CN101073876A - 一种水钻端面磨抛加工方法及专用磨抛机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水钻端面磨抛加工方法及专用磨抛机，加工步骤如下：1)布料；2)吸塑成型，在工装盘盘面上吸塑成型吸塑盘，吸塑盘凹面向上，水钻竖直吸附固定在吸塑盘底部凸面上；3)端面磨抛，吸塑盘凹面向上套装在磨抛机上，吸塑盘底部的水钻尖端向下在平磨盘上进行磨抛加工；4)拆封；该磨抛机包括机架，机架中央设有一水平磨盘，磨盘上方设有两个相对磨盘轴中心对称的、套装吸塑盘的水平盘体，水平盘体上方连接有盘体升降装置，盘体升降装置与水平架设在磨盘两侧的两根转轴固定连接，转轴另一端设有转轴转动装置。本技术方案具有单次加工数量大、加工效率高、良品率高、材料无浪费、设备工装使用寿命长、操作简便等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种水钻(人造钻石)的端面进行磨抛加工的方法及专用于该加工方法的磨抛机。
背景技术
水钻即人造钻石，它是饰品、鞋类、工艺品等的重要配套材料，拥有巨大的市场。水钻磨抛加工流程是：将人造水晶球坯先进行棱面磨抛加工制成如图1所示的多棱面形状，再对其进行端面磨抛加工制成如图2所示的钻石外形，然后对水钻底面镀覆银层和涂覆保护涂料，使其具有类似钻石的反光效果。现有的端面磨抛加工设备是延用棱面磨抛加工设备的设计思路，将棱面磨抛加工后的整个铝排水钻直接放到平磨上进行端面磨抛，但是，因为端面磨抛加工和棱面磨抛加工存在着较大的差别，其加工步骤相对简单而对磨抛的水钻和工装有较高的自适应要求。因此，使用现有端面磨抛加工方法和设备加工水钻存在加工效率低、良品率低、材料浪费率高、加工设备工装使用寿命低等问题。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种水钻端面磨抛加工方法，将完成棱面磨抛加工的水钻通过吸塑成型的方式制成一个水钻吸塑盘，水钻均匀排布吸附固定在吸塑盘底部，从而可对整盘水钻进行端面磨抛加工，因为一个吸塑盘上可以排布几百甚至几千个水钻，所以可大大提高加工效率。
为了达到上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：
一种水钻端面磨抛加工方法，步骤如下：
1)布料，将水钻均匀排布、竖直嵌入在工装盘盘面上；
2)吸塑成型，嵌有水钻的工装盘放入吸塑机，在工装盘盘面上吸塑成型吸塑盘，吸塑盘凹面向上，水钻竖直吸附固定在吸塑盘底部凸面上；
3)端面磨抛，吸塑盘凹面向上套装在磨抛机上，吸塑盘底部的水钻尖端向下在平磨盘上进行磨抛加工形成端面；
4)拆封，吸塑盘放入拆封机，水钻和吸塑盘分离取出。
将完成棱面磨抛加工的水钻通过吸塑成型的方式制成一个水钻吸塑盘，水钻均匀排布吸附固定在吸塑盘底部凸面上，水钻尖端向下在平磨盘上进行磨抛加工形成端面，从而实现对整盘水钻的端面磨抛加工，因为一个吸塑盘上可以排布几百甚至几千个水钻，所以可大大提高加工效率；而且，将完成棱面磨抛加工的水钻取下铝排，重新排布固定加工，还有利于品质控制和工艺流程管理，以极大的提高产品品质和生产效率。
上述工装盘盘面上均匀分布有若干个竖直嵌置水钻的嵌孔，嵌孔底部设有通气孔。嵌孔的形状是有利于竖直嵌置水钻的，在嵌孔底部设置通气孔可以方便吸塑成型时抽真空，从而使得水钻牢固吸附在吸塑盘底部。
上述步骤1)通过振动布料装置实现，所述振动布料装置包括一水平振动台，水平振动台的振动台面上固定有放置工装盘的固定架，固定架上面设有布料板，布料板与固定架的一侧边枢接，所述布料板上设有与工装盘轮廓相匹配的工装盘定位孔，所述布料板周边设有挡边，挡边在布料板的一侧形成有一下料缺口，所述水平振动台向下料缺口一侧倾斜设置，所述下料缺口下方设有一倾斜的滑料板。
上述振动布料装置通过倾斜设置水平振动台，并在振动台面上设置固定架和布料板，使得水钻工装盘可以嵌在布料板中间，开启振动，将水钻从工装盘上方缓缓倒下，通过左右振动大部分水钻会落入嵌孔内，多余的通过下料缺口滑入托盘内，重复若干次就可以使工装盘的嵌孔内都嵌入水钻，则关闭振动，将布料板翻起，取出工装盘就可进入下道工序；具有排列嵌入快速、定位准确、效率高、结构简单、操作简便等优点。
上述步骤2)中的吸塑机包括机架、真空泵和加热器，所述机架上设有底座，底座上方设有吸模板，吸模板上方设有压框板，所述吸模板和压框板都与底座一侧枢接，所述加热器通过移动机构可移动架设在压框板上方，所述底座上、吸模板中央放置工装盘，工装盘上的通气孔与真空泵连通，其中，所述底座和吸模板之间设有密封圈，所述吸模板和压框板之间设有密封圈，所述底座外侧设有锁紧机构连接压框板。
上述吸塑机采用真空吸塑的原理，将硬塑料片夹持固定在吸模板和压框板之间，对硬塑料片加热和对吸模板内的空间抽真空形成负压，最终将加热软化的塑料片吸附在工装盘水钻上从而形成水钻吸塑盘，具有成型快速、固定牢固、效率高、结构简单、操作简便等优点。
上述步骤4)中的拆封机包括机架、真空泵、加热器，所述机架上设有底座，底座上固定有吸模板，吸模板上方通过移动机构架设有可移动的加热器，所述吸模板上设有与吸塑盘上的水钻排布方式相匹配的若干环槽，环槽底部设有若干通气孔，通气孔与真空泵连通。
上述拆封机也是采用真空吸塑的原理，只是将这一原理反过来应用于水钻吸塑盘的拆分；将吸塑盘凸面向上套装在吸模板上，对吸塑盘加热软化，将吸模板上的环槽内抽真空，使得软化的水钻吸塑盘与水钻分离，再由人工取走，具有拆封方便快速、效率高、结构简单、操作简便等优点。
上述水钻端面磨抛加工方法专用的一种磨抛机，包括机架，机架中央设有一水平磨盘，磨盘上方设有两个相对磨盘轴中心对称的、套装吸塑盘的水平盘体，水平盘体上方连接有盘体升降装置，盘体升降装置与水平架设在磨盘两侧的两根转轴固定连接，转轴另一端设有转轴转动装置。
上述磨抛机通过设置套装吸塑盘的水平盘体，可以实现在磨盘上对整盘水钻进行端面磨抛加工，具有单次加工数量大、加工效率高、良品率高、材料无浪费、设备工装使用寿命长、结构简单、操作简便等优点。
上述盘体升降装置包括固定在转轴上的转盘，转盘上固定有竖直气缸，气缸的活塞杆下端通过调心轴承连接水平盘体。设置调心轴承不仅使盘体可以相对活塞杆转动保证了端面磨抛的均匀和端面光洁，还可以在端面磨抛时根据吸塑盘上水钻的个体差异和磨抛状况自动进行微小调整。
上述转轴转动装置为一转动扳手。此为手动转动转轴的方式，也可采用自动控制方式，如采用摆动气缸驱动转动。
本发明由于采用了以上的技术方案，将完成棱面磨抛加工的水钻通过吸塑成型的方式制成一个水钻吸塑盘，水钻均匀排布吸附固定在吸塑盘底部凸面上，水钻尖端向下在平磨盘上进行磨抛加工形成端面，从而实现对整盘水钻的端面磨抛加工，因为一个吸塑盘上可以排布几百甚至几千个水钻，所以可大大提高加工效率；而且，将完成棱面磨抛加工的水钻取下铝排，重新排布固定加工，还有利于品质控制和工艺流程管理，以极大的提高产品品质和生产效率；具有单次加工数量大、加工效率高、良品率高、材料无浪费、设备工装使用寿命长、操作简便等优点。
附图说明
图1是端面磨抛加工前的水钻结构示意图。
图2是端面磨抛加工后的水钻结构示意图。
图3是吸塑盘的结构示意图。
图4是图3的A-A剖面示意图。
图5是工装盘的结构示意图。
图6是图5的B-B剖面示意图。
图7是振动布料装置的结构示意图。
图8是图7装置打开状态的结构示意图。
图9是吸塑机的结构示意图。
图10是图9吸塑机打开状态的结构示意图。
图11是图9的I处放大图。
图12是磨抛机的结构示意图。
图13是图12俯视图。
图14是拆封机的结构示意图。
图15是图14中吸模板的结构示意图。
图16是图15的C-C剖面示意图。
附图中零部件名称：1.水钻；2.吸塑盘；3.工装盘；4.嵌孔；5.通气孔；
振动布料装置：101.振动台面；102.布料板；103.挡边；104.塞块；105.工装盘定位孔；106.固定架；107.滑料板；108.水平振动台；109.合页；110.螺钉；111.托盘；
吸塑机：201.加热器；202.导轮；203.活塞杆；204.导轨；205.支架；206.气缸；207.机架；208.真空泵；209.底座；210.气管接头；211.吸模板；212.压框板；213.密封圈；214.密封圈；215.塞块；216.挂杆；217.挂钩；
磨抛机：301.转轴；302.气缸；303.活塞杆；304.水平盘体；305.活塞杆衬套；306.转盘；307.扳手；308.转动扳手；309.支架；310.外罩；311.电机架；312.机架；313.磨盘；314.转轴；315.销轴；316.套筒；317.拨块；
拆封机：401.加热器；402.吸模板；403.底座；404.气管接头；405.真空泵；406.机架；407.轴承；408.轴承；409.转动支架。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做一个详细的说明。
实施例1：
一种水钻端面磨抛加工方法，步骤如下：
1)布料，将水钻1均匀排布、竖直嵌入在工装盘3盘面上；
2)吸塑成型，嵌有水钻1的工装盘3放入吸塑机，在工装盘3盘面上吸塑成型吸塑盘2，吸塑盘2凹面向上，水钻1竖直吸附固定在吸塑盘2底部凸面上；
3)端面磨抛，吸塑盘2凹面向上套装在磨抛机上，吸塑盘2底部的水钻1尖端向下在平磨盘上进行磨抛加工形成端面；
4)拆封，吸塑盘2放入拆封机，水钻1和吸塑盘2分离取出。
如图5、图6所示，上述工装盘3为圆盘，盘面上均匀分布有多个竖直嵌置水钻1的嵌孔4，嵌孔4底部设有通气孔5。
如图7、图8所示，上述步骤1)通过振动布料装置实现，所述振动布料装置包括一水平振动台108，水平振动台108的振动台面101上固定有放置工装盘3的固定架106，固定架106上面设有布料板102，布料板102与固定架106的一侧边枢接，所述布料板102上设有与工装盘3轮廓相匹配的工装盘定位孔105，所述布料板102周边设有挡边103，挡边103在布料板102的一侧形成有一下料缺口，所述水平振动台108向下料缺口一侧倾斜设置；上述下料缺口下方设有一倾斜的滑料板107，滑料板107固定在固定架106上；上述布料板102与固定架106下料缺口一侧通过合页109枢接；固定架106上螺纹链接有四个向上的螺钉110，工装盘3放置在螺钉110上。
布料时，将布料板102放下落在固定架106上，工装盘3的中心孔用塞块104塞住，将工装盘3放入布料板102的工装盘定位孔105内，工装盘3与布料板102平面相平或者略高，开启振动，将水钻1从工装盘3上方缓缓倒下，通过振动大部分水钻1会落入嵌孔4内，多余的水钻1通过下料缺口滑入托盘111内，重复若干次就可以使工装盘3的嵌孔4内都嵌入水钻1，则关闭振动，如图8所示，将布料板102翻起，取出工装盘3。
如图9～图11所示，上述步骤2)中的吸塑机包括机架207、真空泵208和加热器201，所述机架207上设有底座209，底座209上方设有吸模板211，吸模板211上方设有压框板212，所述吸模板211和压框板212都与底座209在右侧枢接(采用各自独立的枢轴枢接)，所述加热器201通过移动机构可移动架设在压框板212上方，所述底座209上、吸模板211中央放置有一工装盘3，工装盘3上的通气孔5通过设在底座209上的气管接口210与真空泵208连通，上述吸模板211和压框板212均为中央有大圆孔的框形板，大圆孔的大小尺寸与工装盘3一致，吸模板211的厚度高出工装盘3的厚度约一倍。如图11所示，上述底座209和吸模板211之间设有密封圈213，上述吸模板211和压框板212之间设有密封圈214，密封圈213和密封圈214均固定在吸模板211上，底座209中央设有塞块215，塞块215与底座209之间留有缝隙，与塞块215下方的通气孔和气管接头210连通。所述底座209外侧设有锁紧机构连接压框板212，锁紧机构包括设在底座209外侧的挂钩217和设在压框板212外侧与挂钩217相匹配的挂杆216。上述移动机构包括架设在机架207上的支架205，支架205中央固定有一伸缩气缸206，气缸206的活塞杆203的前端与加热器201固定连接，加热器201两边设有导轮202，导轮202与架设在机架207上的导轨204滑动连接。此外，为了加快吸塑盘2冷却和防止压框板212过热，可以在压框板212上设置冷却水管道，通冷却水以保持稳定的模温和加快成型效率。
吸塑成型时，将嵌有水钻1的工装盘3放置在底座209上，塞块215塞入工装盘3的中心孔内，翻下吸模板211，工装盘3正好嵌置在吸模板211的大圆孔内，工装盘3低于吸模板211的高度约一半，在吸模板211上放置硬塑料片覆盖整个大圆孔，再将压框板212翻下，将硬塑料片压紧在吸模板211上，并将挂钩217和挂杆216挂扣锁紧；气缸206的活塞杆203向左伸出，加热器201向左移动到达压框板212正上方并开始加热，真空泵208开始工作，硬塑料片在加热软化到一定程度，由于其下方空间抽真空形成负压，硬塑料片的中间部分被拉伸吸附在下方工装盘3的水钻1上形成水钻吸塑盘2；加热器201和真空泵208停止工作，气缸206的活塞杆203向右缩回，加热器201离开压框板212上方；打开挂钩217和挂杆216，翻起压框板212，取出水钻吸塑盘2，翻起吸模板211，取出工装盘3。
此时，如图3、图4所示，吸塑盘2中间形成有一个圆形凹凸面，水钻1嵌置固定在底部凸面上，水钻1的尖端向下。
如图12、图13所示，专用于步骤3)的磨抛机，包括机架312，机架312中央设有一水平磨盘313，磨盘313主轴与电机带传动连接，电机设置在机架312侧边的电机架311上，所述磨盘313外围设有防止水外溅的外罩310，所述磨盘313两侧相对设有一对支架309，每个支架309上均水平设有一转轴301，转轴301靠近磨盘一端设有一竖直气缸302及相应的活塞杆衬套305，气缸302的活塞杆303向下穿过衬套305并连接有一套装水钻工件的水平盘体304，所述转轴301另一端设有转动扳手308；上述活塞杆303和水平盘体304通过调心球轴承连接，盘体304可以以活塞杆303为轴转动，并可以相对水平面轻微倾斜自动调整；上述转动轴301靠近磨盘一端固定有转盘306，转盘306上固定气缸302和衬套305；上述支架309上设有转轴301锁死机构，所述锁死机构包括相对转轴301平行设置的套筒316和相对转轴301垂直设置的转轴314，所述套筒316内穿设有一销轴315，销轴315上套设有弹簧，弹簧一端与套筒316相抵，弹簧另一端与销轴315相抵，所述销轴315一端插入设在转盘306上的销孔，(转盘306上设有两个销孔，分别使盘体304处于水平和竖直状态)，销轴315另一端与设在转轴314一端的拨块317连接，所述转轴314的另一端设有扳手307。
端面磨抛加工时，转动扳手307，将销轴315从转盘306上的销孔内拉出，转动转动扳手308，使盘体304向外翻转处于竖直状态，扳手307回位，销轴315插入销孔内转轴301锁死，吸塑盘2凹面向上套装在盘体304上；转动扳手307，拉出销轴315，转动转动扳手308，使盘体304翻转回水平状态，扳手307回位锁死转轴301；磨盘313转动，气缸302加压，盘体304下压，水钻1下部的尖端与磨盘313接触磨抛，磨抛时盘体304由磨盘313带动转动；磨抛加工完成，气缸302卸压，盘体304上升回位，并重复上面的步骤，将盘体304转出取下吸塑盘2。因为水钻端面磨抛加工，不仅包含磨削加工还包含端面磨削完成后的端面抛光加工，水钻的端面抛光也是在同样结构的磨抛机上完成的，只是所用磨盘和研磨剂的精细度不同，操作加工方法与磨削加工相同。
如图14～图16所示，上述步骤4)中的拆封机，包括机架406、真空泵405、加热器401，所述机架406台面上设有底座403，底座403上固定有吸模板402，吸模板402的尺寸轮廓与吸塑盘2相匹配，吸模板402上方通过移动机构架设有可移动的加热器401，所述吸模板402上设有与吸塑盘2上的水钻1排布方式相匹配的9个环槽421，环槽421底部设有4个通气孔422，通气孔422通过底座403与吸模板402的缝隙和设在底座403上的气管接头404、气管与真空泵405连通；上述9个环槽421为各自独立、互不连通的环槽；上述移动机构包括一转动支撑架409，转动支撑架409通过轴承407、408架设在机架406上，转动支撑架409的前端固定连接加热器401，移动机构还可以是垂直带动加热器401上下移动或者水平移动的机构；上述底座403和吸模板402之间设有密封圈；上述4个通气孔422均匀分布在环槽421底部；上述吸模板402侧壁上设有4个缺口423。
拆封时，将吸塑盘2套在吸模板402上，将加热器401移动至吸模板402正上方加热，真空泵405将吸模板402上的环槽421内抽真空，使得加热软化的吸塑盘2与水钻1分离，再将加热器401移开，由人工将吸塑盘废料和水钻1取出分别摆放即可。
Claims (8)
1.一种水钻端面磨抛加工方法，其特征在于，步骤如下：
1)布料，将水钻(1)均匀排布、竖直嵌入在工装盘(3)盘面上；
2)吸塑成型，嵌有水钻(1)的工装盘(3)放入吸塑机，在工装盘(3)盘面上吸塑成型吸塑盘(2)，吸塑盘(2)凹面向上，水钻(1)竖直吸附固定在吸塑盘(2)底部凸面上；
3)端面磨抛，吸塑盘(2)凹面向上套装在磨抛机上，吸塑盘(2)底部的水钻(1)尖端向下在平磨盘上进行磨抛加工形成端面；
4)拆封，吸塑盘(2)放入拆封机，水钻(1)和吸塑盘(2)分离取出。
2.根据权利要求1所述的一种水钻端面磨抛加工方法，其特征在于，所述工装盘(3)盘面上均匀分布有若干个竖直嵌置水钻(1)的嵌孔(4)，嵌孔(4)底部设有通气孔(5)。
3.根据权利要求2所述的一种水钻端面磨抛加工方法，其特征在于，所述步骤1)通过振动布料装置实现，所述振动布料装置包括一水平振动台(108)，水平振动台(108)的振动台面(101)上固定有放置工装盘(3)的固定架(106)，固定架(106)上面设有布料板(102)，布料板(102)与固定架(106)的一侧边枢接，所述布料板(102)上设有与工装盘(3)轮廓相匹配的工装盘定位孔(105)，所述布料板(102)周边设有挡边(103)，挡边(103)在布料板(102)的一侧形成有一下料缺口，所述水平振动台(108)向下料缺口一侧倾斜设置，所述下料缺口下方设有一倾斜的滑料板(107)。
4.根据权利要求2所述的一种水钻端面磨抛加工方法，其特征在于，所述步骤2)中的吸塑机包括机架(207)、真空泵(208)和加热器(201)，所述机架(207)上设有底座(209)，底座(209)上方设有吸模板(211)，吸模板(211)上方设有压框板(212)，所述吸模板(211)和压框板(212)都与底座(209)一侧枢接，所述加热器(201)通过移动机构可移动架设在压框板(212)上方，所述底座(209)上、吸模板(211)中央放置工装盘(3)，工装盘(3)上的通气孔(5)与真空泵(208)连通，其中，所述底座(209)和吸模板(211)之间设有密封圈(213)，所述吸模板(211)和压框板(212)之间设有密封圈(214)，所述底座(209)外侧设有锁紧机构连接压框板(212)。
5.根据权利要求1所述的一种水钻端面磨抛加工方法，其特征在于，所述步骤4)中的拆封机包括机架(406)、真空泵(405)、加热器(401)，所述机架(406)上设有底座(403)，底座(403)上固定有吸模板(402)，吸模板(402)上方通过移动机构架设有可移动的加热器(401)，所述吸模板(402)上设有与吸塑盘(2)上的水钻(1)排布方式相匹配的若干环槽(421)，环槽(421)底部设有若干通气孔(422)，通气孔(422)与真空泵(405)连通。
6.用于权利要求1所述水钻端面磨抛加工方法的一种磨抛机，包括机架(312)，机架(312)中央设有一水平磨盘(313)，其特征在于，所述磨盘(313)上方设有两个相对磨盘轴中心对称的、套装吸塑盘(2)的水平盘体(304)，水平盘体(304)上方连接有盘体升降装置，盘体升降装置与水平架设在磨盘(313)两侧的两根转轴(301)固定连接，转轴(301)另一端设有转轴转动装置。
7.根据权利要求6所述的一种水钻端面磨抛机，其特征在于，所述盘体升降装置包括固定在转轴(301)上的转盘(306)，转盘(306)上固定有竖直气缸(302)，气缸(302)的活塞杆(303)下端通过调心轴承连接水平盘体(4)。
8.根据权利要求7所述的一种水钻端面磨抛机，其特征在于，所述转轴转动装置为一转动扳手(308)。
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