机械文献综述

顶式砝码加压式四轴球体研磨机的发展现状及分析

摘要

该文章首先分析了现有研磨技术的优点以及各种技术的不足之处，针对四轴球体研磨机尚未完成的顶式立轴砝码加压式这一问题进行了一系列的分析和设计。该篇文章中根据四轴球体研磨机的工作原理，对球体和四个磨具所在位置、运动速度、运动形态、球体研磨成型原理进行了理论分析，为该机械设计时的主要技术参数的确定提供了理论依据，并且提出了实现球体均等研磨的充分必要条件。此外还从四轴球体研磨机顶式砝码加压式球体研磨的力学模型入手，运用高点切削作用机制和误差均匀化效应，阐述了球体圆度误差趋小化研磨机理，从而确定了球体研磨的工艺路线。最后，运用Pro/E5.0三维制图软件对顶式砝码加压式四轴球体研磨机的全部零件进行实体建模并进行装配和运动仿真，从而使设计得到进一步完善，确认球体研磨机的可行性，使这一路论进一步得到完善。

关键词：研磨技术；球体研磨；四轴球体研磨机

Abstract

The article first analyzes the advantages of the existing grinding technology and technical shortcomings, for Four shafts ball-lapping machine has not been completed ball top-style pressure-type vertical weight issue a series of analysis and design. The article in the ball under the four-axis milling machine works on the sphere and the four grinding location, velocity, movement patterns, ball grinding forming principle of the theoretical analysis, the mechanical design to determine the main technical parameters provides a theoretical basis, and proposed to achieve equal ground ball necessary and sufficient condition .In addition, from a four-axis grinding machine-top ball pressure-type ball mill weight of the mechanical model, the use of high cutting mechanism and error homogenization effect, set the ball roundness error of abrasive and tends to determine the sphere grinding process route. Finally, the use of

three-dimensional mapping software Pro/E5.0 weight-top ball pressure-type four-axis grinding machines for solid modeling and all the parts for assembly and motion simulation, so the design has been further improved, sure ball grinding machine

feasibility, to further improve on the road.

Key Words：Lapping technology; Ball-lapping; Four shafts ball-lapping machine;

前言

本课题主要是为了能够保障曲面研磨以及高精度球体制造中能有足够的精度等级，应用于先进的机械领域，属于研究课题。在上个世纪八十年代，为了制造出高精度高光洁度表面的球体，已有一位美国人率先设计出四轴球体研磨机来迅速制造较高精度的球体。但是由于生产效率低，并且需要很好的技工，限制了此行业的发展，因此开始设计制造操作简便生产快速的球体研磨机。

一、研磨机械的类型．

圆盘式研磨机械，转轴式研磨机，专用研磨机

二、球体研磨技术的现状。

1．磨盘研磨技术

研磨盘工作部分主要包括一个顶盘片、一个缓冲板以及一个研磨片；其中顶盘片包括数个铆接组件、一个上定位板、一个顶板、一个螺栓、一个下定位板以及一个螺帽；本实用新型通过改良螺栓结构的手段，首先藉由螺栓本身的卡合部与顶板的中央孔卡合来提供水平的准确度，再藉由螺栓下方一个多角形固定部与下定位板相对的多角形固定的孔卡配合来提供垂直的准确度，藉此提供一种固定良好且旋转稳定度佳的研磨盘；另外再配合螺栓的上螺纹段、卡合部分以及固定部外径大小不同的设计，使螺栓不易松脱，具有内部组件不易磨损与使用者不因研磨盘的不稳定旋转而造成手部酸麻的优点。

(1).V型槽研磨技术。

图2 传统的Ｖ形槽研磨原理图

这是一种双盘自转偏心Ｖ形槽研磨机，包括机架、安装在机架上的上研磨盘和下研磨盘，所述上研磨盘安装在上研磨盘主轴上，所述上研磨盘主轴连接上研磨盘驱动电机，所述下研磨盘连接下研磨盘驱动电机，所述上研磨盘和下研磨盘上下布置，所述机架包括机体和上支架，所述上支架可转动地安装在机体上端，所述上支架上安装上研磨盘，所述机体上安装下研磨盘，所述下研磨盘上表面开有至少三条以上供放置球坯的Ｖ形槽，所述的各条Ｖ形槽为同心圆，所述同心圆的圆心与下研磨盘的圆心重合，所述上研磨盘与下研磨盘相互偏心。本实用新型提供一种结构简单、制造成本低，同时具有较高的加工精度和加工效率的双盘自转偏心Ｖ形槽研磨机。

(2).锥型研磨技术.

四面锥形研磨体，涉及一种研磨介质。现有的圆形球体在粉磨物料时，由于球与球之间的碰撞和研磨是以点接触的形式存在，具有研磨效率不高的缺点。本实用新型四面锥形研磨体包括研磨体1，研磨体1的外形为正四面体。经实际试验，本实用新型产品配合下图所示的由沈阳建筑工程学院的吴玉厚、张柯，东北大学的王军、郑焕文等在自旋回转控制方式的基础上发展了锥形研磨技术，可以起到很好的效果：可以提高球磨机的台时产量15～40％，降低粉磨电耗10～40％，提高粉体的比表面积15～35％，提高粉体的球形率和球化量10～25％，降低圆球损耗10％以上，利于推广应用。

图5 锥型研磨方式原理图