CN102069443A - 一种具有催化作用的自适应抛光工具 - Google Patents

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计时鸣
陈国达
张才
张利
金明生
许亚敏
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Abstract

一种具有催化作用的自适应抛光工具，包括气动装置、柔性适应模块和活性磨粒体，所述气动装置包括气动传送轴，所述气动传送轴设有空心段和实心段，所述实心段与旋转驱动机构连接，所述空心段的上端开有一通孔，其下端与所述柔性适应模块连接；所述气动传送轴上连接有将气体输送至空心段的通气口，所述的气口的一端与所述通孔共处于一个密封腔内，其另一端与可调气压源的输出端相连；所述柔性适应模块包括上保持架和下保持架，所述上、下保持架之间安装有可带动下保持架旋转的弹性适应体，所述上保持架与空心段下端连接并将空心段与弹性适应体联通，所述下保持架与可更换的活性磨粒体连接。本发明曲面适应性好，抛光质量稳定，加工效率较高。

Description

一种具有催化作用的自适应抛光工具
技术领域
本发明涉及一种精密加工领域的抛光工具，尤其涉及一种与机器人抛光技术相结合，适用于难加工材料的具有催化作用的自适应抛光工具。
背景技术
抛光是目前主要的终加工手段，目的是进一步降低表面粗糙度并减小或完全消除加工变质层，获得光滑、均匀、高质量的加工表面。抛光工艺的实施在保证抛光件面形精度与表面质量的前提下，能有效改善其表面的耐蚀和耐磨性能，延长其使用寿命。
对于曲面工件的抛光，特别是针对难加工材料，抛光方法或工具的选择显得尤为重要。传统的抛光方法存在的缺点有：1.抛光工具对曲面的适应差，轨迹效应不稳定；2.抛光作用力不稳定，过程的自动控制难；3.加工效率低，特别是对于难加工材料，微观表面质量不佳，易造成损伤；4.具有柔性特征的传统抛光工具，其本身没有工艺适应功能，不具备催化等辅助抛光作用。
发明内容
为了克服传统抛光工具曲面适应性差，抛光质量不稳定，加工效率较低的问题，本发明要提供了一种曲面适应性好，抛光质量稳定，加工效率较高的具有催化作用的自适应抛光工具。
本发明采用的技术方案是： 
具有催化作用的自适应抛光工具，其特征在于：包括气动装置、柔性适应模块和活性磨粒体，所述气动装置包括气动传送轴，所述气动传送轴设有空心段和实心段，所述实心段与旋转驱动机构连接，所述空心段的上端开有一通孔，其下端与所述柔性适应模块连接；所述气动传送轴上连接有将气体输送至空心段的通气口，所述通气口的一端与所述通孔共处于一个密封腔内，其另一端与可调气压源的输出端相连；所述柔性适应模块包括上保持架和下保持架，所述上、下保持架之间安装有可带动下保持架旋转的弹性适应体，所述上保持架与空心段下端连接将空心段与弹性适应体联通，所述下保持架与可更换的活性磨粒体连接。 
进一步，所述通气口通过溢流阀与所述的可调气压源的输出端连接。
进一步，所述弹性适应体为中空的类弹簧结构。
进一步，所述弹性适应体的内部设有软轴，所述软轴的上端连接在空心段上，其下端连接在下保持架上。
进一步，所述活性磨粒体是分层结构，包括外活化层、主加工层和内修整层。
进一步，所述外活化层和所述主加工层由催化剂、磨粒和粘结剂组成，所述外活化层为多催化剂少磨粒配比层，所述的主加工层为多磨粒少催化剂配比层，所述内修整层为无磨粒或少磨粒的修整垫层。
本发明的技术构思为：本发明的气动传送轴的实心端可被夹持在任何机床（包括串并联机器人）的动力输出端上，获得驱动力后通过弹性适应模块将动力传送给活性磨粒体，使活性磨粒体高速旋转。气动传送轴外套接一通气口，通气口与气体传送轴气密连接，但不随气动传送轴转动，通气口上有安装溢流阀的接口，用来将可调气压源的供气引入气动传送轴的空心段，最终到达柔性适应模块内，从而影响弹性适应体的内部气压。由于弹性适应体的灵活变化，可以实现活性磨粒体对不同曲率工件表面的自适应。活性磨粒体也可以通过弹性适应体内的软轴带动其旋转。同时针对加工对象的不同情况，通过调节可调气压源的气体输出来控制弹性适应体的内压，进而控制活性磨粒体施加的抛光力。活性磨粒体的外活化层、主加工层、内修整层分别在各个抛光阶段发生主要作用，外活化层使工件表面发生物理化学作用，易于实现难加工材料的下一步去除加工。主加工层是实现材料去除的主要阶段，内修整层作用在抛光的最后阶段，通过极少量的表面修整，使工件表面更加平滑，纹理更加均匀。
本发明可与机器人抛光系统相连接，提供特定的工艺参数组合和抛光轨迹。
本发明的有益效果在于：
（1）集成了曲率自适应与工艺阶段自适应的特点，特别适用于难加工材料的抛光；
（2）活性磨粒体对不同曲率的工件表面的自适应能力强，有较稳定的轨迹效应；
（3）活性磨粒体实现了对不同抛光阶段的自适应，且易于更换，满足工艺多变性需求，具有催化作用；
（4）抛光质量高、效率高、运动平稳、易于控制。
附图说明
图1是本发明整体结构示意图。
图2是本发明活性磨粒体示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
实施例一
参照图1、图2，具有催化作用的自适应抛光工具，包括气动装置、柔性适应模块和活性磨粒体9，所述气动装置包括气动传送轴2，所述气动传送轴2设有空心段5和实心段，所述实心段与旋转驱动机构1连接，所述空心段5的上端开有一通孔3，其下端与所述柔性适应模块连接；所述气动传送轴2上连接有将气体输送至空心段5的通气口4，所述通气口4的一端与所述通孔3共处于一个密封腔内，其另一端与可调气压源的输出端相连；所述柔性适应模块包括上保持架6和下保持架8，所述上保持架6、下保持架8之间安装有可带动下保持架8旋转的弹性适应体7，所述上保持架6与空心段5下端连接将空心段5与弹性适应体7联通，所述下保持架8与可更换的活性磨粒体9连接。 
所述通气口4通过溢流阀与所述的可调气压源的输出端连接。
所述弹性适应体7为中空的类弹簧结构。
所述活性磨粒体9是分层结构，包括外活化层93、主加工层92和内修整层91。
所述活性磨粒体9由催化剂、磨粒和粘结剂组成，所述外活化层93为多催化剂少磨粒配比层，所述的主加工层92为多磨粒少催化剂配比层，所述的内修整层91为无磨粒或少磨粒的修整垫层。本发明的技术构思为：本发明的气动传送轴2的实心段可被夹持在任何机床（包括串并联机器人）的动力输出端上，获得驱动力后通过弹性适应模块将动力传送给活性磨粒体9，使活性磨粒体9高速旋转。气动传送轴2外套接一通气口4，通气口4与气体传送轴2气密连接，但不随气动传送轴2转动，通气口4上有安装溢流阀的接口，用来将可调气压源的供气引入气动传送轴2的空心段5，最终到达柔性适应模块内，从而影响弹性适应体7的内部气压。由于弹性适应体7的灵活变化，可以实现活性磨粒体对不同曲率工件表面的自适应。同时针对加工对象的不同情况，通过调节可调气压源的气体输出来控制弹性适应体7的内压，进而控制活性磨粒体9施加的抛光力。活性磨粒体9的外活化层93，主加工层92、内修整层91分别在各个抛光阶段发生主要作用，外活化层93使工件表面发生物理化学作用，易于实现难加工材料的下一步去除加工。主加工层92是实现材料去除的主要阶段，内修整层91作用在抛光的最后阶段，通过极少量的表面修整，使工件表面更加平滑，纹理更加均匀。
实施例二
本实施例与实施例一的不同之处在于本发明的弹性适应体7内加装一根软轴，所述软轴的上端连接在空心段5上，其下端连接在下保持架8上。通过软轴来带动活性磨粒体9旋转。其余结构和功能都相同。
本说明书实施例所述内容仅仅是对发明构思所实现形式的部分列举，本发明的保护范围不应当仅局限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围及于本领域技术人员根据本发明的技术构思所能想到的等同技术手段。 

Claims (6)

1.一种具有催化作用的自适应抛光工具，其特征在于：包括气动装置、柔性适应模块和活性磨粒体，所述气动装置包括气动传送轴，所述气动传送轴设有空心段和实心段，所述实心段与旋转驱动机构连接，所述空心段的上端开有一通孔，其下端与所述柔性适应模块连接；所述气动传送轴上连接有将气体输送至空心段的通气口，所述通气口的一端与所述通孔共处于一个密封腔内，其另一端与可调气压源的输出端相连；所述柔性适应模块包括上保持架和下保持架，所述上、下保持架之间安装有可带动下保持架旋转的弹性适应体，所述上保持架与空心段下端连接将空心段与弹性适应体联通，所述下保持架与可更换的活性磨粒体连接。
2.根据权利要求1所述的具有催化作用的自适应抛光工具，其特征在于：所述通气口通过溢流阀与所述的可调气压源的输出端连接。
3.根据权利要求1或2所述的具有催化作用的自适应抛光工具，其特征在于：所述弹性适应体为中空的类弹簧结构。
4.根据权利要求3所述的具有催化作用的自适应抛光工具，其特征在于：所述弹性适应体的内部设有软轴，所述软轴的上端连接在空心段上，其下端连接在下保持架上。
5.根据权利要求4所述的具有催化作用的自适应抛光工具，其特征在于：所述活性磨粒体是分层结构，包括外活化层、主加工层和内修整层。
6.根据权利要求5所述的具有催化作用的自适应抛光工具，其特征在于：所述外活化层和所述主加工层由催化剂、磨粒和粘结剂组成，所述外活化层为多催化剂少磨粒配比层，所述的主加工层为多磨粒少催化剂配比层，所述内修整层为无磨粒或少磨粒的修整垫层。
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