持部件包括用于夾持工件的夾持轉(zhuǎn)軸6，夾持轉(zhuǎn)軸6朝向砂輪的一端為用于將工件固定在夾持轉(zhuǎn)軸上的夾持端，夾持轉(zhuǎn)軸由轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)繞自身回轉(zhuǎn)中心軸線自轉(zhuǎn)，所述磨球面裝置還包括回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)夾持轉(zhuǎn)軸繞所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)中心做定心擺動(dòng)，在砂輪架上安裝有砂輪3，砂輪3位于所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)中心附近，且砂輪3的回轉(zhuǎn)中心軸線位于夾持轉(zhuǎn)軸6的自身回轉(zhuǎn)中心軸線在夾持轉(zhuǎn)軸6做定心擺動(dòng)時(shí)所形成的擺動(dòng)平面內(nèi)。本實(shí)施例中的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括預(yù)先固設(shè)在工作臺(tái)上方的圓弧軌道4，圓弧軌道4的圓心為所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)中心，在圓弧軌道4中往復(fù)的滑動(dòng)裝配有滑塊5，該滑塊5為外形結(jié)構(gòu)與弧形軌道相適配的弧形滑塊，為防止滑塊5從圓弧軌道4中脫出，在圓弧軌道4的外側(cè)面上還設(shè)置有外擋板10，圓弧軌道4中的滑塊5由滑塊驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)在圓弧軌道4中往復(fù)滑動(dòng)，本實(shí)施例中的滑塊驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為曲柄連桿機(jī)構(gòu)，曲柄連桿機(jī)構(gòu)包括由伺服電機(jī)8通過(guò)減速機(jī)9驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的曲柄I和傳動(dòng)連接曲柄與所述滑塊的連接桿2，此處的曲柄I和/或連接桿2為軸向長(zhǎng)度可調(diào)的變幅桿。所述夾持部件中的夾持轉(zhuǎn)軸6沿圓弧軌道4徑向延伸，夾持轉(zhuǎn)軸6轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在滑塊上，夾持轉(zhuǎn)軸6在滑塊5帶動(dòng)下圍繞所述圓弧軌道4的圓心ο即回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)中心做定心擺動(dòng)，夾持轉(zhuǎn)軸6轉(zhuǎn)動(dòng)裝配在滑塊5上，但夾持轉(zhuǎn)軸6在其軸向與滑塊5之間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)。夾持轉(zhuǎn)軸6上具有轉(zhuǎn)動(dòng)裝配在滑塊上的裝配部62，夾持轉(zhuǎn)軸朝向砂輪架的一端為使用時(shí)用于將工件7同軸固定在夾持轉(zhuǎn)軸上的夾持端61，夾持轉(zhuǎn)軸的夾持端61沿圓弧軌道4徑向到圓弧軌道4中心弧線的距離小于圓弧軌道4的半徑，本實(shí)施例中的夾持轉(zhuǎn)軸6的裝配部62通過(guò)軸承結(jié)構(gòu)15轉(zhuǎn)動(dòng)裝配在滑塊5上，夾持轉(zhuǎn)軸6由轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括固設(shè)在滑塊5上的驅(qū)動(dòng)電機(jī)12，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)13驅(qū)動(dòng)夾持轉(zhuǎn)軸6繞自身回轉(zhuǎn)中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，本實(shí)施例中的夾持轉(zhuǎn)軸6為便于插裝工件的空心軸，在加持轉(zhuǎn)軸的夾持端裝配有使用時(shí)將工件同軸的固定在夾持轉(zhuǎn)軸上的卡盤14。在砂輪架上裝配有砂輪3，砂輪3位于圓弧軌道4圓心ο的下方附近，且砂輪3的回轉(zhuǎn)中心位于夾持轉(zhuǎn)軸自身回轉(zhuǎn)中心軸線的擺動(dòng)平面內(nèi)。上述實(shí)施例中的磨球面方法所用到的磨球面裝置還包括根據(jù)待加工球面的半徑 來(lái)調(diào)節(jié)圓弧軌道4的圓心和砂輪3的磨削工作面之間距離的調(diào)節(jié)裝置，調(diào)節(jié)裝置包括支撐砂輪架和夾持部件的工作臺(tái)15，在工作臺(tái)上安裝有調(diào)節(jié)軌道16，砂輪架連續(xù)可調(diào)的滑動(dòng)裝配在調(diào)節(jié)軌道16上，該調(diào)節(jié)軌道16沿所述圓弧軌道4中心和圓弧軌道4圓心的連線的延伸方向延伸，在工作臺(tái)上還設(shè)有當(dāng)砂輪架調(diào)整到使圓弧軌道圓心到砂輪磨削工作面的距離等于待加工球面半徑的位置后用于鎖緊固定砂輪架的鎖定機(jī)構(gòu)17。上述實(shí)施例中的鎖定機(jī)構(gòu)可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的螺紋自鎖或蝸輪蝸桿自鎖，或是采用如伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的伺服定位系統(tǒng)，只要能實(shí)現(xiàn)在砂輪架沿調(diào)節(jié)軌道移動(dòng)到位后即被定位即可。當(dāng)使用上述實(shí)施例中的磨球面加工裝置對(duì)工件的待加工球面進(jìn)行磨削加工時(shí)，利用調(diào)節(jié)裝置中的調(diào)節(jié)軌道16根據(jù)待加工球面的半徑來(lái)調(diào)節(jié)圓弧軌道4的圓心到砂輪3的磨削工作面的距離，使圓弧軌道4的圓心ο到砂輪3的磨削工作面的距離等于待加工球面的半徑，在調(diào)節(jié)完成后，利用調(diào)節(jié)裝置中的鎖定機(jī)構(gòu)17將砂輪架鎖緊固定在工作臺(tái)15上，在調(diào)節(jié)圓弧軌道4的圓心到砂輪3的磨削工作面的距離的同時(shí)，根據(jù)待加工球面的外周面磨削成型要求通過(guò)調(diào)整曲柄I和/或連接桿2的軸向長(zhǎng)度來(lái)調(diào)整滑塊3及夾持轉(zhuǎn)軸6定心擺動(dòng)的極限位置，然后將工件7通過(guò)卡盤14固定在夾持轉(zhuǎn)軸6上，使工件7上待加工球面的球心與夾持轉(zhuǎn)軸6所在的圓弧軌道4的圓心相重合，磨削時(shí)，由滑塊驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)滑塊5沿圓弧軌道4往復(fù)滑動(dòng)，滑塊5通過(guò)夾持轉(zhuǎn)軸6驅(qū)動(dòng)工件繞所述圓弧軌道4的圓心ο做定心擺動(dòng)，同時(shí)，由轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)夾持轉(zhuǎn)軸6帶動(dòng)工件7繞夾持轉(zhuǎn)軸6的自身回轉(zhuǎn)中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，砂輪3繞回轉(zhuǎn)中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，然后使砂輪3的磨削工作面與工件7上待加工球面的外周面相接觸以磨削工件。上述實(shí)施例中的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用圓弧軌道結(jié)構(gòu)，在其他實(shí)施例中，也可以采用其他回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)形式，如采用轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)盤的中心為所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)中心，在轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)中心開(kāi)設(shè)有用于放置砂輪的中心孔，在轉(zhuǎn)盤的側(cè)面上遠(yuǎn)離中心孔的位置處固設(shè)有定位塊，該定位塊相當(dāng)于上述實(shí)施例中的滑塊，所述夾持部件中的夾持轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在定位塊上，當(dāng)轉(zhuǎn)盤在伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)盤通過(guò)定位塊帶動(dòng)夾持轉(zhuǎn)軸繞回轉(zhuǎn)中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)，用于驅(qū)動(dòng)夾持轉(zhuǎn)軸自轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)裝置可以設(shè)置在定位塊上，也可以設(shè)置在轉(zhuǎn)盤上，當(dāng)夾持轉(zhuǎn)軸繞自身回轉(zhuǎn)中心軸線自轉(zhuǎn)時(shí)，在轉(zhuǎn)盤的驅(qū)動(dòng)下繞回轉(zhuǎn)中心公轉(zhuǎn)，當(dāng)砂輪磨削工作面與工件相接觸時(shí)，完成對(duì)工件的待加工球面的磨削加工。上述實(shí)施例中磨球面裝置包括可以根據(jù)待加工球面的要求連續(xù)調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)裝置，在其他實(shí)施例中，也可以去除調(diào)節(jié)裝置，不過(guò)此時(shí)的磨球面裝置僅適用于加工一種固定半徑的球面，應(yīng)用方位較小。而如果在磨球面裝置中增加調(diào)節(jié)裝置后，可以使得磨球面裝置加工不同半徑尺寸的待加工球面，有效的擴(kuò)大了磨球面裝置的加工范圍。如圖4所示，上述實(shí)施例中的滑塊5在圓弧軌道4中往復(fù)滑動(dòng)，根據(jù)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的自身特點(diǎn)，在圓弧軌道中存在滑塊5滑動(dòng)的兩極限位置，而對(duì)于磨球面裝置來(lái)講，圓弧軌道4上滑塊5移動(dòng)的兩極限位置將影響工件上待加工球面的成型，兩極限位置在圓弧軌道4上距離越遠(yuǎn)，工件上的待加工球面的外周面成型面積較大，兩極限位置在圓弧軌道4上距離越近，工件上的待加工球面的外周面成型面積就較小。而圓弧軌道4的極限位置在圓弧軌道4上的距離在圓弧軌道4的半徑一定時(shí)由曲柄I和連接桿2的長(zhǎng)度來(lái)決定，所以可以將曲柄I和連接桿2設(shè)計(jì)成軸向長(zhǎng)度可調(diào)的變幅桿，根據(jù)實(shí)際情況需要來(lái)調(diào)節(jié)變幅桿的長(zhǎng)度，保證滿足待加工球面的成型磨削要求即可。在其他實(shí)施例中，也可以僅將曲軸I設(shè)計(jì)成變幅桿或者是將連接桿2設(shè)計(jì)成變幅桿結(jié)構(gòu)。 上述實(shí)施例中的滑塊驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為曲柄連桿機(jī)構(gòu)，在其他實(shí)施例中，滑塊驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以采用其他的結(jié)構(gòu)；如鏈輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該鏈輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括圓弧軌道上設(shè)置有位于滑塊的內(nèi)側(cè)或外側(cè)的驅(qū)動(dòng)鏈條，驅(qū)動(dòng)鏈條由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的鏈輪帶動(dòng)，滑塊固定連接在鏈條上，在滑塊的另一側(cè)裝配有與圓弧軌道相對(duì)應(yīng)導(dǎo)向配合的導(dǎo)向輪，當(dāng)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)鏈條帶動(dòng)滑塊在圓弧軌道中往復(fù)移動(dòng)，當(dāng)采用鏈條驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)，滑塊在圓弧軌道的兩極限位置由鏈條的移動(dòng)范圍決定，而鏈條的移動(dòng)范圍則由伺服電機(jī)的工作時(shí)間決定，此時(shí)，可以通過(guò)調(diào)整伺服電機(jī)的正反轉(zhuǎn)工作時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)滑塊在圓弧軌道中的兩極限位置之間的調(diào)整。當(dāng)然，還可以采用其他的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)驅(qū)動(dòng)滑塊在圓弧軌道中往復(fù)的滑動(dòng)，保證滑塊上的夾持轉(zhuǎn)軸繞圓弧軌道圓心做定心擺動(dòng)，既而實(shí)現(xiàn)在將工件安裝在夾持轉(zhuǎn)軸的夾持端上后，工件繞圓弧軌道的圓心做定心擺動(dòng)，保證砂輪的磨削工作面對(duì)待加工球面的磨削加工。上述實(shí)施例中的轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在驅(qū)動(dòng)電機(jī)和夾持轉(zhuǎn)軸之間采用皮帶傳動(dòng)，在其他實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)和夾持轉(zhuǎn)軸之間還可以采用其他的傳動(dòng)連接方式，如齒輪傳動(dòng)或者鏈傳動(dòng)。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)也可以不設(shè)置在滑塊上，而設(shè)置在與滑塊同步滑動(dòng)的外設(shè)裝置上，當(dāng)然優(yōu)選的還是直接固設(shè)在滑塊上即可。上述實(shí)施例中的砂輪位于圓弧軌道的圓心下方，在其他實(shí)施例中，設(shè)置在圓弧軌道的圓心附近即可，可以設(shè)置在圓弧軌道的圓心的一側(cè)，只要保證圓弧軌道的圓心到砂輪的磨削工作面之間的距離等于待加工球面的半徑即可。在上述實(shí)施例中，砂輪的自轉(zhuǎn)方向可以與夾持轉(zhuǎn)軸的自轉(zhuǎn)方向一致，也可以相反，只要不影響正常磨削即可。上述實(shí)施例中的夾持轉(zhuǎn)軸為空心軸，棒狀的工件可以直接插裝在夾持轉(zhuǎn)軸中，再由裝配在夾持端的卡盤同軸的固定在夾持轉(zhuǎn)軸上。在其他實(shí)施例中，可以采用其他結(jié)構(gòu)的固定方式將工件固定在夾持轉(zhuǎn)軸上，如將夾持轉(zhuǎn)軸的夾持端設(shè)計(jì)成夾緊瓣?duì)畹慕Y(jié)構(gòu)，并自?shī)A緊瓣的外周上套裝鎖緊環(huán)，同樣可以將工件同軸的固定在夾持轉(zhuǎn)軸上。上述實(shí)施例中，為便于加工軸向長(zhǎng)度較長(zhǎng)的棒狀工件，將夾持轉(zhuǎn)軸設(shè)計(jì)成空心軸結(jié)構(gòu)，在其他實(shí)施例中，當(dāng)不需要加工長(zhǎng)度較長(zhǎng)的工件時(shí)，也可以僅在夾持轉(zhuǎn)軸的夾持端設(shè)計(jì)空心結(jié)構(gòu)。如果工件較小，可以采用實(shí)心的夾持轉(zhuǎn)軸，而僅將工件夾持安裝在卡盤上。
上述實(shí)施例中的夾持轉(zhuǎn)軸的裝配部位于夾持轉(zhuǎn)軸的遠(yuǎn)離砂輪的一端附近，在其他實(shí)施例中，夾持轉(zhuǎn)軸的裝配部也可以設(shè)置在夾持轉(zhuǎn)軸的中部或者靠近砂輪的一 端附近。
權(quán)利要求
1.一種工件磨球面方法，其特征在于將工件同軸的固定安裝在夾持轉(zhuǎn)軸的夾持端上，使工件上待加工球面的球心與回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)中心相重合,磨削時(shí)，由回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)夾持轉(zhuǎn)軸繞回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)中心做定心擺動(dòng)，同時(shí)，由轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)夾持轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)工件繞夾持轉(zhuǎn)軸的自身回轉(zhuǎn)中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，砂輪繞自身回轉(zhuǎn)中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，然后使砂輪的磨削工作面與工件上待加工球面的外周面相接觸以磨削工件； 其中，所述磨球面方法采用的磨球面裝置包括配合使用的砂輪架和用于夾持工件的夾持部件，砂輪架上裝配有砂輪，所述夾持部件包括用于夾持工件的夾持轉(zhuǎn)軸，夾持轉(zhuǎn)軸的一端為使用時(shí)用于將工件固定在夾持轉(zhuǎn)軸上的夾持端，夾持轉(zhuǎn)軸由轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)繞自身回轉(zhuǎn)中心軸線自轉(zhuǎn)，所述磨球面裝置還包括回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，該回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)夾持轉(zhuǎn)軸繞所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)中心做定心擺動(dòng)，所述砂輪位于所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)中心附近，且砂輪的自身回轉(zhuǎn)中心軸線位于夾持轉(zhuǎn)軸的自身回轉(zhuǎn)中心軸線在夾持轉(zhuǎn)軸做定心擺動(dòng)時(shí)所形成的擺動(dòng)平面內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工件磨球面方法，其特征在于所述的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括預(yù)設(shè)的圓弧軌道，在圓弧軌道中裝配有往復(fù)滑動(dòng)的滑塊，圓弧軌道的圓心為所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)中心，夾持轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在滑塊上，在夾持轉(zhuǎn)軸上具有與滑塊轉(zhuǎn)動(dòng)配合的裝配部，所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)還包括用于驅(qū)動(dòng)所述滑塊滑動(dòng)的滑塊驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，在將工件固定在夾持轉(zhuǎn)軸上之前，利用調(diào)節(jié)裝置中的調(diào)節(jié)軌道根據(jù)待加工球面的半徑來(lái)調(diào)節(jié)圓弧軌道的圓心到砂輪的磨削工作面的距離，使圓弧軌道的圓心到砂輪的磨削工作面的距離等于待加工球面的半徑，在調(diào)節(jié)完成后，利用調(diào)節(jié)裝置中的鎖定機(jī)構(gòu)將砂輪架鎖緊固定在工作臺(tái)上； 其中，所述的調(diào)節(jié)裝置包括支撐砂輪架工作臺(tái)，所述的砂輪架工作臺(tái)連續(xù)可調(diào)的滑動(dòng)裝配在調(diào)節(jié)軌道上，該調(diào)節(jié)軌道沿所述圓弧軌道中心和圓弧軌道圓心的連線的延伸方向延伸，在工作臺(tái)上還設(shè)有當(dāng)砂輪架調(diào)整到使圓弧軌道圓心到砂輪磨削工作面的距離等于待加工球面半徑的位置后用于鎖緊固定砂輪架的鎖定機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工件磨球面方法，其特征在于所述的磨球面裝置中的滑塊驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為曲柄連桿機(jī)構(gòu)，曲柄連桿機(jī)構(gòu)包括曲柄和傳動(dòng)連接曲柄與所述滑塊的連接桿，曲柄和/或連接桿為軸向長(zhǎng)度可調(diào)的變幅桿，在調(diào)節(jié)圓弧軌道的圓心到砂輪的磨削工作面的距離的同時(shí)，根據(jù)待加工球面的外周面磨削成型要求通過(guò)調(diào)整曲柄和/或連接桿的軸向長(zhǎng)度來(lái)調(diào)整滑塊及夾持轉(zhuǎn)軸定心擺動(dòng)的極限位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的工件磨球面方法，其特征在于所述的圓弧軌道的外側(cè)面上設(shè)有用于防止滑塊脫出的外擋板。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的工件磨球面方法，其特征在于所述的夾持轉(zhuǎn)軸的夾持端為便于插裝工件的空心結(jié)構(gòu)，空心結(jié)構(gòu)的夾持端裝配有使用時(shí)用于固定工件的卡盤。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的工件磨球面方法，其特征在于所述的轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)包括固設(shè)在滑塊上的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述夾持轉(zhuǎn)軸繞自身回轉(zhuǎn)中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種工件磨球面方法，將工件同軸的固定安裝在夾持轉(zhuǎn)軸的夾持端上，使工件上待加工球面的球心與回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)中心相重合，磨削時(shí)，由回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)夾持轉(zhuǎn)軸繞回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)中心做定心擺動(dòng)，同時(shí)，由轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)夾持轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)工件繞夾持轉(zhuǎn)軸的自身回轉(zhuǎn)中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，砂輪繞自身回轉(zhuǎn)中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，然后使砂輪的磨削工作面與工件上待加工球面的外周面相接觸以磨削工件。本發(fā)明所提供的磨球面方法有效的降低了磨削誤差，提高了磨削精度。并且本發(fā)明所提供的磨球面方法安全可靠、簡(jiǎn)單方便，磨削效率高，加工成本較低，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號(hào)B24B11/08GK102672576SQ20111042245
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者段曉明, 王宇飛, 王要利, 程光輝, 董改紅 申請(qǐng)人:河南科技大學(xué)