球面精密研磨
利用普通内圆磨床进行球面磨削
面 ，故 须用砂轮 的内表面对其进行磨削 。根据 现有砂轮 的形状 ，选择杯型砂轮 比较合适。其规格选择 主要是砂
轮的内径 ，选用砂轮 内孔 直径的原则是 ：为 了减少干涉
的可能性 ，只要能覆 盖需要磨 削的球面 ，砂轮 内孔 直径
越 小越好 。其要 求是 等度等的选择 按普通 内孔 磨削的
普通 内圆磨床如 Ｍ２１１０Ｃ可达到圆度 ０．００３ｍｍ 的圆 孔形状精度 ，砂轮进 给手轮 刻度每格为 ０．００２ｍｍ。分 油 盘球面轮廓 度要求 在 ０．００５ｍｍ以 内，球 面半 径公 差在 ０．０５ｍｍ以内。故设备 精度能够满足要求 。
３．磨削原理及磨削参数的确定 （１）磨削原理 如图 ４所示 ，将 内圆磨床 头架 旋转
图 １
和技术 要求 ，以及
对普通 内圆磨床 的 结构特点 和机床 精 度进行 分析 ，提 出
了用普通 内 圆磨 床
进行适 当改 造后 用 于分油盘球 面磨 削
的 方 法 。
１．分油盘球面特点及采用的磨削方法
以分油盘的 回转中心线为 轴和通过球 面 中心且垂 直于回转 中心线的直线 为 ｙ轴建立坐标系 （见 图３），球
面母线大部分 分 布在 一１３。～１３。之 间 ，与 零件 外 形相 比，球面直径较大 ，均为外形尺 寸的 ３倍 以上．故球面
比较扁平 。
图 ３
对于成形法 ，磨 削球面的形状精度很大程度 上取 决 于成形砂轮 的形状精度 。由于分油盘球 面半 径过大 ，修 整砂轮较为 困难 ，加之产品精度要求较 高，这样修 出的 砂轮不能保证技术要求 。另外 ，成形法灵 活性 较差 ，准 备时间较长 ，只适合 于大批量 的产 品加工 ，不适合 品种 较多的中小批量零件 的加工。
研磨与抛光的区别
研磨与抛光的区别
很早以前看过这样一个报道，说是德国、日本等几个国家的科学家耗时5年时间，花了近千万元打造了一个高纯度的硅-28材料制成的圆球，这个1kg纯硅球要求超精密加工研磨抛光，精密测量（球面度，粗糙度，质量..），可谓是世界上最圆的球了。
关于这个圆球的故事
我们明天会具体的介绍一下
今天我们主要是想通过这个视频
来介绍一下超精密抛光工艺
我们经常把研磨和抛光放在一起讲，因为零件经过这两个工序的粗糙度已经十分小了。
首先咱们了解一下它们的区别。
研磨与抛光的区别
研磨利用涂敷或压嵌在研具上的磨料颗粒，通过研具与工件在一定压力下的相对运动对加工表面进行的精整加工。
研磨可用于加工各种金属和非金属材料，加工的表面形状有平面，内、外圆柱面和圆锥面，凸、凹球面，螺纹，齿面及其他型面。
加工精度可达IT5～IT1，表面粗糙度可达Ra0.63～0.01微米。
抛光是利用机械、化学或电化学的作用，使工件表面粗糙度降低，以获得光亮、平整表面的加工方法。
两者的主要区别在于：抛光达到的表面光洁度要比研磨更高，并且可以采用化学或者电化学的方法，而研磨基本只采用机械的方法，所使用的磨料粒度要比抛光用的更粗，即粒度大。
现代电子工业，超精密抛光是灵魂
超精密抛光技术在现代电子工业中所要完成的使命，不仅仅是平坦化不同的材料，而且要平坦化多层材料，使得几毫米见方的硅片通过这种‘全局平坦化’形成上万至百万晶体管。
制造陶瓷球的精密研磨方法
制造陶瓷球的精密研磨方法许洪朋潘家祯华东理工大学机械与动力工程学院上海200237摘要：陶瓷球以其密度低、硬度高、弹性模量高、耐磨损、热膨胀系数低、绝缘、无磁性等优良的综台性能，被认为是目前制造高速、高精密度轴承滚动体的最佳材料。
由于陶瓷球属于硬脆性难加工材料，陶瓷球还具有加工余量小，绝对尺寸精度要求高的特点，增加了研磨的难度，因此陶瓷球加工效率低、成本高是目前限制陶瓷球轴承应用的主要原因；而这些成本又主要花费在精密研磨上，所以研究精密研磨胸瓷球的方法势在必行。
现夸陶瓷球的研磨方法仍然以钢球的制造方法为基础，即两板研磨法，这也是现在工业上主要用来研磨陶瓷球的方法。
当然也有许多其他的方法，但这些制造方法在总体上存在研磨精度不高和研磨效率低这两种缺陷。
因此研究设计一台先进的陶瓷球精密研磨装置也成了陶瓷应用领域的一大热点。
本文主要从两板研磨基础上探索一种偏心研磨圆盘装置，并从理论上分析其可行性及实用性，以促进现在陶瓷球研磨技术上的发展。
关键词：廊瓷球精密加工陶瓷轴承研磨装置偏心研磨盘1概述1．1陶瓷球的应用及背景由于工程陶瓷极限转速高、精度保持性好、启动力矩小、刚度高、干运转性好、寿命长等优良特性，使得陶瓷球在陶瓷轴承和混合轴承上得到了广泛的应用。
存在的问题是陶瓷轴承的价格高。
陶瓷轴承的价格是传统轴承的几倍。
但用这些费用却可提高装置的生产效率又可提高产品的寿命。
虽然陶瓷轴承仅在很少的一些领域被应用，但其不可替代作用和发展前途正在被人们逐渐地认识，研究和制造高精度、高质量的陶瓷球也成为现代工业的一种趋势。
1．2前人工作目前，工业或实验用的精密研磨陶瓷球方法已有很多，但根据其原理大体可以分为以下几种。
(1)四轴球面研磨四轴球体磨球机采用的是四轴球体研磨方式，在研磨机主体机构的结构对称性和四研具对球体相对运动的等同性的基础上，利用反转法对球体研磨成型原理进行球体研磨。
这种研磨方式能够获得较高的加工精度(对直径为≠l Omm的球，球度可达0．05pm)。
精磨
5-3球面金刚石高速精磨工艺一、金刚石磨具的尺寸在高速精磨中，工件的几何精度和表面质量靠磨具来成型。
因此金刚石磨具的尺寸、性能、复盖比、排列方式及磨片的特性参数（精度、浓度、结合剂）都直接影响工件的质量和效率。
①磨的磨具是把金刚石磨片按一定形式排列在磨具基体上，用粘结胶粘结而成，固化后修磨。
②修磨时，是用于先修好光圈的球模，加金刚砂和水，研磨金刚石磨盘。
③修磨后，用磨盘磨玻璃，看玻璃的光圈如何。
④中央留有内空，喷冷却液。
（一）球面金刚石精磨磨盘的曲率半径粗磨、精磨、抛光各工序之间曲率半径的关系。
加工凸球时，即凹模图加工凸球面的各道工序磨具的曲率半径的关系如图：零件为粗磨完工后，故其半径为Rc，粗磨模半径Rm，粗磨零件为贴置模检查，半径为Rtm,检查后零件用精磨模研磨，半径为Rjm,△h1为Rc与Rtm在零件口径上的矢高差，即精磨盘与贴置模之间的光圈差。
为了保证零件为低光圈，并且有低得多提为低得少，应使每道工序都从边缘磨起半径变小。
故应：对凸球面零件（即凹磨盘）Rcm>Rtm>Rjm>Rpm对凹球面零件（即凸模盘）Rcm<Rtm<Rjm<Rpm由于高速精磨出来的零件表面粗糙度比散粒小，故所留低光圈数小些，第一道精磨盘磨出来零件光圈比抛光后光圈低4~ 5道第二道精磨盘磨出来零件光圈比抛光后光圈低1~2道（二）精磨盘与镜盘的相对位置和相对尺寸1、精磨盘与镜盘的相对位置：磨具在主轴上，高速旋转实现高速磨削操作方便镜盘偏心较小2、精磨盘与镜盘的相对尺寸指磨盘口径（或矢高）与镜盘口径（或矢高）的比例。
它与相互位置，零件曲率半径有关（不管磨盘、镜盘），p76,表5-53、精磨盘的基本半径R jt=R jm t § ( 凸凹 )R jt——基本表面曲率半径；R jm——精磨盘要求；t——精磨片厚度；§——胶层厚度，一般取0.1mm为了保证磨具拧到主轴上，使磨具表面球心与摆架回转处于同一水平，基体一定要有一个基准面。
球面成型研磨表面轨迹分析
作 者简介 ： 杨琴（ ８ 一 ， ， １ ３ ） 主要从事石 油机械 方面的研 究工作。 ９ 女
收 稿 日期 ：０ ８ ０ — ４ ２ ０ — ７ ２
机械工程师 ２０ 年第 １ 期ｊ ６ ０８ ０ ５
字 木交 ； 赢
理论 ， 发 ， 计 ， 研 设 制造
不 动 ， 磨 具 一 边 绕 轴 转 动 ， 在绕 ｚ轴作 相 反 方 向 ． ． 又 的转动 ， 其研 磨效 果是 相 同 的 ， 图 ２ 如 所示 。
分 布 规 律 已经 成 为 分 析研 磨 丁艺 质 量 的 必要 手段 ［。 ２ ３
件 与 下 磨 具 上 磨 具 固 定 一
面 的研 磨 。 ］
２ ． 研 磨模 型 的等 效转 化
不 同方 向上测 出的表面粗 糙度值 尽量一致 ， 即表面研 同旋 转时 ， 以实现 内外 表 也 可
述推 导过 程 ， 明清 简
晰 ， 于编 程计 算 。 易 Ｙ， ）对应 在 Ｘ Ｚ 坐标 下 的坐 标 为 （∞ Ｙ ｚ ）则根 据 Ｏ 。， Ｙ。 ， 。， 。
字 木交 ｉ ； ； ｉ
理 论 ， 发 ， 计 ， 造 研 设 制
球面成型研磨表面轨迹分析
点的研磨 轨迹， 并绘出 三维空间 。通 曲线 过对不同 研磨条件下车迹 九 进行分 发现了 析ｉ 研磨轨迹的自 特怛 当 封闭 ｉ 斜轴转ｊ
落 ｊ 事 菇落 历 进发 ＿定的耱 乃 ， 自涵硒 逮 均 匀 ； 藏 ｜ ｌ Ｉ ： － ≯ｊ 一 ≯ ｌ 幸 露 琚摩 豺过 丝 耍攒 ： ｜？ ≯ 薯 ｊ 叠 薯 ｜参 Ａ 审髓分类号 ：Ｇ５ Ｑ６８ ８ 交献标识码 ： … 一 ． ． ０∞ ２ 删 乏 ２ 、Ｏ Ｑ ６ 誓 ３ 。 ｃ） 、 Ｑ ５ Ｑ ８ ； ｜ ０
高精度陶瓷球的研磨加工技术研究
自旋轴角度 ０方 向上 ， 在做相 对滑动的 同时相对滚 动。如将
球坯矢量 Ｗ分解成水平分量 和垂直分量 ， 比较容易 就 了解研磨的工艺过程 。
白转轴
度及较好的表面质量， 陶瓷球的加工需 经过粗研 、 细研 、 精研
和抛光等多道工序。
２ 球面研磨 的成球机理
２ １研磨 成 球 的 基 本 条 件 ．
研磨过程中 ， 虽然球坯的研磨过程受诸多因素的影 响， 十 分复杂 ， 但其成 圆的基本条件可 以总结为以下 两点 ：
１ ｝削等概率性 ： ）） Ｊ 即每颗被加工球 表面上 每个质点都 有
相 同 的 切削 加 工 概 率 。
பைடு நூலகம்硼 厂、
２ 磨 削尺寸选择性 ： ） 即加工过程 中 ， 大球 ， 磨 不磨或少 磨 小球 ； 磨长轴方 向， 不磨或少磨短轴方 向。
２ ２研 磨 成 球 机 理 ．
研磨盘
回转滑动
Ｊ 自转 速 度 的 分 解
圈 １
ｂ 相 对 滑 动 ）
球坯在研磨过 程中， 一方 面随研磨盘作公转运动 ， 一方面 叉连续 自转 ， 球表面与盘的接触表面产生 相对滑动和滚 动。
如图 ｌ ｂ 所示 ， （） 水平 分量相 当干线 滑动， 垂直分 量对应 于回转滑动（ 也称 自旋运动 ） 。线 滑动平行 于研磨盘平 面 ， 而
ｆｅ ｉｇ ｃ ｒ ｍｉ ｌ ｌ ｐ ｉ ｇ ｑｕ ｌｔ ｎ ｆ ｃ ｅ ｃ ， ｅ ｔｎ ｅ ａ ｃ ｂａｌ ａ ｐ ｎ ａｉ ａ ｄ ｅ ｉ ｎ ｙ ｙ ｉ
Ｋｅ ｒ ｓ ｐ ｅ ｉｉｎ ｂ ｌ ｌｐ ｉ ｇ ｕ ｌ ｙ ｆｉ ｅ ｃ ｙ ｗｏ ｄ ： ｒ ｃｓｏ ａｌ；ａ ｐ ｎ ；ｑ ａ ｉ ；ｅ ｃ ｎ ｙ ｔ ｉ
高硬度球面精密磨削的工艺试验研究
中图分类号 ： Ｔ Ｈ１ ６ ２ ； Ｔ Ｇ ５ ８ ０
文献标识码： Ａ
文章 编 号 ： １ ０ ０ ０ — ４ ９ ９ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ９ — ０ ０ ６ ２ — ０ ４
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３年 ３月
２ ０ １ ３ ／ ９
机械制造 ５ １ 卷 第５ ８ ９期
运动 ： 回转 工 作 台的一 端支 撑 于 圆弧 导轨 上 ， 并 可 围 绕
表 １ 正 ２ 水平 ３ 水平 ４
平 变化 对磨 削 力 和磨 除 率 的 影 响 ， 超 过 了实 验误 差 造 成 的 影 响 ， 是 显 著 因素 ； 对 于表 面 粗 糙 度 ， 和 瓯 是 显 著 因 素 。在 此
基 础上 ， 通 过 回 归分 析 ， 得 出 目标 变量 与 显 著 因素 的 回 归 方 程 ， 用残 差 正 态概 率 图 分析 和 Ｆ检 验 法证 明 了 回 归 方程 的 高 精
理论研 究和 实际 生产 中有 着 广泛 的应 用 。 文献［ １ ］ 通过
金 刚 石砂 轮 刃磨 聚 晶金 刚石 （ Ｐ Ｃ Ｄ） 材料的正交试验 ， 研究 了砂轮 转度 、 工作 台调定 压力 、 进 给量 等 工艺 参数 对 刃 磨 时 磨 除 率 和 磨 耗 比 的 影 响 。并 通 过 回 归 分 析 得 出了磨 除率 和磨 耗 比的回归 方程 。 文献 ［ ２］ 应 用 正 交 试 验 方法 ， 研 究影 响磨 除率 和磨 耗 比 的各 因素之 间关 系 。 国外对 于相 关 领域 的研 究更 加 深入 ， 文献［ ３ ］ 应 用 正 交 试 验 、方 差 分 析 和 回归 分 析 的方 法 研 究 高 纯 石 墨 立 铣 加 工 的 切 削 速 度 、进 给 速 度 和 切 削 深 度 对 于 工 件 表 面质量 的影 响关 系 。 文献 ［ ４ ］ 针 对 碳 化 钨 钻 工 件 的材 料 去 除 率 、砂 轮 磨 损 率 和 表 面 粗 糙 度 优 化 问 题 展 开 研 究 ． 通 过 正 交 试 验 探 讨 砂 轮 转 速 等 因 素 对 目标 变 量 的 影 响规律 。 并 通过 方 差分 析检 验各 因素 的重 要程 度 。 很 多 学 者 的 研 究 都 取 得 了 良好 的 研 究 结 果 ，但 以 上 研 究
超精密研磨与抛光
研磨速度
适当的研磨速度能够提高研磨 效率，同时也有助于控制表面 粗糙度。
研磨时间
研磨时间的长短会影响工件表 面的粗糙度和研磨效率，需要 根据实际情况进行调整。
03
抛光技术
抛光材料
抛光布
常用的抛光布材料包括棉布、细 帆布、化纤布等，具有良好的耐 磨性和柔软性，能够承受抛光过
程中的摩擦和压力。
抛光液
通过超精密研磨与抛光技术，可以加工出具有高精度、低 表面粗糙度的金属表面，提高金属材料的耐磨性、耐腐蚀 性和抗疲劳性能。该技术还可以用于加工金属材料的特殊 结构，如纳米级涂层、微纳颗粒等。
05
技术挑战与未来发展
技术挑战
01
02
03
04
加工精度要求高
超精密研磨与抛光需要达到纳 米级甚至更高级别的加工精度 ，对设备、工艺和材料的要求 极高。
研磨液
为了降低表面粗糙度和提高研磨效率，通常会使用 研磨液，如硅溶胶、氧化铝悬浮液等。
研磨垫
研磨垫是超精密研磨中常用的辅助工具，能够提供 均匀的研磨压力和稳定的研磨效果。
研磨机理与过程
80%
微观切削
研磨过程中，研磨砂纸上的磨粒 在压力作用下切入工件表面，通 过微观切削的方式去除材料。
100%
表面塑性流动
具体而言，超精密研磨与抛光技术可以对光学元件的表面进行纳 米级别的加工和修饰，使其表面达到原子级的光滑度，减少散射 和反射，提高光的透过率和成像质量。同时，该技术还可以加工 出具有特殊光学性能的元件，如非球面透镜、光波导等。
半导体材料
半导体材料是现代电子工业的基础，其质量和性能对电子器 件的性能和可靠性有着至关重要的影响。超精密研磨与抛光 技术是半导体材料加工的关键技术之一，主要用于加工硅片 、锗片、砷化镓等半导体材料。
研磨原理、研磨方法、研具和研磨剂以及研磨特点
研磨是一种古老、简便可靠的表面光整加工方法，属自由磨粒加工。
（一）研磨原理研磨是通过研具在一定压力下与加工面作复杂的相对运动而完成的。
研具和工件之间的磨粒与研磨剂在相对运动中，分别起机械切削作用和物理、化学作用，使磨粒能从工件表面上切去极薄的一层材料，从而得到极高的尺寸精度和极细的表面粗糙度。
（二）研磨方法1．手工研磨研磨外圆时，工件夹持在车窗卡盘上或用顶尖支撑，作低速回转，研具套在工件上，在研具与工件之间加入研磨剂，然后用手推动研具作往复运动。
往复运动速度常选用20～70m/min为宜。
2．机器研磨机器研磨效率高，可以单面研磨，也可以双面研磨。
此外，机器研磨不仅可以研磨外圆柱面、内圆柱面，还适用于平面、球面、半球面的表面研磨。
3．嵌砂与无嵌砂研磨根据磨料是否嵌入研具，研磨又可分为嵌砂和无嵌砂两种。
（1）嵌砂研磨研具材料比工件软，组织均匀，具有一定弹性，变形小，表面无斑点等特点。
常用材料为铸铁、铜、铅、软钢等。
在加工中，磨料直接加入工作区域内，磨粒受挤压而自动嵌入研具称自由嵌砂法。
若是在加工前，事先将磨料直接挤压到研具表面中去的则称强迫嵌砂。
此方法主要用于精密量具的研磨。
（2）无嵌砂的研磨研具材料较硬，而磨料较软（如氧化铬等）。
在研磨过程中，磨粒处于自由状态，不嵌入研具表面。
研具材料常选用淬硬过的钢、镜面玻璃等。
（三）研磨具和研剂1．研磨剂研磨剂包含磨料、研磨液和辅助材料。
磨料: 应具有高硬度，高耐磨性；磨粒要有适当的锐利性，在加工中破碎后仍能保持一定的锋刃；磨粒的尺寸要大致相近，使加工中尽可能有均一的工作磨粒。
研磨液: 研磨液使磨粒在研具表面上均匀散布，承受一部分研磨压力，以减少磨粒破碎，并兼有冷却、润滑作用。
常用的研磨液是煤油、汽油、机油、动物油脂等。
辅助材料 : 辅助材料能使工件表面氧化物薄膜破坏，增加研磨效率。
2．研具研磨工具简称研具，其作用是使研磨剂赖以暂时固着或获得一定的研磨运动，并将自身的几何形状按一定的方式传递到工件上。
球面研磨机的工作原理原理
球面研磨机的工作原理原理
球面研磨机的工作原理是通过研磨头和工件之间的相互摩擦和磨削，来实现对球面工件表面的加工和调整。
具体工作过程如下：
1. 研磨头的选择：根据待加工的球面工件的材质、尺寸和精度要求，选择合适的研磨头。
常见的研磨头有砂轮、砂带、研磨棒等。
2. 研磨头的运动方式：球面研磨机通常具有多维自由度，可以实现研磨头的多轴运动。
通过控制研磨头的运动，可以实现对球面工件表面的加工和调整。
3. 研磨液的使用：在研磨过程中，通常会使用研磨液来冷却研磨头和工件，并带走产生的热量和砂粒屑。
4. 研磨过程：研磨头按照预设的路径运动，与球面工件表面摩擦和磨削。
通过控制研磨头的运动轨迹和力度，可以控制球面工件表面的加工效果和精度。
5. 研磨后处理：在球面研磨完成后，通常还需要进行后处理工序，如清洗、除锈、抛光等，以提高球面工件的表面质量和光洁度。
总之，球面研磨机通过控制研磨头的运动，利用摩擦和磨削的作用对球面工件进行加工和调整，实现对球面工件表面形状的精确控制和加工。
光学球面专业知识资料
光学专业知识：光学球面镜片的一般外形：1.双凸 2.一凸一凹 3.一凸一平 4.双凹 5.一凹一平（如图所示）光学镜片分类：化学成分和光学性质相近的玻璃，在阿贝图上也分布在相邻的位置。
肖特玻璃厂的阿贝图有一组直线和曲线,将阿贝图分成许多区，将光学玻璃分类;列如冕牌玻璃K5、K7、K10在K区,燧石玻璃F2、F4、F5在F区。
玻璃名称中的符号：F 代表燧石 K 代表冕牌 B 代表硼 BA 代表钡 LA 代表镧 N 代表无铅 P 代表磷光学冷加工工序：铣磨→精磨→抛光→清洗→磨边→镀膜→涂墨→胶合1.铣磨（荒摺/球铣/粗磨）：镜片研磨第一道工序，去除镜片表面凹凸不平的气泡和杂质，（约0.05-0.08mm），起到成型作用。
如下图所示：●原理：如上图所示金刚石磨轮刃口通过镜片顶点，磨轮轴线与镜片轴线相交于0点，磨具轴线绕自身轴线高速旋转，镜片绕自身轴线低速旋转，运动轨迹包络面形成球面。
荒摺加工设备：QM0.8A，厂家：韩国时代，无倒角功能，相对精度较低。
CG2.0，厂家：韩国光进，有倒角功能，相对精度高。
测量工具：中心厚度检测量具（千分尺）；球面R值检测量具（矢高表）；等厚检测量具。
2.精磨（砂挂）：将铣磨出来的镜片将其的破坏层给消除掉，使镜片表面的凹凸层减少，固定R值（光圈，牛顿环）原理：镜片在砂挂皿（根据材质选定金刚石丸片胶制而成）中，砂挂皿沿自身轴线高速转动，镜片沿自身轴线高速转动，且来回摆动，如下图所示，通过金刚丸片磨削镜片表面，从而使镜片表面凹凸层深度减少，使得镜片表面曲率半径精度或平面度进一步提高。
流程：领料→一面第一道砂挂→一面第二道砂挂→二面第一道砂挂→二面第二道砂挂→砂挂提检→流入研磨砂挂设备：小球面单片砂挂设备；大球面单片砂挂设备。
（如下图）检测工具：中心厚度检测量具（千分尺）；面精度检测（原器），如下图：单片弹盘工艺（精磨），如下图：多片弹盘工艺（精磨），如下图：3.抛光（研磨）：将精磨镜片在一次抛光，这道工序主要是把外观做的更好，注：抛光有的客户做二次抛光，第一道为粗抛，第二道为精抛，现市场大多数客户做一道工序即可。
五轴磨床加工精密球面的磨削形态及运动分析
精 密球 面工件 （ 如球 阀 阀芯 、 承球 等 ） 轴 的终加 上 多采用 研 磨 。然 而 这 种 方 式 存 在 球 坯 表 而 研 磨 不 均 匀 、 工效率 低 、 工 一 致性 差 等 问题 。 因此 ， 于硬 加 加 对 质 精 密球 （ 别是精 密 陶瓷球 、 质 合金 球 ） 始考 虑 特 硬 开
ｄ ｎ ｔ ｒ ｎｓｏ ｍ．Ｒｅａｉｎｓ ｐ ｂ ｔ ｅ ｒｎ ｉ ｇ ｔｐｏｏ ｙ ａ ｄ ｐ ｏ ｅ ｓｎ ａ ａ ｔ ｒ ｓｄ ｓ ｕｓｅ ａ ｅ ｉ ａｅ ｔａ ｆ ｒ ｌｔｏ ｈｉ ｅｗｅ ｎ ｇ ｄ ｎ ｏ ｌ ｇ ｎ ｒ ｃ ｓ ｉｇ ｐ ｒ ｍｅｅ ｓｗａ ｉｃ ｓ ｄ ｂ ｓ ｄ ｉ
方 法 。在 普通 磨削方 法 中引 入杯 形 砂 轮 ， 得研 发 普 使 通 磨床 的成本 大大低 于数 控磨 床 。本 文所 述 的就 是一
种 五轴 式精密 球 面普 通磨 削机 床 。 杯形 砂轮 磨削 的条 件 比较 复杂 ， 目前 研 究 多 以杯
使 用磨 削加工 。当前大致 有数 控磨削 和普通 磨 削两种
ｏ ｅｔ ｊｃｏｉ ｑ ａｉ ， ｎ ｅｆｒ ｕａｏ ｓｒｗ ｐｔ ａ ｅｉｅ ｎ ｅｃｎｅ ｔ ｆ ｒ ｅｔ ｉ ｎｔ ａｅｔ ｅ ｅ ｕ ｔ ｎ ａｄｔ ｍ ｌ ｆ ｃｅ ｉ ｈｗ ｓ ｒ ｄａ ｄｔ ｏ ｃｐ ｏ ａ ｃ ｒ ｓ ｈ ｒ ｒｓ ｏ ｈ ｏ ｃ ｄ ｖ ｈ ｔｊ ｏ ｅ
球面铣磨生产中曲率半径线性公差的制定
球面铣磨生产中曲率半径线性公差的制定卢宏炎(河南工业职业技术学院 河南南阳473009)摘 要 在实际生产中，测量球面曲率半径的主要方法是间接测量，对球面铣磨生产的控制缺乏理论指导。
在分析球面铣磨原理和测试原理的基础上，结合设备调试精度和产品测试精度，对测量物理量与控制物理量之间传递链精确分析，制定了球面曲率半径在球面铣磨生产中的加工公差，满足了生产实践的需要，对生产具有较强的指导意义。
关键词 铣磨 曲率半径 公差 球径仪在机械制造过程中，制定公差的目的就是为了确定产品的几何尺寸变动范围。
在实际生产中，产品制造是分解到许多工序来完成，对应每道工序，都要有公差要求。
公差制定对生产的进行至关重要，公差制定太松，严重损失产品的互换性，并且给后道工序造成困难；公差制定太严，直接造成成本上升。
一般设计参考国家标准和现有加工设备所能达到的精度等级，制定相关的加工公差。
球面加工有模压成型、数控加工、球车加工、放电加工等方法[1-2]。
普通球面采用数控加工,效率高,精度较低；精密球面加工采用金刚石球面铣磨，后续再进行研磨完成。
球面加工质量控制主要要求球面面形和曲率半径达到标准，这里主要讨论球面曲率半径的生产控制。
在实际生产中球面曲率半径检测采用的主要方法是间接测量[3]，影响测量结果因素较多，因此对测量物理量与控制物理量之间传递链精确分析，对公差的准确制定尤为关键。
在实际生产过程中，企业一般是根据经验制定公差，不同企业各行其是，没有统一标准，存在或松或紧的现象，具体操作缺乏理论指导，进行相关的研究对精密球面铣磨生产中曲率半径线性公差研究具有现实意义。
1 球面铣磨加工原理球面铣磨加工原理如图1所示。
环形磨轮绕磨轮轴线高速旋转，工件围绕工件轴线低速旋转，两轴线相交于O 点，两轴夹角为α，磨轮刃口通过工件中心顶点，磨轮与工件作相对运动，两者运动轨迹的包络面形成球面。
球面半径的大小与两轴夹角有关，如式（1）所示：R =Dm2sin α±ρ (1) 式中：凹面取＋，凸面取－；D m 为环形磨轮中径；R 为工件被加工的球面曲率半径；ρ为磨轮端部刃口圆弧半径；α为磨轮轴与工件轴夹角。
球面玻璃镜片加工简介
实习总结报告球面玻璃镜片加工主要流程如下：原料受入检——荒摺——砂掛——研磨——洗净——双检——芯取——镀膜——粘合——涂墨——出荷检其中对镜片的寸法有重要影响的有荒摺、砂掛、研磨、芯取、粘合、涂墨。
§1、荒摺砥石直径d的选取如图1-2所示，取一个极限位置，即M正好覆盖从球面顶点到边缘。
R: 透镜曲率半径；D: 透镜外径；α：m轴与n轴夹角；D/2R=sin2α,d/2R =sinα,由于sin2α=2sinαcosα=2sinα√1-sin2α,得d=√DR/√3粗略的计算：D/2R=sin2α＜2sinα=2 d/2R则d＞D/2,二、砥石旋转轴m和透镜旋转轴n之间的位置关系：1、两轴共线砥石和透镜都绕同一条轴线旋转，可以等效的看作只有砥石旋转，而透镜不转。
使砥石只能磨到与透镜接触的那个圆M轨迹，其他地方磨不到。
2、两轴不共面两轴相距a，即砥石转轴m与透镜转轴n的公垂线段长a；公垂线与砥石轴交点为Q点。
设过砥石轴m且垂直于公垂线的面为Σ；Q点与M上任一点P（x，y）的连线在Σ上的投影为p1；p1和m夹角为θ；M圆心到Q点距离为L ; Q点到P点可以算出ρ2(θ)= L2 +a 2+d2 /4-2a√d2 /4-L 2tg2θ;即不是常数，而是随θ变化的值。
则砥石不能把毛坯切削成球面。
3、α的变化如果砥石直径d不变，两轴交点O位置不变,O点到M圆心距离L不变，而只是两轴夹角α变化则不会引起曲率半径（弧度）的变化。
如图1-4R=√L2+(d/2)2是常数。
5、砥石垂直于透镜轴n 平移。
如图1-6砥石平移Δq后，两轴交于O2点，ΔL=Δq/sinα; L2=L1+ΔL;R2=√(d/2) 2+L22 =√(d/2)2 +(L1+Δq/ sinα)2即曲率半径（弧度）发生了变化：ΔR=R2-R1=√(d/2)2 +(L1+Δq/ sinα)2 - √(d/2)2 +L12厚度变化：Δh=R2-R1-Δq/tanα=ΔR-Δq/tanα6、砥石沿m轴移动砥石沿m轴移动c，O点位置不变，d值不变，L 值改变ΔL=L2-L1=c，则R2=√(d/2)2 +(L+ΔL)2 =√(d/2)2 +(L+c)2；同时厚度也会改变，改变值为：ΔR=R2-R1=√(d/2)2+(L+ΔL)2- √(d/2)2+L2。
球面光学玻璃的加工方法
球面光学玻璃的加工方法
球面光学玻璃的加工方法包括以下几种：
1. 球面磨削：使用砂轮或其他磨削工具将玻璃表面磨削成球面形状。
这种方法适用于初步形成球面的加工工艺。
2. 球面抛光：将球面玻璃表面涂上抛光材料，然后使用抛光机械进行抛光处理。
这种方法可以使球面玻璃表面更加光滑。
3. 球面研磨：使用精细研磨液和研磨工具对球面玻璃进行细微研磨，以进一步改善球面玻璃的表面质量。
4. 球面热压：将球面玻璃放置在高温和高压的环境下，使其表面受到热压，从而改变玻璃的形状和曲率。
5. 球面薄膜镀覆：在球面玻璃表面镀覆一层薄膜，以改变光学性能或增加抗反射能力。
以上是一些常见的球面光学玻璃加工方法，具体的加工工艺取决于玻璃的类型、要求和用途。
机械零件加工工艺研磨的特点及分类
研磨是零件表面的光整、精密加工，利用涂覆或者压嵌在研具上的磨料颗粒，通过研具与工件在一定的压力下的相对运动完成加工。
研磨与抛光是两种不同的加工方式，而相较于抛光，研磨所达到的表面光洁度较低。
下面我们就来具体介绍一下研磨的特点以及分类。
一、研磨的特点1、研磨尺寸精度高研磨采用一种极细的微粉，在低速、低压下磨去一层极薄的金属。
研磨过程中产生的热量很小，工件的变形也很小，表面变质层很轻微，因此可以获得精度很高的表面。
2、表面形状精度高研磨的切削量很小，运动复杂，而且不受运动精度的影响，因此可获得较高的形状精度。
另一方面，由于研磨的切削量很小，原先的位置误差不能得到全部纠正，因此研磨不能纠正零件的位置精度。
3、表面粗糙度小零件和研具之间有一定相对运动，每一次运动轨迹不会与前一次运动轨迹重复，因此可以均匀地切除零件表面上的凸峰，降低表面粗糙度。
4、提高零件表面的耐磨性研磨的表面粗糙度小，表面摩擦系数减小，有效接触面积增大，耐磨性得到提高。
5、提高零件表面疲劳强度研磨表层存在压应力，有利于提高零件表面的疲劳强度。
6、工艺性好研磨设备简单，制造方便；研磨不但适宜单件手工生产，也适合成批机械化生产；研磨可加工钢材、铸铁、各种有色金属和非金金属。
例如可研磨玻璃、陶瓷、钻石等硬脆材料。
7、应用范围广研磨广泛应用于现代工业生产中各种精密零件的加工，各种块规量具、光学玻璃、精密刀具、半导体元器件、精密配合表面等需要经过研磨加工。
二、研磨的分类（1）按研磨剂使用的条件，可以把研磨分成三类：干研、湿研和半干研。
干研：干研可获得很高的加工精度和较低的表面粗糙度，但研磨效率较低，一般用于精研。
湿研：湿研的金属切除率高，高于干研5倍以上，但加工表面几何形状和尺寸精度不如干研。
多用于粗研和半粗研。
半干研：粗、精研磨均可采用。
（2）按加工表面形状不同，可以把研磨分为平面研磨、外圆研磨、内孔研磨、球面研磨、螺纹研磨、成形表面研磨、啮合表面轮廓研磨等。
球面磨加工方法
球面磨加工方法
球面磨加工是一种常见的精密磨削方法，常用于制造高精度轴承、工具和模具等需要
高精度球面表面的零件。
球面磨加工的原理是通过磨削去除球面工件表面的毛刺和不规则
部分，达到一定的精度和表面质量要求的工艺过程。
球面磨加工的方法有很多种，下面介绍几种常见的球面磨加工方法。
1. 标准球面磨削法
标准球面磨削法是球面磨加工的基本方法，它采用球形磨轮对球面工件进行磨削处理。
球形磨轮的直径大小、球形度和磨面材料都是影响球面磨加工质量的关键因素。
一般来说，使用同样的规格和材料制成的磨轮，采用不同的磨削参数处理不同种类的工件，可以获得
较高的球面磨削精度和表面质量。
2. 数控球面磨削技术
数控球面磨削技术是一种通过数控系统控制磨削参数的球面磨削方法，它可以实现球
面零件的自动化加工，提高加工效率和一致性。
数控球面磨削技术需要配备数控磨床，通
过输入数控程序指令控制轮头的行进、进给、速度等参数，从而自动完成球面零件的精密
磨削加工。
内磨球面磨削法通常用于加工内腔球面。
该方法通过装备不同类型的内磨磨头，结合
不同的磨削参数来实现内腔球面的加工。
内磨球面磨削法通常可以实现较大直径和复杂球
面形状的加工要求，但要求机床的稳定性和砂轮磨头的刚性和平衡性较高。
以上就是常用的球面磨加工方法，每种方法都有其适用的加工范围和目的，因此选择
合适的球面磨削方法是实现工件精密加工的关键。
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