CN108581853A - 高精度模具打磨装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高精度模具打磨装置，包括磨粒流搅拌器、加压泵和打磨工具头，打磨工具头，包括喷头、护套、喷头座和弹簧，护套套装在喷头上，喷头的一端深入所喷头座，并与该喷头座转动连接，护套和喷头滑动配合；喷头中心打通孔，护套为由对磨粒磨损不敏感的弹性材料制成的护套，抛光头管座内设有供磨粒流流入的通道，通道与通孔连通；弹簧套装在喷头上，喷头向外扩展出轴肩，弹簧一端与轴肩固定连接，另一端与紧护套固定连接；护套的底部封口，护套的底部的内侧在弹簧拉的拉力的作用下与喷头的口沿相抵；护套上高于口沿的位置上开设有连通护套内外的喷孔。具有方便对模具的孔洞、凹槽等结构的表面进行打磨加工的技术效果。

Description

高精度模具打磨装置

技术领域

本发明涉及模具技术领域，具体涉及一种高精度模具打磨装置。

背景技术

磨粒流技术逐渐已经成为一种十分重要的高精度加工技术，其是利用磨粒流的作用力对金属材料进行微量去除，对零件内腔交叉部位进行打磨抛光，达到精细加工的目的。

而在模具加工中，磨粒流加工具有精确性、稳定性和灵活性的优势，另一方面微磨料水射流打磨抛光主要依靠磨料粒子的高速碰撞剪切作用，这种机械冲击容易引起工件表面损伤，再者由于喷头尺寸较小，在微磨料射流加工过程中，极易堵塞，喷头的材料需坚硬而耐磨，导致微型喷头的制造比较困难。

现有技术中提供了一种约束磨粒流抛光工具头，包括喷头、护套、安装板、抛光头管座和弹簧，所述护套套装在喷头上，所述喷头与抛光头管座固定连接，所述护套和喷头配合面上开有密封槽，所述喷头中心打通孔，所述护套为由对磨粒磨损不敏感的弹性材料制成的护套，所述抛光头管座内设有供磨粒流流入的通道，所述通道与所述通孔连通；所述弹簧套装在喷头上并压紧护套，所述抛光头管座通过螺栓固定在安装板上，所述安装板与控制运动机构连接。加工状态时该抛工具头压向工件表面，磨料流在抛光工具头的约束下，改变了射流方向，通过抛光工具头端面沿着与工件表面的切向高速流出。应用该方法进行抛光大幕加工时将松散的磨粒流法向喷射的加工方式改变为强制约束的切向磨粒流加工方式，不仅解决了射流束界面的不稳定性问题，而且使得磨粒沿工件表面运动，强化了磨粒对工件表面的剪切作用，弱化了磨粒对工件表面的法向冲击作用，主要是磨粒流的剪切和划擦作用去除工件表面材料。

但是，由于有些模具自身的复杂曲面或者复杂形状，不仅具有很多凸起或者肩部，而且，一般模具均具有一些孔隙或者凹槽，这种结构在磨粒流抛光中如果采用现有技术中的工具头，则需要横向的将工具头压在弧形的工件表面上，很难实现上述的强制约束效果。

发明内容

本发明意在提供一种高精度模具打磨装置，解决现有技术中利用约束磨粒流抛光工具头很难对模具的孔洞、凹槽等结构的表面进行加工的技术问题。

本发明一种高精度模具打磨装置，包括磨粒流搅拌器、加压泵和打磨工具头，所述磨粒流搅拌器依次连接加压泵和打磨工具头；

所述打磨工具头，包括喷头、护套、喷头座和弹簧，所述护套套装在喷头上，所述喷头的一端深入所喷头座，并与该喷头座转动连接，所述护套和喷头滑动配合，且配合面上开有密封槽，槽内设有密封圈；

所述喷头中心打通孔，所述护套为由对磨粒磨损不敏感的弹性材料制成的护套，所述抛光头管座内设有供磨粒流流入的通道，所述通道与所述通孔连通；

所述弹簧套装在喷头上，所述喷头介于喷头座和所述护套之间的部分上向外扩展出轴肩，所述弹簧一端与所述轴肩固定连接，另一端与所述紧护套固定连接；

所述护套的底部封口，所述护套的底部的内侧在所述弹簧拉的拉力的作用下与所述喷头的口沿相抵；所述护套上高于所述口沿的位置上开设有连通护套内外的喷孔，所述喷孔的轴向与所述护套的径向交叉。

本方案的工作原理和有益效果在于，压力泵将混合好的磨粒流通过通道送入喷头的通孔内；通孔内没有磨粒流或者磨粒流的压力不够大时，护套的底部被弹簧的拉力压在喷头的口沿上；一旦通孔内的磨粒流压力大于外加弹性拉力，整个护套在压力的作用下与喷头发生相对运动，护套的底部逐渐与喷头的口沿分离；此前被喷头的外壁所挡住的喷孔逐渐被露出来，进而将喷头的通孔与外界连通，此时磨粒流从喷孔中喷射出来，所以，只需要根据需要选择合适的弹簧或者预设好弹簧的拉力就可以控制磨粒流在达到某一具体的压力后喷射；由于喷孔的轴向与所述护套的径向交叉，使得喷射的反作用力的方向也与护套的径向交叉，在该反作用力的作用下，护套开始绕其轴向旋转，由于护套通过弹簧与喷头的轴肩固定连接，而喷头则是转动连接在喷头座上的，所以这三者一起旋转。

本方案在使用时，只需将喷头伸入需要打磨的孔洞或凹槽内，贴近需要打磨的侧壁，在压力达到一定程度时所喷出的磨粒流，沿喷孔的倾斜角度射向工件表面，同时由于护套一直处于旋转的转态，带来了类似磨轮的打磨效果；弱化了磨粒对工件表面的法向冲击作用，依靠磨粒流的剪切和划擦作用去除工件表面材料，大大的方便了对模具的孔洞、凹槽等结构的弧形表面进行加工。

进一步，所述喷头上介于所述喷孔和所述口沿的部分上开有裂口，该裂口距离口沿的距离大于所述喷孔的直径，所述喷头的外壁上轴肩以下的部位上开有环形槽，所述护套的上端为起到限位作用的钩挂部，该钩挂部向内扣入所述环形槽；该钩挂部的下沿与所述环形槽靠近喷孔一侧的侧壁之间的距离使得钩挂部与该侧壁相抵时，所述喷孔处于所述裂口与所述口沿之间，并完全被所述喷头的侧部遮盖。

当压力增大使得护套移动至喷孔进入所述裂口的范围则后开始喷射；压力继续增大时，护套也会继续移动，直到所述喷孔越过所述裂口，由于喷头的侧部遮盖，喷孔讲停止喷射；而钩挂部则限制住护套向下移动的最远距离，确保其不会再继续运动使得喷孔越过喷头的口沿；如此，只需通过设置弹簧，即可设置磨粒流的最高喷射压力，超过此压力，则关闭喷孔停止喷射，避免喷射压力过大造成磨粒流的初速过快，进而对工件造成不必要的损伤。

进一步，所述护套的底部的外表面上还设有附着有研磨颗粒的研磨层。

在护套与模具内的盲孔或凹槽类结构的底部时，喷孔射出的磨粒流平行于底部的表面，射出后会变得较为松散，不利于该底部的打磨；利用本方案，护套的旋转带动研磨层在底部的表面上打磨，起到补充打磨的作用。此外，很多磨粒流内的微磨粒会因为流速减慢而沉淀留在底部的表面上，它们可被研磨层5带动对底部的表面进行研磨；如此，无需专门更换另外的打磨工具头来实现对于底部的表面打磨抛光。

进一步，所述喷孔的数量为四个，沿所述护套的轴向均布。

使得护套的转动更为稳定，较少被遮挡的可能。

进一步，所述裂口的数量为两个，沿喷头的径向左右对称设置。

加工方便，结构稳定。

进一步，所述研磨层的研磨颗粒为金刚石微粉。

硬度高，打磨效果好。

附图说明

图1是本发明的实施例1中的高精度模具打磨装置的结构示意图。

图2是本发明的实施例2中的高精度模具打磨装置的喷孔处于喷射状态时的结构示意图。

图3是图2中的高精度模具打磨装置的喷孔处于被遮挡状态时的结构示意图。

图4是图2中A-A处的剖视图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

实施例1，本实施例的附图标记包括：喷头座1、喷头2、轴肩21、护套3、喷孔32、弹簧4、研磨层5。

本发明的实施例1基本如图1所示，一种高精度模具打磨装置，包括磨粒流搅拌器、加压泵和打磨工具头，所述磨粒流搅拌器依次连接加压泵和打磨工具头,部件之间的设置比较现有，在此不做赘述；

所述打磨工具头包括喷头2、护套3、喷头座1和弹簧4，如图1所示所述护套3套装在喷头2上，所述喷头2的一端深入所喷头座1，并与该喷头座1通过一滚轴轴承转动连接，所述护套3和喷头2滑动配合，且配合面上开有密封槽，槽内设有密封圈(图中未示出)；

所述喷头2中心打通孔，所述护套3为由对磨粒磨损不敏感的弹性材料制成的护套3，所述抛光头管座内设有供磨粒流流入的通道，所述通道与所述通孔连通；

所述弹簧4套装在喷头2上，所述喷头2上介于喷头座1和所述护套3之间的部分上向外扩展出轴肩21，所述弹簧4一端与还接在轴肩21上，另一端与护套3固定连接；轴肩21以下的部位上铣有环形槽，所述护套3的上端向内扣入所述环形槽，形成了一个环形的钩挂部，起到限位作用；

所述护套3的底部封口，底部的内侧在所述弹簧4拉的拉力的作用下与所述喷头2的口沿相抵；所述护套3上高于所述口沿的位置上开设有连通护套3内外的喷孔32，所述喷孔32的轴向与所述护套3的径向交叉，使得喷孔32的喷射方向为斜向。

所述护套3的底部的外表面上还设有附着有金刚石微粉的研磨层5。

压力泵将混合好的磨粒流通过通道送入喷头2的通孔内；通孔内没有磨粒流或者磨粒流的压力不够大时，护套3的底部被弹簧4的拉力压在喷头2的口沿上；一旦通孔内的磨粒流压力大于外加的弹性拉力，整个护套3在压力的作用下与喷头2发生相对运动，护套3的底部逐渐与喷头2的口沿分离；此前被喷头2的外壁所挡住的喷孔32逐渐被露出来，进而将喷头2的通孔与外界连通，此时磨粒流从喷孔32中喷射出来，所以只需要根据需要选择合适的弹簧4或者预设好弹簧4的拉力就可以控制磨粒流在达到某一具体的压力后喷射；由于喷孔32的轴向与所述护套3的径向交叉，使得喷射的反作用力的方向也与护套3的径向交叉，在该反作用力的作用下，护套3开始绕其轴向旋转，由于护套3通过弹簧4与喷头2的轴肩21固定连接，而喷头2则是通过轴承连接在喷头座1上的，所以这三者一起旋转。

本实施例在使用时，只需将喷头2伸入需要打磨的孔洞或凹槽内，贴近需要打磨的侧壁，在压力达到一定程度时所喷出的磨粒流，沿喷孔32的倾斜角度射向工件表面，同时由于护套3一直处于旋转的转态，带来了类似磨轮的打磨效果；弱化了磨粒对工件表面的法向冲击作用，依靠磨粒流的剪切和划擦作用去除工件表面材料，大大的方便了对模具的孔洞、凹槽等结构的弧形表面进行加工。在护套3与模具内的盲孔或凹槽类结构的底部时，喷孔32射出的磨粒流平行于底部的表面，射出后会变得较为松散，不利于该底部的打磨；利用本方案，护套3的旋转带动研磨层5在底部的表面上打磨，起到补充打磨的作用；此外，很多磨粒流内的微磨粒会因为流速减慢而沉淀留在底部的表面上，它们可被研磨层5带动对底部的表面进行研磨；如此，无需专门更换另外的打磨工具头来实现对于底部的表面打磨抛光。

实施例2

本实施例附图中的附图标记包括：喷头座1、喷头2、轴肩21、裂口22、护套3、喷孔32、弹簧4、研磨层5。

本实施例与实施例1的区别在于，所述喷头2上介于所述喷孔32和所述口沿的部分上开有裂口22，该裂口22距离口沿的距离大于所述喷孔32的直径，当钩挂部的下沿与所述环形槽靠近喷孔32一侧的侧壁之间的距离使得钩挂部与该侧壁相抵时，所述喷孔32处于所述裂口22与所述口沿之间，并完全被所述喷头2的侧部遮盖。

如图2所示，当压力增大时，护套3移动至喷孔32进入所述裂口22的范围则开始喷射；如图3所示压力继续增大时，护套3也会继续移动，直到所述喷孔32越过所述裂口22，由于喷头2的侧部遮盖，喷孔32讲停止喷射；而钩挂部则限制住护套3向下移动的最远距离，确保其不会再继续运动使得喷孔32越过喷头2的口沿；如此，只需通过设置弹簧4，即可设置磨粒流的最高喷射压力，避免喷射压力过大造成磨粒流的初速过快，进而对工件造成不必要的损伤。

如图4所示，喷孔32的数量为四个，沿所述护套3的轴向均布；裂口22的数量为两个，沿喷头2的径向左右对称设置。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.高精度模具打磨装置，包括磨粒流搅拌器、加压泵和打磨工具头，所述磨粒流搅拌器依次连接加压泵和打磨工具头；

所述打磨工具头，包括喷头、护套、喷头座和弹簧，所述护套套装在喷头上，所述喷头的一端深入所喷头座，并与该喷头座转动连接，所述护套和喷头滑动配合，且配合面上开有密封槽，槽内设有密封圈；

所述喷头中心打通孔，所述护套为由对磨粒磨损不敏感的弹性材料制成的护套，所述抛光头管座内设有供磨粒流流入的通道，所述通道与所述通孔连通；

其特征在于：所述弹簧套装在喷头上，所述喷头介于喷头座和所述护套之间的部分上向外扩展出轴肩，所述弹簧一端与所述轴肩固定连接，另一端与所述紧护套固定连接；

所述护套的底部封口，所述护套的底部的内侧在所述弹簧拉的拉力的作用下与所述喷头的口沿相抵；所述护套上高于所述口沿的位置上开设有连通护套内外的喷孔，所述喷孔的轴向与所述护套的径向交叉。

2.根据权利要求1所述的高精度模具打磨装置，其特征在于：所述喷头上介于所述喷孔和所述口沿的部分上开有裂口，该裂口距离口沿的距离大于所述喷孔的直径，所述喷头的外壁上轴肩以下的部位上开有环形槽，所述护套的上端为起到限位作用的钩挂部，该钩挂部向内扣入所述环形槽；该钩挂部的下沿与所述环形槽靠近喷孔一侧的侧壁之间的距离使得钩挂部与该侧壁相抵时，所述喷孔处于所述裂口与所述口沿之间，并完全被所述喷头的侧部遮盖。

3.根据权利要求1所述的高精度模具打磨装置，其特征在于：所述护套的底部的外表面上还设有附着有研磨颗粒的研磨层。

4.根据权利要求1所述的高精度模具打磨装置，其特征在于：所述喷孔的数量为四个，沿所述护套的轴向均布。

5.根据权利要求2所述的高精度模具打磨装置，其特征在于：所述裂口的数量为两个，沿喷头的径向左右对称设置。

6.根据权利要求3所述的高精度模具打磨装置，其特征在于：所述研磨层的研磨颗粒为金刚石微粉。