一种机械腕表螺钉双工位研磨机的制作方法

1.本发明涉及一种机械腕表生产设备，具体是一种机械腕表螺钉双工位研磨机。


背景技术：

2.螺钉是机械腕表精密零件之一，一块机械腕表安装的螺钉数量有20-50个之多。机械腕表是奢侈类产品，因此螺钉(图13)的头部端面20的粗糙度需要研磨加工到镜面标准。
3.现有的螺钉在研磨水平上还存在差距，高端螺钉均为瑞士制造，主要特点是手工研磨、精度高、价格高，而低端螺钉则采用研磨机研磨，价格仅为高端螺钉十分之一。
4.市场大量供应使用各种规格和型号的研磨机，研磨机的原理基本相同，即研磨机的圆盘结构的研磨盘只有绕自身轴线旋转的运动，并且上部配置有3-4个使工件相对固定并随辅助旋转机构旋转，工件小于研磨盘半径并在不能超出研磨盘最大外圆处绕自身轴线旋转；两者之间的接触面供有研磨剂，配置有配重盘和压紧弹簧两种研磨压力，前者用于精研，后者用于精研前的研磨。下同
5.采用市场采购的研磨机加工螺钉时存在的问题是，对于要求研磨粗糙达到ra0.025-0.05，由于研磨机理所致，研磨机的圆盘及旋转运动使得研磨平板局部出现凹圆弧，被研磨的螺钉头部亦产生微小的凸出，不能达到镜面的效果。


技术实现要素：

6.本发明的目的是克服上述背景技术中的不足，提供一种机械腕表螺钉双工位研磨机，以提高螺钉研磨质量，提升研磨效率，降低生产成本。
7.本发明的技术方案是：
8.一种机械腕表螺钉双工位研磨机，其特征在于：该研磨机包括底座、可纵向滑动地定位在底座上的研磨底板、用于在底面安装螺钉并且可横向滑动地定位在底座上的研磨夹盘、驱动研磨底板纵向移动的纵移驱动机构、驱动研磨夹盘横向移动的横移驱动机构；
9.所述纵移驱动机构与横移驱动机构呈工字形布置，两个纵移驱动机构设置在横移驱动机构的两端；所述研磨夹盘与研磨底板上下对应布置，每个纵移驱动机构上设有两个研磨底板，横移驱动机构的两端各设有两个研磨夹盘。
10.所述研磨夹盘底面设有用于安装螺钉的定位孔；所述研磨夹盘的侧面设有配合研磨的侧板，侧板的底边低于研磨夹盘的底面；所述纵移驱动机构与横移驱动机构均为电机丝杠驱动机构。
11.所述研磨夹盘与研磨底板均为矩形；所述研磨夹盘的侧面设有四个侧板，侧板的底边与螺钉头部研磨面共面；所述研磨夹盘还设有配重板。
12.所述研磨夹盘与横移驱动机构之间设有压紧机构；所述压紧机构包括连接横移驱动机构与研磨夹盘的导向组件、向研磨夹盘施加向下推力的弹簧。
13.所述纵移驱动机构包括固定在底座上的纵移电机与纵移轨道、可沿着纵移轨道滑动的纵移滑块、固定在纵移滑块上的纵移滑板、可转动地定位底座上并由纵移电机驱动的
纵移丝杠、与纵移丝杠啮合并与纵移滑板固定的纵移螺母。
14.所述横移驱动机构包括固定在底座上的横移电机与横移轨道、可沿着横移轨道滑动的横移滑块、固定在横移滑块上的横移滑板、可转动地定位底座上并由横移电机驱动的横移丝杠、与横移丝杠啮合并与横移滑板固定的横移螺母。
15.所述横移丝杠垂直布置在两条纵移丝杠之间；所述横移电机设置在横移丝杠的侧面，横移电机通过第一同步带轮、第二同步带轮、同步带驱动横移丝杠转动。
16.所述研磨底板固定在纵移滑块上；所述横移滑板上设有横移架，横移架延伸至两端纵移驱动机构的研磨底板上方，配重板固定在研磨夹盘顶面，配重板用于精研，导向组件连接横移架与配重板，弹簧用于精研前的研磨，弹簧的两端顶住配重板与横移架。
17.所述底座上设有固定盖、纵移盖与横移盖；所述固定盖包围住横移驱动机构，横移盖设置在固定盖上方并且与横移滑板固定；所述纵移盖设置在固定盖的侧面，纵移盖包围住纵移驱动机构，纵移盖与研磨底板固定。
18.本发明的有益效果是：
19.本发明通过配置呈工字型布置的三个运动副分别驱动研磨夹盘与研磨底板进行相对运动，模拟手工研磨块规的八字形运动轨迹，保证螺钉的头部端面均匀磨损，从而达到镜面的要求和极高的平面度要求，提高了产品质量，并且本发明设有双工位，即横移驱动机构的两端均设有研磨工位，每个工位配置两对研磨底板与研磨夹盘，通过四对研磨底板与研磨夹盘的同时运动，极大地提升了生产效率，降低了成本。
附图说明
20.图1是本发明的立体结构示意图之一。
21.图2是本发明的立体结构示意图之二。
22.图3是本发明的主视结构示意图。
23.图4是本发明的俯视结构示意图。
24.图5是本发明的左视结构示意图。
25.图6是图3中a-a向的剖面结构示意图。
26.图7是图5中b-b向的剖面结构示意图。
27.图8是本发明的研磨夹盘的立体结构示意图。
28.图9是本发明的研磨夹盘的主视结构示意图。
29.图10是本发明的研磨夹盘的剖面结构示意图。
30.图11是本发明的固定盖、纵移盖、横移盖的示意图(显示一个纵移驱动机构)。
31.图12是螺钉的主视结构示意图。
32.图13是研磨轨迹示意图。
33.附图标记：底座1、研磨底板2、研磨夹盘3、定位孔3.1、纵移电机4.1、纵移轨道4.2、纵移滑块4.3、纵移滑板4.4、纵移丝杠4.5、纵移螺母4.6、横移电机5.1、第一同步带轮5.11、第二同步带轮5.12、横移轨道5.2、横移滑块5.3、横移滑板5.4、横移丝杠5.5、横移螺母5.6、侧板6、配重板7、导向套筒8.1、导向杆8.2、导向架8.3、弹簧9、弹簧导杆9.1、横移架10、顶板10.1、固定盖11、纵移盖12、横移盖13、头部端面20。
具体实施方式
34.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
35.如图1所示，一种机械腕表螺钉双工位研磨机，包括底座1、研磨底板2、研磨夹盘3、纵移驱动机构、横移驱动机构。
36.所述底座为工字形结构。所述研磨底板可纵向(图4中的竖直方向)滑动地定位在底座上，纵移驱动机构为电机丝杠驱动机构，纵移驱动机构用于驱动研磨底板纵向移动。所述研磨夹盘可横向(图4中的水平方向)滑动地定位在底座上，横移驱动机构为电机丝杠驱动机构，横移驱动机构用于驱动研磨夹盘纵向移动。
37.所述纵移驱动机构与横移驱动机构呈工字形布置，两个纵移驱动机构设置在横移驱动机构的两端；如图4所示，横移驱动机构与纵移驱动机构组成了一个x轴方向的运动副和两个z轴方向的运动副。
38.所述研磨夹盘与研磨底板上下对应布置，每个研磨底板的上方对应设置一个研磨夹盘，每个纵移驱动机构上设有两个研磨底板，横移驱动机构的两端各设有两个研磨夹盘。
39.所述研磨底板的顶面为研磨面，研磨夹盘用于安装螺钉，研磨夹盘底面设有用于安装螺钉的定位孔3.1，螺钉插入定位孔中(螺钉的头部端面面向下方的研磨底板)并粘接固定，通过纵移驱动机构和横移驱动机构分别带动研磨底板与螺钉进行相对运动实现研磨，螺钉的头部端面与研磨底板可以均匀磨损，从而保证研磨的螺钉达到镜面的要求和极高的平面度要求。螺钉使用清漆粘接在定位孔中，固化后进行研磨，最后使用稀释剂溶解取下。
40.所述研磨夹盘的侧面设有侧板6，侧板的底边低于研磨夹盘的底面(该距离与螺钉的头部厚度相适合)，侧板的底边与螺钉头部研磨面共面。所述侧板的作用是参与研磨，保证螺钉与研磨底板均匀研磨。研磨时，通过纵移驱动机构与横移驱动机构的配合，使得螺钉沿着八字形的轨迹运动(同时向研磨区域注入研磨剂)，将研磨表面加工到极高的平面度，达到镜面反光的要求。
41.所述研磨夹盘与研磨底板均为矩形。所述研磨夹盘的侧面设有四个侧板，研磨夹盘的上方还设有配重板7。所述研磨夹盘与横移驱动机构之间还设有压紧机构。
42.所述压紧机构包括导向组件与弹簧9。所述导向组件连接横移驱动机构与研磨夹盘，弹簧向研磨夹盘施加向下推力。所述导向组件包括导向套筒8.1以及可竖直滑动地定位在导向套筒中的导向杆8.2，导向套筒与横移驱动机构的横移架固定，导向杆通过导向架8.3与配重板固定，研磨夹盘固定在配重板底面。所述弹簧设置在横移驱动机构与研磨夹盘之间，弹簧顶端抵住横移驱动机构的横移架，弹簧底端抵住配重板，弹簧中还设有弹簧导杆9.1，弹簧装套在弹簧导杆上。
43.所述纵移驱动机构包括固定在底座上的纵移电机4.1与纵移轨道4.2、可沿着纵移轨道滑动的纵移滑块4.3、纵移滑板4.4、可转动地定位底座上并由纵移电机驱动的纵移丝杠4.5(通过联轴器连接纵移电机转轴与纵移丝杠)、与纵移丝杠啮合的纵移螺母4.6。所述纵移滑板与纵移滑块、纵移螺母固定。
44.所述横移驱动机构包括固定在底座上的横移电机5.1与横移轨道5.2、可沿着横移
轨道滑动的横移滑块5.3、固定在横移滑块上的横移滑板5.4、可转动地定位底座上并由横移电机驱动的横移丝杠5.5(通过联轴器连接横移电机转轴与横移丝杠)、与横移丝杠啮合并与横移滑板固定的横移螺母5.6。所述横移滑板上设有横移架10，横移架延伸至研磨底板上方，导向套筒与横移架固定，横移架的上方固定有配合弹簧的顶板10.1。所述横移电机设置在横移丝杠的侧面，缩短了横移驱动机构的长度，缩小了整个装置的尺寸，横移电机通过第一同步带轮5.11、第二同步带轮5.12、同步带(图中省略)驱动横移丝杠转动，第一同步带轮与横移电机转轴固定，第二同步带轮与横移丝杠固定，同步带装套在第一同步带轮与第二同步带轮上。
45.所述底座上设有固定盖11、纵移盖12与横移盖13。所述固定盖包围住横移驱动机构，固定盖上设有开口以配合横移驱动机构的运动，横移盖与横移滑板固定，横移盖包围住横移滑板的四周部位并且遮挡住固定盖的开口，研磨夹盘运动时通过横移盖与固定盖对横移驱动机构形成遮挡保护。所述纵移盖设置在固定盖的侧面，纵移盖包围住纵移驱动机构，纵移盖与研磨底板固定，研磨底板运动时通过纵移盖对纵移驱动机构形成遮挡保护。
46.所述研磨底板的尺寸为210mm
×
210mm，研磨夹盘的尺寸为100mm
×
100mm，一次可装夹512个螺钉，研磨效率高。
47.由于每个纵移驱动机构设有两个研磨底板，共设有四个研磨底板，相对应的，横移架分别延伸至两侧的研磨底板上方(横移架为工字型结构)，横移架的两端各设有两个研磨夹盘。
48.这四对研磨底板与研磨夹盘可对2048个螺钉(512
×
4＝2048)同时进行研磨，即用一个x向行程、两个z向行程的巧妙设计结构设计，实现四个位置的同时研磨，使得研磨机结构简单、外形尺寸小、x-z向行程小，并极大地提高了研磨效率。
49.由于每个螺钉和四个侧板参与研磨，研磨底板被动地被均匀研磨，使得在研磨过程中研磨底板具有很高的平面度，反作用于被研磨的螺钉头部平面，也使其具有很高的平面度。
50.计算好配重板重量，精研时，调整弹簧使其不压紧，仅仅通过配重板施压，而在精研前的研磨时，使用弹簧和配重板同时施压。
51.本发明的工作原理是：
52.1)横移驱动机构带动研磨夹盘沿x轴正方向移动，并且，纵移驱动机构带动研磨底板沿z轴负方向移动(螺钉相对于研磨底板反向移动)；
53.从起点o开始，螺钉在研磨底板上的研磨轨迹为图13中的弧线a；
54.2)横移驱动机构带动研磨夹盘沿x轴负方向移动；
55.螺钉在研磨底板上的研磨轨迹为图13中的直线b；
56.3)横移驱动机构带动研磨夹盘沿x轴正方向移动，并且，纵移驱动机构带动研磨底板沿z轴正方向移动(螺钉相对于研磨底板反向移动)；
57.螺钉在研磨底板上的研磨轨迹为图13中的弧线c；
58.4)横移驱动机构带动研磨夹盘沿x轴负方向移动，并且，纵移驱动机构带动研磨底板沿z轴负方向移动(螺钉相对于研磨底板反向移动)；
59.螺钉在研磨底板上的研磨轨迹为图13中的弧线d；
60.5)纵移驱动机构带动研磨底板沿z轴正方向移动(螺钉相对于研磨底板反向移
动)；
61.螺钉在研磨底板上的研磨轨迹为图13中的直线e；
62.6)横移驱动机构带动研磨夹盘沿x轴正方向移动，并且，纵移驱动机构带动研磨底板沿z轴负方向移动(螺钉相对于反向移动)；
63.螺钉在研磨底板上的研磨轨迹为图13中的弧线f；
64.7)纵移驱动机构带动研磨底板沿z轴正方向移动(螺钉相对于研磨底板反向移动)；
65.螺钉在研磨底板上的研磨轨迹为图13中的直线g；
66.8)横移驱动机构带动研磨夹盘沿x轴负方向移动；
67.螺钉在研磨底板上的研磨轨迹为图13中的直线h，回到起点o，返回步骤1)。
68.上述的弧线轨迹是通过走圆弧插补运动来实现的。
69.该研磨方法可以模拟手工研磨块规的八字形运动轨迹，使得螺钉头部端面和研磨底板均匀磨损，从而保证研磨部位达到镜面的要求和极高的平面度要求。
70.附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

技术特征：
1.一种机械腕表螺钉双工位研磨机，其特征在于：该研磨机包括底座(1)、可纵向滑动地定位在底座上的研磨底板(2)、用于在底面安装螺钉并且可横向滑动地定位在底座上的研磨夹盘(3)、驱动研磨底板纵向移动的纵移驱动机构、驱动研磨夹盘横向移动的横移驱动机构；所述纵移驱动机构与横移驱动机构呈工字形布置，两个纵移驱动机构设置在横移驱动机构的两端；所述研磨夹盘与研磨底板上下对应布置，每个纵移驱动机构上设有两个研磨底板，横移驱动机构的两端各设有两个研磨夹盘。2.根据权利要求1所述的一种机械腕表螺钉双工位研磨机，其特征在于：所述研磨夹盘底面设有用于安装螺钉的定位孔(3.1)；所述研磨夹盘的侧面设有配合研磨的侧板(6)，侧板的底边低于研磨夹盘的底面；所述纵移驱动机构与横移驱动机构均为电机丝杠驱动机构。3.根据权利要求2所述的一种机械腕表螺钉双工位研磨机，其特征在于：所述研磨夹盘与研磨底板均为矩形；所述研磨夹盘的侧面设有四个侧板，侧板的底边与螺钉头部研磨面共面；所述研磨夹盘还设有配重板(7)。4.根据权利要求3所述的一种机械腕表螺钉双工位研磨机，其特征在于：所述研磨夹盘与横移驱动机构之间设有压紧机构；所述压紧机构包括连接横移驱动机构与研磨夹盘的导向组件、向研磨夹盘施加向下推力的弹簧(9)。5.根据权利要求4所述的一种机械腕表螺钉双工位研磨机，其特征在于：所述纵移驱动机构包括固定在底座上的纵移电机(4.1)与纵移轨道(4.2)、可沿着纵移轨道滑动的纵移滑块(4.3)、固定在纵移滑块上的纵移滑板(4.4)、可转动地定位底座上并由纵移电机驱动的纵移丝杠(4.5)、与纵移丝杠啮合并与纵移滑板固定的纵移螺母(4.6)。6.根据权利要求5所述的一种机械腕表螺钉双工位研磨机，其特征在于：所述横移驱动机构包括固定在底座上的横移电机(5.1)与横移轨道(5.2)、可沿着横移轨道滑动的横移滑块(5.3)、固定在横移滑块上的横移滑板(5.4)、可转动地定位底座上并由横移电机驱动的横移丝杠(5.5)、与横移丝杠啮合并与横移滑板固定的横移螺母(5.6)。7.根据权利要求6所述的一种机械腕表螺钉双工位研磨机，其特征在于：所述横移丝杠垂直布置在两条纵移丝杠之间；所述横移电机设置在横移丝杠的侧面，横移电机通过第一同步带轮(5.11)、第二同步带轮(5.12)、同步带驱动横移丝杠转动。8.根据权利要求7所述的一种机械腕表螺钉双工位研磨机，其特征在于：所述研磨底板固定在纵移滑块上；所述横移滑板上设有横移架(10)，横移架延伸至两端纵移驱动机构的研磨底板上方，配重板固定在研磨夹盘顶面，配重板用于精研，导向组件连接横移架与配重板，弹簧用于精研前的研磨，弹簧的两端顶住配重板与横移架。9.根据权利要求8所述的一种机械腕表螺钉双工位研磨机，其特征在于：所述底座上设有固定盖(11)、纵移盖(12)与横移盖(13)；所述固定盖包围住横移驱动机构，横移盖设置在固定盖上方并且与横移滑板固定；所述纵移盖设置在固定盖的侧面，纵移盖包围住纵移驱动机构，纵移盖与研磨底板固定。

技术总结
本发明涉及一种机械腕表生产设备，目的是提供一种机械腕表螺钉双工位研磨机，以提高螺钉研磨质量，提升研磨效率，降低生产成本。技术方案是：一种机械腕表螺钉双工位研磨机，其特征在于：该研磨机包括底座、可纵向滑动地定位在底座上的研磨底板、用于在底面安装螺钉并且可横向滑动地定位在底座上的研磨夹盘、驱动研磨底板纵向移动的纵移驱动机构、驱动研磨夹盘横向移动的横移驱动机构。横向移动的横移驱动机构。横向移动的横移驱动机构。


技术研发人员：郑雷 郑金良 李宝森
受保护的技术使用者：杭州正驰达精密机械有限公司
技术研发日：2023.05.23
技术公布日：2023/8/9