CN102294642B - 抛光装置 - Google Patents

Abstract

一种抛光装置，其包括一个外筒、一个内筒、多个抛光机构及一个致动器。该外筒具有由多个内侧面依次连接构成的棱柱状腔体，每个内侧面上开设有至少一个固定待抛光工件的固定槽。该内筒收容于该腔体内并包括至少一个抛光面，该至少一个抛光面上开设有多个承载槽。每个抛光机构包括一个收容在该承载槽内的抛光马达、一个连接至该抛光马达且可在该抛光马达的驱动下旋转的抛光片及一个将该抛光马达连接至该承载槽的底部的弹性件。该致动器与该外筒连接以驱动该外筒绕该外筒的中轴线旋转并沿该中轴线往复移动。本发明可使多个待抛光工件同时固定于该多个围成棱柱状腔体的内侧面上，利用了空间资源，减少了抛光装置占用厂房的面积。

Description

抛光装置

技术领域

本发明涉及一种表面处理装置，尤其涉及一种抛光装置。

背景技术

传统的抛光装置一般包括一平板定位装置及多个抛光片。多个待抛光工件被平铺式地固定在平板定位装置上，抛光片用于分别抛光每个待抛光工件。然而，由于平板定位装置承载多个待抛光工件时，其面积至少是该多个待抛光工件面积之和，使得平板抛光装置体占用厂房的面积大。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种占用厂房的面积较小的抛光装置。

一种抛光装置，其包括一个外筒、一个内筒、多个抛光机构及一个致动器。该外筒开设有一个由多个内侧面依次连接构成的棱柱状腔体，每个内侧面上开设有至少一个固定待抛光工件的固定槽。该内筒收容于该腔体内并包括至少一个抛光面，该至少一个抛光面上开设有多个承载槽。每个抛光机构包括一个收容在该承载槽内的抛光马达、一个连接至该抛光马达且可在该抛光马达的驱动下旋转的抛光片及一个将该抛光马达连接至该承载槽的底部的弹性件。该致动器与该外筒连接以驱动该外筒绕该外筒的中轴线旋转并沿该中轴线往复移动。

与现有技术相比，由于多个待抛光工件可同时固定于该多个围成棱柱状腔体的内侧面上，利用了空间资源，若相同个待抛光工件若放置在平板定位装置上将使平板抛光装置占用的面积较大，因此减少了抛光装置占用厂房的面积。

附图说明

图1为本发明较佳实施方式的抛光装置的结构示意图。

图2为图1的抛光装置另一角度的结构示意图。

图3为图2的抛光装置的外筒沿IV-IV线的剖视图。

图4为图1的抛光装置的内筒及抛光机构的结构示意图。

图5为图4的内筒另一视角的结构示意图。

图6为图4的抛光机构的分解透视示意图。

图7为待抛光工具设置在图1的抛光装置的内筒中时的示意图。

主要元件符号说明

抛光装置                  10

外筒                      100

中轴线                    101，201

腔体                      104

顶板                      106

底板                      108

螺孔                      110

内侧面                    112

固定槽                    114

吸气孔                    116

内筒                      200

抛光面                    204

出水面                    206

出料面                    208

第一板                    210

第二板                    212

承载槽                    214

底面                      214a

第二固定轴                214b

出水喷嘴                  218

出料喷嘴                  222

圆柱管                    228

容水腔                  250

容料腔                  230

抛光机构                300

抛光马达                302

马达本体                302a

转轴                    302b

第一固定轴              302c

抛光片                  304

连接螺孔                304a

弹性件                  306

致动器                  400

驱动马达                402

螺杆                    402a

气缸                    404

具体实施方式

请参阅图1及图2，本发明较佳实施方式的抛光装置10包括一个外筒100、一个内筒200、多个抛光机构300及一个致动器400。

请参图1，外筒100包括相互背对的一个顶板106和一个底板108。请参图3，顶板106的中心开设有一个贯穿顶板106的螺孔110。螺孔110位于外筒100的中轴线101上。外筒100自底板108朝顶板106方向开设一个形成在外筒100内的腔体104，腔体104呈由六个内侧面112依次连接构成的正六棱柱状。每个内侧面112上开设有一个用于固定待抛光工件的固定槽114。每个固定槽114上开设有一个延伸至底板108的吸气孔116。底板108上的吸气孔116连接到真空源(图未示)，当待抛光工件放置到固定槽114上时，真空源的吸附力将待抛光工件固定于固定槽114中。

可以理解，固定槽114上所开设的吸气孔116是为了固定待抛光工件。但本发明不限于此，也可以采用其他的结构，如在每个固定槽114上设置一个用于固定待抛光工件的卡扣装置(图未示)。

请结合图4，内筒200包括一个第一板210、一个背对第一板210的第二板212、连接第一板210及第二板212的两个背对的抛光面204、两个背对的出水面206及两个背对的出料面208。第一板210及第二板212垂直于内筒200的中轴线201，抛光面204、出水面206及出料面208均平行于中轴线201。每个抛光面204上沿中轴线201的方向等间距开设有多个用于承载抛光机构300的承载槽214。每个出水面206上沿中轴线201的方向等间距设置有多个出水喷嘴218。每个出料面208上沿中轴线201的方向等间距设置有多个出料喷嘴222。

请再参阅图5，内筒200自第二板212向第一板210方向开设有一个圆柱形腔体(图未标)，并在该圆柱形腔体内设置有一个固定至第一板210的圆柱管228，圆柱管228与该圆柱形腔体均以中轴线201为对称轴线。该圆柱形腔体的内壁与圆柱管228的外壁围成一个容水腔250。圆柱管228的内壁围成一个容料腔230。出水喷嘴218与容水腔250连通。出料喷嘴222与容料腔230连通。容料腔230连接到抛光用的浆料源(图未示)。容水腔250连接到清洗用的水源(图未示)。

请参图4及图6，每个抛光机构300分别设置在对应的承载槽214内。抛光机构300包括一个抛光马达302、一个抛光片304及一个弹性件306。在本实施方式中，弹性件306为弹簧。

抛光马达302包括一个马达本体302a、一个自马达本体302a一侧垂直延伸的转轴302b及一个自马达本体302a的另一侧垂直延伸的第一固定轴302c。马达本体302a的形状与承载槽214匹配，即，马达本体302a沿转轴302b方向上的高度小于承载槽214的深度且其垂直于转轴302b方向上的横截面积略小于承载槽214的垂直其深度方向上的横截面积。转轴302b上开设有螺纹。

抛光片304大致呈半球状，其平面的一侧的中心开设有一个与转轴302b匹配的连接螺孔304a。连接螺孔304a螺合进转轴302b进而固定至抛光马达302。通过马达本体302a的驱动，抛光片304可以转轴302b为轴心旋转。承载槽214包括一个底面214a，底面214a上设置有一个第二固定轴214b。弹性件306的两端分别套设进第一固定轴302c及第二固定轴214b并固定在其上，从而将抛光马达302固定至承载槽214的底面214a上，同时，使得马达本体302a收容于在承载槽214内。

请结合图1，致动器400包括一个驱动马达402及一个气缸404。驱动马达402包括一个螺杆402a，螺杆402a螺合至螺孔110并通过螺母(图未示)固定于螺孔110。外筒100可由驱动马达402驱动而绕中轴线201旋转。气缸404连接至驱动马达402，用于驱动外筒100沿中轴线201的方向往复运动。

请结合图1至图4，抛光过程中，内筒200固定至一机台(图未示)上，外筒100将内筒200套设在腔体104内并使得外筒100与内筒200的中轴线101、201相互重合。浆料通过出料喷嘴222喷出。致动器400驱动外筒100沿中轴线101旋转并沿中轴线101的方向往复运动。外筒100的旋转使得抛光片304可对所有的六个待抛光工件进行抛光。由于抛光机构300彼此间隔设置，外筒100沿中轴线101的方向往复运动，使得抛光片304可抛光整个待抛光工件。同时，抛光机构300的抛光马达302驱动抛光片304旋转，加强了对待加工件的抛光作用，提高了抛光效率。

当待抛光工件的待抛光面为平面时，在待抛光工件随着外筒100旋转而与抛光片304接触的过程中，待抛光工件会对抛光机构300产生压力的作用。此时，由于弹性件306的设置，抛光马达302的马达本体302a会沿着承载槽214向内收缩，从而带动抛光片304收缩，以防止由于压力过大损伤待抛光工件。当抛光片304被压缩至最低后，弹性件306的弹力推动抛光片304向外延伸，从而使得抛光片304与待抛光工件充分接触，达到较好的抛光效果。同理，而当待抛光工件为非平面时，抛光机构300的伸缩也使得抛光片304在抛光过程中与待抛光工件充分接触。

请结合图2，图3及图7，待抛光工件放置在固定槽114中时，假设其与腔体104的中轴线101的距离为A，待抛光工件平行于中轴线101的一边a2与中轴线101的距离为C，待抛光工件的宽度的一半为B，则该三者构成一个直角三角形。假设待抛光工件所对的角的度数为θ。以上四个假设的量均可测量得出。假设弹性件306的弹性系数为K，且其处于自然长度时，抛光片304刚好与末端a2接触。假设抛光片304的质量为m，驱动马达的转速为Y，则抛光工件转过θ角度所需的时间：

T＝θ/360Y。

假设抛光片304相对待抛光工件运动到待抛光工件的中央a1，此时弹性件306被压缩至最低点，根据胡克定律，弹性件306的对待抛光工件的压力：

F＝K(C-A)，

此时，在弹性件306的伸缩方向上，待抛光工件的速度为零。

随着外筒100的继续旋转，抛光片304相对待抛光工件将运动到待抛光工件的末端a2上。由于此时弹性件306不变形，故弹性件306对待抛光工件的压力为零。弹性件306上述在被压缩到最低点到其伸至自然长度的过程中，对抛光片304所做的功W导致其在末端a2具有一个速度V。根据功等于距离与力的乘积，得到：

W＝F(C-A)＝[K(C-A)²]/2。

忽略摩擦力的影响，根据能量守恒定理，此过程中弹性件306对抛光片304所做的功W等于抛光片304动能的变化量，故可得到：

W＝(mV²)/2，

即：

[K(C-A)²]/2＝(mV²)/2，

故可得到：

$V=(C-A)\sqrt{K/m}.$

根据距离等于平均速度与时间的乘积，可得到：

TV/2＝(C-A)，

进而可得到：

$Y=\mathrm{\θ}\sqrt{K/m}/180.$

如此，当复合上述关系式时，可保证弹性件在被压缩到最低点到其伸至自然长度的过程中能与待抛光工件紧密接触。当然，由于以上计算忽略了实际中存在的摩擦，所以实际应用中可能需在以上关系式所得出的结果进行调整，以达到最佳的抛光效果。

浆料会根据需要被喷射到腔体104内。由于外筒100旋转抛光的作用，浆料被外筒100带动旋转而具有离心作用，不易掉落出腔体104。全部抛光结束后，外筒100逐渐减速选择并从出水喷嘴218喷射出清洗用的水，以清洗全部待抛光工件。此时浆料和水逐渐从外筒100中掉落。

抛光开始前，更换具有不同粗糙度及表面弧度的抛光片304能抛光出不同光滑度的待抛光工件。

可以理解，抛光面204、出水面206及出料面208也可以分别设置为一个或多个，不限于上述事实方式提供的两个。同时，向待抛光工件喷洒浆料及水的方式不限于本实施方式。

可以理解，内筒200的形状也不限于上述较佳实施方式的形状，如，出水面206及相邻的出料面208也可以在同一个平面上。

本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (11)

1.一种抛光装置，其包括：

一个外筒，其开设有一个由多个内侧面依次连接构成的棱柱状的腔体，每个内侧面上开设有至少一个固定待抛光工件的固定槽；

一个收容于该腔体的内筒，该内筒具有至少一个抛光面，该至少一个抛光面上开设有多个承载槽；

多个分别设置在该承载槽内的抛光机构，每个抛光机构包括一个收容在该承载槽内的抛光马达、一个连接至该抛光马达且可在该抛光马达的驱动下旋转的抛光片及一个将该抛光马达连接至该承载槽的底部的弹性件；

一个与该外筒连接的致动器；该致动器驱动该外筒绕该外筒的中轴线旋转并沿该中轴线往复移动。

2.如权利要求1所述的抛光装置，其特征在于，该腔体呈由六个内侧面依次连接构成的正六棱柱状。

3.如权利要求1所述的抛光装置，其特征在于，每个固定槽上开设有至少一个吸气孔，该至少一个吸气孔用于与一真空源连通以将该待抛光工件吸附固定在该固定槽中。

4.如权利要求1所述的抛光装置，其特征在于，该抛光马达包括一个马达本体及一个自该马达本体垂直延伸的转轴，该马达本体的形状与该承载槽匹配；该抛光片大致呈半球状，其平面的一侧的中心连接至该转轴；通过该马达本体的驱动，该抛光片可以该转轴为轴心旋转；该弹性件将该马达本体背向该抛光片的一侧连接至该承载槽的底面。

5.如权利要求4所述的抛光装置，其特征在于，该马达本体沿转轴方向上的高度小于该承载槽的深度且其横截面积略小于该承载槽的横截面积。

6.如权利要求4所述的抛光装置，其特征在于，该弹性件为弹簧，该抛光装置满足以下条件：

$Y=\mathrm{\θ}\sqrt{K/m}/180,$

其中，Y为该外筒的转速，θ为待抛光工件平行于外筒的中轴线的两边与该中轴线的连线所夹的角度的一半，K为该弹簧的弹性系数，m为该抛光片的质量。

7.如权利要求1所述的抛光装置，其特征在于，该内筒开设有一个圆柱形腔体，并在该圆柱形腔体内设置有一个圆柱管，该圆柱管与该圆柱形腔体均以该内筒的中轴线为轴心；该圆柱形腔体的内壁与圆柱管的外壁形成一个容水腔，圆柱管的内壁形成一个容料腔。

8.如权利要求7所述的抛光装置，其特征在于，该内筒还包括至少一组出水面，每组出水面包括两个相背且平行于该内筒的中轴线的出水面，该内筒还包括多个设置在该出水面上的出水喷嘴，该出水喷嘴连通至该容水腔。

9.如权利要求7所述的抛光装置，其特征在于，该内筒还包括至少一组出料面，每组出料面包括两个相背且平行于该内筒的中轴线的出料面，该内筒还包括多个设置在该出料面上的出料喷嘴，该出料喷嘴连通至该容料腔。

10.如权利要求1所述的抛光装置，其特征在于，该致动器包括驱动马达及一个气缸；该驱动马达包括一个连接到该外筒的螺杆，该驱动马达用于驱动该外筒绕该外筒的中轴线旋转；该气缸连接至该驱动马达，用于驱动该外筒沿该外筒的中轴线的方向往复运动。

11.如权利要求10所述的抛光装置，其特征在于，该外筒包括一个顶板，该顶板上开设有一个位于该外筒的中轴线上的螺孔，该马达的螺杆螺合至该螺孔并通过螺母固定于该螺孔。

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