CN102049706B - 一种微小球体的精密超冷研抛装置 - Google Patents

Abstract

一种微小球体的精密超冷研抛装置，涉及一种抛光加工设备。设有自动进料机构、研抛机构和回料机构。自动进料机构设有原料箱、转盘、底座和送料管，研抛机构设有升降与夹紧装置、压强保持上下盖板、压力传感器、上下内凹抛光垫、超声振动发生装置和转动装置。回料机构设有斜面和回料箱，斜面与回料箱连接。加工时，只需将加工球体放入原料箱，并进行一些相应参数及程序的设置，不必进行一些复杂的操作；可实现自动化生产，送料、研抛和回料过程的实现都是按预先设置的参数及程序自动进行。由于使用超声振动抛光的加工方法，因此克服传统机械抛光中常存在的抛光垫损坏，抛光后的表面应力大、异物多、耐蚀性下降，使用时易造成局部点蚀等缺点。

Description

一种微小球体的精密超冷研抛装置

技术领域

本发明涉及一种抛光加工设备，尤其是涉及一种采用超声振动抛光方法对微小球体进行精密超冷研抛的加工装置。

背景技术

抛光技术，是金属和非金属材料表面处理过程中不可缺少的前处理技术。它不仅可以使表面平整、光亮，而且可以使表面洁净、无异物。因此抛光技术是一种比除油、酸洗更重要的前处理技术。金属的抛光已有100多年的历史，它是伴随着工业革命而生，并随着技术革命的发展而发展，在工业上已获得广泛应用。例如抛光后的不锈钢板和不锈钢制品在汽车、炊具、浴具、火车、电梯、医疗用具、建筑装潢上已获得广泛应用。早期大都采用机械抛光的方法，但机械抛光时需施加高压，由于不锈钢的导热性较差，在高压下抛光易造成过热现象，常导致抛光垫损坏，而且机械抛光后的表面应力大、异物多、耐蚀性下降，因此使用时易造成局部点蚀。随着科学技术的不断进步，抛光方法得到不断发展。不仅过去常用的机械抛光实现了全自动化，而且许多新型的鲜为人知的新抛光方法也不断涌现出来，例如振动抛光、磨液抛光、超声波抛光、电解擦拭或电解复合抛光、无接触电解抛光或双极性电极抛光、电化学超声波抛光、电火花超声波复合抛光、聚氨酯抛光和二氧化碳微粒喷射抛光等。这些新的抛光技术是适应新产品的生产制造而发展起来的，而且成了新产品制造工艺中不可缺少的一环，它反过来又推动了新产品的批量化生产。

中国专利CN101612719公开了一种抛光装置，包括抛光部分，其被构造成用于抛光基板，其中所述基板具有包含上层和下层的多个层叠式膜；测量部分，其被构造成测量形成于所述基板上的膜的厚度；接口，其被构造成输入形成于待抛光的基板上的膜的期望厚度；和运算单元，其可操作，以基于所述期望厚度和用于所述上层与用于所述下层的抛光速度之比或者基于所述测量部分的信号来计算用于所述多个层叠式膜中的至少一个的抛光速度和最佳抛光时间。还公开了一种抛光方法。

发明内容

本发明的目的在于针对传统机械抛光方法存在的缺点，提供一种采用超声振动抛光方法的微小球体的精密超冷研抛装置。

本发明设有自动进料机构、研抛机构和回料机构。

所述自动进料机构设有原料箱、转盘、底座和送料管，原料箱设于转盘上部，转盘设于底座上，转盘上设有孔，原料箱的出料口与转盘之间留有间隙；底座设有孔，送料管与底座的孔相连，底座上的孔的大小、原料箱的出料口的大小、阵列式排布的孔的大小和送料管的直径均比加工球体的直径稍大。

所述研抛机构设有升降与夹紧装置、压强保持上盖板、压强保持下盖板、压力传感器、上内凹抛光垫、下内凹抛光垫、超声振动发生装置和转动装置，升降与夹紧装置安装于强制冷却室的外面，通过一根轴与压强保持上盖板相连，压强保持上盖板设有一个比加工球体直径稍大的倾斜进球孔，倾斜进球孔的倾斜角度与送料管出料口处的倾斜角度一致；压力传感器安装在压强保持上盖板与上内凹抛光垫之间，压力传感器与压强保持上盖板之间留有间隙，上内凹抛光垫随压强保持上盖板进行上下运动，下内凹抛光垫随压强保持下盖板进行超声振动和转动；超声振动发生装置通过一根轴与压强保持下盖板相连，转动装置带动下盖板转动和下内凹抛光垫转动。

所述回料机构设有斜面和回料箱，斜面与回料箱连接。

所述原料箱可采用漏斗型原料箱。

所述转盘可采用设有4个孔的圆形转盘。所述转盘上设有的孔可为呈阵列式排布的孔。

所述底座可采用设有1个孔的长方体底座。

所述压力传感器可采用设有阵列式长方形孔的压力传感器。

原料箱用于放置加工球体，转盘的厚度与加工球体的直径可相当，每次从原料箱进入转盘孔中的球体为1个，底部为开有一个孔的长方体底座，孔的大小比球体的直径稍大，与底座的孔相连的是管状的送料管，送料管的直径也要比球体的直径稍大，这样保证每次从自动进料机构进入研抛机构的加工球体数量为1个。原料箱中的加工球体进入转盘的孔里，转盘转动后，加工球体通过底座的孔进入送料管，送入研抛机构。升降与夹紧装置安装于强制冷却室的外面，通过一根轴与压强保持上盖板相连；阵列式压力传感器是开有阵列式长方形孔的压力传感器，安装在压强保持上盖板和上内凹抛光垫之间，并与压强保持上盖板之间留有一定的间隙，压力传感器用于反馈抛光压强的大小，从而实现对升降与夹紧装置上下精确运动的控制；内凹抛光垫包括上内凹抛光垫和下内凹抛光垫，上内凹抛光垫随压强保持上盖板进行上下精确运动，下内凹抛光垫随压强保持下盖板进行超声振动和转动，内凹抛光垫用于球体的精密研抛；超声振动发生装置通过一根轴与压强保持下盖板相连，用于产生一维超声振动，转动装置使压强保持下盖板转动，从而带动下内凹抛光垫转动。加工球体进入研抛机构后，升降与夹紧装置向下运动，压力传感器反馈抛光压强的大小，由升降与夹紧装置微调实现上下精确运动，达到精密研抛所需的位置，超声振动发生装置和转动装置控制下内凹抛光垫的一维超声振动和转动，实现对加工球体的精密研抛。回料机构由一个倾斜的平面和一个无盖的长方体回料箱构成。加工球体加工完成后，升降与夹紧装置往上运动，带动压强保持上盖板向上运动，吹入的超冷氮气将球体吹出研抛机构，球体滚入斜面后至回料箱。为了保证球体在加工过程中维持固体的属性，整个过程要不断地吹入超冷氮气。加工过程中产生的微尘，经吸气装置进入微尘处理系统进行处理。

加工时，只需将加工球体放入原料箱，并进行一些相应参数及程序的设置，不必进行一些复杂的操作；可以实现自动化生产，送料、研抛和回料过程的实现，都是按照预先设置好的参数及程序自动进行。由于使用了超声振动抛光的加工方法，因此克服了传统机械抛光中常常存在的抛光垫损坏，抛光后的表面应力大、异物多、耐蚀性下降，使用时易造成局部点蚀等缺点。

本发明加工的球体直径可为0.5～2mm，加工后球体表面粗糙度值可为5～10nm，吹入的超冷氮气温度为-174℃。

附图说明

图1为本发明实施例的结构组成侧视示意图。

图2为本发明实施例的自动进料机构的结构组成剖视示意图。

图3为图2的A-A剖视图。

图4为本发明实施例的研抛机构的结构组成剖视示意图。

以下给出图1～4中的各主要部件的代号：

1.漏斗型原料箱，2.转盘，3.底座，4.送料管，5.升降与夹紧装置，6.压强保持上盖板，7.压力传感器(采用阵列式压力传感器)，8.上内凹抛光垫，9.下内凹抛光垫，10.压强保持下盖板，11.超声振动发声装置，12.转动装置，13.斜面，14.回料箱，15.微尘处理系统，16.强制冷却室，17倾斜进球孔，P加工球体，A1表示进气，A2表示吸气，B表示一维超声振动。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步阐述。

如图1～4所示，本发明实施例设有自动进料机构、研抛机构和回料机构。

所述自动进料机构设有漏斗型原料箱1、转盘2、底座3和送料管4，漏斗型原料箱1设于转盘2上部，转盘2设于底座3上，转盘2上设有4个呈阵列式排布的孔。漏斗型原料箱的出料口与转盘2之间留有间隙。底座(长方体底座)3设有1个孔。送料管4与底座3的孔相连，底座3上的孔的大小、漏斗型原料箱1的出料口的大小、阵列式排布的孔的大小和送料管4的直径均比加工球体P的直径稍大。

所述研抛机构设有升降与夹紧装置5、压强保持上盖板6、压强保持下盖板10、阵列式压力传感器7、上内凹抛光垫8、下内凹抛光垫9、超声振动发生装置11和转动装置12，升降与夹紧装置5安装于强制冷却室16的外面，通过一根轴与压强保持上盖板6相连，压强保持上盖板6设有一个比加工球体P直径稍大的倾斜进球孔17，倾斜进球孔17的倾斜角度与送料管4的出料口处的倾斜角度一致；压力传感器7安装在压强保持上盖板6与上内凹抛光垫8之间，压力传感器7与压强保持上盖板6之间留有间隙，上内凹抛光垫8随压强保持上盖板6进行上下运动，下内凹抛光垫9随压强保持下盖板10进行超声振动和转动；超声振动发生装置11通过一根轴与压强保持下盖板10相连，转动装置12带动压强保持下盖板10转动和下内凹抛光垫9转动。

所述回料机构设有斜面13和回料箱14，斜面13与回料箱14连接。

所述压力传感器7可采用设有阵列式长方形孔的压力传感器。

漏斗型原料箱1中的加工球体P进入转盘2的孔里，转盘2转动后，加工球体P通过底座3的孔进入送料管4，送入研抛机构，每次从自动进料机构进入研抛机构的加工球体数量为1个。加工球体P进入研抛机构后，升降与夹紧装置5向下运动，压力传感器7反馈抛光压强的大小，由升降与夹紧装置5微调实现上下精确运动，达到精密研抛所需的位置，超声振动发生装置11和转动装置12控制下内凹抛光垫9的一维超声振动和转动，实现对加工球体的精密研抛。回料机构由一个斜面13和一个无盖的长方体回料箱14构成。加工球体加工完成后，升降与夹紧装置5往上运动，带动上盖板6向上运动，吹入的超冷氮气将加工球体吹出研抛机构，加工球体滚入斜面13后至回料箱14。为了保证加工球体在加工过程中维持固体的属性，整个过程要不断地吹入超冷氮气。加工过程中产生的微尘，经吸气装置进入微尘处理系统15进行处理。

Claims (5)

1.一种微小球体的精密超冷研抛装置，其特征在于设有自动进料机构、研抛机构和回料机构；

所述自动进料机构设有原料箱、转盘、底座和送料管，原料箱设于转盘上部，转盘设于底座上，转盘上设有阵列式排布的孔，原料箱的出料口与转盘之间留有间隙；底座设有孔，送料管与底座的孔相连，底座上的孔的大小、原料箱的出料口的大小、阵列式排布的孔的大小和送料管的直径均比加工球体的直径稍大；

所述研抛机构设有升降与夹紧装置、压强保持上盖板、压强保持下盖板、压力传感器、上内凹抛光垫、下内凹抛光垫、超声振动发生装置和转动装置，升降与夹紧装置安装于强制冷却室的外面，通过一根轴与压强保持上盖板相连，压强保持上盖板设有一个比加工球体直径稍大的倾斜进球孔，倾斜进球孔的倾斜角度与送料管出料口处的倾斜角度一致；压力传感器安装在压强保持上盖板与上内凹抛光垫之间，压力传感器与压强保持上盖板之间留有间隙，上内凹抛光垫随压强保持上盖板进行上下运动，下内凹抛光垫随压强保持下盖板进行超声振动和转动；超声振动发生装置通过一根轴与压强保持下盖板相连，转动装置带动下盖板和下内凹抛光垫转动；

所述回料机构设有斜面和回料箱，斜面与回料箱连接。

2.如权利要求1所述的一种微小球体的精密超冷研抛装置，其特征在于所述原料箱为漏斗型原料箱。

3.如权利要求1所述的一种微小球体的精密超冷研抛装置，其特征在于所述转盘采用设有4个孔的圆形转盘。

4.如权利要求1所述的一种微小球体的精密超冷研抛装置，其特征在于所述底座采用设有1个孔的长方体底座。

5.如权利要求1所述的一种微小球体的精密超冷研抛装置，其特征在于所述压力传感器采用设有阵列式长方形孔的压力传感器。

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