[发明专利]一种高精度半球研磨装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种高精度半球研磨装置，尤其适合于自动化、高精度半球研磨加工领域。

背景技术

半球动压马达作为一种气浮动压轴承支撑的马达，以其高可靠性、高稳定性、高精度和轴向、径向等刚度等优点已被美、俄、英等国广泛地应用于机械惯性仪表中。

作为动压马达的核心零件球碗和半球的质量(表面光洁度、五个截面圆度要求达到0.1μ)将直接影响到动压马达的起动、触地摩擦、惯性时间和起停寿命等相关参数，其直接影响到马达性能的好坏，同时影响到陀螺仪表等相关产品的精度，甚至影响到整个平台系统和火箭整体的性能。近几年来，半球马达的球碗和半球加工均采用全手动研磨的方式，这就要求研磨师傅有过硬的技术本领，对于普通工人来说无法达到，而且手工研磨的加工效率相对较低，对批量生产有一定困难。

发明内容

本发明的技术解决问题是：设计了一种高精度半球研磨装置，采用机械研磨代替人工研磨的方式，降低了对半球研磨个人技术的要求，提高了零件的加工速度和加工精度。

本发明的技术解决方案是：

一种高精度半球研磨装置，包括研磨头组件、研磨组件、主轴组件、压力调节器、传动机构、摆动机构、第一驱动机构、第二驱动机构和基座；

第一驱动机构和第二驱动机构均固定在基座内部，摆动机构位于基座侧方，主轴组件穿过基座的顶部并与基座固定连接，第一驱动机构驱动摆动机构做往复回转运动，第二驱动机构驱动主轴组件绕主轴组件的轴线做旋转运动；

传动机构固定在基座顶部上方，传动机构的两端分别与摆动机构和研磨头组件连接，压力调节器一端与传动机构连接，另一端与研磨头组件连接，摆动机构通过传动机构带动压力调节器和研磨头组件做往复回转运动；

研磨组件同轴安装于主轴组件的顶部，且随着主轴组件旋转，研磨头组件和研磨组件相互接触，通过压力调节器调节研磨头组件和研磨组件之间的研磨压力。

所述研磨头组件包括研磨头主支架、销钉固定件、连接件、研磨头控制件、研磨头支架、支架连接件、研磨头部和研磨工装；

连接件通过销钉固定件与研磨头主支架固定连接，且连接件与传动机构的端部连接，研磨头控制件通过研磨头支架固定在研磨头主支架端部，且研磨头控制件可绕着研磨头支架的连接轴转动，研磨头部通过支架连接件与研磨头主支架连接，且研磨头部和支架连接件采用轴孔连接；研磨工装与研磨头部采用轴孔连接。

所述研磨组件包括主轴芯套、研磨件芯轴和研磨零件；

研磨组件的主轴芯套与研磨件芯轴通过轴孔配合，研磨件芯轴与研磨零件通过轴孔锥度配合，将研磨件芯轴与研磨零件连接成一个整体，防止在研磨过程中研磨零件因受力产生任意方向不规则运动。

所述压力调节器包括压力调节杆、调节螺母、调节弹簧、压力传感器、传感器连接电缆和传感器显示模块；

压力调节器通过调节螺母将压力调节杆和研磨头主支架固定连接，通过调整调节螺母调节研磨压力的大小；压力传感器通过调节弹簧获取压力调节杆上的压力值，并将压力值通过传感器连接电缆传给传感器显示模块。

所述传动机构包括前轴承座、后轴承座、轴承端盖、传动轴和传送轴承；前轴承座和后轴承座固定安装在基座上，且前轴承座的轴线与后轴承座的轴线重合，传动机构的轴与研磨头组件连接；前轴承座下部有一个120度的圆弧孔，调节弹簧在圆弧孔内摆动。

所述摆动机构包括下传动件、摆动连接件、上传动件、锁紧螺母和轴连接器；第一驱动机构包括驱动电机和摆动轮；

摆动轮通过过盈压装在驱动电机的驱动轴上，下传动件通过锁紧螺母紧固在摆动轮的偏心位置，驱动电机通过摆动轮使得摆动机构做往复回转运动；

下传动件通过摆动连接件与上传动件连接，上传动件通过轴连接器与传动机构固定连接，从而将摆动机构的往复回转运动传递到研磨头组件；通过调节摆动连接件的长短调整摆动机构做往复回转运动角度的大小。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)设计了一种高精度半球研磨装置，采用机械研磨代替人工研磨的方式，降低了对半球研磨个人技术的要求，提高了零件的加工速度、加工质量。

(2)研磨头组件和主轴组件多个位置可调，降低了操作难度，同时保证了通过研磨头组件与主轴组件的相互调节能够使得研磨头与零件表面相互抵靠，且该研磨头的轴心通过零件的表面的研磨目标球面的曲率中心。

(3)各个转动轴系的回转精度高，保证研磨质量的稳定性；并可通过压力调节器实时调整和监测研磨压力。