CN103878699A

CN103878699A - 一种柔性喷射抛光装置

Info

Publication number: CN103878699A
Application number: CN201410135785.3A
Authority: CN
Inventors: 周天丰; 项瑞乐; 王西彬; 梁志强
Original assignee: Beijing Institute of Technology BIT
Current assignee: Beijing Institute of Technology BIT
Priority date: 2014-04-04
Filing date: 2014-04-04
Publication date: 2014-06-25

Abstract

本发明的一种柔性喷射抛光装置，其包括：进料管路、粒子喷射组件、箱体、粒子回收装置、框架、第二传送机构组、调速电机、传动带、工件装夹机构、第一传送机构组；粒子喷射组件包括：基座盘、主轴、筛轮、定向轮、叶片。通过本发明的该种柔性喷射抛光装置对工件进行抛光，使得抛光粒子不依靠自身重力落下，而是以一定的角度范围发射柔性复合粒子，对复杂形状表面进行连续抛光。另外，本发明可实现不停机对抛光粒子的循环利用。

Description

一种柔性喷射抛光装置

技术领域

本发明属于抛光工艺技术领域，尤其涉及一种柔性喷射抛光装置。

背景技术

抛光工艺决定产品的最终表面质量。传统的平面抛光技术，难以满足产品多样化和形状复杂化的发展要求。基于多自由度的研磨抛光系统，对复杂面形工件抛光，需要前期进行精密的三维形貌测量和运动轨迹规划，抛光成本极高。上世纪50年代，美国提出了磨料喷射加工，将高压气体和磨料粉末混合后高速喷出，利用磨料的冲击破坏作用去除工件表面的材料，达到抛光的目的。该方法能够抛光复杂形状表面，但是磨料直接冲击工件会导致加工硬化、磨料浅埋、深划痕等加工缺陷。

专利申请号为201310705372.X的发明专利申请公开了一种基于复合粒子的喷射抛光方法，该喷射抛光方法既能够实现现有技术中的抛光复杂形状表面的目的，同时克服了现有技术抛光过程中的加工硬化、磨料浅埋、深划痕等加工缺陷。

但是，在专利申请号为201310705372.X的发明专利中，复合粒子依靠自身的重力落下，进入旋转叶片，在离心力的作用下高速从叶片边缘甩出。这会造成复合粒子从离心装置的360°范围内随机非定向喷射，导致复合粒子的利用率低。与此同时，在先前发明的抛光方法中，用于抛光的复合粒子在完成一次抛光后，沉积在箱体底部，需停机后手工回收再利用。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种柔性喷射抛光装置。本发明的柔性喷射抛光装置能用于改善被加工对象的表面粗糙度，更关键的是，本发明能够以一定的角度范围发射柔性复合粒子，对工件表面进行连续抛光。

本发明的一种柔性喷射抛光装置，其包括：

进料管路、粒子喷射组件、箱体、粒子回收装置、框架、第二传送机构组、调速电机、传动带、工件装夹机构、第一传送机构组；

所述粒子喷射组件包括：基座盘、主轴、筛轮、定向轮、叶片；其中，所述筛轮，在管壁上均匀开有通孔；所述定向轮，在管壁上有一平行于母线方向的直槽；所述筛轮、所述定向轮均呈管状；

所述箱体、所述调速电机安装在所述框架上面，所述进料管路、粒子喷射组件、工件装夹机构均设置于所述箱体内部；

所述粒子回收装置安装在框架内部，所述调速电机通过传动带与所述粒子喷射组件的主轴相连；

所述粒子回收装置上设有用于装入抛光粒子的粒子补充窗口；

所述第二传送机构组与所述粒子回收装置下部相接；

所述第二传送机构组与所述第一传送机构组相连；

所述第一传送机构组与所述进料管路相接；

所述进料管路与所述粒子喷射组件的筛轮相通；

所述箱体的底部与所述粒子回收装置上部相通，

所述主轴安装在所述箱体的内侧，所述定向轮通过其一端面安装在箱体内与所述主轴所在侧面相对的侧面上，且所述定向轮的另一个端面与所述基座盘留有间隙；

且所述定向轮与所述筛轮同轴安装、所述定向轮的内圆面与所述筛轮的外圆面之间留有间隙；

所述基座盘固定于所述主轴上，所述筛轮、所述叶片固定在基座盘上随所述主轴转动；

所述叶片沿圆周方向均匀布在基座盘上，叶片为矩形凹槽状。

进一步的，所述箱体内部的下侧设置聚合机构，该聚合机构有四块斜面焊接而成，成漏斗形，该聚合机构与所述粒子回收装置相通。

进一步的，用于柔性喷射抛光装置进行抛光的抛光粒子是复合粒子；

所述复合粒子由i个磨粒粒子和1个基体粒子组成，且所述i个磨粒粒子镶嵌在所述1个基体粒子表面，i为整数；其中，基体粒子的直径是磨粒粒子的直径的10-10000倍，且基体粒子是肖氏硬度为40-80A、弹性模量为6.0-6.5N/mm²、泊松比为0.48-0.5、密度为0.9-1.1g/mm³的类球体状的高分子化合物。

进一步的，所述工件装夹机构在箱体内部延垂直方向上下移动和转动。

进一步的，所述叶片共6片，且叶片之间的间隔为60°，呈辐射状分布。

本发明的有益效果在于：

1.抛光粒子不依靠自身重力落下，而是在筛轮和定向轮的共同作用下，以一定的角度范围发射柔性复合粒子，对工件表面进行连续抛光，提高柔性复合粒子的利用率。

2.抛光粒子完成抛光后在箱体的内壁经过多次撞击和反射，最终落入箱体底部，被粒子回收装置回收，直接通过传送机构组进入柔性喷射抛光装置的下一个工作循环。因此，本发明可实现不停机对抛光粒子的循环利用。

附图说明

图1是本发明的柔性喷射抛光装置结构示意图；

图2是本发明的柔性喷射抛光装置的粒子喷射组件的结构示意图；

图3是本发明的柔性喷射抛光装置的粒子喷射组件的平面剖视图；

图4是本发明的柔性喷射抛光装置的粒子喷射组件的立体剖视图。

具体实施方式

图1是本发明的柔性喷射抛光装置结构示意图，图2是本发明的柔性喷射抛光装置的粒子喷射组件的结构示意图。图3是本发明的柔性喷射抛光装置的粒子喷射组件的平面剖视图；图4是本发明的柔性喷射抛光装置的粒子喷射组件的立体剖视图如图1至图4所示，本发明的柔性喷射抛光装置包括：

进料管路1、粒子喷射组件2、箱体3、粒子回收装置4、框架5、第二传送机构组6、调速电机7、传动带8、工件装夹机构9、第一传送机构组10；

所述粒子喷射组件2包括：基座盘11、主轴12、筛轮13、定向轮14、叶片15；

所述箱体3、所述调速电机7安装在所述框架5上面，所述进料管路1、粒子喷射组件2、用于安装待抛光件的工件装夹机构9均设置于所述箱体3内部；

所述粒子回收装置4安装在框架5内部，所述调速电机7通过传动带8与所述粒子喷射组件2的主轴12相连；

所述粒子回收装置4上设有用于装入抛光粒子的粒子补充窗口；

所述第二传送机构组6与所述粒子回收装置4下部相接；

所述第二传送机构组6与所述第一传送机构组10相连；

所述第一传送机构组10与所述进料管路1相接；

所述进料管路1与所述粒子喷射组件2的筛轮13相通；

所述箱体3的底部与所述粒子回收装置4上部相通，

所述主轴12是粒子抛射组件的动力来源，安装在所述箱体3内的一侧面上；所述定向轮14通过其一端面安装在与所述主轴安装侧面相对的侧面上，且所述定向轮14的另一个端面与所述基座盘11留有间隙；

所述基座盘11固定于所述主轴12上，所述筛轮13、所述叶片15固定在基座盘11上随所述主轴12转动；

其中，所述筛轮13，在管壁上均匀开有通孔，复合粒子进入粒子喷射组件2后，由筛轮13的离心作用，甩至定向轮。

所述定向轮14，在管壁上有一平行于母线方向的直槽，可通过调整直槽的方向改变复合粒子的射出方向。

所述筛轮13、所述定向轮14均呈管状，且所述定向轮14套在所述筛轮13外侧、所述定向轮14的内圆周面与所述筛轮13的外圆周面之间留有间隙；

所述叶片15，沿圆周均匀布在基座盘11上，叶片为矩形凹槽状。

进料管路1包括进料口和进料导管两部分，用于将复合粒子匀速送入粒子喷射组件2入口。

粒子喷射组件2，用于粒子的发射。

箱体3的底部由四块斜面焊接而成，用来聚合已经参与抛光的复合粒子，便于回收；箱体3的正面有一扇可向外开合的安全门，打开时可以装卸工件，关闭时与箱体其他箱体内壁形成喷射抛光室，工件在其中进行抛光，复合粒子被限制在喷射抛光室内部而不会四处飞溅，同时起到阻隔噪音的作用。

粒子回收装置4的正面开有一个粒子补充窗口，该粒子补充窗口可以补充抛光粒子；该粒子回收装置4用于储存和回收抛光粒子，并对其除尘，将除尘后的抛光粒子送入输送带再利用。

调速电机7由控制电路能够实现转速在45-6000r/min连续可调。

传动带8，安装在调速电机7和主轴12之间，用来将电机扭矩传递到主轴12，同时起到保护电机的作用，使主轴不会抱死。

工件装夹机构9，固定在箱体3右侧，在箱体3内部能够延Z轴上下移动，绕Z轴转动。

第一传送机构组10、第二传送机构组6，由输送带和电机组成，用来将抛光粒子传送回进料管路1。

所述叶片15共6片，且叶片之间的间隔为60°，用来将从定向轮射出的复合粒子进行加速。

下面开始说明本柔性喷射抛光装置的工作流程。

先将预定数量的待抛光件（未标示）由箱体3的安全门，装夹入工件装夹机构9，关闭安全门。打开粒子回收装置4上的粒子回收窗口，将一定数量的复合粒子装入粒子回收装置4，关闭粒子回收窗口。启动调速电机7，将转速调节至所需大小。启动传送机构组6、10。

本柔性喷射抛光装置的工作循环如下。打开所述调速电机7，所述调速电机7通过传动带8带动所述粒子喷射组件2进行喷射抛光；

将所述抛光粒子从粒子回收窗口装入所述粒子回收装置4，然后该抛光粒子从所述粒子回收装置4流入所述第二传送机构组6，传送到所述第一传送机构组10，经所述进料管路1进入粒子喷射组件2；

抛光粒子进入粒子喷射组件2后首先接触筛轮13，筛轮13随主轴12转动，带动抛光粒子作高速转动，在离心力的作用下抛光粒子以一定的初速度飞离筛轮13；粒子脱离筛轮13后，到达定向轮14，定向轮14固定在箱体3上，定向轮14呈管状，在管壁上有一平行于母线方向的直槽，通过调整直槽的方向改变抛光粒子的射出方向（每次确定抛光粒子种类、粒度、叶片转速后计算直槽位置，实际调整后不再改变）。抛光粒子通过定向轮14后进入叶片15的内缘，叶片15随主轴12高速转动，粒子在叶片15的作用下高速甩出，脱离叶片外缘。抛光粒子离开叶片外缘后以一个扇形区域向外发射，对被加工件进行抛光。

抛光粒子完成抛光后在箱体3的内壁经过多次撞击和反射，最终落入箱体3底部，被粒子回收装置4回收，进入下一个工作循环。

进一步的，用于柔性喷射抛光装置进行抛光的抛光粒子是复合粒子，所述复合粒子由i个磨粒粒子和1个基体粒子组成，且所述i个磨粒粒子镶嵌在所述1个基体粒子表面，i为整数；其中，基体粒子的直径是磨粒粒子的直径的10-10000倍，且基体粒子是肖氏硬度为40-80A、弹性模量为6.0-6.5N/mm²、泊松比为0.48-0.5、密度为0.9-1.1g/mm³的类球体状的高分子化合物。具体参见申请号为201310705372.X、发明名称为一种基于复合粒子的喷射抛光方法的中国专利。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种柔性喷射抛光装置，其特征在于，包括：

进料管路（1）、粒子喷射组件（2）、箱体（3）、粒子回收装置（4）、框架（5）、第二传送机构组（6）、调速电机（7）、传动带（8）、工件装夹机构（9）、第一传送机构组（10）；

所述粒子喷射组件（2）包括：基座盘（11）、主轴（12）、筛轮（13）、定向轮（14）、叶片（15）；其中，所述筛轮（13），在管壁上均匀开有通孔；所述定向轮（14），在管壁上有一平行于母线方向的直槽；所述筛轮（13）、所述定向轮（14）均呈管状；

所述箱体（3）、所述调速电机（7）安装在所述框架（5）上面，所述进料管路（1）、粒子喷射组件（2）、工件装夹机构（9）均设置于所述箱体（3）内部；

所述粒子回收装置（4）安装在框架（5）内部，所述调速电机（7）通过传动带（8）与所述粒子喷射组件（2）的主轴（12）相连；

所述粒子回收装置（4）上设有用于装入抛光粒子的粒子补充窗口；

所述第二传送机构组（6）与所述粒子回收装置（4）下部相接；

所述第二传送机构组（6）与所述第一传送机构组（10）相接；

所述第一传送机构组（10）与所述进料管路（1）相接；

所述进料管路（1）与所述粒子喷射组件（2）的筛轮（13）相通；

所述箱体（3）的底部与所述粒子回收装置（4）上部相通；

所述主轴（12）安装在所述箱体（3）的内侧，所述定向轮（14）通过其一端面安装在箱体（3）内与所述主轴（12）所在侧面相对的侧面上，且所述定向轮（14）的另一个端面与所述基座盘（11）留有间隙；

且所述定向轮（14）套在所述筛轮（13）外侧、所述定向轮（14）的内圆面与所述筛轮（13）的外圆面之间留有间隙；

所述基座盘（11）固定于所述主轴（12）上，所述筛轮（13）、所述叶片（15）固定在基座盘（11）上随所述主轴（12）转动；

所述叶片（15）沿圆周方向均匀布在基座盘（11）上，叶片为矩形凹槽状。

2.如权利要求1所述的柔性喷射抛光装置，其特征在于：

所述箱体内部的下侧设置聚合机构，该聚合机构有四块斜面焊接而成，成漏斗形，该聚合机构与所述粒子回收装置（4）相通。

3.如权利要求1所述的柔性喷射抛光装置，其特征在于：

用于柔性喷射抛光装置进行抛光的抛光粒子是复合粒子；

4.如权利要求1所述的柔性喷射抛光装置，其特征在于：所述工件装夹机构（9）在箱体（3）内部延垂直方向上下移动和转动。

5.如权利要求1所述的柔性喷射抛光装置，其特征在于：所述叶片（15）共6片，呈辐射状分布。