CN102642183A - 磨粒软固结气压砂轮的制备装置 - Google Patents

Abstract

磨粒软固结气压砂轮的制备装置，主要包括磨粒固化平台、涂胶装置和喷砂装置；所述磨粒固化平台分为上层平台和下层平台，所述的下层平台支撑在底座上，所述的上层平台设置涂胶装置和喷砂装置；所述涂胶装置，主要运用于液态粘结剂，由进胶口、胶桶、出胶开关和喷胶管、喷胶头构成；所述喷砂装置主要由砂囊，喷砂推力器、输砂管、开关和喷头构成；所述磨粒固化平台保持水平；所述仿形支架可旋转地设置在所述的旋转架上，所述仿形支架一端成半球形用于配合气压砂轮，另一端则固定于下层平台；所述旋转架通过齿轮机构连接调位手柄。

Description

磨粒软固结气压砂轮的制备装置

技术领域

本发明涉及软固结磨粒气压砂轮精密加工领域。

背景技术

针对模具自由曲面光整过程中，选择软固结磨粒群气压砂轮作为抛光工具，结合机械人控制系统，可提供一种高效的自动化光整方法。一般情况下，模具表面与抛光工具间的接触为非一致曲率接触状态。通过优化抛光工具的设计方案，探究不同接触条件下的材料去除机理，以及研究不同抛光条件组合下的磨粒运动状态和分布特性都是为了在抛光时获得理想磨粒特性，从而获得较优表面质量和较高抛光效率。

所谓软固结磨粒群气压砂轮抛光工具是指：以半球形橡胶材质为供力基体，内部可通过调节充气压力控制加工应力，在橡胶表面通过高聚物粘结剂均匀涂覆磨粒层从而对加工表面起到切削作用。到目前为止，尚无有效方法能够使磨粒稳定而又均匀地固结于半球型橡胶表面，从而形成有利于材料去除的磨粒运动状态和分布特性。鉴于该工具在抛光过程中扮演的重要角色，设计和开发软固结磨粒气压砂轮制备装置是一项有意义和深度的工作。

发明内容

为了克服现有技术不能在半球形或者球冠形气压砂轮表面通过高聚物粘结剂固结一层厚度均匀、粘结性能稳定的磨粒群的缺点，本发明提供了一种便于直接观测调整且操作便捷的磨粒固结装置。

磨粒软固结气压砂轮的制备装置，其特征在于主要包括磨粒固化平台、涂胶装置和喷砂装置；所述磨粒固化平台分为上层平台和下层平台，所述的下层平台支撑在底座上，所述的上层平台设置涂胶装置和喷砂装置；所述涂胶装置，主要运用于液态粘结剂，由进胶口、胶桶、出胶开关、输胶管和喷胶头构成；所述喷砂装置主要由塑料砂囊，喷砂推力器、输砂管和喷头构成；

所述磨粒固化平台保持水平；所述仿形支架可旋转地设置在所述的旋转架上，所述仿形支架一端成半球形用于配合气压砂轮，另一端则固定于下层平台；

所述旋转架通过齿轮机构连接调位手柄。

进一步，所述涂胶装置垂直安装于所述的上层平台，喷胶头中心轴与所述的仿形支架对称中心轴保持在同一条直线上。

再进一步，所述喷砂装置安装于所述的上层平台，喷头与砂轮成15度至45度角所述的砂囊的上下两部分通过螺纹连接，推力器装于所述的砂囊末端，所述的喷头装有柔性关节。

更进一步，所述的喷胶管通过第二滑动套连接所述的上层平台；所述的输砂管通过第一滑动套连接所述的上层平台。

本发明的技术构思为：将半球形砂轮装配于仿形支架上，要求仿形支架尺寸与砂轮内径尺寸一致，以至于当砂轮装配在支架上时，支架外表面将于砂轮内表面紧密贴合，为任意局部区域提供刚性支撑，使砂轮外部表面处于伸展姿态，且无任何挤压折皱。调整砂轮位置，使得中心对称轴保持垂直状态，其中心点与喷头中心点连线成垂直状态。

添加液态粘结剂于胶桶中，保持喷胶口中心线与砂轮中心线处于同一条直线，且按照上述砂轮尺寸调整喷头至砂轮的距离，出胶开关为旋钮式，可控制出胶量的多少。当出胶开关打开时，液态粘结剂通过喷头流向砂轮顶部，通过重力原理使粘结剂覆盖砂轮外表面，且通过调位手柄控制砂轮旋转，使得粘结剂均匀涂覆与砂轮整个外表面，损耗的粘结剂将通过回收流道被重新收集。在这个过程中需要注意的是，通过调整喷胶头高度保证粘结剂下流距离从而获得理想的涂胶效果，通过调位手柄实时控制砂轮旋转姿态，使得当粘结剂在砂轮表面涂覆时，可获得均匀效果。

随后将磨粒装入砂腔中，构成气固混合物，控制推力器将带有磨粒的内腔气体从喷头喷至砂轮表面进行固化。这个过程分为三个阶段：1，调整喷头姿态，使其与砂轮中心线成15-20度角，对半球形砂轮顶部进行磨粒植入；2，调整喷头姿态，使其与砂轮中心线成20-30度角，对砂轮下层球冠部分进行磨粒植入；3，调整喷头姿态，使其与砂轮中心线成30-40度角，对砂轮根部球冠部分进行磨粒植入。通过控制推力器能够将腔内气固混合物等速等量地植入砂轮表面，在这个过程中，通过调位手柄控制砂轮旋转，使得磨粒能够均匀固化于砂轮表面，并可对缺陷表面进行修复。

本发明的有益效果在于：针对球面形表面难以进行磨粒均匀固化的难点，给出了一种较为理想的手动制备方案；通过涂胶装置的设计，利用重力原理，可使任意液态粘结剂均匀涂覆于砂轮球面；通过喷砂装置的设计，能够按照砂轮的设计要求，植入不同粒度的磨粒；该方案便于试验操作和处理、控制方法准确度高、适用面广；能够为软固结磨粒群气压砂轮精密光整提供了工艺保障；为该抛光技术在模具抛光领域发挥其技术优势和应用潜力奠定重要基础。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图。

图2是本发明涂胶装置的结构示意透视图。

图3是本发明喷砂装置的结构示意透视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

参照附图1-3：

磨粒软固结气压砂轮的制备装置，主要包括磨粒固化平台、涂胶装置和喷砂装置；所述磨粒固化平台分为上层平台8和下层平台2，所述的下层平台2支撑在底座1上，所述的上层平台8设置涂胶装置和喷砂装置；所述涂胶装置主要运用于液态粘结剂，由进胶口、胶桶65、出胶开关66、输胶管62和喷胶头61构成；所述喷砂装置主要由塑料砂囊54、喷砂推力器55、输砂管53、开关57和喷头51构成；

所述磨粒固化平台保持水平；所述仿形支架9可旋转地设置在所述的旋转架11上，所述仿形支架9一端成半球形用于配合气压砂轮，另一端则固定于下层平台2；

所述旋转架11通过齿轮配合连接调位手柄3。

所述涂胶装置6垂直安装于所述的上层平台8，喷胶头61中心轴与所述的仿形支架9对称中心轴保持在同一条直线上。

所述喷砂装置5安装于所述的上层平台4，喷头51与砂轮成15度至45度角，所述的砂囊54的上下两部分通过螺纹56连接，推力器装55于所述的砂囊54末端，所述的喷头51装有柔性关节52。

所述的喷胶管61通过第二滑动套7连接所述的上层平台8；所述的输砂管53通过第一滑动套4连接所述的上层平台8。

参照图1，下层平台2安装于平台底座1上方，两者选取同一对称中心，在两侧安装固定支撑架用于支撑上层平台8，在内侧中心区域搭建旋转架，其内侧开有引流槽，用于粘结剂回收利用。调位手柄3连接小齿轮，并通过啮合的大齿轮11操控9仿形支架，在大齿轮11上端部设有引流槽10，该引流槽10与下层平台2内部引流槽相通，仿形支架9固定于大齿轮11上端，保持垂直向上，其上端表面呈球面状。在上层平台8中心位置安装涂胶装置6，其喷胶头61位置处于仿形支架9正上方，且保证两者中心线在同一条直线上，喷胶头61与支架9间的距离通过滑动套筒7控制。喷砂装置5安装在涂胶装置一侧，并通过滑动套筒4实现上下移动，其喷头51可安设计需求调整角度。

所述涂胶装置，参照图2，喷胶头61开口朝下，其口径大小以及喷头端面与砂轮间距应与砂轮直径大小相对应。输胶管62的长度决定了喷头下移的距离，并由第二滑动套筒7夹紧后对整个装置起固定支撑作用。胶桶65的内腔由上下两半部分构成，通过内螺纹63连接，其大小可根据磨粒固化密度而定。推力器64安装在胶桶65的正上方，在胶桶65的下半部分安装66出胶开关。

参照图3，所述喷砂装置5的喷头51呈倾斜状对朝砂轮表面，其口径大小由固化磨粒大小而定。柔性关节52用于调节喷头与中心轴间的角度，便于磨粒能够均匀涂覆。输砂管53由第二滑动套筒7夹紧固定，并提供不同深度的喷砂条件。砂囊54分为上下两部分，并可通过螺纹56打开，进行磨粒装备。开关57安装在砂囊下部分，可控制喷砂的数量与速度，喷砂推柄55则安装在顶部，主要起提供动力的作用。

本发明的工作过程是：将半球形气压砂轮装配在9仿形支架上方，使其表面无挤压变形。打开胶桶进行装胶过程，并将涂胶装置稳定地固定在上层平台，根据砂轮的大小选取合适的喷头，并使喷头成垂直状正对于气压砂轮上表面，通过滑动套筒控制两者间距，分三个类别：A，用于磨粒固化直径为10mm至30mm范围内的砂轮，设计喷头口径大小为2mm，喷头与砂轮距离控制在5mm左右；B，用于磨粒固化直径为30mm-45mm范围内的砂轮，设计喷头口径大小为4mm，喷头与砂轮距离控制在15mm左右；C，用于磨粒固化直径为45mm-70mm范围内的砂轮，设计喷头口径大小为6mm，喷头与砂轮距离控制在25mm左右。由出胶开关控制涂胶量和涂胶速度。将磨粒装入喷砂装置，通过滑动套筒确定喷砂距离，通过柔性关节控制喷砂角度。

进一步在涂胶过程中，打开开关66，使用推力器64将胶桶65内的液态粘结剂通过喷胶头61注入砂轮表面，通过调位手柄3控制仿形支架9旋转，粘结剂在球面砂轮通过重力作用流向砂轮根部，结合仿形支架9旋转作用，使得粘结剂均匀涂覆于砂轮表面，当粘结剂在表面构成一层薄薄的凝聚物时，可进行下一步的喷砂过程。

打开喷砂开关57，通过喷砂推柄55，磨粒与空气混合物通过喷头51注入砂轮表面。将喷砂过程分为三步：A调整柔性关节52，使喷头51与砂轮中心线成15-20度角，对砂轮顶部进行磨粒植入；B调整喷头姿态，使其与砂轮中心线成20-30度角，对砂轮下层球冠部分进行磨粒植入；C调整喷头姿态，使其与砂轮中心线成30-40度角，对砂轮根部球冠部分进行磨粒植入。在进行上述三步过程的同时，需转动调位手柄，使得砂轮做旋转运动。当磨粒在砂轮表面形成一层均匀的磨粒层时，关闭喷砂开关。

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 (4)

1.磨粒软固结气压砂轮的制备装置，其特征在于主要包括磨粒固化平台、涂胶装置和喷砂装置；所述磨粒固化平台分为上层平台和下层平台，所述的下层平台支撑在底座上，所述的上层平台设置涂胶装置和喷砂装置；所述涂胶装置，主要运用于液态粘结剂，由进胶口、胶桶、出胶开关和喷胶管、喷胶头构成；所述喷砂装置主要由砂囊，喷砂推力器、输砂管、开关和喷头构成；

所述磨粒固化平台保持水平；所述仿形支架可旋转地设置在所述的旋转架上，所述仿形支架一端成半球形用于配合气压砂轮，另一端则固定于下层平台；所述旋转架通过齿轮机构连接调位手柄。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述涂胶装置垂直安装于所述的上层平台，喷胶头中心轴与所述的仿形支架对称中心轴保持在同一条直线上。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于：所述喷砂装置安装于所述的上层平台，喷头与砂轮成15度至45度角所述的砂囊的上下两部分通过螺纹连接，推力器装于所述的砂囊末端，所述的喷头装有柔性关节。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于：所述的喷胶管通过第二滑动套连接所述的上层平台；所述的输砂管通过第一滑动套连接所述的上层平台。

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