[发明专利]磨削球表面的设备和方法

说明书

本发明涉及一种磨削球表面的设备和方法，特别是，涉及一种要求表面精密度的如缝纫机曲轴球表面的磨削设备和方法。

在缝纫机中曲轴是驱动系统的一个重要传动装置，它的旋转运动经各种杆传送到缝纫机的各种部件上。杆和曲轴的连接段是一球节。例如，一针杆曲柄杆与曲轴的球部分相配合。对于用作球节的曲轴，对这种球部分的抛光要求高精密度。

迄今为止，缝纫机曲轴球部分由一圆柱形磨削加工装置加以磨削，它使用了一高速旋转的盘形砂轮。在表面用一圆柱形磨削机磨削至表面粗糙度约0.8Ra后，进行称作油研磨或油磨以进行精加工表面。在油磨加工中，在用圆柱形磨削机进行常规磨削后，球形部分(以后称作球)和一杆连在一起，油被供到连接部分上，然后引起旋转直到接合部分获得平稳摩擦运动为止。在磨削加工中，可使用在机油(即一研磨剂)中悬浮的砂轮粉(下文称作剪屑)的悬浮物来代替油研磨加工中的油。

但利用上述圆柱磨削机的单独磨削，不能得到0.2Ra或更低的表面粗糙度。如果得到低于0.2Ra的表面粗糙度的话，必须采用#100或以上的砂轮。这意味着磨削不仅需要较长的时间而且由于堵塞产生打磨过热现象，因而降低了成品球的表面硬度。此外，在油研磨加工中，操作是不方便的，并且效率格外低，在磨削加工中，剪屑(砂轮粉)侵入球或杆的表面，仅仅靠冲洗不能除去侵入的粉末。侵入的粉末促进了接合表面的磨损，并且大大地降低了接头的寿命。此外，上述加工使球的纵向直径略微短于横向直径，这样导致接合部分的不良摩擦。更进一步地，在油磨加工或油研磨加工中，为了精加工摩擦表面，要设置专门的球和杆。因此，如果精加工杆单独损坏的话，替换新的需另一精加工操作。即，存在着所涉及部件无互换性的问题。

本发明的一个目的是提供一种球表面磨削设备和方法，它能解决现有技术中的上述问题，并且其中通常磨削和精磨削作为系列操作来进行以稳定地提供具有高精确度的互换部件。

为了实现上述目的，按照本发明的一方面提供了一用于工件球表面磨削的设备，它包括一盘形砂轮，其凹形圆周表面与工件的球表面相吻合，一支承盘形砂轮以使其围绕着垂直于其圆平表面的中心轴线旋转的砂轮支承，一邻近砂轮支承设置的并平行于盘形砂轮旋转的台，一使所述台对着盘形砂轮旋转轴平行往复运动的驱动装置，一装在所述台一端部上的头架，一位于头架上并沿平行于盘形砂轮旋转轴延伸的主轴，一在主轴自由端上用于固定工件的法兰，一使主轴与法兰一同旋转的旋转装置以及一位于法兰上用于对工件的球表面进行精磨的精磨机，该机以磨粒尺寸细于盘形砂轮的不同砂轮对已被盘形砂轮的凹形圆周表面磨削过的工件球表面进行精磨。

按照本发明的第二方面，提供了一种用球表面磨削设备磨削工件球表面的方法，磨削设备包括一盘形砂轮，一支承盘形砂轮以使其围绕着垂直于其圆平表面中心轴旋转的砂轮支承，一邻近于砂轮支承设置的并平行于所述盘形砂轮旋转轴的台，使所述台对着盘形砂轮旋转轴平行往复运动的驱动装置，一装在台端部上的头架，一位于头架上并沿平行于盘形砂轮旋转轴延伸的主轴，一位于主轴自由端用于固定工件的法兰以及使主轴与法兰一同旋转的旋转装置，一具有空心圆柱体的精磨削机，该机用于对已被盘形砂轮的凹形圆周表面磨削过的工件的球表面进行精磨，精磨削机具有一磨粒尺寸比盘形砂轮细的不同砂轮，所述的空心圆柱体的端部具有向内凸、斜的表面，并将圆柱体设在所述法兰上，所述的方法包括用盘形砂轮的凹圆周表面磨削固定到法兰上的工件的球表面，接着用一弹性装置将一个磨粒尺寸细于盘形砂轮的所述空心圆柱砂轮推靠到球表面上以对球表面进行精磨，所述的精磨是从弹性装置完全被压缩时到它完全释放时进行，所以在从弹性装置开始释放到完全释放的时间内，空心圆柱形砂轮被弹性装置自身的弹力夹持着与球表面相接触。

由于在使用高速旋转的盘形砂轮的球表面磨削设备中，用磨粒尺寸细于盘形砂轮的不同砂轮对已被盘形砂轮磨削过的工件球表面进行精磨削，因此可以在同样的设备上连续地用盘形砂轮将工件的表面粗糙度磨至0.2-0.4Ra，并且在同一台设备上通过精磨削使表面粗糙度达到0.1-0.2Ra。这样能够消除轴向偏移并提高工件表面精度。

按照本发明，盘形砂轮是一种由粒度为#60至#80的磨粒模制而成的砂轮，例如可为盘形。盘形砂轮的圆周表面加工有一与工件球表面相配合的凹形。