磨球機的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種磨球機，其包括床身、工作臺、空氣靜壓轉臺、支撐板、擺動板、直線運動機構和空氣靜壓電主軸。本實用新型的磨球機能通過所述空氣靜壓轉臺實現對工件的旋轉，并通過支撐板和擺動板之間的轉動，實現所述直線運動機構和空氣靜壓電主軸的轉動，并在所述空氣靜壓電主軸轉動時，帶動所述研磨砂輪轉動，實現球形工件的磨削加工；而且通過所述直線運動機構能對不同尺寸球面進行高精度磨削加工。
【專利說明】
磨球機
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種機床，尤其涉及磨球機。
【背景技術】
[0002]目前，超精密加工已成為現代化生產發展的趨勢，也是我國高新技術領域的一個重要的組成部分。精密加工的高指標，形成了對精密加工設備的高要求，推動了它的進步，反過來精密機械的進步又是精密加工能夠實現的必要條件。
[0003]但，現有技術中，還不存在能對球形零件進行磨削加工的設備。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型目的是提供一種磨球機，其能夠對球形零件進行磨削加工。
[0005]本實用新型解決技術問題采用如下技術方案:一種磨球機，其包括床身、工作臺、空氣靜壓轉臺、支撐板、擺動板、直線運動機構和空氣靜壓電主軸；
[0006]所述工作臺固定于床身上，且所述工作臺上開設有圓形通孔，所述空氣靜壓轉臺設置于所述圓形通孔內；
[0007]所述空氣靜壓轉臺上設置有夾具；
[0008]所述支撐板固定于所述工作臺上，且垂直于所述工作臺；
[0009]所述擺動板可轉動地設置于所述支撐板上，且所述擺動板和所述支撐板相互平行，并緊密貼合；
[0010]所述直線運動機構固定于所述擺動板上，且所述空氣靜壓電主軸設置于所述直線運動機構上，所述空氣靜壓電主軸上固定有研磨砂輪。
[0011]可選的，所述空氣靜壓轉臺包括第一電機、外軸套、主軸、石墨軸套、上端蓋、上端蓋石墨、下端蓋石墨和夾具連接盤；
[0012]所述外軸套上形成有法蘭，所述工作臺的圓形通孔上形成有臺階，所述外軸套的法蘭設置于所述工作臺的臺階上，所述主軸設置于所述外軸套內，所述主軸和外軸套之間設置有石墨軸套，所述外軸套上開設有通氣孔;所述主軸的上端也形成有法蘭;所述上端蓋固定于所述外軸套上，所述主軸的法蘭位于所述上端蓋和外軸套之間；且所述主軸的法蘭和外軸套之間設置有下端蓋石墨;所述主軸的法蘭和上端蓋之間設置有上端蓋石墨，所述主軸的上端穿過所述上端蓋，所述夾具連接盤固定于所述主軸的上端；
[0013]在所述夾具連接盤上固定有夾具；
[0014]所述第一電機固定于所述外軸套，所述第一電機的轉子通過聯軸器固定于所述主軸的下端。
[0015]可選的，所述支撐板的下部開設有第二通孔，所述擺動板的下部設置有轉軸，所述轉軸可轉動地設置于所述第二通孔內。
[0016]可選的，所述支撐板與所述擺動板相接觸的一面開設有多個圓弧形槽，所述圓弧形槽的圓心為所述第二通孔的中心;所述擺動板與所述支撐板相接觸的一面設置有多個凸起，所述凸起位于所述圓弧形槽內，且當所述支撐板和所述擺動板之間相互轉動時，所述凸起沿所述圓弧形槽滑動。
[0017]可選的，所述擺動板的另一面上沿豎直方向形成有兩條導軌;所述直線運動機構包括第二電機、電機支架、絲杠、溜板、絲母支架、軸承和絲母；
[0018]所述電機支架固定于所述擺動板上，所述第二電機固定于所述電機支架上，所述絲杠的兩端通過軸承可轉動地設置于所述擺動板上，且所述絲杠與所述導軌平行，并位于所述兩條導軌之間；所述絲母可轉動地設置于所述絲杠上，所述絲母支架固定于所述絲母上;所述溜板可滑動地設置于所述兩條導軌上，且所述溜板與所述絲母支架相固定，所述第二電機的轉子通過聯軸器固定于所述絲杠上。
[0019]可選的，所述空氣靜壓電主軸包括:主軸座、氣浮軸承、主軸、主軸端蓋、石墨上端蓋、石墨下端蓋、電機套、電機定子、冷卻套和電機轉子；
[0020]所述主軸座固定于所述溜板上，所述主軸座上開設有第三通孔，所述空氣靜壓電主軸的主軸位于所述第三通孔內，所述空氣靜壓電主軸的主軸和主軸座之間設置有氣浮軸承，所述主軸座上開設有多個進氣孔;所述空氣靜壓電主軸的主軸的上端設置有法蘭，所述主軸端蓋將所述空氣靜壓電主軸的主軸的法蘭固定于所述主軸座的上端;所述空氣靜壓電主軸的主軸的法蘭與所述主軸端蓋之間設置有石墨上端蓋，所述主軸的法蘭和主軸座之間設置有石墨下端蓋，所述空氣靜壓電主軸的主軸的法蘭在所述石墨上端蓋和石墨下端蓋之間滑動；
[0021]所述電機套設置于所述主軸座的下端，所述空氣靜壓電主軸的主軸的下端穿過所述電機套，位于所述電機套的下部;所述電機定子固定于所述電機套的內壁上，且所述電機定子和電機套之間設置有冷卻套;所述電機轉子固定于所述主軸上，且位于所述電機定子內部;所述空氣靜壓電主軸的主軸的下端固定有研磨砂輪。
[0022]本實用新型具有如下有益效果:本實用新型的磨球機能通過所述空氣靜壓轉臺實現對工件的旋轉，并通過支撐板和擺動板之間的轉動，實現所述直線運動機構和空氣靜壓電主軸的轉動，并在所述空氣靜壓電主軸轉動時，帶動所述研磨砂輪轉動，實現球形工件的磨削加工;而且通過所述直線運動機構能對不同尺寸球面進行高精度磨削加工。
【附圖說明】
[0023]圖1為本實用新型的磨球機的結構示意圖；
[0024]圖2為本實用新型的空氣靜壓轉臺的結構示意圖；
[0025]圖3為本實用新型的直線運動機構的機構示意圖；
[0026]圖4為本實用新型的空氣靜壓主軸的結構示意圖；
[0027]圖中標記示意為:1-床身；2-工作臺；3-空氣靜壓轉臺；4-支撐板;5-擺動板;6_直線運動機構;7-空氣靜壓電主軸;8-外軸套;9-主軸；I O-石墨軸套；11-上端蓋；12-上端蓋石墨；13_下端蓋石墨；14_夾具連接盤；15-第二電機；16_電機支架；17_絲杠；18-溜板；19-絲母支架；20-軸承；21-絲母;22-導軌;23-主軸座;24-氣浮軸承；25-主軸；26-主軸端蓋;27-電機套；28-電機定子;29-冷卻套;30-電機轉子;31-編碼器;32-石墨上端蓋;33-石墨下端至
ΠΠ ο
【具體實施方式】
[0028]下面結合實施例及附圖對本實用新型的技術方案作進一步闡述。
[0029]實施例1
[0030]本實施例提供了一種磨球機，其包括床身1、工作臺2、空氣靜壓轉臺3、支撐板4、擺動板5、直線運動機構6和空氣靜壓電主軸7。
[0031]所述工作臺為花崗巖等材料制備，從而可以使得工作臺具有較低的溫度變形，進一步能提高被加工件的精度。
[0032]所述工作臺的中部開設有圓形通孔，所述空氣靜壓轉臺設置于所述圓形通孔內，并伸出所述工作臺的上表面;本實施例中，所述空氣靜壓轉臺包括第一電機、外軸套8、主軸
9、石墨軸套10、上端蓋11、上端蓋石墨12、下端蓋石墨13和夾具連接盤14;
[0033]所述外軸套上形成有法蘭，所述工作臺的圓形通孔上形成有臺階，所述外軸套的法蘭設置于所述工作臺的臺階上，所述主軸設置于所述外軸套內，所述主軸和外軸套之間設置有石墨軸套，所述外軸套上開設有通氣孔，以通過所述通氣孔將高壓氣體輸送至所述石墨軸套，以在所述主軸和外軸套之間形成氣浮支撐;本實施例中，所述主軸的上端也形成有法蘭;所述上端蓋將所述主軸的法蘭固定于所述外軸套上;且所述主軸的法蘭和外軸套之間設置有下端蓋石墨;所述主軸的法蘭和上端蓋之間設置有上端蓋石墨，所述主軸的上端穿過所述上端蓋，所述夾具連接盤固定于所述主軸的上端。
[0034]在所述夾具連接盤上固定有夾具，所述球形工件被固定于所述夾具上。
[0035]所述第一電機固定于所述外軸套，所述第一電機的轉子通過聯軸器固定于所述主軸的下端，從而在所述第一電機轉動時，能驅動所述主軸轉動，并且通過所述主軸將所述轉動傳遞至夾具和工件，實現工件的轉動。
[0036]本實用新型的所述空氣靜壓轉臺具有以下優點:
[0037]1、精密度高，其氣膜具有誤差勻化作用，其精度比滾動軸承高兩個數量級，且無振動，無噪聲；
[0038]2、摩擦損耗小，氣體粘度僅為潤滑油粘度的千分之一，所以氣膜內摩擦引起的摩擦轉矩比油膜的低三個數量級；
[0039]3、無污染，潤滑氣體一般為壓縮空氣，排放到大氣不會產生污染。對環境也不構成污染；
[0040]而且所述第一電機可以選擇為變頻電機，所述聯軸器可以為柔性聯軸節，主軸和第一電機都經過了調節動平衡環節，所以主軸整體的振動值很小，非常適合用于研磨的場入口 ο
[0041 ]所述支撐板固定于所述工作臺，且與所述工作臺垂直。
[0042]所述擺動板可轉動地設置于所述支撐板上，且所述擺動板和所述支撐板之間相互平行，并精密貼合，本實施例中，所述支撐板的下部開設有第二通孔，所述擺動板的下部設置有轉軸，所述轉軸可轉動地設置于所述第二通孔內，以實現所述擺動板和所述之間板之間的相互轉動，本實施例中，所述轉軸可以通過其他的轉動機構驅動，以控制所述擺動板和支撐板之間的相對位置，該轉動機構可以通過電機來實現，在此將不再一一贅述。
[0043]所述支撐板與所述擺動板相接觸的一面開設有多個圓弧形槽，所述圓弧形槽的圓心為所述第二通孔的中心；對應的，所述擺動板與所述支撐板相接觸的一面設置有多個凸起，所述凸起位于所述圓弧形槽內，且當所述支撐板和所述擺動板之間相互轉動時，所述凸起可以沿所述圓弧形槽滑動。
[0044]所述擺動板的另一面上沿豎直方向形成有兩條導軌22，所述兩條導軌之間相互平行，所述直線運動機構可轉動地設置于所述導軌上;本實施例中，所述直線運動機構包括第二電機15、電機支架16、絲杠17、溜板18、絲母支架19、軸承20和絲母21;
[0045]所述電機支架固定于所述擺動板上，所述第二電機固定于所述電機支架上，所述絲杠的兩端通過軸承可轉動地設置于所述擺動板上，且所述絲杠與所述導軌平行，且位于所述兩條導軌之間；所述絲母可轉動地設置于所述絲杠上，即所述絲母與所述絲杠相配合，所述絲母支架固定于所述絲母上;所述溜板可滑動地設置于所述兩條導軌上，且所述溜板與所述絲母支架相固定，所述第二電機的轉子通過聯軸器固定于所述絲杠上，以通過所述第二電機驅動所述絲杠轉動。
[0046]本實用新型的直線運動機構采用高精度導軌副和滾珠絲杠，保證直線度等幾何精度和運動的靈敏度。直線度ΙΟμ??，位移精度為5μπ?，位移重復性為5μπ?。所述第二電機也可以選用伺服電機，從而能準確得知所述溜板的絕對位置，實現運動的精確性。
[0047]所述溜板上設置有空氣靜壓電主軸，所述空氣靜壓電主軸上安裝有研磨砂輪，以通過所述空氣靜壓電主軸的轉動實現所述研磨砂輪的轉動，從而對工件進行磨削；本實施例中，所述空氣靜壓電主軸包括:主軸座23、氣浮軸承24、主軸25、主軸端蓋26、電機套27、電機定子28、冷卻套29、電機轉子30和編碼器31;
[0048]所述主軸座固定于所述溜板上，所述主軸座上開設有第三通孔，所述主軸位于所述第三通孔內，所述主軸和主軸座之間設置有氣浮軸承，所述主軸座上開設有多個進氣孔，以通過所述進氣孔向所述氣浮軸承提供高壓氣體;本實施例中，所述主軸的上端設置有法蘭，所述主軸端蓋將所述主軸的法蘭固定于所述主軸座的上端;本實施例中，所述主軸的法蘭與所述主軸端蓋之間設置有石墨上端蓋32，所述主軸的法蘭和主軸座之間設置有石墨下端蓋33，以使得所述主軸的法蘭可以在所述石墨上端蓋和石墨下端蓋之間滑動。
[0049]所述電機套設置于所述主軸座的下端，所述主軸的下端穿過所述電機套，位于所述電機套的下部;所述電機定子固定于所述電機套的內壁上，且所述電機定子和電機套之間可以設置有冷卻套;所述電機轉子固定于所述主軸上，且位于所述電機定子內部;所述編碼器固定于所述主軸的下端;所述研磨砂輪也固定于所述主軸的下端。
[0050]本實施例中，所述空氣靜壓電主軸還包括下端蓋，所述下端蓋固定于所述電機套的下端，且所述主軸穿過所述下端蓋，位于所述下端蓋的外部。
[0051]本實用新型的磨球機能通過所述空氣靜壓轉臺實現對工件的旋轉，并通過支撐板和擺動板之間的轉動，實現所述直線運動機構和空氣靜壓電主軸的轉動，并在所述空氣靜壓電主軸轉動時，帶動所述研磨砂輪轉動，實現球形工件的磨削加工;而且通過所述直線運動機構能對不同尺寸球面進行高精度磨削加工。而且所述磨球機的空氣靜壓轉臺和空氣靜壓電主軸均采用高精度氣浮主軸，通過空氣使主軸浮起，使主軸可無摩擦旋轉。避免了傳統的軸承支撐主軸，旋轉精度低、需潤滑的缺點。因為空氣的粘度極低，所以摩擦阻力很小，進一步提升了它的轉速。采用空氣使主軸浮起來，清潔度高，不污染環境，噪聲和振動小，更符合我國現代化技術領域的發展方向。
[0052]磨球機工作原理如下:將被加工球面安裝在夾具上，研磨砂輪安裝在空氣靜壓電主軸上，給空氣靜壓轉臺、空氣靜壓電主軸供氣，使空氣靜壓轉臺、空氣靜壓電主軸浮起，調整擺動板使空氣靜壓電主軸軸線擺動到需要的角度并鎖緊，通過直線運動機構自動進給控制研磨量及球面直徑。擺動板的旋轉軸線和靜壓氣浮電主軸的軸線通過被加工球面的球心，從而進行磨球面加工。
[0053]以上實施例的先后順序僅為便于描述，不代表實施例的優劣。
[0054]最后應說明的是:以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換;而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的精神和范圍。
【主權項】
1.一種磨球機，其特征在于，包括床身、工作臺、空氣靜壓轉臺、支撐板、擺動板、直線運動機構和空氣靜壓電主軸； 所述工作臺固定于床身上，且所述工作臺上開設有圓形通孔，所述空氣靜壓轉臺設置于所述圓形通孔內； 所述空氣靜壓轉臺上設置有夾具； 所述支撐板固定于所述工作臺上，且垂直于所述工作臺； 所述擺動板可轉動地設置于所述支撐板上，且所述擺動板和所述支撐板相互平行，并緊密貼合； 所述直線運動機構固定于所述擺動板上，且所述空氣靜壓電主軸設置于所述直線運動機構上，所述空氣靜壓電主軸上固定有研磨砂輪。2.根據權利要求1所述的磨球機，其特征在于，所述空氣靜壓轉臺包括第一電機、外軸套、主軸、石墨軸套、上端蓋、上端蓋石墨、下端蓋石墨和夾具連接盤； 所述外軸套上形成有法蘭，所述工作臺的圓形通孔上形成有臺階，所述外軸套的法蘭設置于所述工作臺的臺階上，所述主軸設置于所述外軸套內，所述主軸和外軸套之間設置有石墨軸套，所述外軸套上開設有通氣孔;所述主軸的上端也形成有法蘭;所述上端蓋固定于所述外軸套上，所述主軸的法蘭位于所述上端蓋和外軸套之間；且所述主軸的法蘭和外軸套之間設置有下端蓋石墨;所述主軸的法蘭和上端蓋之間設置有上端蓋石墨，所述主軸的上端穿過所述上端蓋，所述夾具連接盤固定于所述主軸的上端； 在所述夾具連接盤上固定有夾具； 所述第一電機固定于所述外軸套，所述第一電機的轉子通過聯軸器固定于所述主軸的下端。3.根據權利要求2所述的磨球機，其特征在于，所述支撐板的下部開設有第二通孔，所述擺動板的下部設置有轉軸，所述轉軸可轉動地設置于所述第二通孔內。4.根據權利要求3所述的磨球機，其特征在于，所述支撐板與所述擺動板相接觸的一面開設有多個圓弧形槽，所述圓弧形槽的圓心為所述第二通孔的中心;所述擺動板與所述支撐板相接觸的一面設置有多個凸起，所述凸起位于所述圓弧形槽內，且當所述支撐板和所述擺動板之間相互轉動時，所述凸起沿所述圓弧形槽滑動。5.根據權利要求4所述的磨球機，其特征在于，所述擺動板的另一面上沿豎直方向形成有兩條導軌;所述直線運動機構包括第二電機、電機支架、絲杠、溜板、絲母支架、軸承和絲母； 所述電機支架固定于所述擺動板上，所述第二電機固定于所述電機支架上，所述絲杠的兩端通過軸承可轉動地設置于所述擺動板上，且所述絲杠與所述導軌平行，并位于所述兩條導軌之間；所述絲母可轉動地設置于所述絲杠上，所述絲母支架固定于所述絲母上;所述溜板可滑動地設置于所述兩條導軌上，且所述溜板與所述絲母支架相固定，所述第二電機的轉子通過聯軸器固定于所述絲杠上。6.根據權利要求5所述的磨球機，其特征在于，所述空氣靜壓電主軸包括:主軸座、氣浮軸承、主軸、主軸端蓋、石墨上端蓋、石墨下端蓋、電機套、電機定子、冷卻套和電機轉子； 所述主軸座固定于所述溜板上，所述主軸座上開設有第三通孔，所述空氣靜壓電主軸的主軸位于所述第三通孔內，所述空氣靜壓電主軸的主軸和主軸座之間設置有氣浮軸承，所述主軸座上開設有多個進氣孔;所述空氣靜壓電主軸的主軸的上端設置有法蘭，所述主軸端蓋將所述空氣靜壓電主軸的主軸的法蘭固定于所述主軸座的上端;所述空氣靜壓電主軸的主軸的法蘭與所述主軸端蓋之間設置有石墨上端蓋，所述主軸的法蘭和主軸座之間設置有石墨下端蓋，所述空氣靜壓電主軸的主軸的法蘭在所述石墨上端蓋和石墨下端蓋之間滑動； 所述電機套設置于所述主軸座的下端，所述空氣靜壓電主軸的主軸的下端穿過所述電機套，位于所述電機套的下部;所述電機定子固定于所述電機套的內壁上，且所述電機定子和電機套之間設置有冷卻套;所述電機轉子固定于所述主軸上，且位于所述電機定子內部；所述空氣靜壓電主軸的主軸的下端固定有研磨砂輪。
【文檔編號】B24B41/00GK205465556SQ201620031398
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年1月13日
【發明人】倪健, 谷曉欣, 隋曉慧
【申請人】北京海普瑞森科技發展有限公司