阅读说明：本技术 一种超精密球体变摩擦系数加工方法 (Variable friction coefficient processing method for ultra-precise sphere ) 是由 吕迅 张冬峰 于 2019-10-22 设计创作，主要内容包括：一种超精密球体的变摩擦系数加工方法,实现该方法的装置包括基台、平盘、沟槽盘、驱动装置和加载装置；沟槽盘开有设定形状的V形沟槽轨道,沟槽盘通过驱动装置驱动,平盘表面根据设定规则划分成类扇形区域,相邻扇形区域采用不同的材质,平盘弹性悬接在加载装置上,加载装置安装在基台上；所述加工方法的过程如下；将球体放入沟槽盘的沟槽轨道中,加载装置调节平盘下压,通过驱动装置带动沟槽盘做定轴匀速转动,进而带动球体在沟槽中滚动,研磨液通过平盘中心孔导入,研磨盘加工面与球体之间通过磨粒接触,在球体滚动的过程中对球体实现材料去除。本发明可适应尺寸小于1微米的微球的批量加工,设备简单、成本低且维修方便。(A variable friction coefficient processing method of an ultra-precise sphere is disclosed, wherein a device for realizing the method comprises a base station, a flat disc, a groove disc, a driving device and a loading device; the groove disc is provided with a V-shaped groove track with a set shape, the groove disc is driven by a driving device, the surface of the flat disc is divided into similar fan-shaped areas according to a set rule, the adjacent fan-shaped areas are made of different materials, the flat disc is elastically suspended on a loading device, and the loading device is installed on a base station; the processing method comprises the following steps; the ball body is placed into a groove track of the groove disc, the loading device adjusts the flat disc to press downwards, the driving device drives the groove disc to do constant-speed rotation of a fixed shaft, the ball body is driven to roll in the groove, grinding fluid is guided in through a center hole of the flat disc, a machining surface of the grinding disc is in contact with the ball body through abrasive particles, and the ball body is removed in the rolling process of the ball body. The invention can be suitable for batch processing of microspheres with the size less than 1 micron, and has the advantages of simple equipment, low cost and convenient maintenance.)

一种超精密球体变摩擦系数加工方法

技术领域

本发明涉及到一种超精密球体加工领域，尤其涉及到一种超精密球体的变摩擦系数加工方法。

背景技术

随着机电领域向着精密化与微型化方向的发展和延伸，超精密轴承的作用日益突出，其关键组成部件的轴承球必须为高精度球体。

传统超精密球体加工方式多为同心圆加工方式，该种方式借助于搅拌装置实现了球面研磨轨迹的全包络，提高球体和表面粗糙度，但是该种加工方式加工效率低，并且搅拌装置的搅拌运动效果不收控制，基于一定的概率，通过该种加工方式加工出的球体一致性差。通过该种加工方式衍生出的其他如偏心圆加工方式等加工效果尚不如其。也有如自转角主动控制加工方式的加工效果有所提高，但是该种加工方式不适合尺寸小的微球加工。

发明内容

为了克服现有超精密球体加工方式的不适合尺寸小的微球加工的不足，本发明提供一种可以满足包括微球的各种尺寸的球体的超精密高效加工方法。

为了实现上述目的，本发明提供如下的技术方案：

一种超精密球体的变摩擦系数加工方法，实现该方法的装置包括基台、平盘、沟槽盘、驱动装置和加载装置；沟槽盘开有特定形状的V形沟槽轨道，沟槽盘通过驱动装置驱动，平盘表面根据设定规则划分成类扇形区域，相邻扇形区域采用不同的材质，平盘弹性悬接在加载装置上，加载装置安装在基台上；所述加工方法的过程如下；将球体放入沟槽盘的沟槽轨道中，加载装置调节平盘下压，通过驱动装置带动沟槽盘做定轴匀速转动，进而带动球体在沟槽中滚动，研磨液通过平盘中心孔导入，研磨盘加工面与球体之间通过磨粒接触，在球体滚动的过程中对球体实现材料去除。

进一步，平盘表面不同扇形区域由两种材质交替镶嵌而成，两种材质为材质A和B，并合上沟槽盘材质为材质C，该三种材质与代加工球体材质的摩擦系数满足球体与沟槽盘C研磨面的滑动摩擦力介于球体与平盘A研磨面和B研磨面的摩擦力之间。

再进一步，平盘与加载装置之间通过螺钉悬接，通过弹簧加载。

更进一步，沟槽盘由驱动装置带动其做定轴匀速转动。

沟槽盘表面V形沟槽的中心曲线要求不能是圆形，且V形槽大小根据待加工球体的大小而定。

本发明的有益效果为：可适应尺寸小于1毫米的微球的批量加工，设备简单、成本低且维修方便。

附图说明

图1是超精密球体变摩擦系数加工装置的整体示意图；

图2是平盘表面扇形结构示意图；

图3是沟槽盘沟槽结构示意图；

图中1-加载装置，2-螺钉，3-弹簧，4-平盘，5-球体，6-沟槽盘，7-基台，8-控制装置，9-驱动装置，61-沟槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明超精密球体的变摩擦系数加工方法进行详细地说明。

参照图1～图3，一种超精密球体的变摩擦系数加工方法，实现该方法的装置包括平盘4、基台7、沟槽盘6、驱动装置9、控制装置8和加载装置1。

沟槽盘6开有特定形状的V形沟槽轨道，沟槽盘6通过驱动装置9驱动，平盘4表面根据设定规则划分成类扇形区域，相邻扇形区域采用不同的材质，平盘4弹性悬接在加载装置1上，加载装置1安装在基台7上。

进一步，平盘4表面不同扇形区域由两种材质交替镶嵌而成，两种材质为材质A和B，并合上沟槽盘材质为材质C，该三种材质与代加工球体材质的摩擦系数满足球体与沟槽盘C研磨面的滑动摩擦力介于球体与平盘A研磨面和B研磨面的摩擦力之间。

再进一步，平盘4与加载装置1之间通过螺钉2悬接，通过弹簧3加载。

更进一步，沟槽盘6由驱动装置9带动其做定轴匀速转动。

沟槽盘6表面V形沟槽的中心曲线要求不能是圆形，且V形槽大小根据待加工球体的大小而定。

操作时，将球体5放入沟槽盘的沟槽61轨道中，加载装置1调节平盘4下压，通过驱动装置8带动沟槽盘6做定轴匀速转动，进而带动球体5在沟槽61中滚动，研磨液通过平盘4中心孔导入，研磨盘加工面与球体5之间通过磨粒接触，在球体5滚动的过程中对球体5实现材料去除，不断地提高球度，由于平盘4表面具有不同摩擦系数的扇形区域分布结构结合沟槽曲线61的变曲率，实现球体表面研磨区域时刻都在变，每个周期都不同，这样就可以满足球面研磨轨迹的全包络，且加工效率较高，但是球体5又始终与研磨盘保持接触，因此加工出来的球体一致性高。