CN113172543A - 斜轴式柱塞马达小口球凹精密研磨机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及液压元件技术领域，具体为一种斜轴式柱塞马达小口球凹精密研磨机。翻电机气缸收缩驱动电机一绕球面副朝后翻转三十至六十度夹角，压紧气缸施力推紧压紧臂，则球头压紧小口球凹一的内球面；电机一驱动柱塞高速转动，球头在小口球凹一内做研磨运动；电机二驱动研磨模具转动，小口球凹一驱动球头绕研磨模具的轴心线转动。本发明均匀研磨,产品质量大幅提高,小口球凹一大于半球，研磨面积变大，研磨的效果更好,一次装夹多个柱塞，同时加工，加工速度成多倍增加，工作效率大幅提高。

Description

斜轴式柱塞马达小口球凹精密研磨机

技术领域

本发明涉及液压元件技术领域，涉及一种液压马达的制造技术，具体为一种斜轴式柱塞马达小口球凹精密研磨机。

背景技术

市场上新出现一种斜轴式柱塞马达，包括输出轴和多个柱塞；输出轴上设置球凹转盘，球凹转盘上有球头安装面，球头安装面与输出轴的轴心线垂直，球头安装面上设置多个小口球凹，小口球凹是内球面，小口球凹绕着输出轴的轴心线均匀圆周阵列；如图3所示，柱塞1的第一端是球头12，柱塞1的第二端是球头柱塞杆11，球头12的直径等于小口球凹的直径，球头12的外球面和小口球凹的内球面配合组成球面副；小口球凹的球心位于球凹小口边沿的内侧，小口球凹的内球面大于半球的球面；球凹小口边沿是指小口球凹的内球面与球头安装面的圆形交线；在小口球凹的边沿上设置多个球凹过槽，相邻两个球凹过槽之间仍保留内球面；球凹过槽的深度至少到过小口球凹的球心且平行于球头安装面的平面；在球头12上设置球头过槽121，球头过槽121的数量与球凹过槽的数量相等；相邻两个球头过槽121之间仍保留外球面。在安装时，使球头柱塞杆11的轴心线与球头安装面垂直,球头12朝向小口球凹，球凹过槽分别与相邻球头过槽之间保留的外球面一一对应地对齐，球头过槽121分别与相邻球凹过槽之间保留的内球面一一对应地对齐；球头12朝向小口球凹平移就能顺利嵌入到小口球凹之中,组合成球面副；然后使柱塞1绕球面副的球心旋转三十至六十度夹角,球头柱塞杆11的轴心线与球头安装面不再垂直,则球凹过槽与相邻球头过槽121之间保留的外球面不再对齐,球头过槽121与相邻球凹过槽之间保留的内球面不再对齐,球头12嵌在小口球凹之中不能取出来。

球头12和小口球凹的配合是精密配合，球头12的外球面需要研磨。目前的小口球凹研磨机，包括一个研磨模具、一个下电机和一个旋转驱动机构。研磨模具和机架通过转动副联接，研磨模具的上表面是水平的球头安装面三，球头安装面三上设置球凹三，球凹三是内球面，球凹三的内球面设置成研磨面，球凹三的球心在球头安装面三内或者在球头安装面三的上部，即球凹三的内球面不大于半球。球凹三的球心在研磨模具的旋转中心线上，下电机驱动研磨模具转动。旋转驱动机构包括一个电机支架、一个上电机、一个电机卡爪，上电机的外壳与电机支架固定联接，电机支架与机架通过移动副相联，上电机与电机支架的组合沿着竖直方向向下落。上电机的输出轴与水平面成三十至六十度夹角，倾斜朝下，电机卡爪与上电机的输出轴固定联接。在使用时，把球头柱塞杆11固定在电机卡爪上，球头12放在球凹三内，上电机高速旋转做研磨运动，下电机转动变换球凹的工作部位。

这种研磨机有这样几种缺陷。第一，球头12压在球凹上的施力点集中在球凹三的最低点一个很小的区域范围，在球头12旋转过程中经过这一点的位置研磨得比较充分，其它区域研磨得不太充分，这样会影响球头的产品质量。但是这种方案又不能转移受力点。第二，球凹是小于半球的，这样，球头的远离球头柱塞杆的半球面二123研磨得比较充分，球头的靠近球头柱塞杆的半球面一122研磨得不太充分，研磨得不均匀，这样会影响球头的产品质量。但是还没有人制定出突破性的优化方案，如果球凹是大于半球的，那么上口的直径就变得小于球头12的球直径，球头放不进去，无法工作。

发明内容

本发明就是针对现有技术存在的上述不足，提供一种斜轴式柱塞马达小口球凹精密研磨机，该设备均匀研磨,产品质量大幅提高,小口球凹一大于半球，研磨面积变大，研磨的效果更好，一次装夹多个柱塞，同时加工，加工速度成多倍增加，工作效率大幅提高。

为实现上述目的，本发明提供如下两个技术方案：

方案一：

一种斜轴式柱塞马达小口球凹精密研磨机，包括机架一、研磨模具、电机夹爪一、电机一、电机支架一和电机二；

研磨模具有水平朝上的球头安装面一，研磨模具与机架一通过转动副相联，研磨模具的旋转中心线沿着上下方向布置；球头安装面一上设置一个开口朝上的小口球凹一，小口球凹一是内球面，小口球凹一的直径与球头的直径基本尺寸相同，小口球凹一与球头间隙配合，小口球凹一与球头组成球面副；电机二的外壳与机架一固定联接，电机二的输出轴与研磨模具固定联接；

还包括压紧臂、转柱、平转臂、翻电机气缸和压紧气缸；

小口球凹一的球凹球心位于球头安装面一以下，小口球凹一的开口边沿是球凹小口边沿一，球凹小口边沿一是小口球凹一的内球面与球头安装面一的圆形交线；如果小口球凹一的内球面与球头安装面一的圆形交线上有倒角，那么球凹小口边沿一是指小口球凹一的内球面与倒角圆锥面的圆形交线；很显然，球凹小口边沿一的直径小于球头的球直径，球头不能直接放入小口球凹一；小口球凹一的球心不在研磨模具的旋转中心线上；小口球凹一的内球面做成研磨面；

在小口球凹一的边沿上设置多个球凹过槽一，球凹过槽一的数量与球头过槽的数量相等，相邻两个球凹过槽一之间仍保留内球面；球凹过槽一的方向垂直于球头安装面一的方向；球凹过槽一的深度至少到过小口球凹一的球心且平行于球头安装面一的平面；

平转臂沿着左右方向设置，平转臂的第一端朝右，平转臂的第一端与机架一通过铰链相联，平转臂的第一端与机架一之间的铰链轴是竖直方向；平转臂的第二端朝左，平转臂的第二端与转柱的下端通过铰链相联，平转臂与转柱之间的铰链轴沿着竖直方向设置；压紧臂沿着前后方向设置，压紧臂的后端与转柱上下方向的中部通过铰链相联，压紧臂与转柱之间的铰链轴沿着左右方向设置；压紧臂的前端与电机支架一通过铰链相联，压紧臂与电机支架一之间的铰链轴沿着左右方向设置；电机一的外壳与电机支架一固定联接；电机夹爪一与电机一的输出轴固定联接；电机夹爪一夹持柱塞的球头柱塞杆；

压紧气缸的缸尾端与转柱的上端通过铰链联接，压紧气缸的活塞杆末端与压紧臂的中部或者前端通过铰链联接；翻电机气缸的缸尾端与压紧臂的中部或者后端通过铰链联接，翻电机气缸的活塞杆末端与电机支架一通过铰链联接；

在使用时，翻电机气缸伸出，使球头柱塞杆的轴心线与球头安装面一垂直,人工抬起电机夹爪一、电机一和电机支架一的组合并平移，则压紧气缸被动地伸缩、压紧臂绕“压紧臂与转柱之间的铰链”向上被动地翻转，转柱绕“平转臂与转柱之间的铰链”被动地旋转，平转臂绕“平转臂与机架一之间的铰链”被动地旋转，使球头位于小口球凹一的正上方，使球凹过槽一分别与相邻球头过槽之间保留的外球面一一对应地对齐，球头过槽分别与相邻球凹过槽一之间保留的内球面一一对应地对齐；球头朝向小口球凹一移动就能顺利嵌入到小口球凹一之中,组合成球面副；

翻电机气缸收缩，驱动电机夹爪一、电机一和电机支架一的组合绕球面副朝后翻转三十至六十度夹角，球头柱塞杆的轴心线与球头安装面一不再垂直,则球凹过槽一与相邻球头过槽之间保留的外球面不再对齐,球头过槽与相邻球凹过槽一之间保留的内球面不再对齐,球头嵌在小口球凹一之中不能取出来；

压紧气缸施力推紧压紧臂，则球头压紧小口球凹一的内球面；

电机一驱动柱塞高速转动，球头在小口球凹一内做研磨运动；电机二驱动研磨模具转动，小口球凹一驱动球头绕研磨模具的轴心线转动，由于离心力作用，球头和小口球凹一的接触位置不是局限在小口球凹一最低点一个很小的区域范围，而是在小口球凹一的内球面上到处游走，被研磨的部位在球头上均布，研磨得较为均匀，这样能大幅提高产品质量。

本发明还包括平衡弹簧；平衡弹簧的一端联接在转柱上、“压紧臂与转柱之间的铰链”以上的部位；平衡弹簧的另一端联接在压紧臂上、“压紧臂与转柱之间的铰链”以前的部位；靠平衡弹簧的拉力可以承受“电机夹爪一、电机一和电机支架一的组合”的部分重力，人工抬起“电机夹爪一、电机一和电机支架一的组合”时比较省力。

或者，也可以不是使用平衡弹簧，而是在压紧臂的后端设置重锤，重锤比“压紧臂与转柱之间的铰链”靠后，重锤同样可以平衡“电机夹爪一、电机一和电机支架一的组合”的部分重力，人工抬起“电机夹爪一、电机一和电机支架一的组合”时比较省力。

本发明提到的“基本尺寸”和“间隙配合”，请参阅国标GB/T1801-1999。

方案二：

一种斜轴式柱塞马达小口球凹精密研磨机，包括机架二和研磨模具；

研磨模具有水平朝上的球头安装面一，研磨模具与机架二通过转动副相联，研磨模具的旋转中心线沿着上下方向设置；球头安装面一上设置开口朝上的小口球凹一，小口球凹一是内球面，小口球凹一的直径与球头的直径基本尺寸相同，小口球凹一与球头间隙配合，小口球凹一与球头组成球面副；

还包括研磨模驱动组件和倾斜组件；

小口球凹一的数量不小于二；小口球凹一的球凹球心位于球头安装面一以下，小口球凹一的开口边沿是球凹小口边沿一，球凹小口边沿一是小口球凹一的内球面与球头安装面一的圆形交线；如果小口球凹一的内球面与球头安装面一的圆形交线上有倒角，那么球凹小口边沿一是指小口球凹一的内球面与倒角圆锥面的圆形交线；很显然，球凹小口边沿一的直径小于球头的球直径，球头不能直接放入小口球凹一；小口球凹一的球心不在研磨模具的旋转中心线上；小口球凹一的内球面做成研磨面；

在小口球凹一的边沿上设置多个球凹过槽一，球凹过槽一的数量与球头过槽的数量相等，相邻两个球凹过槽一之间仍保留内球面；球凹过槽一的深度至少到“过小口球凹一的球心且平行于球头安装面一的平面”；

研磨模具还包括研磨模被动齿轮，研磨模被动齿轮与研磨模具本体固定联接；研磨模驱动组件包括研磨模伺服电机和研磨模驱动齿轮；研磨模伺服电机的外壳与机架二固定联接；研磨模伺服电机的输出轴与研磨模驱动齿轮固定联接；研磨模驱动齿轮与研磨模被动齿轮啮合；

倾斜组件包括慢转组件、倾斜支架、快转电机、慢转伺服电机和慢转驱动齿轮；倾斜支架通过螺栓与螺母的组合和机架二联接；慢转伺服电机的外壳与倾斜支架固定联接，慢转伺服电机的输出轴和慢转驱动齿轮固定联接；快转电机的外壳与倾斜支架固定联接；

慢转组件包括慢转圆盘、慢转被动齿轮、快转驱动齿轮、快转驱动齿轮轴和多个夹持组件；夹持组件的数量和小口球凹一的数量相等；慢转圆盘和倾斜支架通过转动副相联，慢转被动齿轮和慢转圆盘固定联接，快转驱动齿轮轴和快转驱动齿轮固定联接，快转驱动齿轮与“慢转圆盘或者倾斜支架”通过转动副相联，快转驱动齿轮和慢转被动齿轮的轴心线重合；慢转被动齿轮和慢转驱动齿轮啮合；快转电机的输出轴和快转驱动齿轮固定联接；慢转圆盘的轴心线与研磨模具的轴心线相交并成三十至六十度夹角；

夹持组件包括快转被动齿轮、快转齿轮轴和快转夹爪；快转被动齿轮和快转齿轮轴固定联接，快转齿轮轴的第一端和慢转圆盘通过转动副相联，快转被动齿轮和快转驱动齿轮啮合；

快转夹爪包括六方杆、两个夹指、拉紧板、拉紧螺母和快转夹爪支架；六方杆由有弹性的弹簧钢或者铜制造；六方杆的第一端和快转夹爪支架固定联接，快转齿轮轴的第二端设有六方孔，六方杆的第二端***快转齿轮轴的六方孔，六方杆和六方孔滑动配合；

拉紧板和快转夹爪支架通过移动副相联，拉紧板的第一端设有外螺纹，拉紧板的第二端设有拉紧滑槽；快转夹爪支架上设有螺母承压板，螺母承压板上设有孔，拉紧板的外螺纹穿过螺母承压板上的孔；夹指上设置有V型槽、夹指安装孔和夹指拨销；夹指安装孔与快转夹爪支架上的销轴组成铰链，夹指拨销和拉紧滑槽滑动配合；拉紧螺母和拉紧板的外螺纹旋合，拉紧螺母压紧螺母承压板，拉紧板同步拨动两个夹指上的两个夹指拨销，两个夹指上的两个V型槽同步相向移动，夹紧位于中间的球头柱塞杆；

使球头柱塞杆的轴心线与球头安装面一垂直,球头朝向小口球凹一，球凹过槽一分别与相邻球头过槽之间保留的外球面一一对应地对齐，球头过槽分别与相邻球凹过槽一之间保留的内球面一一对应地对齐；球头朝向小口球凹一平移就能顺利嵌入到小口球凹一之中,组合成球面副；然后使柱塞绕球面副的球心旋转三十至六十度夹角,球头柱塞杆朝向快转夹爪，球头柱塞杆的轴心线与球头安装面一不再垂直,则球凹过槽一与相邻球头过槽之间保留的外球面不再对齐,球头过槽与相邻球凹过槽一之间保留的内球面不再对齐,球头嵌在小口球凹一之中不能取出来；

移动快转夹爪，使六方杆从快转齿轮轴中拔出，移动拉紧板，使两个V型槽相向移动夹紧球头柱塞杆，并拧紧拉紧螺母；

慢转伺服电机和研磨模伺服电机同时启动，分别驱动慢转圆盘和研磨模具以相等的角速度旋转，柱塞和夹持组件的组合随着慢转圆盘转动；同时，研磨模具驱动球头绕研磨模具的轴心线旋转，并驱动移动快转夹爪移动，六方杆在快转齿轮轴的六方孔中做往复插拔运动；

快转电机通过快转驱动齿轮和快转被动齿轮的组合驱动柱塞和夹持组件的组合绕快转被动齿轮的轴心线快速旋转，驱动球头在小口球凹一内快速转动做研磨运动；

六方杆在六方孔内插拔运动到行程的中点位置时，六方杆不受弯曲；离开该位置时，六方杆靠近快转夹爪支架的一端朝远离快转齿轮轴的轴心线方向发生弹性弯曲，这样使球头的半球面一和半球面二结合部位受到挤压和研磨；六方杆在六方孔中做往复插拔移动时，插和拔两个方向分别受到相反的轴向阻力，这有利于球头的半球面一和半球面二的中心部位受到挤压和研磨；运转的中间各个位置都能对应于球头的某个位置受到挤压和研磨；所以，本发明可以使球头的外球面受到全方位的挤压和研磨，研磨的部位非常均匀，产品质量大幅提高。

以上所述的六方杆和六方孔滑动配合，在插和拔两个方向分别受到相反的轴向阻力，但是阻力大小不好控制，为了便于控制，本发明还设置了阻尼组件，阻尼组件包括一个压紧弹簧和一个旋钮，压紧弹簧的第一端压紧六方杆的侧面，旋钮的第一端压紧压紧弹簧的第二端，旋钮的第二端露在外面以便于人工旋转,旋钮与快转齿轮轴通过螺纹联接，旋转旋钮，能调节压紧弹簧对六方杆压力的大小，从而改变六方杆所受到阻力的大小。

以上所述的球头安装面一的中心处还设置了定心球凹，定心球凹的球心在研磨模具的旋转轴心线上，定心球凹的球心与球头安装面一的距离等于小口球凹一的球心与球头安装面一的距离；快转驱动齿轮轴的末端还设有定心球头，定心球头和定心球凹组合成球面副；在安装和运行过程中，慢转圆盘的轴心线方向往往会偏离预期的位置，使慢转圆盘的轴心线不与研磨模具的轴心线相交，这样会导致球头的各个部位研磨的程度有差异，不利于提高产品的质量，设置了定心球头和定心球凹的球面副后则能确保慢转圆盘的轴心线方向与预期的方向保持一致，使球头的各个部位研磨的程度相同，研磨得比较均匀，产品质量较好。

以上所述的倾斜支架通过螺栓与螺母的组合与机架二联接，并不是固定在同一个位置，而是在倾斜支架上设置了夹持组件弧形固定槽，倾斜支架通过螺栓与螺母的组合和夹持组件弧形固定槽与机架二联接，倾斜支架沿着弧形固定槽调整位置，选择不同的固定位置则慢转圆盘的轴心线不与研磨模具的轴心线有不同的夹角，但是都要保持在三十至六十度的范围内。不同型号的斜轴式柱塞马达，球头柱塞杆与球凹转盘轴心线的夹角也有所不同，都在三十至六十度的范围内变动，在研磨球头时使“球头柱塞杆与研磨模具的轴心线的夹角”和“球头柱塞杆与球凹转盘轴心线的夹角”相同，则得到的球头质量更好，使用寿命更长。所以，选择不同的固定位置来固定慢转圆盘，以适应于“球头柱塞杆与球凹转盘轴心线的夹角”也很重要。

本发明的有益效果：第一，使球头的外球面受到全方位的挤压和研磨或者到处游走，研磨的部位非常均匀，产品质量大幅提高。第二，小口球凹一大于半球，研磨面积变大，研磨的效果更好，特别是能更好地研磨到半球面一。第三，方案二一次装夹多个柱塞，同时加工，相比背景技术和方案一，其加工速度成多倍增加，工作效率大幅提高。

附图说明

图1为本发明实施例1的立体结构示意图，球头柱塞杆11的轴心线与球头安装面一28垂直时的状况；

图2为本发明实施例1的立体结构示意图，球头柱塞杆11的轴心线与球头安装面一28成三十至六十度角时的状况；

图3为本发明实施例1中柱塞1装入小口球凹一21前的相对位置关系图；

图4是图3中沿A-A线的剖视图；

图5为本发明实施例1中研磨模具2的立体结构局部剖视示意图，

图6为压紧臂4的立体结构示意图，

图7为本发明实施例2的立体结构示意图；

图8为本发明实施例2中研磨模具2的立体结构局部剖视示意图；

图9为倾斜组件1003的立体结构示意图；

图10为慢转组件1031的立体结构示意图；

图11为夹持组件1316的立体结构示意图；

图12为快转夹爪13163的立体结构示意图；

图13为拉紧板131633的立体结构示意图；

图14为夹指131632的立体结构示意图；

图中：

0-机架一；1-柱塞；11-球头柱塞杆；12-球头；121-球头过槽；122-半球面一；123-半球面二；2-研磨模具；21-小口球凹一；22-球凹过槽一；23-倒角一；24-定心球凹；25-研磨模被动齿轮；26-球凹球心；27-球凹小口边沿一；28-球头安装面一；31-电机夹爪一；32-电机一；33-电机支架一；4-压紧臂；41-电机销轴；42-重锤；5-转柱；6-平转臂；7-翻电机气缸；8-压紧气缸；9-平衡弹簧；10-电机二；

1001-研磨模驱动组件；1011-研磨模伺服电机；1012-研磨模驱动齿轮；1002-机架二；1021-夹持组件弧形固定槽；1003-倾斜组件；1031-慢转组件；1311-慢转圆盘；1312-慢转被动齿轮；1313-快转驱动齿轮；1314-快转驱动齿轮轴；1315-定心球头；1316-夹持组件；13161-快转被动齿轮；13162-快转齿轮轴；13163-快转夹爪；131631-六方杆；13164-阻尼组件；131632-夹指；1316321-V型槽；1316322-夹指安装孔；1316323-夹指拨销；131633-拉紧板；1316331-拉紧滑槽；1316332-拉紧方榫；1316333-拉紧螺杆；131634-拉紧螺母；131635-快转夹爪支架；13164-阻尼组件；1032-倾斜支架；1033-快转电机；1034-慢转伺服电机；1035-慢转驱动齿轮。

具体实施方式

下面将结合实施例1和2及附图1至14，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1，如图1-6所述。一种斜轴式柱塞马达小口球凹精密研磨机，包括机架一0、研磨模具2、电机夹爪一31、电机一32、电机支架一33和电机二10；

研磨模具2有水平朝上的球头安装面一28，研磨模具2与机架一0通过转动副相联，研磨模具2的旋转中心线沿着上下方向布置；球头安装面一28上设置一个开口朝上的小口球凹一21，小口球凹一21是内球面，小口球凹一21的直径与球头12的直径基本尺寸相同，小口球凹一21与球头12间隙配合，小口球凹一21与球头12组成球面副；电机二10的外壳与机架一0固定联接，电机二10的输出轴与研磨模具2固定联接；

还包括压紧臂4、转柱5、平转臂6、翻电机气缸7和压紧气缸8；

小口球凹一21的球凹球心26位于球头安装面一28以下，小口球凹一21的开口边沿是球凹小口边沿一27，球凹小口边沿一27是小口球凹一21的内球面与球头安装面一28的圆形交线；如果小口球凹一21的内球面与球头安装面一28的圆形交线上有倒角23，那么球凹小口边沿一27是指小口球凹一21的内球面与倒角23圆锥面的圆形交线；很显然，球凹小口边沿一27的直径小于球头12的球直径，球头12不能直接放入小口球凹一21；小口球凹一21的球心不在研磨模具2的旋转中心线上；小口球凹一21的内球面做成研磨面；

在小口球凹一21的边沿上设置多个球凹过槽一22，球凹过槽一22的数量与球头过槽121的数量相等，相邻两个球凹过槽一22之间仍保留内球面；球凹过槽一22的方向垂直于球头安装面一28的方向；球凹过槽一22的深度至少到过小口球凹一21的球心且平行于球头安装面一28的平面；

平转臂6沿着左右方向设置，平转臂6的第一端朝右，平转臂6的第一端与机架一0通过铰链相联，平转臂6的第一端与机架一0之间的铰链轴是竖直方向；平转臂6的第二端朝左，平转臂6的第二端与转柱5的下端通过铰链相联，平转臂6与转柱5之间的铰链轴沿着竖直方向设置；压紧臂4沿着前后方向设置，压紧臂4的后端与转柱5上下方向的中部通过铰链相联，压紧臂4与转柱5之间的铰链轴沿着左右方向设置；压紧臂4的前端与电机支架一33通过铰链相联，压紧臂4与电机支架一33之间的铰链轴沿着左右方向设置；电机一32的外壳与电机支架一33固定联接；电机夹爪一31与电机一32的输出轴固定联接；电机夹爪一31夹持柱塞1的球头柱塞杆11；

压紧气缸8的缸尾端与转柱5的上端通过铰链联接，压紧气缸8的活塞杆末端与压紧臂4的中部或者前端通过铰链联接；翻电机气缸7的缸尾端与压紧臂4的中部或者后端通过铰链联接，翻电机气缸7的活塞杆末端与电机支架一33通过铰链联接；

在使用时，翻电机气缸7伸出，使球头柱塞杆11的轴心线与球头安装面一28垂直,人工抬起电机夹爪一31、电机一32和电机支架一33的组合并平移，则压紧气缸8被动地伸缩、压紧臂4绕“压紧臂4与转柱5之间的铰链”向上被动地翻转，转柱5绕“平转臂6与转柱5之间的铰链”被动地旋转，平转臂6绕“平转臂6与机架一0之间的铰链”被动地旋转，使球头12位于小口球凹一21的正上方，使球凹过槽一22分别与相邻球头过槽121之间保留的外球面一一对应地对齐，球头过槽121分别与相邻球凹过槽一22之间保留的内球面一一对应地对齐；球头12朝向小口球凹一21移动就能顺利嵌入到小口球凹一21之中,组合成球面副；

翻电机气缸7收缩，驱动电机夹爪一31、电机一32和电机支架一33的组合绕球面副朝后翻转三十至六十度夹角，球头柱塞杆11的轴心线与球头安装面一28不再垂直,则球凹过槽一22与相邻球头过槽121之间保留的外球面不再对齐,球头过槽121与相邻球凹过槽一22之间保留的内球面不再对齐,球头12嵌在小口球凹一21之中不能取出来；

压紧气缸8施力推紧压紧臂4，则球头12压紧小口球凹一21的内球面；

电机一32驱动柱塞1高速转动，球头12在小口球凹一21内做研磨运动；电机二10驱动研磨模具2转动，小口球凹一21驱动球头12绕研磨模具2的轴心线转动，由于离心力作用，球头12和小口球凹一21的接触位置不是局限在小口球凹一21最低点一个很小的区域范围，而是在小口球凹一21的内球面上到处游走，被研磨的部位在球头12上均布，研磨得较为均匀，这样能大幅提高产品质量。

本实施例还包括平衡弹簧9；平衡弹簧9的一端联接在转柱5上、“压紧臂4与转柱5之间的铰链”以上的部位；平衡弹簧9的另一端联接在压紧臂4上、“压紧臂4与转柱5之间的铰链”以前的部位；靠平衡弹簧9的拉力可以承受“电机夹爪一31、电机一32和电机支架一33的组合”的部分重力，人工抬起“电机夹爪一31、电机一32和电机支架一33的组合”时比较省力。

或者，也可以不是使用平衡弹簧9，而是在压紧臂4的后端设置重锤42，重锤42比“压紧臂4与转柱5之间的铰链”靠后，重锤42同样可以平衡“电机夹爪一31、电机一32和电机支架一33的组合”的部分重力，人工抬起“电机夹爪一31、电机一32和电机支架一33的组合”时比较省力。

本实施例提到的“基本尺寸”和“间隙配合”，请参阅国标GB/T1801-1999。

本实施例的有益效果：第一，球头12在小口球凹一21的内球面上到处游走，被研磨的部位在球头12上均布，研磨得较为均匀，这样能大幅提高产品质量。第二，小口球凹一21大于半球，研磨面积变大，研磨的效果更好，特别是能更好地研磨到半球面一122。

实施例2，如图7-14所述。一种斜轴式柱塞马达小口球凹精密研磨机，包括机架二1002和研磨模具2；

研磨模具2有水平朝上的球头安装面一28，研磨模具2与机架二1002通过转动副相联，研磨模具2的旋转中心线沿着上下方向设置；球头安装面一28上设置开口朝上的小口球凹一21，小口球凹一21是内球面，小口球凹一21的直径与球头12的直径基本尺寸相同，小口球凹一21与球头12间隙配合，小口球凹一21与球头12组成球面副；

还包括研磨模驱动组件1001和倾斜组件1003；

小口球凹一21的数量是四；小口球凹一21的球凹球心26位于球头安装面一28以下，小口球凹一21的开口边沿是球凹小口边沿一27，球凹小口边沿一27是小口球凹一21的内球面与球头安装面一28的圆形交线；如果小口球凹一21的内球面与球头安装面一28的圆形交线上有倒角23，那么球凹小口边沿一27是指小口球凹一21的内球面与倒角23圆锥面的圆形交线；很显然，球凹小口边沿一27的直径小于球头12的球直径，球头12不能直接放入小口球凹一21；小口球凹一21的球心不在研磨模具2的旋转中心线上；小口球凹一21的内球面做成研磨面；

在小口球凹一21的边沿上设置多个球凹过槽一22，球凹过槽一22的数量与球头过槽121的数量相等，相邻两个球凹过槽一22之间仍保留内球面；球凹过槽一22的深度至少到“过小口球凹一21的球心且平行于球头安装面一28的平面”；

研磨模具2还包括研磨模被动齿轮25，研磨模被动齿轮25与研磨模具2本体固定联接；研磨模驱动组件1001包括研磨模伺服电机1011和研磨模驱动齿轮1012；研磨模伺服电机1011的外壳与机架二1002固定联接；研磨模伺服电机1011的输出轴与研磨模驱动齿轮1012固定联接；研磨模驱动齿轮1012与研磨模被动齿轮25啮合；

倾斜组件1003包括慢转组件1031、倾斜支架1032、快转电机1033、慢转伺服电机1034和慢转驱动齿轮1035；倾斜支架1032通过螺栓与螺母的组合和机架二1002联接；慢转伺服电机1034的外壳与倾斜支架1032固定联接，慢转伺服电机1034的输出轴和慢转驱动齿轮1035固定联接；快转电机1033的外壳与倾斜支架1032固定联接；

慢转组件1031包括慢转圆盘1311、慢转被动齿轮1312、快转驱动齿轮1313、快转驱动齿轮轴1314和多个夹持组件1316；夹持组件1316的数量和小口球凹一21的数量相等；慢转圆盘1311和倾斜支架1032通过回转支承相联，慢转被动齿轮1312和慢转圆盘1311固定联接，快转驱动齿轮轴1314和快转驱动齿轮1313固定联接，快转驱动齿轮1313与“慢转圆盘1311或者倾斜支架1032”通过转动副相联，快转驱动齿轮1313和慢转被动齿轮1312的轴心线重合；慢转被动齿轮1312和慢转驱动齿轮1035啮合；快转电机1033的输出轴和快转驱动齿轮1313固定联接；慢转圆盘1311的轴心线与研磨模具2的轴心线相交并成三十至六十度夹角；

夹持组件1316包括快转被动齿轮13161、快转齿轮轴13162和快转夹爪13163；快转被动齿轮13161和快转齿轮轴13162固定联接，快转齿轮轴13162的第一端和慢转圆盘1311通过转动副相联，快转被动齿轮13161和快转驱动齿轮1313啮合；

快转夹爪13163包括六方杆131631、两个夹指131632、拉紧板131633、拉紧螺母131634和快转夹爪支架131635；六方杆131631由有弹性的弹簧钢或者铜制造；六方杆131631的第一端和快转夹爪支架131635固定联接，快转齿轮轴13162的第二端设有六方孔，六方杆131631的第二端***快转齿轮轴13162的六方孔，六方杆131631和六方孔滑动配合；

拉紧板131633和快转夹爪支架131635通过移动副相联，拉紧板131633的第一端设有外螺纹，拉紧板131633的第二端设有拉紧滑槽1316331；快转夹爪支架131635上设有螺母承压板，螺母承压板上设有孔，拉紧板131633的外螺纹穿过螺母承压板上的孔；夹指131632上设置有V型槽1316321、夹指安装孔1316322和夹指拨销1316323；夹指安装孔1316322与快转夹爪支架131635上的销轴组成铰链，夹指拨销1316323和拉紧滑槽1316331滑动配合；拉紧螺母131634和拉紧板131633的外螺纹旋合，拉紧螺母131634压紧螺母承压板，拉紧板131633同步拨动两个夹指131632上的两个夹指拨销1316323，两个夹指131632上的两个V型槽1316321同步相向移动，夹紧位于中间的球头柱塞杆11；

使球头柱塞杆11的轴心线与球头安装面一28垂直,球头12朝向小口球凹一21，球凹过槽一22分别与相邻球头过槽121之间保留的外球面一一对应地对齐，球头过槽121分别与相邻球凹过槽一22之间保留的内球面一一对应地对齐；球头12朝向小口球凹一21平移就能顺利嵌入到小口球凹一21之中,组合成球面副；然后使柱塞1绕球面副的球心旋转三十至六十度夹角,球头柱塞杆11朝向快转夹爪13163，球头柱塞杆11的轴心线与球头安装面一28不再垂直,则球凹过槽一22与相邻球头过槽121之间保留的外球面不再对齐,球头过槽121与相邻球凹过槽一22之间保留的内球面不再对齐,球头12嵌在小口球凹一21之中不能取出来；

移动快转夹爪13163，使六方杆131631从快转齿轮轴13162中拔出，移动拉紧板131633，使两个V型槽相向移动夹紧球头柱塞杆11，并拧紧拉紧螺母131634；

慢转伺服电机1034和研磨模伺服电机1011同时启动，分别驱动慢转圆盘1311和研磨模具2以相等的角速度旋转，柱塞1和夹持组件1316的组合随着慢转圆盘1311转动；同时，研磨模具2驱动球头12绕研磨模具2的轴心线旋转，并驱动快转夹爪13163移动，六方杆131631在快转齿轮轴13162的六方孔中做往复插拔运动；

快转电机1033通过快转驱动齿轮1313和快转被动齿轮13161的组合驱动柱塞1和夹持组件1316的组合绕快转被动齿轮13161的轴心线快速旋转，驱动球头12在小口球凹一21内快速转动做研磨运动；

六方杆131631在六方孔内插拔运动到行程的中点位置时，六方杆131631不受弯曲；离开该位置时，六方杆131631靠近快转夹爪支架131635的一端朝远离快转齿轮轴13162的轴心线方向发生弹性弯曲，这样使球头12的半球面一122和半球面二123结合部位受到挤压和研磨；六方杆131631在六方孔中做往复插拔移动时，插和拔两个方向分别受到相反的轴向阻力，这有利于球头12的半球面一122和半球面二123的中心部位受到挤压和研磨；运转的中间各个位置都能对应于球头12的某个位置受到挤压和研磨；所以，本实施例可以使球头12的外球面受到全方位的挤压和研磨，研磨的部位非常均匀，产品质量大幅提高。

以上所述的六方杆131631和六方孔滑动配合，在插和拔两个方向分别受到相反的轴向阻力，但是阻力大小不好控制，为了便于控制，本实施例还设置了阻尼组件13164，阻尼组件13164包括一个压紧弹簧和一个旋钮，压紧弹簧的第一端压紧六方杆131631的侧面，旋钮的第一端压紧压紧弹簧的第二端，旋钮的第二端露在外面以便于人工旋转,旋钮与快转齿轮轴13162通过螺纹联接，旋转旋钮，能调节压紧弹簧对六方杆131631压力的大小，从而改变六方杆131631所受到阻力的大小。

以上所述的球头安装面一28的中心处还设置了定心球凹24，定心球凹24的球心在研磨模具2的旋转轴心线上，定心球凹24的球心与球头安装面一28的距离等于小口球凹一21的球心与球头安装面一28的距离；快转驱动齿轮轴1314的末端还设有定心球头1315，定心球头1315和定心球凹24组合成球面副；在安装和运行过程中，慢转圆盘1311的轴心线方向往往会偏离预期的位置，使慢转圆盘1311的轴心线不与研磨模具2的轴心线相交，这样会导致球头12的各个部位研磨的程度有差异，不利于提高产品的质量，设置了定心球头1315和定心球凹24的球面副后则能确保慢转圆盘1311的轴心线方向与预期的方向保持一致，使球头12的各个部位研磨的程度相同，研磨得比较均匀，产品质量较好。

以上所述的倾斜支架1032通过螺栓与螺母的组合与机架二1002联接，并不是固定在同一个位置，而是在倾斜支架1032上设置了夹持组件弧形固定槽1021，倾斜支架1032通过螺栓与螺母的组合和夹持组件弧形固定槽1021与机架二1002联接，倾斜支架1032沿着弧形固定槽1021调整位置，选择不同的固定位置则慢转圆盘1311的轴心线不与研磨模具2的轴心线有不同的夹角，但是都要保持在三十至六十度的范围内。不同型号的斜轴式柱塞马达，球头柱塞杆11与球凹转盘轴心线的夹角也有所不同，都在三十至六十度的范围内变动，在研磨球头12时使“球头柱塞杆11与研磨模具2的轴心线的夹角”和“球头柱塞杆11与球凹转盘轴心线的夹角”相同，则得到的球头12质量更好，使用寿命更长。所以，选择不同的固定位置来固定慢转圆盘1311，以适应于“球头柱塞杆11与球凹转盘轴心线的夹角”也很重要。

本实施例的有益效果：第一，使球头12的外球面受到全方位的挤压和研磨，研磨的部位非常均匀，产品质量大幅提高。第二，小口球凹一21大于半球，研磨面积变大，研磨的效果更好，特别是能更好地研磨到半球面一122。第三，一次装夹四个柱塞1，相比背景技术和实施例1，其加工速度至少提高四倍，工作效率大幅提高。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种斜轴式柱塞马达小口球凹精密研磨机，包括机架一、研磨模具、电机夹爪一、电机一、电机支架一和电机二；

研磨模具有水平朝上的球头安装面一，研磨模具与机架一通过转动副相联，研磨模具的旋转中心线沿着上下方向布置；球头安装面一上设置一个开口朝上的小口球凹一，小口球凹一是内球面，小口球凹一的直径与球头的直径基本尺寸相同，小口球凹一与球头间隙配合，小口球凹一与球头组成球面副；电机二的外壳与机架一固定联接，电机二的输出轴与研磨模具固定联接；

其特征在于还包括压紧臂、转柱、平转臂、翻电机气缸和压紧气缸；

小口球凹一的球凹球心位于球头安装面一以下，小口球凹一的开口边沿是球凹小口边沿一，球凹小口边沿一是小口球凹一的内球面与球头安装面一的圆形交线；如果小口球凹一的内球面与球头安装面一的圆形交线上有倒角，那么球凹小口边沿一是指小口球凹一的内球面与倒角圆锥面的圆形交线；球凹小口边沿一的直径小于球头的球直径；小口球凹一的球心不在研磨模具的旋转中心线上；小口球凹一的内球面做成研磨面；

在小口球凹一的边沿上设置多个球凹过槽一，球凹过槽一的数量与球头过槽的数量相等，相邻两个球凹过槽一之间仍保留内球面；球凹过槽一的方向垂直于球头安装面一的方向；球凹过槽一的深度至少到过小口球凹一的球心且平行于球头安装面一的平面；

平转臂沿着左右方向设置，平转臂的第一端朝右，平转臂的第一端与机架一通过铰链相联，平转臂的第一端与机架一之间的铰链轴是竖直方向；平转臂的第二端朝左，平转臂的第二端与转柱的下端通过铰链相联，平转臂与转柱之间的铰链轴沿着竖直方向设置；压紧臂沿着前后方向设置，压紧臂的后端与转柱上下方向的中部通过铰链相联，压紧臂与转柱之间的铰链轴沿着左右方向设置；压紧臂的前端与电机支架一通过铰链相联，压紧臂与电机支架一之间的铰链轴沿着左右方向设置；电机一的外壳与电机支架一固定联接；电机夹爪一与电机一的输出轴固定联接；电机夹爪一夹持柱塞的球头柱塞杆；

压紧气缸的缸尾端与转柱的上端通过铰链联接，压紧气缸的活塞杆末端与压紧臂的中部或者前端通过铰链联接；翻电机气缸的缸尾端与压紧臂的中部或者后端通过铰链联接，翻电机气缸的活塞杆末端与电机支架一通过铰链联接；

翻电机气缸伸出，使球头柱塞杆的轴心线与球头安装面一垂直,抬起电机夹爪一、电机一和电机支架一的组合并平移，则压紧气缸被动地伸缩、压紧臂绕“压紧臂与转柱之间的铰链”向上被动地翻转，转柱绕“平转臂与转柱之间的铰链”被动地旋转，平转臂绕“平转臂与机架一之间的铰链”被动地旋转，使球头位于小口球凹一的正上方，使球凹过槽一分别与相邻球头过槽之间保留的外球面一一对应地对齐，球头过槽分别与相邻球凹过槽一之间保留的内球面一一对应地对齐；球头朝向小口球凹一移动嵌入到小口球凹一之中；

翻电机气缸收缩，驱动电机夹爪一、电机一和电机支架一的组合绕球面副朝后翻转三十至六十度夹角，球头柱塞杆的轴心线与球头安装面一不再垂直；

压紧气缸施力推紧压紧臂，则球头压紧小口球凹一的内球面；

电机一驱动柱塞高速转动，球头在小口球凹一内做研磨运动；电机二驱动研磨模具转动，小口球凹一驱动球头绕研磨模具的轴心线转动。

2.如权利要求1所述的一种斜轴式柱塞马达小口球凹精密研磨机，其特征在于还包括平衡弹簧；平衡弹簧的一端联接在转柱上、“压紧臂与转柱之间的铰链”以上的部位；平衡弹簧的另一端联接在压紧臂上、“压紧臂与转柱之间的铰链”以前的部位。

3.如权利要求1所述的一种斜轴式柱塞马达小口球凹精密研磨机，其特征在于在压紧臂的后端设置重锤，重锤比“压紧臂与转柱之间的铰链”靠后。

4.一种斜轴式柱塞马达小口球凹精密研磨机，包括机架二和研磨模具；

研磨模具有水平朝上的球头安装面一，研磨模具与机架二通过转动副相联，研磨模具的旋转中心线沿着上下方向设置；球头安装面一上设置开口朝上的小口球凹一，小口球凹一是内球面，小口球凹一的直径与球头的直径基本尺寸相同，小口球凹一与球头间隙配合，小口球凹一与球头组成球面副；

其特征在于还包括研磨模驱动组件和倾斜组件；

小口球凹一的数量不小于二；小口球凹一的球凹球心位于球头安装面一以下，小口球凹一的开口边沿是球凹小口边沿一，球凹小口边沿一是小口球凹一的内球面与球头安装面一的圆形交线；如果小口球凹一的内球面与球头安装面一的圆形交线上有倒角，那么球凹小口边沿一是指小口球凹一的内球面与倒角圆锥面的圆形交线；球凹小口边沿一的直径小于球头的球直径；小口球凹一的球心不在研磨模具的旋转中心线上；小口球凹一的内球面做成研磨面；

在小口球凹一的边沿上设置多个球凹过槽一，球凹过槽一的数量与球头过槽的数量相等，相邻两个球凹过槽一之间仍保留内球面；球凹过槽一的深度至少到“过小口球凹一的球心且平行于球头安装面一的平面”；

研磨模具还包括研磨模被动齿轮，研磨模被动齿轮与研磨模具本体固定联接；研磨模驱动组件包括研磨模伺服电机和研磨模驱动齿轮；研磨模伺服电机的外壳与机架二固定联接；研磨模伺服电机的输出轴与研磨模驱动齿轮固定联接；研磨模驱动齿轮与研磨模被动齿轮啮合；

倾斜组件包括慢转组件、倾斜支架、快转电机、慢转伺服电机和慢转驱动齿轮；倾斜支架通过螺栓与螺母的组合和机架二联接；慢转伺服电机的外壳与倾斜支架固定联接，慢转伺服电机的输出轴和慢转驱动齿轮固定联接；快转电机的外壳与倾斜支架固定联接；

慢转组件包括慢转圆盘、慢转被动齿轮、快转驱动齿轮、快转驱动齿轮轴和多个夹持组件；夹持组件的数量和小口球凹一的数量相等；慢转圆盘和倾斜支架通过转动副相联，慢转被动齿轮和慢转圆盘固定联接，快转驱动齿轮轴和快转驱动齿轮固定联接，快转驱动齿轮与“慢转圆盘或者倾斜支架”通过转动副相联，快转驱动齿轮和慢转被动齿轮的轴心线重合；慢转被动齿轮和慢转驱动齿轮啮合；快转电机的输出轴和快转驱动齿轮固定联接；慢转圆盘的轴心线与研磨模具的轴心线相交并成三十至六十度夹角；

夹持组件包括快转被动齿轮、快转齿轮轴和快转夹爪；快转被动齿轮和快转齿轮轴固定联接，快转齿轮轴的第一端和慢转圆盘通过转动副相联，快转被动齿轮和快转驱动齿轮啮合；

快转夹爪包括六方杆、两个夹指、拉紧板、拉紧螺母和快转夹爪支架；六方杆由有弹性的弹簧钢或者铜制造；六方杆的第一端和快转夹爪支架固定联接，快转齿轮轴的第二端设有六方孔，六方杆的第二端***快转齿轮轴的六方孔，六方杆和六方孔滑动配合；

拉紧板和快转夹爪支架通过移动副相联，拉紧板的第一端设有外螺纹，拉紧板的第二端设有拉紧滑槽；快转夹爪支架上设有螺母承压板，螺母承压板上设有孔，拉紧板的外螺纹穿过螺母承压板上的孔；夹指上设置有V型槽、夹指安装孔和夹指拨销；夹指安装孔与快转夹爪支架上的销轴组成铰链，夹指拨销和拉紧滑槽滑动配合；拉紧螺母和拉紧板的外螺纹旋合，拉紧螺母压紧螺母承压板，拉紧板同步拨动两个夹指上的两个夹指拨销，两个夹指上的两个V型槽同步相向移动，夹紧位于中间的球头柱塞杆；

使球头柱塞杆的轴心线与球头安装面一垂直,球头朝向小口球凹一，球凹过槽一分别与相邻球头过槽之间保留的外球面一一对应地对齐，球头过槽分别与相邻球凹过槽一之间保留的内球面一一对应地对齐；球头朝向小口球凹一平移嵌入到小口球凹一之中,组合成球面副；然后使柱塞绕球面副的球心旋转三十至六十度夹角,球头柱塞杆朝向快转夹爪；

移动快转夹爪，使六方杆从快转齿轮轴中拔出，移动拉紧板，使两个V型槽相向移动夹紧球头柱塞杆，并拧紧拉紧螺母；

慢转伺服电机和研磨模伺服电机同时启动，分别驱动慢转圆盘和研磨模具以相等的角速度旋转，柱塞和夹持组件的组合随着慢转圆盘转动；同时，研磨模具驱动球头绕研磨模具的轴心线旋转，并驱动快转夹爪移动，六方杆在快转齿轮轴的六方孔中做往复插拔运动；

快转电机通过快转驱动齿轮和快转被动齿轮的组合驱动柱塞和夹持组件的组合绕快转被动齿轮的轴心线旋转，驱动球头在小口球凹一内转动做研磨运动；

六方杆在六方孔内插拔运动到行程的中点位置时，六方杆不受弯曲；离开该位置时，六方杆靠近快转夹爪支架的一端朝远离快转齿轮轴的轴心线方向发生弹性弯曲。

5.如权利要求4所述的一种斜轴式柱塞马达小口球凹精密研磨机，其特征在于还设置了阻尼组件，阻尼组件包括一个压紧弹簧和一个旋钮，压紧弹簧的第一端压紧六方杆的侧面，旋钮的第一端压紧压紧弹簧的第二端,旋钮与快转齿轮轴通过螺纹联接。

6.如权利要求4或5所述的一种斜轴式柱塞马达小口球凹精密研磨机，其特征在于球头安装面一的中心处还设置了定心球凹，定心球凹的球心在研磨模具的旋转轴心线上，定心球凹的球心与球头安装面一的距离等于小口球凹一的球心与球头安装面一的距离；快转驱动齿轮轴的末端还设有定心球头，定心球头和定心球凹组合成球面副。

7.如权利要求4或5所述的一种斜轴式柱塞马达小口球凹精密研磨机，其特征在于在倾斜支架上设置了夹持组件弧形固定槽，倾斜支架通过螺栓与螺母的组合和夹持组件弧形固定槽与机架二联接，倾斜支架沿着弧形固定槽调整位置。

Images