CN107457614A - 大尺寸工件抛光的磁性磨料磨抛装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大尺寸工件抛光的磁性磨料磨抛装置及其工作方法，包括机架上支撑平台、机架下部底座、伺服电机、电机丝杆、工件托盘、磨抛头、磨抛头支架、磨抛头支撑板、磨料盒、磨料托盘和推送气缸；磨抛头支架以可左右滑动的方式设置在磨抛头支撑板上，磨抛头支撑板以可上下滑动的方式设置在机架上支撑平台上，工件托盘以可前后滑动的方式设置安装在机架下部底座上，推送气缸分别连接磨料盒和磨料托盘，驱动磨料盒向磨料托盘添加磨料，驱动磨料托盘至磨抛头处吸附磨料。本发明既能保证磨抛质量和磨抛效率，又能自动上下磨料，还可以自动回收磨料加以再利用，具有上下磨料简便、抛光效率较高、机构安全可靠、磨料可循环利用等优点。

Description

大尺寸工件抛光的磁性磨料磨抛装置及其工作方法

技术领域

本发明属于磨抛机构的技术领域，尤其涉及一种大尺寸工件抛光的磁性磨料磨抛装置。

背景技术

目前随着科技的进步，很多行业如航空航天，模具抛光，医疗器械对产品表面精度要求越来越高。但是由于磨削抛光方式过于单一，产品表面精度以及磨抛效率得不到较大的提高，从而导致产品适用面不广、资源浪费以及难以达到一些高级工程材料或形状复杂的部件对于高精度和较小的表面缺陷的要求。

为此我们提出一种新的磨抛结构，也就是利用带有磁性的研磨料组成的柔性研磨抛光工具，结合带有磁力的磨抛头来对待加工面进行磨抛。该结构具有结构简单，加工精度高等优点，而且区别于传统磨削或珩磨而言，运用带有磁性的柔性研磨抛光工具加工不会造成表面硬质工具缺陷，而且产生的粉尘污染小。

因此，本发明人对此做进一步研究，研发出大尺寸工件抛光的磁性磨料磨抛装置，本案由此产生。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供大尺寸工件抛光的磁性磨料磨抛装置，其磨抛方式新颖，既能保证磨抛质量和磨抛效率，又能自动上下磨料，还可以自动回收磨料加以再利用、省去不必要的人为工作，并具有节约磨抛成本的龙门式磁性磨抛机构，该机构具有上下磨料简便、抛光效率较高、机构安全可靠、磨料可循环利用等优点。

为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是：

大尺寸工件抛光的磁性磨料磨抛装置，包括机架上支撑平台、机架下部底座、伺服电机、电机丝杆、工件托盘、磨抛头、磨抛头支架、磨抛头支撑板、磨料盒、磨料托盘和推送气缸；机架上部支撑平台横跨固定于机架下部底座上形成龙门，伺服电机通过电机丝杆分别连接磨抛头支架和工件托盘并驱动磨抛头支架和工件托盘动作，磨抛头固定在磨抛头支架上，磨抛头支架以可左右滑动的方式设置在磨抛头支撑板上，磨抛头支撑板以可上下滑动的方式设置在机架上支撑平台上，工件托盘以可前后滑动的方式设置安装在机架下部底座上，磨料盒、磨料托盘和推送气缸安装在机架下部底座上，磨料托盘位于工件托盘的下面，磨料盒位于工件托盘的侧面，推送气缸分别连接磨料盒和磨料托盘，驱动磨料盒向磨料托盘添加磨料，驱动磨料托盘至磨抛头处吸附磨料。

进一步，还包括驱动电机、传送带、横向丝杆和联轴器，驱动电机和联轴器均安装在磨抛头支架上，横向丝杆安装在磨抛头支撑板上，驱动电机与横向丝杆通过传送带连接，横向丝杠穿射在联轴器中。

进一步，还包括导向丝杆、导轨、电机和定位块，导轨和电机均安装在机架下部底座上，电机连接导向丝杆，定位块穿射在导向丝杆上，定位块安装在工件托盘上，工件托盘上具有导轨槽，导轨置于导轨槽中。

进一步，还包括流量控制装置，磨料盒具有下料管，流量控制装置安装在下料管处。

进一步，还包括长限位螺钉，待抛光工件与工件托盘之间用长限位螺钉进行定位。

进一步，还包括磨料盒支撑架，磨料盒通过磨料盒支撑架固定在机架下部底座上。

进一步，还包括滑块和滑块槽，滑块安装在机架上支撑平台上，磨抛头支撑板上具有滑块槽，滑块在滑块槽中滑动。

大尺寸工件抛光的磁性磨料磨抛装置的工作方法，包括以下步骤：

步骤一，初始状态时，工件托盘处于最前端，当待抛光工件夹紧后，工件托盘在伺服电机的带动下到达第一位置下方；同时磨抛头也移动到第一位置上方；

步骤二，工件托盘带动磨料托盘到达第一位置下方以后，推送气缸开始工作，把磨料盒向左推动直到正对磨料托盘的中心，磨料盒下料；

步骤三，下料结束后，磨料盒被推送气缸拉回，磨料托盘被推送气缸推到待抛光工件下表面；

步骤四，磨抛头通电，吸附磁性磨料，磨料托盘退回，完成上料，磨抛头带动磨料进行磨抛作业；

步骤五，在磨抛作业结束以后，磨抛头会再次回到第一位置，磨料盒也再次被推动到第一位置下方，此时只需撤去电磁力，磨料会自动落入磨料盒中，完成磨料的回收。

进一步，在步骤二中，还包括流量控制装置，打开流量控制装置，控制磨料盒下料时间，确定此次磨抛所用到的磨料的量。

采用上述方案后，由于本发明的主要结构特点为该装置采用电磁式磨抛头，并具有龙门式机构，可以保证电磁式磨抛头在三维空间的运动，通过电磁力把磨料吸附在工件待抛光面，通过电主轴旋转带动磨抛头旋转，进而带动磁性磨料旋转以达到磨抛工件表面的目的。

本发明具有以下特点：

1、磨抛方式有所创新，本发明使用的磁性磨料是磨抛工具，用过电磁力把磁性磨料吸附在待抛光面上，通过改变电磁力大小来控制磨削程度，使磨抛过程更加可控，使得磨抛精度更高，跟传统磨抛方式相比，此磨抛方式对工件整体品质影响小且加工后不会出现表面硬质缺陷；

2、跟传统磨削，研磨，或珩磨相比，本发明自动的送料、上料与回收使得人工操作更加简便，极大的提高了安全性和效率，并且减小了噪声以及粉尘碎屑的形成；相比于类似的电抛光或者磁流变抛光而言，不会产生化学以及光污染，更加安全可靠；

3、龙门式结构结合电磁磨抛头的隔板吸附磨料的方式使得加工覆盖面更广，磨抛过程可控，满足不同的磨抛要求；

4、自主设计的电磁式磨抛头可通过电主轴带动旋转，转速可调，带动磨料圆周旋转结合水平进给进行磨抛，可以满足不同的加工要求，并且加工效率高，覆盖面广、产生的干扰震动小；

5．本发明的结构简单，操作十分方便。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明初始位置的结构示意图；

图3是本发明工件托盘与电磁磨抛头到达第一位置后的示意图；

图4为磨料盒到达下料位置局部示意图；

图5为磨料托盘填充磨料完毕向磨抛头送料的位示意图；

图6为磨料盒推送装置常规状态的局部放大示意图；

图7为磨料盒常规示意图；

图8为磨抛头、磨抛头支撑板、以及磨抛头支架局部放大示意图；

图9为工件托盘推送机构示意图。

标号说明

机架上支撑平台1 滑块11 机架下部底座2 导向丝杆21

导轨22 电机23 定位块24 伺服电机31 电机丝杆32

工件托盘4 导轨槽41 长限位螺钉42 磨抛头51

磨抛头支架52 磨抛头支撑板53 磨料盒61 下料管611

磨料托盘62 推送气缸63 流量控制装置64 磨料盒支撑架65

驱动电机71 传送带72 横向丝杆73 联轴器74。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详述。在此需要说明的是，下面所描述的本发明各个实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明所揭示的是大尺寸工件抛光的磁性磨料磨抛装置，如图1所示，为本发明的较佳实施例，包括机架上支撑平台1、机架下部底座2、伺服电机31、电机丝杆32、工件托盘4、磨抛头51（本发明中所述磨抛头51为电磁式磨抛头）、磨抛头支架52、磨抛头支撑板53、磨料盒61、磨料托盘62和推送气缸63。

机架上部支撑平台1横跨固定于机架下部底座2上形成龙门，在本实施例中，机架上部支撑平台1通过螺钉固定于机架下部底座2上。其中机架下部底座2的水平横截面形成矩形，保证了整体机构的稳定性。

伺服电机31通过电机丝杆32分别连接磨抛头支架52和工件托盘4，并驱动磨抛头支架52和工件托盘4动作。

磨抛头51固定在磨抛头支架52上，磨抛头支架52以可左右滑动的方式设置在磨抛头支撑板53上，使磨抛头52可以在磨抛头支撑板53所在平面内自由移动。磨抛头支撑板53以可上下滑动的方式设置在机架上支撑平台1上，工件托盘4以可前后滑动的方式设置安装在机架下部底座2上。

磨料盒61、磨料托盘62和推送气缸63安装在机架下部底座2上，磨料托盘62位于工件托盘4的下面，磨料盒61位于工件托盘4的侧面，推送气缸63分别连接磨料盒61和磨料托盘62，驱动磨料盒61向磨料托盘62添加磨料，驱动磨料托盘62至磨抛头51处吸附磨料。在本实施例中，推送气缸63使用单程气缸来控制磨料盒61与磨料托盘62进行来回运动。

如图8所示，还包括驱动电机71、传送带72、横向丝杆73和联轴器74，驱动电机71和联轴器74均安装在磨抛头支架52上，横向丝杆73安装在磨抛头支撑板53上，驱动电机71与横向丝杆73通过传送带72连接，横向丝杠73穿射在联轴器74中。驱动电机71为小功率的伺服电机，通过驱动电机71、传送带72、横向丝杆73和联轴器74之间的配合，使得磨抛头支架52在磨抛头支撑板53上可以左右滑动。

如图9所示，还包括导向丝杆21、导轨22、电机23和定位块24，导轨22和电机23均安装在机架下部底座2上，电机23连接导向丝杆21，定位块24穿射在导向丝杆21上，定位块24安装在工件托盘4上，工件托盘4上具有导轨槽41，导轨22沿着导轨槽41运动，使工件托盘4带动待抛光工件沿导轨槽41在机架下部底座2上可以前后滑动，从而带动待抛光工件前后运动。

进一步，还包括滑块11和滑块槽531，滑块11安装在机架上支撑平台1上，磨抛头支撑板53上具有滑块槽，滑块11在滑块槽中滑动，从而使磨抛头支撑板53在机架上支撑平台1上可以上下滑动。

进一步，还包括流量控制装置64，如图7所示，磨料盒61其下方有两个圆柱形下料管611，流量控制装置64安装在两根下料管611处。运用流量控制64来控制下料管611的通断，在横截面不变的前提下，控制下料时间，来控制此次磨抛所用到的磨料的量，从而控制对待加工面的磨抛程度。

进一步，还包括长限位螺钉42，待抛光工件与工件托盘4之间用长限位螺钉42进行定位，使工件托盘4能够夹紧不同厚度于长度的工件，增加可加工的工件种类。

为了进一步提高磨料盒61的安装稳固性，本实施例采用了磨料盒支撑架65，磨料盒61通过磨料盒支撑架65固定在机架下部底座2上。如图6所示，磨料盒61与磨料盒支架65滑动连接，在推送气缸63的作用下滑动。

如图2所示，此状态为工作之前的初始状态，工件托盘4处于最前端。当待抛光工件夹紧后，工件托盘4在伺服电机31的带动下到达第一位置下方；与此同时电磁式磨抛头51也移动到第一位置上方，如图3所示。

如图4所示，在工件托盘4带动磨料托盘62到达第一位置下方以后，推送气缸63开始工作，把磨料盒61向左推动直到正对磨料托盘62的中心。打开流量控制装置64，控制磨料盒61的下料时间，确定此次磨抛所用到的磨料的量。

下料结束后，磨料盒61被推送气缸63拉回。如图5所示，这时磨料托盘62被推送气缸63推到待抛光工件下表面，之后电磁式磨抛头51通电，运动电磁力吸附磁性磨料，磨料托盘62退回，完成上料。电磁式磨抛头51带动磨料圆周旋转结合水平进给进行磨抛作业。

在磨抛作业结束以后，电磁式磨抛头51会再次回到如图4的第一位置，磨料盒61也再次被推动到第一位置下方，此时只需撤去电磁力，磨料会自动落入磨料盒61中，完成磨料的回收。这样的自动上下以及回收磨料过程形成一个循环，即省去了不必要的人为劳动，又简单高效，节能环保。

根据不同的磨抛需要，例如对工件表面的开粗、粗抛以及精抛等工序，可以通过改变电磁力的大小来改变磨料与待加工面之间的接触压力，以及改变磨料的下料量来实现。这样可以极大的提高可用性以及降低成本，并明显的减轻加工过程中产生的积屑瘤此外，应用柔性的磁性磨料来加工，不会产生工件表面硬质损伤，这也是磁性磨抛的一个优点。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故但凡依本发明的权利要求和说明书所做的变化或修饰，皆应属于本发明专利涵盖的范围之内。

Claims (9)

1.大尺寸工件抛光的磁性磨料磨抛装置，其特征在于：包括机架上支撑平台、机架下部底座、伺服电机、电机丝杆、工件托盘、磨抛头、磨抛头支架、磨抛头支撑板、磨料盒、磨料托盘和推送气缸；机架上部支撑平台横跨固定于机架下部底座上形成龙门，伺服电机通过电机丝杆分别连接磨抛头支架和工件托盘并驱动磨抛头支架和工件托盘动作，磨抛头固定在磨抛头支架上，磨抛头支架以可左右滑动的方式设置在磨抛头支撑板上，磨抛头支撑板以可上下滑动的方式设置在机架上支撑平台上，工件托盘以可前后滑动的方式设置安装在机架下部底座上，磨料盒、磨料托盘和推送气缸安装在机架下部底座上，磨料托盘位于工件托盘的下面，磨料盒位于工件托盘的侧面，推送气缸分别连接磨料盒和磨料托盘，驱动磨料盒向磨料托盘添加磨料，驱动磨料托盘至磨抛头处吸附磨料。

2.根据权利要求1所述的大尺寸工件抛光的磁性磨料磨抛装置，其特征在于：还包括驱动电机、传送带、横向丝杆和联轴器，驱动电机和联轴器均安装在磨抛头支架上，横向丝杆安装在磨抛头支撑板上，驱动电机与横向丝杆通过传送带连接，横向丝杠穿射在联轴器中。

3.根据权利要求1所述的大尺寸工件抛光的磁性磨料磨抛装置，其特征在于：还包括导向丝杆、导轨、电机和定位块，导轨和电机均安装在机架下部底座上，电机连接导向丝杆，定位块穿射在导向丝杆上，定位块安装在工件托盘上，工件托盘上具有导轨槽，导轨置于导轨槽中。

4.根据权利要求1所述的大尺寸工件抛光的磁性磨料磨抛装置，其特征在于：还包括流量控制装置，磨料盒具有下料管，流量控制装置安装在下料管处。

5.根据权利要求1所述的大尺寸工件抛光的磁性磨料磨抛装置，其特征在于：还包括长限位螺钉，待抛光工件与工件托盘之间用长限位螺钉进行定位。

6.根据权利要求1所述的大尺寸工件抛光的磁性磨料磨抛装置，其特征在于：还包括磨料盒支撑架，磨料盒通过磨料盒支撑架固定在机架下部底座上。

7.根据权利要求1所述的大尺寸工件抛光的磁性磨料磨抛装置，其特征在于：还包括滑块和滑块槽，滑块安装在机架上支撑平台上，磨抛头支撑板上具有滑块槽，滑块在滑块槽中滑动。

8.一种如权利要求1所述的大尺寸工件抛光的磁性磨料磨抛装置的工作方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一，初始状态时，工件托盘处于最前端，当待抛光工件夹紧后，工件托盘在伺服电机的带动下到达第一位置下方；同时磨抛头也移动到第一位置上方；步骤二，工件托盘带动磨料托盘到达第一位置下方以后，推送气缸开始工作，把磨料盒向左推动直到正对磨料托盘的中心，磨料盒下料；步骤三，下料结束后，磨料盒被推送气缸拉回，磨料托盘被推送气缸推到待抛光工件下表面；步骤四，磨抛头通电，吸附磁性磨料，磨料托盘退回，完成上料，磨抛头带动磨料进行磨抛作业；步骤五，在磨抛作业结束以后，磨抛头会再次回到第一位置，磨料盒也再次被推动到第一位置下方，此时只需撤去电磁力，磨料会自动落入磨料盒中，完成磨料的回收。

9.根据权利要求8所述的大尺寸工件抛光的磁性磨料磨抛装置，其特征在于：在步骤二中，还包括流量控制装置，打开流量控制装置，控制磨料盒下料时间，确定此次磨抛所用到的磨料的量。