[发明专利]一种外球面机械加工装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械加工装置，尤其是涉及一种外球面机械加工装置。

背景技术

目前，工业上常用的的球体加工机械主要是由上下两个研磨盘构成，下盘带有同心的多道沟槽，待加工球体放在上下两盘之间，通过上盘施加一定的压力，在下盘的带动下，球体在沟槽内公转的同时，自身也会无规则的自转，通过磨料的作用，球体表面得到加工。带孔或带盲孔的球体不是一个完整的球体，例如陶瓷股骨头，使用传统加工机加工时，这种球体无法自转，因此无法加工出合格的外球面。专利《陶瓷球阀的球体加工机床》(申请号：200720034771.8，公开号：201009145，申请人：陆锁根)中提到加工陶瓷阀球的加工机床，但是这种加工机床不能加工到陶瓷股骨头的顶端表面，所以不能完整加工陶瓷股骨头的外球面。王欣宇等人在《氧化铝髋关节股骨头假体的机加工实验研究》(《武汉理工大学学报》，第26卷，第5期，2004年5月)提到采用QM-1F星形球磨机对陶瓷股骨头外球面进行研磨抛光加工，文中提到抛光时间为60个小时，时间太长，效率低，增加生产成本，而且采用球磨机加工出的股骨头的球形精度和表面粗糙度很难达到要求，此外，在加工过程中，陶瓷股骨头在球磨机内翻滚，会受到碰撞、冲击，对陶瓷股骨头会造成一定损伤，而陶瓷是硬脆材料，任何损伤都有可能会对其产生致命威胁，股骨头又是用在人体内部，所以球磨机不适合对陶瓷股骨头进行抛光加工。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单、加工方便、快速的外球面机械加工装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种外球面机械加工装置，适用于加工带孔或带盲孔的球体，其特征在于，该装置包括机床底座、机床轨道、机床尾座、夹具、加工轴、滑板、卧式无级变速机及磨头，所述的机床轨道设在机床底座上，所述的机床尾座设在机床底座的一端，所述的夹具设在机床尾座的前部，所述的加工轴与夹具前部连接，所述的滑板设在机床轨道上，所述的卧式无级变速机设在加工轴一侧，该无级变速机上连接磨头。

所述的加工轴前端连接带孔或带盲孔的球体。

所述的滑板共有3块，第一滑板与卧式无级变速机连接，第二滑板与第一滑板连接，第三滑板与第二滑板经轴承连接，第二滑板可绕轴承转动，第三滑板设在机床轨道上，可沿机床轨道做直线运动。

所述的第一滑板上设置第一转轮。

所述的第二滑板上设置转杆。

所述的第三滑板上设置第二转轮。

与现有技术相比，本发明结构简单，可以加工陶瓷阀球、陶瓷股骨头、金属阀球、金属股骨头等非完整球体的球面，而且加工方便、快速，股骨头在机床主轴的驱动下，可以自转，磨头在变速机带动下自转的同时，还可以绕球体中心在一定范围内公转，从而对球体的整个外球面进行加工，采用这种加工机械，对于一个直径余量为1.5mm的陶瓷股骨头毛坯，整个外球面的加工时间为5小时左右，股骨头的圆度误差可小于1微米，表面粗糙度(Ra)可小于0.01微米。而且经过不同磨料的逐步研磨抛光，不会对陶瓷股骨头造成损伤，不存在潜在的加工缺陷。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为股骨头结构示意图；

图4为阀球结构示意图。

图中1为机床尾座、2为夹具、3为加工轴、4为股骨头、5为第一滑板、6为第二滑板、7为第三滑板、8为第一转轮、9为转杆、10为第二转轮、11为机床轨道、12为机床底座、13为卧式无级变速机、14为磨头、15为阀球。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

一种外球面机械加工装置，其结构如图1-2所示，该装置包括机床尾座1、夹具2、加工轴3、第一滑板5、第二滑板6、第三滑板7、机床轨道11、机床底座12、卧式无级变速机13及磨头14，机床轨道11设在机床底座12上，机床尾座1设在机床底座12的一端，夹具2设在机床尾座1的前部，加工轴3与夹具2的前部连接，加工轴3前端连接股骨头4或阀球15，该股骨头4和阀球15结构如图3和图4所示，为带盲孔或通孔的陶瓷或金属球体，后端设置有锥孔或通孔，加工轴3的前端插入股骨头4的锥孔中或阀球15的通孔中，后端用夹具2固定在机床主轴上，启动机床，在主轴的驱动下，股骨头4或阀球15就可以绕轴心自转。

磨头14与卧式无级变速机13的主轴相连，卧式无级变速机13主轴轴心与机床主轴轴心在同一水平面上，卧式无级变速机13固定在第一滑板5上，第一滑板5与第二滑板6相连，通过转动第一滑板5上的第一转轮8，第一滑板5可以沿固定轨道在第二滑板6上直线移动。第二滑板6与第三滑板7通过一轴承相连，轴承中心与机床主轴轴心在同一竖直面上，第二滑板6可以在水平面上绕轴承中心转动，磨头14与之同步转动。第三滑板7与机床轨道11相连，转动第二转轮10，第三滑板7可沿机床轨道11直线移动。固定好股骨头4或阀球15和磨头14后，转动第一转轮8和第二转轮10，使磨头14接触到股骨头4或阀球15外表面，启动机床，使股骨头4或阀球15自转，启动卧式无级变速机13，使磨头14自转，推动转杆9，使第二滑板6转动，使磨头14可以加工到整个股骨头4或阀球15外球面。滑板6每转动一个周期，就向前转动第一转轮8一定距离，股骨头4或阀球15余量就相应去除一部分。