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陶瓷整球内外表面机械加工及陶瓷球壳的壁厚测量

企业名称: 匿名

有效期至: 2017-01-17

预算(万元): 10

所属领域: 加工及测量技术

陶瓷整球内外表面机械加工及陶瓷球壳的壁厚测量
maker8764vl | 2351次阅读

1. 需求描述

陶瓷整球的加工,目前采用人工的办法,劳动强度大、效率低,且目前整球开口小(约为直径的1/3~1/6)、内圆不加工,如果能磨内圆,将改善陶瓷整球的壁厚均匀性。陶瓷球的测量,目前的方法精度低,只能测特殊部位的尺寸,需进行改进。

2. 技术难点和创新点

脆性材料的机械加工手段较少,稍不注意容易开裂和破碎,陶瓷球内圆深藏于内部,普通加工手段难以实现,也难以准确测量内圆尺寸及球壳壁厚。

3. 相关要求以及考核指标

陶瓷球的磨削精度达到±0.02mm,陶瓷球的壁厚能达到±0.05mm,陶瓷球测量精度能达到±0.01mm。

综合评分
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①.陶瓷球内外球面同时全角度旋转磨抛加工,通过内外球面旋转过程的自定心降低内外球面球心的不重合度,实现降低陶瓷球壁厚度的不均匀性,降低球壁厚度的检测难度;②. 陶瓷球外表面的加工由杯型砂轮包络完成,杯型砂轮为一对,相对反向旋转,驱动陶瓷球全角度旋转,控制杯型砂轮的粒度和形状精度,实现外球表面的精加工;③. 陶瓷球内表面填入大量小口径柔性球体,充入混合微粉抛光液后密封,通过球的全角度自转形成陶瓷球与填充球之间的剪切运动,实现内表面的精加工。④. 采用类轮廓仪探针测量陶瓷球内外表面面形精度,将陶瓷球按坐标系划分空间环形表面区域,设计特定工装,分别采用不同长度且具备足够刚性的探针进行内外表面测量,然后将测量所得的分段空间环形表面区域值拼接形成陶瓷球内外球面面形数值,并编写程序计算内外臂厚,由于轮廓仪测量精度在亚微米级,课题组开发的三维面形拼接算法也可控制在亚微米级,因此,实现本项目的测量精度要求是可能的。
综合评分
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(1)加工工艺 使用特制金刚石刀具(内镗形式,特殊工装,刀片可转位),窄边车进入陶瓷球内部,刀具递进旋转,镗式切削,实现内圆加工。以高速车/铣代磨加工内圆,如有必要可加研磨(外圆)。 金刚石刀具的尺寸可以很小,也适用于硬脆材料加工。 (2)壁厚测试(精度要求不高) 可以选择精度较高的超声波测试,也可以设计工装结合千分表测量。 (3)现存问题 陶瓷整球尺寸未给出具体数据。
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