[发明专利]一种超精密加工结构陶瓷的粗精快捷互换珩磨杆

说明书

结构陶瓷的材质较硬，加工工艺繁琐，生产效率低，导致其成本较高。本发明通过设计一种超精密加工结构陶瓷的粗精快捷互换珩磨杆，包括粗精互换珩磨石装置、推杆锁定装置，利用珩磨石固定杆的斜面和卡槽，能保证在拆卸珩磨杆的前提下，快速实现粗珩磨石更换；利用机床的推动力，实现珩磨石逐步珩磨内孔的目标，达到用同一根珩磨杆实现粗珩磨和精珩磨的目标。本发明主要用于超硬材料的珩磨，特别适合应用于结构陶瓷，如氧化锆、氮化硅、氧化铝等材料的超精密加工。

技术领域

本发明涉及超精密加工领域，特别是指加工结构陶瓷类的超硬材料内圆，能快捷实现粗精珩磨石，达到提高加工精度和加工效率的目标。

背景技术

结构陶瓷是超硬材料的一种，磨削是加工的主要方法，国内外研人员对精密加工结构陶瓷材料进行了大量的研究，2003年，哈尔滨工业大学的郐吉才在发明专利(一种超精密超声珩磨装置)中提出一种超精密超声珩磨装置，使集流环一侧通过碳刷将超声电源引入，油石座安装在珩磨头本体上，获得了利用超声波的方式精密加工超硬材料的珩磨装置。2008年，中北大学提出了超声振动系统的理论和设计方案，通过选择超声波发生器、换能器、变幅杆的设计及材料等内容，设计了φ150mm立式超声振动珩磨的试验装置，使加工过程加工效率高、珩磨磨削力小、磨削区温度低、加工精度高等。

但结构陶瓷的材质较硬，加工工艺繁琐，生产效率低，导致其成本较高。本发明专利利用快捷更换粗珩磨和精珩磨头的方式，在不将珩磨装置拆下的前提下，实现结构陶瓷的精度加工，减少了加工超硬材料的工艺过程，提高了生产率。

发明内容

由于结构陶瓷的材质较硬，加工工艺繁琐，生产效率低，导致其成本较高。本发明设计一种超精密加工结构陶瓷的粗精快捷互换珩磨杆，其主要技术方案如下。

本发明通过新颖地设计出关键拓朴结构，利用设置转动卡槽C，实现粗精珩磨石的旋转互换，利用斜面，推动机床手柄，实现珩磨石的突出；利用定位球设置卡位，实现粗精珩磨石旋转后的定位；利用螺杆的导向，实现珩磨石固定杆沿滑槽滑动。将上述组合形成一种超精密加工结构陶瓷的粗精快捷互换珩磨杆，实现超精密加工结构陶瓷等超硬材料内圆的目的。

在其中一个实施案例中，所述一种超精密加工结构陶瓷的粗精快捷互换珩磨杆，包括粗精互换珩磨石装置、推杆锁定装置，其中粗精互换珩磨石装置包括3块粗珩磨石和3块精珩磨石；推杆锁定装置包括机床手柄、珩磨石固定杆、珩磨石固定圈、定位球、螺杆。

在其中一个实施案例中，珩磨石固定圈在周向开设6个卡槽F，分别将3块粗珩磨石和3块精珩磨石间隔安装在6个卡槽F内，利用卡槽F侧边筋骨，带动珩磨石整体运动。

在其中一个实施案例中，3块粗珩磨石和3块精珩磨石两端都设计有勾槽，2端分别用O型圈捆绑在一起，以防脱落。

在其中一个实施案例中，珩磨石是穿入卡槽F内，珩磨石固定圈通过卡槽F与珩磨石周向位置固定不变，并且能带动珩磨石实现周向运动。

在其中一个实施案例中，珩磨石固定杆等间距3个斜面A和3个具有开平面槽的斜面E。在非工作时，珩磨石固定杆处于安装状态，且3块粗珩磨石和3块精珩磨石分别都在斜面的最底部，且处于转动卡槽处，当旋转珩磨石固定杆时，珩磨石固定杆与珩磨石的位置发生改变，但珩磨石固定圈与珩磨石的位置不变，实现珩磨石与珩磨石固定杆的卡位位置变换。工作时，利用机床的推杆力，利用机床手柄将珩磨石固定杆向外推，珩磨石固定杆斜面上的珩磨石沿着斜面，逐渐突出珩磨石固定圈外径，开始参加珩磨加工；而处于珩磨石固定杆平面的珩磨石由于是平面，故不会突出珩磨石固定圈外径，不参加工珩磨加工。

在其中一个实施案例中，珩磨石固定杆上开设一定位球孔位，当旋转珩磨石固定杆，定位球跟随旋转珩磨石固定杆一起运动，当达到粗珩磨或精珩磨位置时，珩磨石固定杆无法再旋转，实现粗精珩磨石的精确换位。