【技术领域】 本发明涉及一种高尔夫球头的加工方法， 尤其是涉及一种生产超薄顶 盖高尔夫球头的方法。 【背景技术】

说

高尔夫球是一种以棒击球入穴的球类运动项目 ；如今，高尔夫球运动 已经成为贵族运动的代名词，高尔夫球运书动 是一种把享受大自然乐趣、体 育锻炼和游戏集于一身的运动， 越来越多的受到人们喜爱。 在进行高尔夫球运动时， 需要使用高尔夫球杆、高尔夫球等装备， 在 这些装备中，高尔夫球头是高尔夫球杆的一部 分， 国内外高尔夫球头的发 展趋势之一是球头的超薄化， 通常要求： 球头薄区整体厚度在 0. 6mni， 部分球头要求薄区厚度 0. 5mm ，厚度尺寸公差为 ± 0. 10mm;高尔夫球头 的薄区基本位于球头的顶部区域，当前国内外 高尔夫球头铸造厂家的铸造 技术是球头顶部薄区最小壁厚为 0. 68mm，这些工艺获取的产品与客户需 求具有很大差距， 远远难以满足大部分客户的技术要求。 在高尔夫球头制造企业中， 由于受到铸造水平限制， 现有的生产高 尔夫球头的方法是：将球头顶部加厚铸造，铸 造出顶部薄区厚度 0. 68醒 的高尔夫球头， 再通过酸洗方法进行厚度减薄。但是，这种方 法不适合于 批量产业化生产超薄球头的技术需求； 主要原因在于：

1 )、 酸洗后球头表面会有不同程度的吸氢现象， 由于吸氢问题会降 低材料的延伸率和冲击韧性， 难以保证击球过程中不发生球头开裂现象， 因此，多数客户难以接受球头加厚铸造 +酸洗减薄工艺获取的高尔夫球头；

2 )、 在酸洗球头过程中， 部分球头会有开裂现象， 从而导致生产过 程中球头的部分报废， 不仅成品率较低， 而且增加产品加工制造成本；

3 )、 在球头的酸洗过程中， 厚度的减薄量不均匀， 从而导致球头尺 寸超过误差允许范围造成报废， 进一步增加了产品生产成本；

4)、 由于采用酸洗工艺， 所以球头在酸洗减薄的过程中产生的酸洗 说

液处理会污染环境；鉴于此，制备超薄顶盖 铸造高尔夫球头的技术目前是 高尔夫球头领域的瓶颈技术。 书 由于高尔夫球头的顶部薄区为不同弧度的曲面 ， 且不同部位的曲面 半径不同，现有的砂轮打磨设备受到形状限制 ，无法实现球头曲面的均匀 性打磨减薄， 因为：

1 )、 在打磨高尔夫球头时， 由于人工作用于球头上的力大小不均匀， 导致球头顶部各部位厚度的减薄量不均匀， 从而导致球头尺寸超差报废；

2 )、 球头顶部区域为不同半径的曲面， 型值较为复杂， 打磨时难以 保证曲面的型值不受破坏，且批量生产时难以 做到所有打磨后的球头曲面 型值的一致性， 这也是报废率过高的原因之一；

3 )、 目前， 国内外无适合的可用工业化球头厚度打磨减薄 设备， 所 以无法实现自动化控制。

【发明内容】 鉴于上述问题的存在， 本发明的目的是公开了一种生产超薄顶盖高尔 夫球头的方法， 本发明可以实现球头厚度的均匀性减薄、 且可以实现自动 化控制， 适合于大批量工业化生产。 本发明的加工方法及相应的加工设备 适用于生产钛合金、 不锈钢等所有非磁性材质的超薄顶盖高尔夫球 头。 为了实现所述发明目的， 本发明采用如下技术方案： 一种生产超薄顶盖高尔夫球头的方法， 采用磁力驱动磨削的方法生 产超薄顶盖高尔夫球头；具体的方法为：所述 高尔夫球头腔体中待磨削区 放置表面具有磨料的磨削转子，高尔夫球头外 部设置一个高速旋转旋转工 作轴，对应磨削转子的旋转工作轴端设有驱动 磁铁， 由驱动装置带动所述 说

旋转工作轴的驱动磁铁使磨削转子同步旋转 ，所述旋转的磨削转子形成高 尔夫球头的待磨削区腔体厚度的多点减薄磨削 。

书

所述的生产超薄顶盖高尔夫球头的方法， 所述旋转的磨削转子对高 尔夫球头的待磨削区腔体厚度的多点减薄磨削 方法为： 将高尔夫球头固 定，驱动装置的磨削路径设置为三坐标或四坐 标或五坐标移动，这时磨削 转子由所述旋转工作轴的驱动磁铁带动，获取 高尔夫球头磨削区腔体厚度 的多点减薄磨削。 所述的生产超薄顶盖高尔夫球头的方法， 所述旋转的磨削转子对高 尔夫球头的待磨削区腔体厚度的多点减薄磨削 另一替换方法为：将驱动装 置固定，高尔夫球头的固定装置按照设计路径 移动，使磨削转子由所述旋 转工作轴的驱动磁铁带动磨削转子旋转，获取 高尔夫球头磨削区腔体厚度 的多点减薄磨削。 所述的生产超薄顶盖高尔夫球头的方法， 所述旋转的磨削转子对高 尔夫球头的待磨削区腔体厚度的多点减薄磨削 第三替换方法为：驱动装置 和高尔夫球头的固定装置按照设计路径进行三 坐标或四坐标或五坐标移 动，使驱动磁铁自身旋转从而带动磨削转子旋 转，获取高尔夫球头磨削区 腔体厚度的多点减薄磨削。 所述的生产超薄顶盖高尔夫球头的方法， 所述表面具有磨料的磨削 转子，在所述磨削转子的中部设有转子磁铁， 在转子磁铁的下表面设有磨 料； 或在转子磁铁的上、下表面均设有磨料； 或在转子磁铁外部的至少四 面包裹磨料。 所述的生产超薄顶盖高尔夫球头的方法， 所述至少四面包裹磨料的 说

转子磁铁结构为:所述磨料结构整体设计成� �心部位前后贯通的长方体空 心槽式空腔结构，转子磁铁固定在所述空心槽 的空腔内，磨料的四个表面 书

设计成曲面。 所述的生产超薄顶盖高尔夫球头的方法， 所述磨料的空心槽为方形 槽结构，所述方形槽的过度圆角为 RO. 5〜R3 mm _; 端部磨料厚度为 l〜5mm; 磨料曲面半径按球头顶盖的曲面半径制备，实 现转子磨削时磨料表面能与 球头顶部曲面贴合。 所述的生产超薄顶盖高尔夫球头的方法， 所述磨料材质包括抛光磨 料或人造磨料中的任意一种。 所述的生产超薄顶盖高尔夫球头的方法， 所述转子磁铁材质为烧结 钕铁硼永磁材料，形状为长方体磁铁，转子磁 铁尺寸根据球头内腔的空间 尺寸大小进行设计和制备，并确保磨削转子能 在球头内腔自由旋转，磁铁 尺寸范围分别为： 长度 5〜50 mm宽度 5〜50mm、 高度 3〜 30mm。 所述的生产超薄顶盖高尔夫球头的方法， 所述高尔夫球头适用于非 磁性材质的超薄顶盖高尔夫球头。 所述的生产超薄顶盖高尔夫球头的方法， 所述非磁性材质的超薄顶 盖高尔夫球头包含钛合金高尔夫球头、不锈钢 高尔夫球头以及镍金属高尔 夫球头。 所述的生产超薄顶盖高尔夫球头的方法， 所述旋转工作轴上套有支 架， 在支架端部设有凹坑， 驱动磁铁嵌入在所述凹坑中。 所述的生产超薄顶盖高尔夫球头的方法， 所述旋转工作轴由电机及 控制器带动， 电机及控制器设置在数控三坐标工作平台上， 旋转工作轴与 说

球头安装架间隔设置， 高尔夫球头连接所述球头安装架。 所述的生产超薄顶盖高尔夫球头的方书法， 在所述旋转工作轴的外部 设有磁铁外部安全保护装置，所述磁铁外部安 全保护装置为略高于支架包 含驱动磁铁的套筒。 所述的生产超薄顶盖高尔夫球头的方法， 在驱动磁铁外部的所述磁 铁外部安全保护装置为套筒，所述套筒与旋转 工作轴连接随动；或所述套 筒下端固定在电机及控制器的外部壳体上。 所述的生产超薄顶盖高尔夫球头的方法， 所述驱动磁铁外部的套筒 顶部平面高于驱动磁铁的距离为 0. 5〜10腿， 所述圆筒壁厚为 0. 5〜5匪， 材料为非磁性材料。 所述的生产超薄顶盖高尔夫球头的方法， 所述电机及控制器中的电 机为无刷直流电机， 所述控制器为具有数字显示和无极调速功能的 控制 器。 所述的生产超薄顶盖高尔夫球头的方法， 所述直流无刷电机参数中 电机的额定扭矩为 0. 4〜10N. m。 所述的生产超薄顶盖高尔夫球头的方法， 所述控制器控制范围为包 含 0 3000 r/min范围内的任意速度选择。 所述的生产超薄顶盖高尔夫球头的方法， 所述球头顶部曲面实际生 产磨削时， 磨削转子的工作转速范围为： 50 3000 r/mino 所述的生产超薄顶盖高尔夫球头的方法， 优选的球头顶部曲面实际 生产磨削时， 磨削转子的工作转速范围为： 500 1200 r/mino 所述的生产超薄顶盖高尔夫球头的方法， 驱动磁铁材质为烧结钕铁 说

硼永磁材料， 形状为长方体磁铁， 规格分别为长 5 50 mm、 宽 5 50 mm 高 5 100 高度为充磁方向， 驱动磁书铁数量为两块， 两块驱动磁铁之 间的间距 l 20mm _; 驱动磁铁固定用所述支架为一体式支架结构， 所述 一体式支架的材料选用非磁性材料。 所述的生产超薄顶盖高尔夫球头的方法， 具体加工实施例的一种方 法歩骤包括：

1 )、 在高尔夫球头内放置磨削转子， 然后将所述高尔夫球头固定在 球头安装架上； 固定方法为：高尔夫球头顶部与高尔夫球头底 部的连接线 基本处于一个平面上，在高尔夫球头固定时使 球头顶部朝下，高尔夫球头 的顶部与底部间的连接线处于水平位置；

2 )、 接上一歩骤利用数控三坐标工作平台面上的电 机及控制器， 直 流无刷电机驱动旋转工作轴上的驱动磁铁沿设 计的磨削路径进行三坐标 移动，磨削转子在驱动磁铁磁力的作用下沿着 相应的磨削轨迹从动；磨削 时球头位置固定不动；

3 )、 接上一歩骤高尔夫球头顶部磨削时， 设定高尔夫球头顶部最低 点与驱动磁铁之间的距离、磨削转子的转速、 整只球头的顶部待磨削区域 的循环磨削的速度和时间，最后实现球头顶部 不同区域厚度点的减薄；获 取的高尔夫球头进入便可进行进一歩的深加工 。 所述的生产超薄顶盖高尔夫球头的方法， 在加工方法中设备包含以 下三种方法实现球头顶部磨削的自动化、 批量磨削减薄：

1 )、 将电机固定在数控三坐标或四坐标或五坐标工 作台面上， 工作 台运动从而带动电机运动， 通过编程设计驱动磁铁的运动轨迹和行进速 说

度，从而实现驱动磁铁在空间各维方向的自 动化控制；其中设备可根据设 计的磨削球头的数量改变数控工作台的尺寸大 小，并在工作台上安装与球 书

头相对应数量的电机，控制器设定可采用单 个控制器控制多台电机；或每 台电机设置单独的控制器，从而实现多个高尔 夫球头顶部厚度同时磨削减 薄；

2)、 将高尔夫球头固定在数控三坐标或四坐标或五 坐标工作台面上， 工作台运动从而带动球头运动， 通过编程设计球头的运动轨迹和行进速 度， 从而实现球头在空间各维方向的自动化控制；

3 )、 将球头和电机同时固定在数控三坐标或四坐标 或五坐标工作台 面上，通过编程设计各自的运动轨迹和行进速 度，实现两者同时运动和自 动化控制。 由于采用上述技术方案， 本发明具有如下优越性： 本发明所述生产超薄顶盖高尔夫球头的方法， 相对于现有技术本发明 有效克服了铸造高尔夫球头顶部薄区不同弧度 曲面以及不同部位的曲面半 径不同的砂轮打磨设备无法实现球头曲面的均 匀性打磨减薄问题； 同时本 发明同样适用于锻造的高尔夫球头， 通过公开本发明的技术能够实现高尔 夫球头机械化打磨时的力度均匀和减薄量的均 匀； 确保了在型值复杂情况 下打磨时的曲面的型值不受破坏； 实现了批量生产和自动化控制的目的； 相应的制作成本也大幅度降低。

【附图说明】 图 1是本发明的设备应用结构示意图； 图 2是本发明的 EXOTICS/1316-10. 5-B0DY-00球头磁力磨削试验结果 说

1； 图 3是本发明的 EXOTICS/1316-10. 5书-B0DY-00球头磁力磨削试验结果

2； 在图中： 1、 高尔夫球头； 2、 磨料； 3、 转子磁铁； 4、 驱动磁铁； 5、 支架； 6、 旋转工作轴； 7、 磁铁外部安全保护装置； 8、 电机及控制器； 9、 数控三坐标工作平台； 10、 球头安装架。

【具体实施方式】 参考下面的实施例， 可以更详细地解释本发明； 但是，本发明并不局 限于这些实施例。 结合附图 1给出的生产超薄顶盖高尔夫球头的加工设备� �施例中； 包 括数控三坐标工作平台 9、 电机及控制器 8、 旋转工作轴 6、 支架 5、 球头 安装架 10、 驱动磁铁 4和转子磁铁 3， 在数控三坐标工作平台 9上设有至 少一台电机及控制器 8， 所述电机及控制器 8的电机旋转工作轴 6朝向上 方且所述旋转工作轴 6上部设有支架 5， 所述电机及控制器 8中的电机为 无刷直流电机， 所述直流无刷电机参数中电机的额定扭矩为 0. 4〜10N. m; 所述控制器为具有数字显示和无极调速功能的 控制器， 其中所述控制器控 制范围为包含 0〜3000 r/min范围内的任意速度选择； 所述支架 5为上端 面具有凹坑的块体， 所述驱动磁铁 4嵌入支架 5上端面的凹坑中， 在支架 5上部的驱动磁铁 4上端间隔设有球头安装架 10， 至少一个高尔夫球头 1 固定在球头安装架 10下部且对应驱动磁铁 4， 在高尔夫球头 1内设有表面 具有磨料 2的磨削转子， 所述磨削转子与驱动磁铁 4随动。 本发明考虑到支架 5与旋转工作轴 6的同步转速， 所述支架 5与旋转 说

工作轴 6外部的套管可设置为一体结构； 本发明为了防范驱动磁铁 4在高 速旋转过程中对产业工人的弹出伤害， 在所述驱动磁铁 4的外部间隔设有 书

磁铁外部安全保护装置 7 ; 所述磁铁外部安全保护装置 7为略高于支架 5 包含驱动磁铁 4的套筒， 所述套筒可与旋转工作轴 6连接随动； 或所述套 筒下端固定在电机及控制器 8的外部壳体上， 旋转工作轴 6转动时套筒静 止不动， 套筒高度范围相对于支架 5高出 0. 5〜10腿， 其中高出 1腿较佳， 所述套筒为圆筒或多角形结构， 优选圆筒， 圆筒的直径 50mm， 圆筒顶部平 面高于驱动磁铁 4的距离为 0. 5〜10隱； 所述圆筒壁厚为 0. 5〜5醒、 材料 为非磁性材料， 其可选择 304奥氏体不锈钢。 进一歩， 本发明所述磨削转子的中部为转子磁铁 3， 所述转子磁铁 3 材质为烧结钕铁硼永磁材料， 形状为长方体磁铁， 转子磁铁 3尺寸根据球 头内腔的空间尺寸大小进行设计和制备， 并确保磨削转子能在球头内腔自 由旋转，磁铁尺寸范围分别为：长度 5〜50 隱宽度 5〜50腿、高度 3〜30腿； 在转子磁铁 3的下表面设有磨料 2 ; 或在转子磁铁 3的上、 下表面均设有 磨料 2; 作为可选的替换结构， 所述磨料 2结构整体设计成中心部位前后 贯通的长方体空心槽式空腔结构， 其余四个表面设计成曲面， 所述磨料 2 材质包括抛光磨料或人造磨料中的任意一种， 其中的人造磨料 2选用 46# 白刚玉和棕刚玉混合料， 磨料 2的粘结剂为酚醛树脂粘结剂， 所述磨料 2 的空心槽尺寸为： 长度 10腿、 宽度 12匪、 高度 12腿 的方形槽结构， 所述 方形槽的过度圆角为 R0. 5〜R3 mm; 端部磨料厚度为 l〜5mm _; 磨料曲面半 径按球头顶盖的曲面半径制备， 实现转子磨削时磨料表面能与球头顶部曲 面贴合；所述球头顶部曲面实际生产磨削时， 磨削转子的工作转速范围为： 50〜3000 r/min , 其中优选的球头顶部曲面实际生产磨削时， 磨削转子的

说

工作转速范围为： 500〜1200 r/min; 为了更好的说明本发明， 磨料曲面半 径可以按 EXOTICS/1316-10. 5-B0DY-00型号球头的曲面半径 130mm制备，

书

实现转子磨削时磨料表面能与球头顶部曲面 贴合。 本发明所述的驱动磁铁 4材质为烧结钕铁硼永磁材料， 形状为长方体 磁铁， 牌号可以为 N40H, 规格为长 5〜50 mm、 宽 5〜50 mm、 高 5〜100mm， 高度为充磁方向，驱动磁铁 4数量为两块，两块驱动磁铁 4之间的间距 1〜 20mm; 驱动磁铁 4固定用所述支架 5为一体式支架 5结构，所述一体式支 架 5的材料为非磁性材料， 其中可选用 304奥氏体不锈钢材料。 本发明在做 EXOTICS/1316-10. 5-B0DY-00型号高尔夫球头顶部磨削 试验时， 球头顶部最低点与驱动磁铁之间距离为 2mm， 磨削转子的转速为 700r/min , 设定整只球头的顶部待磨削区域的循环磨削时 间为 30分钟， 球头顶部不同区域厚度点的减薄量附图 2所示，减薄量为 0. 02〜0. 04mm。 当调整磨削转子的转速为 SOOr/min时， 球头顶部不同区域厚度点的减薄 量附图 3所示， 减薄量为 0. 03〜0. 05mm。 本发明设备可以实现所有球头顶部磨削减薄后 的厚度公差控制在客 户允许的公差范围内，并实现了自动化控制， 该设备和磨削工艺可用于大 批量、 工业化生产。 本发明采用磁力驱动磨削的方法生产超薄顶盖 高尔夫球头； 具体的 方法为： 所述高尔夫球头 1 腔体中待磨削区放置表面具有磨料 2 的磨削 转子， 高尔夫球头 1外部设置一个高速旋转旋转工作轴 6， 对应磨削转子 的旋转工作轴 6端设有驱动磁铁 4， 由驱动装置带动所述旋转工作轴 6的 驱动磁铁 4使磨削转子同步旋转，所述旋转的磨削转子� �成高尔夫球头 1 的待磨削区腔体厚度的多点减薄磨削； 或所述旋转的磨削转子对高尔夫

说

球头 1 的待磨削区腔体厚度的多点减薄磨削方法为： 将高尔夫球头 1 固 定， 驱动装置的磨削路径设置为三坐标或四坐标或 五坐标移动， 这时磨

书

削转子由所述旋转工作轴 6的驱动磁铁 4带动， 获取高尔夫球头 1磨削 区腔体厚度的多点减薄磨削； 或所述旋转的磨削转子对高尔夫球头 1 的 待磨削区腔体厚度的多点减薄磨削另一替换方 法为： 将驱动装置固定， 高尔夫球头 1 的固定装置按照设计路径移动， 使磨削转子由所述旋转工 作轴 6的驱动磁铁 4带动磨削转子旋转， 获取高尔夫球头 1磨削区腔体 厚度的多点减薄磨削。

具体实施本发明生产超薄顶盖高尔夫球头的具 体加工歩骤包括： 本发明以型号为 EXOTICS/1316-10. 5-BODY-00高尔夫球头 1为例阐述 加工过程， 但本发明描述的 EXOTICS/1316-10. 5-B0DY-00高尔夫球头 1， 需要说明的是本发明引用的实施例并不是对本 发明的具体限定， 仅是便于 本领域技术人员理解本发明而给出的一个实例 ；

1 )、 在高尔夫球头 1内放置磨削转子， 然后将所述高尔夫球头 1固定 在球头安装架 10上； 固定方法为： 高尔夫球头 1顶部与高尔夫球头 1底部 的连接线基本处于一个平面上， 在高尔夫球头 1 固定时使球头顶部朝下， 高尔夫球头 1的顶部与底部间的连接线处于水平位置； 2)、 接上一歩骤利用数控三坐标工作平台 9面上的电机及控制器 8， 直流无刷电机驱动旋转工作轴 6上的驱动磁铁 4沿设计的磨削路径进行三 坐标 X、 Y、 Ζ的行程为： lOO X lOO X lOOmm的移动， 磨削转子在驱动磁铁 4磁力的作用下沿着相应的磨削轨迹从动； 磨削时球头位置固定不动；

3)、 接上一歩骤高尔夫球头 1顶部磨削时， 高尔夫球头 1顶部最低点 与驱动磁铁之间距离为 2匪， 磨削转子的转速为 700r/min， 设定整只球头 说

的顶部待磨削区域的循环磨削时间为 30分钟，球头顶部不同区域厚度点的 减薄量， 减薄量为 0. 02〜0. 04匪； 当调整磨削转子的转速为 800r/min时， 书

球头顶部不同区域厚度点的减薄量， 减薄量范围为 0. 03〜0. 05mm。 进一歩， 所述设备上直流无刷电机参数范围包含： 额定电压 220VAC、 额定功率 400W、 额定转速 3000 Rpm、 额定扭矩 1. 27 N. m _; 电机驱动控制 器带数字显示、 无极调速， 确保实现 0〜3000 r/min范围内的任意速度选 择。 所述的生产超薄顶盖高尔夫球头的加工方法， 在加工方法中设备包含 以下三种方法实现球头顶部磨削的自动化、 批量磨削减薄：

1 )、 将电机固定在数控三坐标或四坐标或五坐标工 作台面上， 工作台 运动从而带动电机运动， 通过编程设计驱动磁铁的运动轨迹和行进速度 ， 从而实现驱动磁铁在空间各维方向的自动化控 制； 其中设备可根据设计的 磨削球头的数量改变数控工作台的尺寸大小， 并在工作台上安装与球头相 对应数量的电机， 控制器设定可采用单个控制器控制多台电机； 或每台电 机设置单独的控制器， 从而实现多个高尔夫球头顶部厚度同时磨削减 薄；

2)、将高尔夫球头 1固定在数控三坐标或四坐标或五坐标工作台� �上， 工作台运动从而带动球头运动，通过编程设计 球头的运动轨迹和行进速度， 从而实现球头在空间各维方向的自动化控制；

3)、 将球头和电机同时固定在数控三坐标或四坐标 或五坐标工作台面 上， 通过编程设计各自的运动轨迹和行进速度， 实现两者同时运动和自动 化控制。 需要说明的是本发明给出型号为 EXOTICS/1316-10. 5-B0DY-00 高尔

说

夫球头 1加工的仅作为本发明的实施过程的一种高尔� �球头 1的加工方 式； 另本发明的保护装置、磨削转子的变化中，本 领域技术人员能够根据

书

常规知识理解， 因此本发明没有给予详细解释。 本发明中所述高尔夫球头 1 适用于非磁性材质的超薄顶盖高尔夫球 头 1 ;所述非磁性材质的超薄顶盖高尔夫球头 1包含钛合金高尔夫球头 1、 不锈钢高尔夫球头 1以及镍金属高尔夫球头 1。 本发明不仅适用于铸造的高尔夫球头， 同样适用于锻造的高尔夫球 头。 为了公开本发明的目的而在本文中选用的实施 例， 当前认为是适宜 的，但是应了解的是，本发明旨在包括一切属 于本构思和本发明范围内的 实施例的所有变化和改进。