本技术介绍了一种微球双平面磨盘研磨设备,主要由上研磨盘、下研磨盘、下研磨盘驱动机构、修整环、辅助驱动机构和机架组成。下研磨盘与驱动机构固定于机架上,修整环位于下研磨盘上方,并围绕上研磨盘。两研磨盘间设有保持架,其上设有多个长条形保持槽,沿周向排列。该设备可实现全面研磨轨迹,确保微小球体的球度,满足其使用性能,并提高加工效率。相应的研磨加工方法可保证球体均匀性,提升加工效率,特别适合小批量超精密加工微小球体。
背景技术
随着机械产品轻量化、微型化的发展,作为微型化产品的基础件微型轴承也得到大量的需求,被应用于各种工业产品中,如:微型电机、数码相机、仪器仪表、精密铣床等。微小球体作为微型轴承中的关键元件,其表面质量、球度和批一致性对轴承的质量和寿命起着至关重要的影响。
微型轴承是指公制系列,外径小于9mm; 英制系列,外径小于9.525mm的各类轴承,主要材质有碳钢、轴承钢、不锈钢、塑料、陶瓷等,其中内径最小可以做到0.6mm,一般内径为1mm的较多。微型轴承适用于各类工业设备、小型回转电机等高转速低噪音领域,如:办公器械,微型电机,仪表仪器,激光雕刻,小型钟表,软驱动器,压力转子,齿科牙钻,硬盘马达,步进电机,录像机磁鼓,玩具模型,计算机散热风扇,点钞机,传真机等等相关领域。
高精度微小轴承球是实现微型轴承转动的重要元件,其精度对微型轴承的使用性能和寿命有着直接的影响,进而影响应用有微型轴承的机械设备的整体性能,高精度微小轴承球是设备中重中之重的基础元件。
球体加工的方式许多,但由于微小球体的局限性,目前针对微小球体(直径小于3mm的球体)加工的通用方式依旧是传统V型槽加工方式,该方式采用:上、下研磨盘同轴放置,下研磨盘开有与下盘同心的V型槽,上盘为平盘,使得小球处于一个三弧接触的状态对球体进行研磨加工,优点是结构简单,批加工球数多。该加工方式主要存在的问题是:在研磨过程中球体的自转角为一定值,球体的研磨轨迹为3个平行圆环,无法获得球面轨迹全包络,加工出的球体球度低,且加工效率低下。虽然说可以通过定期搅拌的方式,人为改变球面轨迹,使得球面轨迹包络性提高,在一定程度上改善加工质量,但改善质量不稳定且随机性大。同时,由于球体体积较小,受研磨盘同轴度误差、机器震动、磨料作用等影响,球体在V形槽中加工时会发生堵塞,球与球之间产生研磨,致使球表面质量变差,故此方式加工的球体往往精度较差。
为了改善传统同心圆球体研磨加工方法的不足,以获得更高的精度球体,申请号为200610155411.3的中国发明专利,公开了行星式精密球体研磨机,其采用行星式平面研磨精密球体研磨设备对球体进行加工,上研磨盘采用固着磨料研磨盘,能够实现球体高效率、较高精度加工。但由于上研磨盘为独立驱动并加有摆臂装置,导致研磨机结构复杂,制造成本高,且其所加工的球体尺寸较小,限制了保持架的厚度,当采用行星式精密球体研磨加工微小球体时,保持架很薄,又需要带动球体做摆臂运动和自转运动,保持架易变形损坏,导致加工失败。而现有的三转盘加工方式中,能达到球面轨迹全包络,实现球体的精密研磨加工的,往往装置复杂,再加上微小球体尺寸小,使得加工设备无法对微小球体进行研磨加工。四轴加工方式控制四个研具对球体进行研磨,一次只能加工一个球体,球批一致性难以保证,因装置原因对微小球体同样难以研磨加工。
因此,针对上述球体加工方法对微小球体加工的局限性,亟需一种适用于微小球体的精密研磨装置,以实现对微小球体的高精度加工。
实现思路