專(zhuān)利名稱(chēng)：一種聚晶金剛石復(fù)合片表面拋光機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)械拋光裝置，尤其涉及一種可用于拋光大面積聚晶金剛石復(fù)合片表面的拋光機(jī)，屬于金屬表面加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
聚晶金剛石(Polycrystalline diamond，簡(jiǎn)稱(chēng)PCD)復(fù)合片是一種將人造金剛石粉和粘接劑等放置在硬質(zhì)合金襯底上，通過(guò)高溫、高壓合成的復(fù)合材料。聚晶金剛石復(fù)合片兼有聚晶金剛石的極高耐磨性和硬質(zhì)合金的高抗沖擊性，使其具備優(yōu)異的切削性能。它被用于制作各種刀具，廣泛應(yīng)用于對(duì)有色金屬及其合金、高硬度材料、非金屬材料以及增強(qiáng)型復(fù)合材料等的精密切削加工。用聚晶金剛石復(fù)合片制作的刀具，不僅大幅度提高了刀具耐用度、提高了切削加工效率、保證了加工精度、改善了被加工工件的表面質(zhì)量，而且解決了許多難加工材料的加工問(wèn)題，擴(kuò)充了切削加工應(yīng)用范圍。
為了確保切削加工時(shí)能迅速排屑、避免被加工工件表面被劃傷，大多數(shù)復(fù)合片的 PCD表面需要進(jìn)行拋光，使其達(dá)到鏡面效果。實(shí)際生產(chǎn)中一般用機(jī)械拋光方法實(shí)施復(fù)合片的 PCD表面拋光。現(xiàn)有技術(shù)中多采用包含端面磨輪和固定式夾具的拋光機(jī)床對(duì)復(fù)合片的PCD 表面進(jìn)行拋光。
如圖1所示，已知的拋光機(jī)床主要分為磨輪部和夾具部?jī)刹糠帧?br> 其中，磨輪部包括皮帶1、電機(jī)皮帶輪2、電機(jī)3、主軸軸承22、磨輪主軸23、主軸套筒M、大皮帶輪25和端面磨輪4 ；電機(jī)皮帶輪2安裝在電機(jī)3的輸出軸上，電機(jī)皮帶輪2 和大皮帶輪25通過(guò)皮帶1相連，大皮帶輪25安裝在磨輪主軸23的一端，磨輪主軸23的另一端安裝有端面磨輪4，磨輪主軸23通過(guò)主軸軸承22支撐在主軸套筒M上，主軸套筒M 和電機(jī)3固定在機(jī)床上。磨輪部的電機(jī)3通過(guò)電機(jī)皮帶輪2、皮帶1、大皮帶輪25驅(qū)動(dòng)磨輪主軸23和端面磨輪4高速旋轉(zhuǎn)。
夾具部又可以分為齒圈夾具21、拋光壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)和夾具旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)三部分。 齒圈夾具21用于粘接復(fù)合片5 ；拋光壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)用于將齒圈夾具21和復(fù)合片5壓向端面磨輪4，夾具旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)齒圈夾具21和復(fù)合片5旋轉(zhuǎn)。
拋光壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)包括自定位鋼球6、滾動(dòng)軸7、滾珠套8、彈簧10、彈簧座11、調(diào)節(jié)螺釘12、鋼球13。拋光壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)位于齒圈夾具21之上。當(dāng)擰緊調(diào)節(jié)螺釘12，可推動(dòng)鋼球13、彈簧座11將彈簧10壓縮，引發(fā)彈簧10產(chǎn)生彈性壓力。彈簧10套在滾動(dòng)軸7上端，其通過(guò)滾動(dòng)軸7、自定位鋼球6將齒圈夾具21和復(fù)合片5壓緊在端面磨輪4上。滾動(dòng)軸 7由滾珠套8定位在夾具體9內(nèi)，可沿自身軸向自由移動(dòng)，夾具體9固定在機(jī)床上。拋光壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)主要通過(guò)擰緊或松動(dòng)調(diào)節(jié)螺釘12，來(lái)調(diào)節(jié)施加在彈簧10上的力，從而調(diào)節(jié)齒圈夾具21與端面磨輪4之間的壓緊程度。
夾具旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括減速電機(jī)14、小齒型帶輪15、齒形帶16、大齒型帶輪17、 軸承18、傳動(dòng)軸19、小齒輪20。減速電機(jī)14固定在機(jī)床上，減速電機(jī)14的輸出軸上安裝有小齒型帶輪15。大齒型帶輪17安裝在傳動(dòng)軸19的一端，傳動(dòng)軸19通過(guò)軸承18安裝在夾具體9內(nèi)，傳動(dòng)軸19的另一端安裝有小齒輪20，小齒輪20與齒圈夾具21嚙合。夾具旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的減速電機(jī)14通過(guò)小齒型帶輪15和齒形帶16驅(qū)動(dòng)大齒型帶輪17、傳動(dòng)軸19和小齒輪20旋轉(zhuǎn)，小齒輪20嚙合齒圈夾具21帶動(dòng)復(fù)合片5繞齒圈夾具21旋轉(zhuǎn)中心低速旋轉(zhuǎn)。
拋光時(shí)，先將復(fù)合片5粘接在齒圈夾具21上。將調(diào)節(jié)螺釘12對(duì)正彈簧座11上鋼球13 ；擰緊調(diào)節(jié)螺釘12，彈簧10變形，拋光壓力通過(guò)滾動(dòng)軸7和自定位鋼球6施加在齒圈夾具21和復(fù)合片5上。啟動(dòng)電機(jī)3和減速電機(jī)14 ；電機(jī)3通過(guò)電機(jī)皮帶輪2、皮帶1、大皮帶輪25驅(qū)動(dòng)磨輪主軸23和端面磨輪4高速旋轉(zhuǎn)；減速電機(jī)14通過(guò)小齒型帶輪15、齒形帶 16驅(qū)動(dòng)大齒型帶輪17、傳動(dòng)軸19和小齒輪20旋轉(zhuǎn)，小齒輪20嚙合齒圈夾具21低速轉(zhuǎn)動(dòng)。
由上可知，拋光過(guò)程中，通過(guò)齒圈夾具21自轉(zhuǎn)和端面磨輪4的旋轉(zhuǎn)，使得復(fù)合片5 相對(duì)于端面磨輪4轉(zhuǎn)動(dòng)，從而完成對(duì)聚晶金剛石復(fù)合片待拋光表面的拋光處理。由于電機(jī) 3、主軸套筒M、夾具體9、減速電機(jī)14固定在機(jī)床上，用傳統(tǒng)拋光設(shè)備拋光復(fù)合片，工件旋轉(zhuǎn)中心相對(duì)端面磨輪4的端面接觸線固定。對(duì)于厚度大、直徑小的聚晶金剛石復(fù)合片，用傳統(tǒng)拋光設(shè)備是適宜的。
隨著聚晶金剛石復(fù)合片的直徑增大、厚度減薄，尤其大面積聚晶金剛石復(fù)合片的出現(xiàn)，聚晶金剛石復(fù)合片的直徑已超過(guò)端面磨輪寬度一倍以上，而且厚度也比以往產(chǎn)品薄很多。當(dāng)使用傳統(tǒng)拋光設(shè)備拋光薄厚度、大面積聚晶金剛石復(fù)合片表面時(shí)，則存在一些問(wèn)題。
由于大面積聚晶金剛石復(fù)合片被拋光表面直徑大于端面磨輪環(huán)寬，而采用傳統(tǒng)拋光設(shè)備拋光時(shí)，被拋光表面與端面磨輪接觸線固定，故工件旋轉(zhuǎn)中心與端面磨輪無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)。為了加工出完整的鏡面效果，使用上述拋光機(jī)，需對(duì)大面積聚晶金剛石復(fù)合片反復(fù)多次拋光才能完成，造成拋光時(shí)間超長(zhǎng)。發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種聚晶金剛石復(fù)合片表面拋光機(jī)，該拋光機(jī)能實(shí)現(xiàn)拋光過(guò)程中工件自轉(zhuǎn)同時(shí)在拋光區(qū)域內(nèi)連續(xù)位移，提高了大面積聚晶金剛石復(fù)合片表面拋光的效率。
為實(shí)現(xiàn)上述的發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述的技術(shù)方案
一種聚晶金剛石復(fù)合片表面拋光機(jī)，包括用于對(duì)所述復(fù)合片進(jìn)行夾持并使其旋轉(zhuǎn)的夾具部；所述夾具部包括用于夾持復(fù)合片的工件夾具，和用于調(diào)整拋光壓力大小的拋光壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)；所述工件夾具位于所述復(fù)合片的上方，所述拋光壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)連接于所述工件夾具，其特征在于，所述夾具部還包括
夾具旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，耦合于所述工件夾具，用于使所述工件夾具繞自身中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)；
夾具體旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，用于使所述工件夾具的所述中心軸，繞平行于所述中心軸的軸旋轉(zhuǎn)。
較優(yōu)地，所述夾具體旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是雙搖桿擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括夾具體轉(zhuǎn)軸，從動(dòng)軸、偏心軸和固定轉(zhuǎn)軸，所述夾具體轉(zhuǎn)軸和所述固定轉(zhuǎn)軸之間的中心距固定，所述中心軸、所述從動(dòng)軸和所述夾具體轉(zhuǎn)軸位于同一直線上，所述偏心軸和固定轉(zhuǎn)軸之間設(shè)置有輔助搖桿，所述偏心軸繞所述從動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)。
所述夾具旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括主動(dòng)軸和電機(jī)，所述主動(dòng)軸和所述從動(dòng)軸均由所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。
所述主動(dòng)軸與所述從動(dòng)軸通過(guò)齒輪嚙合或同步齒形帶傳動(dòng)來(lái)傳遞動(dòng)力，所述齒輪嚙合或所述同步齒形帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比在41 51之間。
所述主動(dòng)軸與所述工件夾具中心軸之間的中心距大于正常齒輪嚙合的標(biāo)準(zhǔn)中心距0. 5mm,以便有足夠空間滿(mǎn)足所述工件夾具自適應(yīng)定位。
所述偏心軸和所述從動(dòng)軸之間的距離由所述復(fù)合片的擺動(dòng)范圍決定；所述偏心軸和所述固定轉(zhuǎn)軸之間的距離由所述復(fù)合片的擺動(dòng)范圍的中間位置決定。
所述輔助搖桿的工作長(zhǎng)度由所述復(fù)合片的擺動(dòng)范圍的中間位置決定。
較優(yōu)地，該拋光機(jī)還包括用于維持所述拋光壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)整體和所述工件夾具穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)的定位機(jī)構(gòu)，所述定位機(jī)構(gòu)與所述拋光壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)可旋轉(zhuǎn)地連接，所述定位機(jī)構(gòu)可繞所述夾具體轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。
較優(yōu)地，該拋光機(jī)中所述工件夾具具有三點(diǎn)夾持工件結(jié)構(gòu)，三個(gè)夾持著力點(diǎn)均勻分布在夾持工件外圓上。
所述夾持著力點(diǎn)連線與所述復(fù)合片貼合工件夾具的接觸面成銳角，形成促使所述復(fù)合片向所述工件夾具接觸面貼緊的分力。
與傳統(tǒng)拋光設(shè)備比較，本發(fā)明通過(guò)該夾具旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和夾具體旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的結(jié)合實(shí)現(xiàn)了拋光過(guò)程中復(fù)合片繞工件夾具中心自轉(zhuǎn)的同時(shí)在端面磨輪上連續(xù)位移，解決了傳統(tǒng)拋光設(shè)備中拋光時(shí)復(fù)合片待拋光表面與端面磨輪接觸線固定的問(wèn)題。較優(yōu)地，采用雙搖桿擺動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)所述工件夾具的中心軸，繞平行于所述中心軸的軸旋轉(zhuǎn)，并且通過(guò)一個(gè)電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)軸和從動(dòng)軸同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)也使得整個(gè)拋光機(jī)結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單和緊湊。同時(shí)，本發(fā)明還公開(kāi)了一種在該拋光機(jī)中使用的，用于夾持復(fù)合片的工件夾具，該工件夾具使用三點(diǎn)夾持的方式來(lái)固定復(fù)合片，較優(yōu)地，所述夾持著力點(diǎn)連線與所述復(fù)合片貼合工件夾具的接觸面成銳角，使得復(fù)合片緊密貼合在工件夾具的接觸面上。
該拋光機(jī)使復(fù)合片繞工件夾具中心自轉(zhuǎn)的同時(shí)在端面磨輪上連續(xù)位移，解決了傳統(tǒng)拋光設(shè)備中拋光時(shí)復(fù)合片待拋光表面與端面磨輪接觸線固定的問(wèn)題，改善了復(fù)合片和端面磨輪的相互接觸吻合狀態(tài)，降低了端面磨輪的平整與圓滑修整難度，降低了對(duì)操作者的技術(shù)要求，從而，使得一次完成對(duì)大面積聚晶金剛石復(fù)合片的拋光工作成為可能。此外，當(dāng)一臺(tái)拋光機(jī)中安裝多套具有該雙搖桿擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的夾具部時(shí)，可同時(shí)拋光多片大面積聚晶金剛石復(fù)合片，大大提高了設(shè)備利用率。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的拋光機(jī)床的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明中雙搖桿擺動(dòng)機(jī)構(gòu)主剖視結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明中雙搖桿擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖4是本發(fā)明中雙搖桿擺動(dòng)機(jī)構(gòu)輔助搖桿及連接部位結(jié)構(gòu)示意圖5(a)是本發(fā)明中工件夾具結(jié)構(gòu)示意圖，圖5(b)是工件夾具的H_H剖視圖；5
圖6是對(duì)稱(chēng)安裝兩個(gè)雙搖桿擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作原理圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明所提供的聚晶金剛石復(fù)合片表面拋光機(jī)，包括用于對(duì)復(fù)合片35進(jìn)行拋光處理的磨輪部，和用于對(duì)復(fù)合片35進(jìn)行夾持并使其旋轉(zhuǎn)的夾具部，其F-F剖視圖如圖2所
7J\ ο其中，磨輪部包括端面磨輪34、用于驅(qū)動(dòng)端面磨輪34旋轉(zhuǎn)的電機(jī)32，以及其他用于支撐端面磨輪34和用于傳遞電機(jī)32輸出動(dòng)力的輔助機(jī)構(gòu)，主要包括電機(jī)皮帶輪31、主軸軸承33、磨輪支撐軸62、主軸套筒63、大皮帶輪64、皮帶65。電機(jī)皮帶輪31安裝在電機(jī) 32的輸出軸上，電機(jī)皮帶輪31和大皮帶輪64通過(guò)皮帶65傳遞動(dòng)力，大皮帶輪64安裝在磨輪支撐軸62的一端，磨輪支撐軸62的另一端安裝有端面磨輪34，磨輪支撐軸62通過(guò)主軸軸承33支撐在主軸套筒63內(nèi)，主軸套筒63和電機(jī)32固定在機(jī)床上。磨輪部的電機(jī)32通過(guò)電機(jī)皮帶輪31、皮帶65、大皮帶輪64驅(qū)動(dòng)磨輪支撐軸62和端面磨輪34高速旋轉(zhuǎn)。夾具部作為本發(fā)明主要改進(jìn)的地方，可以分為工件夾具61、拋光壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)、夾具旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和夾具體旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)四部分。工件夾具61位于復(fù)合片35的上方，用于夾持復(fù)合片35。拋光壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)連接于工件夾具61的上方，用于將工件夾具61和復(fù)合片35 壓向端面磨輪34，并可以調(diào)整拋光壓力的大小。夾具旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)耦合于工件夾具61，用于使工件夾具61繞自身中心軸(參見(jiàn)圖3和圖6中的E)轉(zhuǎn)動(dòng)。夾具體旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，用于使工件夾具61的中心軸，繞平行于工件夾具61中心軸的軸(參見(jiàn)圖3和圖6中的A)旋轉(zhuǎn)， 即用于使工件夾具61和復(fù)合片35在端面磨輪34拋光區(qū)域內(nèi)連續(xù)往返位移。較優(yōu)地，可通過(guò)同一電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)工件夾具61繞自身中心軸旋轉(zhuǎn)和使工件夾具61的中心軸，繞平行于工件夾具61中心軸的軸旋轉(zhuǎn)。該拋光壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)包括自適應(yīng)定位鋼球36、緊定軸37、滾珠套38、彈簧39、彈簧座40、力傳感器41、傳感器座42、鋼球43和調(diào)節(jié)螺釘44。拋光壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)中的緊定軸 37下端安裝有自適應(yīng)定位鋼球36，緊定軸37通過(guò)自適應(yīng)定位鋼球36將工件夾具61壓緊在端面磨輪34上；緊定軸37通過(guò)滾珠套38定位在夾具體57內(nèi)，并且可沿自身軸向靈活移動(dòng)，緊定軸37上端有彈簧39，彈簧39 —端頂壓緊定軸37，另一端頂壓彈簧座40 ；彈簧座40 上端設(shè)有調(diào)節(jié)螺釘44，在彈簧座40和調(diào)節(jié)螺釘44之間裝有鋼球43。拋光壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)主要通過(guò)擰緊或松動(dòng)調(diào)節(jié)螺釘44，來(lái)調(diào)節(jié)施加在彈簧39上的力，從而調(diào)節(jié)工件夾具61與端面磨輪34之間的壓緊程度。較優(yōu)地，可在彈簧座40與鋼球43之間固定安裝有用于測(cè)量拋光壓力的力傳感器41和用于固定力傳感器41的傳感器座42，該力傳感器41可將調(diào)節(jié)螺釘 44的壓力傳遞給所述緊定軸37，并將壓力值顯示在與之相連的顯示設(shè)備上。較優(yōu)地，表面拋光機(jī)還包括定位機(jī)構(gòu)，該定位機(jī)構(gòu)與拋光壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)可旋轉(zhuǎn)地連接，并且可繞夾具體轉(zhuǎn)軸56旋轉(zhuǎn)，用于維持所述拋光壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)和工件夾具61整體在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的平穩(wěn)性。定位機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)臂48、轉(zhuǎn)臂軸承49、轉(zhuǎn)臂支桿50。其中，轉(zhuǎn)臂48—端通過(guò)轉(zhuǎn)臂軸承49支撐在轉(zhuǎn)臂支桿50上，轉(zhuǎn)臂支桿50安裝在夾具體57上，轉(zhuǎn)臂支桿50位于夾具體轉(zhuǎn)軸56頂端；轉(zhuǎn)臂48可繞轉(zhuǎn)臂支桿50轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)臂48另一端安裝有調(diào)節(jié)螺釘44。工作時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)臂48，將調(diào)節(jié)螺釘44對(duì)正鋼球43 ；擰動(dòng)調(diào)節(jié)螺釘44，通過(guò)傳感器座42、力傳感器41、彈簧座40將拋光壓力施加在彈簧39上，引發(fā)彈簧39壓縮，彈簧39通過(guò)緊定軸37、自適應(yīng)定位鋼球36將拋光壓力傳施加在工件夾具61和復(fù)合片35上，復(fù)合片 35的待拋光面與端面磨輪34接觸。當(dāng)卸出工件夾具61時(shí)，松開(kāi)調(diào)節(jié)螺釘44，而后轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)臂48，錯(cuò)開(kāi)鋼球43 ((錯(cuò)開(kāi)調(diào)節(jié)螺釘44與緊定軸37的軸線)，再提升緊定軸37，讓其下端脫開(kāi)工件夾具61即可。該夾具旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于使工件夾具61繞自身中心軸E轉(zhuǎn)動(dòng)。該夾具旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)主要包括提供驅(qū)動(dòng)力的減速電機(jī)45、聯(lián)軸套46、電機(jī)座47、軸承58、主動(dòng)軸59和小齒輪60。其中，減速電機(jī)45安裝在電機(jī)座47上，電機(jī)座47安裝在夾具體57上。減速電機(jī) 45通過(guò)聯(lián)軸套46與主動(dòng)軸59直連。主動(dòng)軸59通過(guò)軸承58安裝在夾具體57內(nèi)，主動(dòng)軸 59伸出夾具體57的上端連接減速電機(jī)45，下端安裝有小齒輪60，小齒輪60與工件夾具61 嚙合。減速電機(jī)45直接通過(guò)小齒輪60，驅(qū)動(dòng)工件夾具61帶動(dòng)復(fù)合片35轉(zhuǎn)動(dòng)。夾具體旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，用于使工件夾具61中心軸E，繞平行于所述中心軸的軸A旋轉(zhuǎn)。 該夾具體旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可通過(guò)雙搖桿擺動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然也可以采用其它方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如， 采用兩個(gè)擺臂，來(lái)實(shí)現(xiàn)工件夾具61的中心軸E繞平行于所述中心軸的軸A旋轉(zhuǎn)；使兩個(gè)擺臂的一端分別可旋轉(zhuǎn)地連接到拋光壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)的上下部，使兩個(gè)擺臂的另一端分別連接到具有旋轉(zhuǎn)軸A的同一部件的不同位置上，使兩個(gè)連接點(diǎn)到旋轉(zhuǎn)軸A的距離不等；利用電機(jī)驅(qū)動(dòng)該部件旋轉(zhuǎn)，兩個(gè)擺臂繞該相同旋轉(zhuǎn)軸A旋轉(zhuǎn)，從而使工件夾具61在繞自身中心軸E 旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，繞平行于該中心軸的軸A旋轉(zhuǎn)。較優(yōu)地，本實(shí)施例中采用雙搖桿擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，并使該雙搖桿擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作由減速電機(jī)45來(lái)驅(qū)動(dòng)。下面結(jié)合圖2和圖3對(duì)其具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。圖2是雙搖桿擺動(dòng)機(jī)構(gòu)F-F 主剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是雙搖桿擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的俯視示意圖，為了更清楚顯示雙搖桿擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，圖中截去了減速電機(jī)45及其連接部分，以及緊定軸37上部的拋光壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)和位于雙搖桿擺動(dòng)機(jī)構(gòu)上方的定位機(jī)構(gòu)。如圖2所示，夾具體轉(zhuǎn)軸56固定在機(jī)床上，A是夾具體轉(zhuǎn)軸56的中心軸，夾具體 57可繞夾具體轉(zhuǎn)軸56的中心軸A轉(zhuǎn)動(dòng)；夾具體轉(zhuǎn)軸56和夾具體57之間由夾具支撐軸承 55支撐。在夾具體57上主動(dòng)軸59和夾具體轉(zhuǎn)軸56之間設(shè)有從動(dòng)軸M，B是從動(dòng)軸M的中心軸，從動(dòng)軸M通過(guò)軸承58支撐在夾具體57內(nèi)，該從動(dòng)軸M與主動(dòng)軸59 —起由減速電機(jī)45驅(qū)動(dòng)。在主動(dòng)軸59上部伸出夾具體57的部分安裝有小齒帶輪51，從動(dòng)軸M伸出夾具體57的上端安裝有大齒帶輪53，小齒帶輪51由齒形帶52帶動(dòng)大齒帶輪53繞從動(dòng)軸 54中心軸B轉(zhuǎn)動(dòng)。較優(yōu)地，在電機(jī)座47上安裝有張緊輪66，用于張緊齒形帶52，保證齒形帶52的正常傳動(dòng)。當(dāng)然，上述同步帶傳動(dòng)機(jī)制，也可改由齒輪傳動(dòng)來(lái)傳遞減速電機(jī)45的輸出功。在從動(dòng)軸M伸出夾具體57的上端安裝大齒輪，在主動(dòng)軸59上部伸出夾具體57的部分安裝小齒輪，將該拋光機(jī)中的同步帶傳動(dòng)的大、小齒帶輪和齒形帶替換為等傳動(dòng)比的嚙合齒輪即可。較優(yōu)地，當(dāng)減速電機(jī)45的輸出轉(zhuǎn)速10 15r/min，驅(qū)動(dòng)雙搖桿擺動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的小齒帶輪51與大齒帶輪53齒數(shù)比或者小齒輪與大齒輪的齒數(shù)比為1 4 1 5，即主動(dòng)軸 59和從動(dòng)軸M的轉(zhuǎn)速比在4 1 5 1之間時(shí)，拋光效率較佳。如圖4所示，在大齒帶輪53上安裝有偏心軸67，C是偏心軸67的中心軸；固定轉(zhuǎn)軸69通過(guò)夾具固定板70固定在機(jī)床上，D是固定轉(zhuǎn)軸69的中心軸；在偏心軸67和固定轉(zhuǎn)軸69之間設(shè)置有輔助搖桿68。輔助搖桿68的一端與偏心軸67連接，另一端與固定轉(zhuǎn)軸 69連接，兩端分別可繞偏心軸67的中心軸C和固定轉(zhuǎn)軸69的中心軸D轉(zhuǎn)動(dòng)。隨著大齒帶輪53轉(zhuǎn)動(dòng)，偏心軸67的中心軸C繞從動(dòng)軸M的中心軸B轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)夾具體57和輔助搖桿68擺動(dòng)，使緊定軸37下面的工件夾具61和復(fù)合片35在端面磨輪34上來(lái)回移動(dòng)。改變從動(dòng)軸M至偏心軸67的中心距離，可以改變復(fù)合片35的擺動(dòng)范圍，也即可以改變復(fù)合片35在端面磨輪34內(nèi)來(lái)回?cái)[動(dòng)的角度。而通過(guò)調(diào)整輔助搖桿68的工作長(zhǎng)度，即偏心軸67 至固定轉(zhuǎn)軸69之間的距離，可以確定復(fù)合片35擺動(dòng)范圍的中間位置。圖4是輔助搖桿及連接部位結(jié)構(gòu)示意圖，由圖3所示雙搖桿擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的G-G剖視得到。從圖4可知，輔助搖桿68 —端通過(guò)軸承72安裝在偏心軸67上，另一端通過(guò)軸承72 安裝在固定轉(zhuǎn)軸69上方的軸承套71內(nèi)，輔助搖桿68上開(kāi)有長(zhǎng)槽，可以在長(zhǎng)槽內(nèi)移動(dòng)軸承套71的位置。通過(guò)移動(dòng)軸承套71可調(diào)整輔助搖桿68的使用長(zhǎng)度，調(diào)整后用鎖緊母73將軸承套71固定在輔助搖桿68上。從上述結(jié)構(gòu)可知，該雙搖桿擺動(dòng)機(jī)構(gòu)包括工作搖桿、輔助搖桿、連桿和機(jī)架。將圖3 中結(jié)構(gòu)件縮略成桿，將各活動(dòng)軸承縮略為關(guān)節(jié)點(diǎn)，得到雙搖桿擺動(dòng)機(jī)構(gòu)工作原理圖。其中， 從動(dòng)軸討的中心軸B至偏心軸67的中心軸C構(gòu)成連桿BC，隨著大齒帶輪53旋轉(zhuǎn)，連桿BC 繞從動(dòng)軸討的中心軸B轉(zhuǎn)動(dòng)；工件夾具61中心軸E至夾具體轉(zhuǎn)軸56中心軸A形成一根搖桿，稱(chēng)工作搖桿AE，工作搖桿AE繞夾具體轉(zhuǎn)軸56中心軸A擺動(dòng)；偏心軸67中心軸C至固定轉(zhuǎn)軸69中心軸D形成另一根搖桿，稱(chēng)輔助搖桿CD，輔助搖桿CD繞固定轉(zhuǎn)軸69中心軸 D擺動(dòng)；固定轉(zhuǎn)軸69和夾具體轉(zhuǎn)軸56均通過(guò)夾具固定板70固定在機(jī)床上，因此，固定轉(zhuǎn)軸 69中心軸D至夾具體轉(zhuǎn)軸56中心軸A構(gòu)成機(jī)架AD，機(jī)架AD固定在機(jī)床上，在拋光過(guò)程中不發(fā)生移動(dòng)。在拋光過(guò)程中，連桿BC是主動(dòng)旋轉(zhuǎn)桿，繞從動(dòng)軸M的中心軸B勻速轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)工作搖桿AE和輔助搖桿⑶擺動(dòng)，使工件夾具61中心軸E在位置El和位置E2之間往返運(yùn)動(dòng)。工件夾具61本身可以繞中心軸E進(jìn)行自轉(zhuǎn)，在雙搖桿擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下還可以在位置El和位置E2之間繞夾具體轉(zhuǎn)軸56中心軸A旋轉(zhuǎn)。其中，連桿BC的長(zhǎng)度對(duì)工件夾具61 的擺動(dòng)速度和擺動(dòng)范圍影響最大，連桿BC的長(zhǎng)度由工件夾具61的擺動(dòng)范圍決定；輔助搖桿 CD的工作長(zhǎng)度由工件夾具61的擺動(dòng)范圍的中間位置決定。較優(yōu)地，該實(shí)施例還給出了工件夾具61的一種較佳的夾持工件結(jié)構(gòu)一三點(diǎn)夾持工件結(jié)構(gòu)。如圖5(a)所示，從工件夾具61的H-H剖視圖(即圖5 (b))可見(jiàn)，工件夾具61 上表面中心開(kāi)設(shè)有錐型孔，用于放置自適應(yīng)定位鋼球36，工件夾具61可繞自適應(yīng)定位鋼球 36旋轉(zhuǎn)；其上部固定有齒圈74，用于與小齒輪60嚙合(見(jiàn)圖2)；兩個(gè)圓錐銷(xiāo)75和一個(gè)頂塊76組成夾持工件外圓的三點(diǎn)，并且均勻分布在夾持工件外圓上。夾緊時(shí)，兩個(gè)圓錐銷(xiāo)75 和一個(gè)頂塊76產(chǎn)生朝向基面的夾緊力，這樣促使復(fù)合片35與工件夾具61緊密結(jié)合。較優(yōu)地，夾持工件時(shí)夾持著力點(diǎn)連線與復(fù)合片35貼合工件夾具61的接觸面成銳角，這樣夾持工件的三點(diǎn)都產(chǎn)生傾向接觸面的夾緊力，促使復(fù)合片35和工件夾具61基面緊密貼合。較優(yōu)地，主動(dòng)軸59下端的小齒輪60與工件夾具61上齒圈74之間中心距大于正常齒輪嚙合的標(biāo)準(zhǔn)中心距0. 5mm,以便留出空間，讓工件夾具61在垂直平面內(nèi)能繞自適應(yīng)定位鋼球36做微量自適應(yīng)傾斜。上述拋光裝置中的夾具部可以一套或多套安裝于同一臺(tái)機(jī)床上，多套夾具部可均勻分布于端面磨輪34的周?chē)?，用于同時(shí)拋光多片復(fù)合片35。在此，以同一臺(tái)機(jī)床安裝兩套
8夾具部為例對(duì)拋光機(jī)中雙搖桿擺動(dòng)機(jī)構(gòu)工作原理進(jìn)行說(shuō)明。將圖3中結(jié)構(gòu)件縮略成桿，將各活動(dòng)軸承縮略為關(guān)節(jié)點(diǎn)，再將兩個(gè)雙搖桿擺動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)稱(chēng)放置在同一臺(tái)拋光機(jī)床上，得到圖6所示對(duì)稱(chēng)安裝的兩個(gè)雙搖桿擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作原理圖。其中，E是工件夾具61的中心軸， 即是復(fù)合片35的旋轉(zhuǎn)中心，其繞夾具體轉(zhuǎn)軸56中心軸A擺動(dòng)且不脫開(kāi)圖6所示端面磨輪 34的端面，連桿BC是主動(dòng)旋轉(zhuǎn)桿，繞從動(dòng)軸M的中心軸B勻速轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)工作搖桿AE和輔助搖桿⑶擺動(dòng)。將該機(jī)構(gòu)置入直角坐標(biāo)系，可得到t時(shí)刻工件夾具61中心軸E的χ、y 坐標(biāo)

權(quán)利要求
1.一種聚晶金剛石復(fù)合片表面拋光機(jī)，包括用于對(duì)所述復(fù)合片進(jìn)行夾持并使其旋轉(zhuǎn)的夾具部；所述夾具部包括用于夾持復(fù)合片的工件夾具，和用于調(diào)整拋光壓力大小的拋光壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)；所述工件夾具位于所述復(fù)合片的上方，所述拋光壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)連接于所述工件夾具，其特征在于，所述夾具部還包括夾具旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，耦合于所述工件夾具，用于使所述工件夾具繞自身中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)；夾具體旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，用于使所述工件夾具的所述中心軸，繞平行于所述中心軸的軸旋轉(zhuǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的聚晶金剛石復(fù)合片表面拋光機(jī)，其特征在于所述夾具體旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是雙搖桿擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括夾具體轉(zhuǎn)軸，從動(dòng)軸、偏心軸和固定轉(zhuǎn)軸，所述夾具體轉(zhuǎn)軸和所述固定轉(zhuǎn)軸之間的中心距固定，所述中心軸、所述從動(dòng)軸和所述夾具體轉(zhuǎn)軸位于同一直線上，所述偏心軸和固定轉(zhuǎn)軸之間設(shè)置有輔助搖桿，所述偏心軸繞所述從動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)。
3.如權(quán)利要求2所述的聚晶金剛石復(fù)合片表面拋光機(jī)，其特征在于所述夾具旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括主動(dòng)軸和電機(jī)，所述主動(dòng)軸和所述從動(dòng)軸均由所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。
4.如權(quán)利要求3所述的聚晶金剛石復(fù)合片表面拋光機(jī)，其特征在于所述主動(dòng)軸與所述從動(dòng)軸通過(guò)齒輪嚙合或同步齒形帶傳動(dòng)來(lái)傳遞動(dòng)力，所述齒輪嚙合或所述同步齒形帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比在41 51之間。
5.如權(quán)利要求3所述的聚晶金剛石復(fù)合片表面拋光機(jī)，其特征在于所述主動(dòng)軸與所述工件夾具中心軸之間的中心距大于正常齒輪嚙合的標(biāo)準(zhǔn)中心距 0. 5mm,以便有足夠空間滿(mǎn)足所述工件夾具自適應(yīng)定位。
6.如權(quán)利要求2所述的聚晶金剛石復(fù)合片表面拋光機(jī)，其特征在于所述偏心軸和所述從動(dòng)軸之間的距離由所述復(fù)合片的擺動(dòng)范圍決定；所述偏心軸和所述固定轉(zhuǎn)軸之間的距離由所述復(fù)合片的擺動(dòng)范圍的中間位置決定。
7.如權(quán)利要求2所述的聚晶金剛石復(fù)合片表面拋光機(jī)，其特征在于所述輔助搖桿的工作長(zhǎng)度由所述復(fù)合片的擺動(dòng)范圍的中間位置決定。
8.如權(quán)利要求2所述的聚晶金剛石復(fù)合片表面拋光機(jī)，其特征在于還包括用于維持所述拋光壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)整體和所述工件夾具穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)的定位機(jī)構(gòu)，所述定位機(jī)構(gòu)與所述拋光壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)可旋轉(zhuǎn)地連接，所述定位機(jī)構(gòu)可繞所述夾具體轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。
9.如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的聚晶金剛石復(fù)合片表面拋光機(jī)，其特征在于所述工件夾具具有三點(diǎn)夾持工件結(jié)構(gòu)，三個(gè)夾持著力點(diǎn)均勻分布在夾持工件外圓上。
10.如權(quán)利要求9所述的聚晶金剛石復(fù)合片表面拋光機(jī)，其特征在于所述夾持著力點(diǎn)連線與所述復(fù)合片貼合工件夾具的接觸面成銳角，形成促使所述復(fù)合片向所述工件夾具接觸面貼緊的分力。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種聚晶金剛石復(fù)合片表面拋光機(jī)。該表面拋光機(jī)包括用于對(duì)所述復(fù)合片進(jìn)行夾持并使其旋轉(zhuǎn)的夾具部。所述夾具部包括工件夾具、拋光壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)、夾具旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和夾具體旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。該夾具旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，耦合于所述工件夾具，使所述工件夾具繞自身中心軸(E)轉(zhuǎn)動(dòng)；該夾具體旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，用于使所述工件夾具的所述中心軸(E)，繞平行于所述中心軸的軸(A)旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明通過(guò)該夾具旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和夾具體旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的結(jié)合實(shí)現(xiàn)了拋光過(guò)程中復(fù)合片繞工件夾具中心自轉(zhuǎn)的同時(shí)在端面磨輪上連續(xù)位移，解決了傳統(tǒng)拋光設(shè)備中拋光時(shí)復(fù)合片待拋光表面與端面磨輪接觸線固定的問(wèn)題。
文檔編號(hào)B24B41/06GK102513924SQ201110445129
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月27日
發(fā)明者葉書(shū)強(qiáng), 張建東, 曹鳳國(guó), 胡絳梅 申請(qǐng)人:北京迪蒙吉意超硬材料技術(shù)有限公司