CN109048511B - 一种超声研磨抛光装置及其使用方法 - Google Patents

一种超声研磨抛光装置及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种超声研磨抛光装置及其使用方法,包括载物组件、加工组件,所述载物组件用于放置待加工工件,所述加工组件对所述待加工工件进行超声波研磨;所述研磨机构包括换能器、变幅杆和研磨头,所述研磨头通过所述变幅杆和所述换能器连接,所述换能器固定在所述研磨机架上;所述变径组块上设置安装不同规格的研磨块,从而使所述研磨头形成不同直径;本发明通过调节所述变径组块并在所述变径组块上设置不同规格的研磨块,从而使所述超声研磨抛光装置适应不同内径的加工孔或弧形面,并提高所述超声研磨抛光装置的适用性,降低加工成本。

Description

一种超声研磨抛光装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及机械加工领域,具体涉及一种超声研磨抛光装置及其使用方法。
背景技术
对于一些需要表面精度高的工件,如模具的凹凸模等,凹凸模的作用大部分都是作为成型零件时使用,故凹凸模都是按照所需产品的形状加工出来,以实现原料成型为产品的外形,或者冲下产品中间的废料,在精密设备和精密加工中具有十分重要的地位,故凹凸模的精度影响着由模具所产生的一些零件的性能。
对于现有技术中高精度工件的加工方法,常用采用车床加工(磨削),热处理加工,电解加工,电火花加工,一定形状的钻头钻等。车床加工方法为保证工件的高精度一般需从采用多工序加工,工作效率低,成本高,无法保证较高的加工精度。热处理加工法是对工件在经过热处理后,进行冲压,这种加工方法单一,效率低,精度依旧需后续再加工阶段进行保证。电解加工加工效率高,加工后的表面质量好,适用范围广,不足之处就是电解加工影响因素多,对于小型加工面加工的技术难度高,无法保证精度要求。
故就现有技术中的加工方法,无法实现高精度工件,尤其是小型加工面如小型直孔、变径孔、小型弧槽等不同加工面的高适用性高精度加工问题,影响了高精度工件加工的效率和质量。
鉴于上述缺陷,本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。
发明内容
为解决上述技术缺陷,本发明采用的技术方案在于,提供一种超声研磨抛光装置包括载物组件、加工组件,所述载物组件用于放置待加工工件,所述加工组件对所述待加工工件进行超声波研磨;所述研磨机构包括换能器、变幅杆和研磨头,所述研磨头通过所述变幅杆和所述换能器连接,所述换能器固定在所述研磨机架上;所述研磨头包括调节组块、变径组块、连接部和中心杆,所述中心杆设置于所述变幅杆下端面并与所述变幅杆同轴设置,所述连接部为管状结构且所述连接部套接在所述中心杆上,所述调节组块和所述变径组块通过所述连接部连接;所述变径组块上设置安装不同规格的研磨块,从而使所述研磨头形成不同直径。
较佳的,所述变径组块包括转动部和固定部,所述调节组块和所述转动部通过所述连接部连接;所述固定部包括固定盘、滑动杆、连接杆和安装杆,所述固定盘固定在所述中心杆上;所述滑动杆一端通过转轴固定在所述固定盘上,所述滑动杆另一端与所述安装杆固定连接;所述滑动杆可绕所述转轴自由转动,所述滑动杆绕所述中心杆轴线环形均布;所述滑动杆中段设置移动块,所述转动部对应所述移动块位置设置滑槽,所述移动块设置在所述滑槽内;所述连接杆和所述安装杆连接各所述固定盘上对应的所述滑动杆,所述安装杆用于安装所述研磨块。
较佳的,所述滑动杆中段设置连接孔,所述连接杆依次穿过各所述固定盘的对应所述连接孔;且在所述滑槽位置处,所述连接杆穿出所述连接孔并将所述连接杆端部设置在所述滑槽内从而形成所述移动块。
较佳的,所述调节组块包括外环部、中心轮和行星轮,所述外环部内侧均匀设置轮齿,所述中心轮和所述行星轮均设置为齿轮结构且均设置在所述外环部内,所述外环部和所述行星轮、所述行星轮和所述中心轮配合设置且啮合连接;所述行星轮通过连杆固定在所述变幅杆下端面,所述行星轮可绕所述连杆自由转动;所述中心轮和所述转动部通过所述连接部连接。
较佳的,所述安装杆轴线到所述转动部中心的最大距离B‘计算公式为,
其中,a为所述滑槽远端圆心与所述转动部中心的距离;b为所述滑槽近端圆心与所述转动部中心的距离;c为所述转轴到所述移动块的距离;A为所述转动部中心到所述转轴的距离;B为所述安装杆轴线到所述转动部中心的最小距离;C为所述转轴到所述安装杆轴线的距离;l为所述滑槽远端圆心和近端圆心之间的距离;θ为所述转动部所能转动的最大角度,π为180°。
较佳的,所述外环部上设置有第一限位部,所述第一限位部设置为环形结构,所述变幅杆下端面对应所述第一限位部设置有第二限位部,所述第一限位部和所述第二限位部之间设置有回弹件,所述回弹件对所述第一限位部和所述第二限位部施加弹性斥力。
较佳的,所述调节组块还设置有定位件;所述定位件包括设置在所述第一限位部的第一齿槽和所述第二限位部的第二齿槽,所述第一齿槽和所述第二齿槽对应设置;所述定位件固定所述外环部的位置。
较佳的,所述中心杆设置环形槽,所述连接部设置在所述环形槽内;所述环形槽长度尺寸等于所述连接部长度尺寸。
一种所述超声研磨抛光装置的使用方法,包括步骤;
S1,通过所述载物组件将所述待加工工件固定在工作台面上;
S2,调节所述研磨头,以使所述研磨头直径符合加工要求;
S3,通过所述平移机构调节,将所述待加工工件和所述研磨头调整到工作位置;
S4,打开所述换能器,通过所述研磨头对所述待加工工件进行研磨操作。
较佳的,步骤S2具体为,转动所述外环部,通过所述外环部转动,带动所述中心轮转动,从而带动转动部转动,所述滑动杆的移动,最终实现对所述安装杆与所述中心杆之间距离的改变,对应刻度并结合不同规格的所述研磨块,达到所述研磨头变径的效果;对孔类内部加工面进行研磨加工时,可使所述研磨块组合形成较完整的圆环型;当对外侧弧形面进行加工时,则可单独安装一个相适应的研磨块以实现对弧形面的研磨加工。
与现有技术比较本发明的有益效果在于:1,本发明通过调节所述变径组块并在所述变径组块上设置不同规格的研磨块,从而使所述超声研磨抛光装置适应不同内径的加工孔或弧形面,并提高所述超声研磨抛光装置的适用性,降低加工成本;2,通过所述压力感应装置以及所述压力阈值和所述相对压力值FΔ的设定,可实时监测所述超声研磨抛光装置的工作状况,避免所述研磨头和所述待加工工件的意外损坏,从而提高所述超声研磨抛光装置的工作效率及研磨效果。
附图说明
图1为所述超声研磨抛光装置的结构视图;
图2为所述研磨头的结构视图;
图3为图2中D-D方向的结构视图;
图4为所述调节组块的局部结构视图;
图5为所述第二齿槽的结构视图;
图6为图2中E-E方向的结构视图;
图7为图2中F-F方向的结构视图;
图8为所述载物组件的结构视图;
图9为实施例六所述固定件件的结构视图;
图10为实施例七所述固定件件的结构视图。
图中数字表示:
1-待加工工件;11-槽体部;12-固定件;13-旋转机构;14-平移机构;21-研磨机架;22-换能器;23-变幅杆;24-研磨头;25-盘片;26-固定座;27-卡箍;111-环形卡块;112-卡槽;121-夹装;122-卡接件;123-支座;124-调节孔;125-装夹块;126-装夹孔;127-调节块;131-旋转盘;132-第一制动件;141-移动台;142-第二制动件;143-导轨支架;144-第一制动轮;145-固定支架;146-第三制动件;147-第二制动轮;148-滑轨;241-调节组块;242-变径组块;243-连接部;244-中心杆;245-研磨块;1231-定位部;1232-移动板;1233-弹性件;1234-延伸部;1235-压力感应装置;2411-外环部;2412-中心轮;2413-行星轮;2414-第一限位部;2415-第二限位部;2416-回弹件;2417-第一齿槽;2418-第二齿槽;2421-转动部;2422-固定盘;2423-滑动杆;2424-连接杆;2425-安装杆;2426-转轴;2427-移动块;2428-滑槽;2429-滑动腔;。
具体实施方式
以下结合附图,对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
实施例一
如图1所示,图1为所述超声研磨抛光装置的结构视图;本发明所述超声研磨抛光装置包括载物组件、加工组件,所述载物组件用于放置待加工工件1,所述加工组件对所述待加工工件1进行超声波研磨。
所述载物组件包括用于存放研磨液的槽体部11,所述槽体部11设置内腔,所述内腔用于存放研磨液,所述内腔底面设置为工作台面,所述工作台面上设置有固定件12,所述固定件12用于将所述待加工工件1可拆卸的固定在所述工作台面上。
所述加工组件包括研磨机架21、研磨机构,所述研磨机构可拆卸连接在所述研磨机架21上;所述研磨机构包括换能器22、变幅杆23和研磨头24,所述研磨头24通过所述变幅杆23和所述换能器22连接,所述换能器22固定在所述研磨机架21上;所述研磨机构竖直设置,即在竖直方向上,所述换能器22、所述变幅杆23和所述研磨头24从上至下依次排列,保证所述研磨头24在工作状态下设置在所述内腔内,从而使所述研磨头24对设置所述内腔内部的待加工工件1实现研磨加工操作。
较佳的,所述研磨机构还包括连接组件,所述变幅杆23通过所述连接组件和所述研磨机架21可拆卸式连接;具体的,所述连接组件包括盘片25,所述研磨机架21设置固定座26,所述固定座26固定在所述研磨机架21上,所述盘片25固定在所述变幅杆23上,所述盘片25设置为半圆环形。所述固定座26设置配合部,所述配合部设置为圆孔或槽口,用于放置所述变幅杆23;所述配合部优选设置为半圆弧形横截面的槽口,所述槽口轴线和所述变幅杆23轴线共线,且所述槽口半径尺寸大于所述变幅杆23最大半径尺寸,便于所述变幅杆23与所述固定座26的安装设置。所述变幅杆23设置在所述配合部内,所述固定座26在所述槽口的端口位置绕所述槽口的轴线环形均布若干定位孔,所述定位孔内设置螺纹。所述盘片25上设置通孔,所述通孔和所述定位孔对应设置。螺钉穿过所述通孔旋入所述定位孔内实现所述盘片25与所述固定座26的连接。
所述连接组件还包括减震部,所述减震部设置在所述固定座26和所述变幅杆23之间避免所述变幅杆23和所述固定座26直接接触;在所述超声研磨抛光装置工作时,所述变幅杆23传递所述换能器22转换的机械振动,所述减震部的设置降低所述机械振动的传递流失,同时避免所述变幅杆23和所述固定座26直接接触造成的碰撞磨损。所述减震部一般设置为酚醛树脂套环,所述酚醛树脂套环套接在所述变幅杆23上。
所述固定座26在所述槽口敞口处的端面上设置卡箍27,所述卡箍27和所述固定座26可拆卸连接,所述卡箍27和所述减震部对应设置,所述卡箍27和所述槽口形成尺寸与所述减震部配合的形状,以便于与所述减震部紧密接触,从而实现所述卡箍27和所述槽口对所述变幅杆23的固定。在本实施例中,所述卡箍27和所述槽口形成完整的圆形,和所述酚醛树脂套环的紧密配合从而对所述变幅杆23进行位置固定。
通过所述盘片25和所述固定座26之间以及所述卡箍27和所述槽口之间对所述变幅杆23的双重限位固定效果,保证所述变幅杆23的位置稳定,避免设置在所述变幅杆23的所述研磨头24在工作过程中受力偏移,从而影响所述研磨头24对所述待加工工件1的研磨效果。
为避免所述加工组件的位置稳定且保证所述超声研磨抛光装置较佳的研磨效果,所述研磨机架21固定在地面上,并在所述载物组件上设置旋转机构13和平移机构14。
所述旋转机构13设置在所述槽体部11底部并于所述槽体部11连接;由于所述研磨头24在所述换能器22的作用下一般呈竖直上下运动的机械振动,当需对所述待加工工件1的孔或弧形面进行研磨加工时,可通过所述旋转机构13实现所述待加工工件1的旋转,从而致使所述研磨头24和所述待加工工件1的加工面相对转动,可更好的实现所述研磨头24和所述待加工工件1之间的加工操作。
所述研磨头24的竖直振动和所述旋转机构13的分开独立设置,以使所述超声研磨抛光装置整体机构简单,便于安装维护;避免所述研磨头24同时振动旋转造成的能量损耗,从而提高所述超声研磨抛光装置的研磨效果。
所述平移机构14与所述旋转机构13连接,所述平移机构14可带动所述旋转机构13和所述槽体部11进行水平和竖直方向上的移动调整,通过水平方向的调整,便于所述研磨头24和加工面之间距离的调整,并在必要情况下,通过所述平移机构14使所述研磨头24和所述加工面间产生压力,进一步提高所述研磨头24的研磨效果;通过竖直移动,在非工作状态下使所述研磨头24和所述待加工工件1脱离,从而便于所述待加工工件1在所述槽体部11内的安装固定。
实施例二
如图2所示,图2为所述研磨头的结构视图;所述研磨头24具体包括调节组块241、变径组块242、连接部243和中心杆244,所述中心杆244设置于所述变幅杆23下端面并与所述变幅杆23同轴设置,所述连接部243设置为管状结构且所述连接部243套接在所述中心杆244上,所述调节组块241和所述变径组块242通过所述连接部243连接。所述变径组块242上可设置不同规格的研磨块245,从而使所述研磨头24适应不同内径的加工孔或弧形面。
较佳的,所述中心杆244设置环形槽,用于放置所述连接部243并对所述连接部243进行位置限制。所述环形槽长度等于所述连接部243长度。所述环形槽的设置保证所述连接部243的位置固定,避免所述变幅杆23竖直方向上的机械振动对所述连接部243的影响,提高所述研磨头24的结构稳定性。
较佳的,如图3所示,图3为图2中D-D方向的结构视图,所述调节组块241设置为行星轮结构,所述调节组块241包括外环部2411、中心轮2412和行星轮2413,所述外环部2411内侧均匀设置轮齿,所述中心轮2412和所述行星轮2413均设置为齿轮结构且均设置在所述外环部2411内,所述外环部2411和所述行星轮2413、所述行星轮2413和所述中心轮2412配合设置且啮合连接。
所述行星轮2413通过连杆固定在所述变幅杆23下端面,且所述行星轮2413可绕所述连杆自由转动,通过转动所述外环部2411可实现所述中心轮2412的转动。
较佳的,如图4所示,图4为所述调节组块的局部结构视图,所述外环部2411外圆面上设置第一限位部2414,所述第一限位部2414优选设置为环形结构,所述变幅杆23下端面对应所述第一限位部2414设置第二限位部2415,所述第一限位部2414和所述第二限位部2415之间设置回弹件2416,所述回弹件2416对所述第一限位部2414和所述第二限位部2415施加弹性斥力。
所述调节组块241还设置有定位件,所述定位件固定所述外环部2411的位置,从而避免所述外环部2411在非调节状态下的自由转动。
较佳的,所述定位件包括设置在所述第一限位部2414的第一齿槽2417和所述第二限位部2415的第二齿槽2418,所述第一齿槽2417和所述第二齿槽2418对应设置,如图5所示,图5为所述第二齿槽的结构视图;所述第一齿槽2417和所述第二齿槽2418绕所述中心杆244轴线环形均布,当所述第一齿槽2417和所述第二齿槽2418相啮合时,所述外环部2411固定位置;。
具体的,当所述外环部2411下拉,使所述第一齿槽2417和所述第二齿槽2418脱离啮合状态,转动所述外环部2411可实现所述中心轮2412的转动;当使用者未对所述外环部2411施加作用力时,所述外环部2411在所述回弹件2416的作用下上移,并与所述变幅杆23下端面紧贴,所述第一齿槽2417和所述第二齿槽2418重新恢复啮合状态,从而实现对所述外环部2411的固定。
所述外环部2411下端面除设置通孔便于所述连接部243穿过外,采用隔板覆盖;由于所述外环部2411通过所述第二限位部2415,与所述变幅杆23下端面处于连接状态,故所述外环部2411内部形成腔体结构,有效避免行星轮2413结构的意外损坏,确保所述调节组块241的精准性。
实施例三
如图6和图7所示,图6为图2中E-E方向的结构视图;图7为图2中F-F方向的结构视图;所述变径组块242包括转动部2421和固定部,所述固定部固定在所述中心杆244上,所述转动部2421和所述固定部连接。所述转动部2421和所述中心轮2412分别设置在所述连接部243的两端,从而通过所述中心轮2412的转动可实现所述转动部2421的转动。
所述固定部包括固定盘2422、滑动杆2423、连接杆2424和安装杆2425,所述固定盘2422固定在所述中心杆244上;所述滑动杆2423一端通过转轴2426固定在所述固定盘2422上,所述滑动杆2423另一端与所述安装杆2425固定连接;所述滑动杆2423可绕所述转轴2426自由转动,所述滑动杆2423绕所述中心杆244轴线环形均布。
所述滑动杆2423中段设置移动块2427,所述转动部2421对应所述移动块2427位置设置滑槽2428,所述移动块2427设置在所述滑槽2428内;当所述转动部2421转动时,所述滑动杆2423的一端在所述转轴2426的作用下位置固定,所述滑槽2428带动所述移动块2427移动,从而实现所述滑动杆2423绕所述转轴2426的转动。
所述连接杆2424和所述安装杆2425连接各所述固定盘2422上对应的所述滑动杆2423。通过所述连接杆2424和所述安装杆2425的双重连接作用,保证各所述固定盘2422上对应的所述滑动杆2423转动状态一致。
较佳的,所述连接杆2424的一端设置为所述移动块2427,所述滑动杆2423中段设置连接孔,所述连接杆2424依次穿过各所述固定盘2422的对应所述连接孔实现所述连接杆2424对所述滑动杆2423的连接,且在所述滑槽2428位置处,所述连接杆2424穿出连接孔并将端部设置在所述滑槽2428内从而形成所述移动块2427。
所述连接杆2424的一端设置为所述移动块2427避免在所述滑动杆2423上功能部件的重复设置,并便于直接通过所述移动块2427经所述连接杆2424将力传递至各各所述固定盘2422上的所述滑动杆2423上,保证各所述固定盘2422上对应的所述滑动杆2423转动状态一致性。
所述滑动杆2423可在对于所述连接孔的侧面设置带有螺纹的固定孔,采用螺钉拧入所述固定孔并顶死所述连接杆2424,以实现所述连接杆2424和所述滑动杆2423的固定连接,同时便于拆卸所述连接杆2424并有效果调节所述连接杆2424的位置。
较佳的,所述固定盘2422设置滑动腔2429,用于对应放置所述滑动杆2423,所述滑动腔2429呈环形,保证若干所述滑动杆2423在所述滑动腔2429内的转动;所述滑动腔2429上设置有斜长孔,便于所述连接杆2424与所述滑动腔2429内部的所述滑动杆2423连接。所述滑动腔2429厚度略大于所述滑动杆2423厚度。
由于所述研磨头24在超声波的作用下沿竖直方向上做机械运动,所述滑动腔2429的设置,加强所述滑动杆2423的位置稳定性,降低所述滑动杆2423沿竖直移动的概率,避免所述研磨头24的机械能损耗。
所述安装杆2425与所述研磨块245可拆卸连接,所述研磨块245设置为具有一定厚度和弧度的片状件,或具有弧形面的条形块件;具体的,可在所述研磨块245对应所述安装杆位置设置长槽,所述安装杆2425为圆柱型时,所述长槽横截面可设置为大于二分之一所述安装杆2425横截面圆的弓形,在所述安装杆两端设置螺纹孔,当所述安装杆2425置入所述长槽内时,通过将螺钉等拧入所述螺纹孔中,从而实现所述安装杆和所述长槽的过盈配合连接,致使所述安装杆2425与所述研磨块245可拆卸连接。
通过改变所述安装杆2425与所述中心杆244的距离,并根据所述距离在所述安装杆2425上安装对应的所述研磨块245,可组成完整或具有一定条形间歇的圆柱型研磨面,从而对不同孔进行研磨加工。
由于所述研磨块245为片状或块状结构,相较于常用的一体成型的圆柱形研磨头24,降低原料成本,且可通过更换单一损坏的所述研磨块245来保证所述研磨头24的继续使用,避免资源浪费,同时对于横截面形状不规则的部分孔洞,也可采用不同规格所述研磨块245组成的方式,实现对孔洞的研磨加工,提高了所述超声研磨抛光装置的适用范围。
所述外环部2411可设置刻度,所述第二限位部2415设置指针;较佳的,所述刻度可对应所述研磨头24的不同直径尺寸,便于所述研磨头24的变径调节。
通过所述外环部2411转动,带动所述中心轮2412转动,从而带动转动部2421转动,所述滑动杆2423的移动,最终实现对所述安装杆2425与所述中心杆244之间距离的改变,结合不同规格的所述研磨块245,达到所述研磨头24变径的效果,以适用于不同孔径的研磨加工。
所述滑槽2428设置为两端为半圆弧的长孔且与所述中心杆244径向方向呈一定夹角倾斜设置,从而实现所述转动部2421转动时,所述滑动杆2423的稳定滑动。
为保证所述研磨头24可调直径的变化量,在设定所述研磨头24最小直径的情况下,即可知所述安装杆2425轴线到所述转动部2421中心的最小距离,得出所述研磨头24最大直径,从而确定所述研磨头24可调直径的变化量。所述安装杆2425轴线到所述转动部2421中心的最大距离B‘计算公式为,
其中,a为所述滑槽2428远端圆心与所述转动部2421中心的距离;b为所述滑槽2428近端圆心与所述转动部2421中心的距离;c为所述转轴2426到所述移动块2427的距离;A为所述转动部2421中心到所述转轴2426的距离;B为所述安装杆2425轴线到所述转动部2421中心的最小距离;C为所述转轴2426到所述安装杆2425轴线的距离;l为所述滑槽2428远端圆心和近端圆心之间的距离;θ为所述转动部2421所能转动的最大角度,π为180°。
通过所述外环部2411转动调节,所述转动部2421所能转动的最大角度为所述外环部2411在设定的调节量下,所述外环部2411带动所述转动部2421转动的最大角度。
一般的,
其中,R为所述外环部2411内圆半径,r为所述中心轮2412外圆半径,α为所述外环部2411最大旋转调整角度。
在本实施例中所述转动部2421设置为圆盘型,所述转动部2421中心为所述转动部2421圆心,所述滑槽2428近端圆心为所述滑槽2428距离所述转动部2421中心较近的端部圆心,所述滑槽2428远端圆心为所述滑槽2428距离所述转动部2421中心较远的端部圆心,且a大于b。
对于所述安装杆2425轴线到所述转动部2421中心最大距离B‘计算公式,所述安装杆2425轴线到所述转动部2421中心的最大距离B‘随所述转动部2421所能转动的最大角度的增大而逐渐增加,但相对应的所述滑槽2428远端圆心与所述转动部2421中心的距离,所述滑槽2428近端圆心与所述转动部2421中心的距离,所述转轴2426到所述移动块2427的距离相应发生改变,一般的,为保证所述转动部2421所能转动最大角度的增大,所述滑槽2428远端圆心与所述转动部2421中心的距离和所述滑槽2428近端圆心与所述转动部2421中心的距离差值会相应增加。
通过所述最大距离B‘的计算公式,便于对所述研磨头24可变径范围的调整,实现所述研磨头24尺寸结构的优化设置,从而保证所述超声研磨抛光装置适用于不同孔径的研磨加工;同时为所述刻度的数值设置提供理论依据。
实施例四
如图8所示,图8为所述载物组件的结构视图;所述旋转机构13包括旋转盘131和第一制动件132,所述旋转盘131优选设置为环形结构,所述第一制动件132设置在所述旋转盘131内,所述第一制动件132和所述槽体部11底部连接,通过所述第一制动件132实现所述槽体部11的旋转。
所述槽体部11底部设置环形卡块111,所述第一制动件132设置在所述环形卡块111中心,所述旋转盘131在对应所述环形卡块111位置设置卡槽112,所述环形卡块111设置在卡槽112内,保证所述第一制动件132带动所述槽体部11进行转动时,所述槽体部11转动平稳,提高所述超声研磨抛光装置的研磨效果。
所述平移机构14包括第一移动部和第二移动部,所述第一移动部设置在所述旋转机构13底部,所述第一移动部包括移动台141和第一移动架,所述旋转盘131和所述第一制动件132均固定在所述移动台141上;较佳的,所述第一移动架设置为齿条和齿轮结构,即所述第一移动架包括第二制动件142、导轨支架143和固定在所述第二制动件142动力输出端的第一制动轮144,所述工作台设置在所述导轨支架143上并可在所述导轨支架143上自由移动,所述导轨支架143设置有齿条,所述第一制动轮144和所述齿条支架上的齿条啮合设置,所述第二制动件142固定在所述移动台141上,通过所述第二制动件142带动所述第一制动轮144转动,从而实现所述移动台141的水平移动,从而实现所述槽体部11内所述待加工工件1的水平移动。
所述第二移动部包括固定支架145,所述固定支架145固定在水平工作面上,所述固定支架145优选设置为竖直设置的四根支柱,且所述支柱均设置有滑轨148,所述导轨支架143与所述滑轨148连接,所述导轨支架143通过所述滑轨148可沿竖直方向上下移动。较优的,所述支架的所述滑轨148两两对应设置齿条,所述导轨支架143底部设置第三制动件146和第二制动轮147,所述第二制动轮147与所述滑轨148上的所述齿条啮合连接,通过所述第三制动件146带动所述第二制动轮147转动,致使所述导轨支架143在竖直方向上的移动,从而实现所述槽体部11内所述待加工工件1的竖直移动。
所述第一移动部和所述第二移动部均采用齿轮齿条结构,通过控制所述第二制动件142和所述第三制动件146的转动输出,从而精确控制所述待加工工件1的精确移动,保证所述研磨头24和加工面之间精确的位置,提高所述超声研磨抛光装置的研磨效果。所述第一制动件132、所述第二制动件142、所述第三制动件146可选用数控电机以控制转动输出。
实施例五
实施例五在实施例四的基础上进行进一步改进,具体的改进之处在于,所述平移机构14还设置有第三移动部,所述第三移动部和所述第一移动部结构相同,且所述第三移动部和所述第一移动部的所述导轨支架143在水平方向上垂直设置,所述第一移动部的所述导轨支架143设置在所述第三移动部的所述移动台141上,所述第三移动部的所述导轨支架143与所述滑轨148连接,从而可实现所述待加工工件1全方位移动;保证所述研磨头24和加工面之间精确的位置,提高所述超声研磨抛光装置的研磨效果。
实施例六
如图9所示,图9为本实施例所述固定件件的结构视图;所述固定件12包括若干夹装121和卡接组件,所述夹装121和所述卡接组件固定连接,所述卡接组件为配合不同待加工工件1形状的不同规格的卡接件122,所述夹装121固定在所述工作台面上。
较佳的,所述夹装121以所述工作台面的中心为轴线环形均布,且所述夹装121设置为4个,所述夹装121包括支座123,所述支座123固定在所述工作台面上,所述支座123设置有若干调节孔124;所述夹装121还设置有装夹块125,所述装夹块125上设置有外螺纹,所述装夹块125一端设置为安装端,所述安装端横截面设置为六边形、四边形等多边形结构,便于拧动所述装夹块125。
所述卡接件122均设置有和所述装夹块125对应设置的装夹孔126,所述装夹孔126内设置内螺纹,便于所述装夹块125和所述卡接件122的连接。
所述装夹块125还设置有调节块127,所述调节块127设置在所述调节孔124两侧,并与所述装夹块125螺纹连接。通过将所述装夹块125拧入对应的所述装夹孔126内,实现所述装夹块125和所述卡接件122的连接;调节所述卡接件122和所述待加工工件1的位置,保证所述待加工工件1在所述工作台面的正确位置,并通过调节所述调节块127,使所述调节块127与所述支座123的所述调节孔124两端紧贴,以实现所述固定件12对所述待加工工件1的固定。
实施例七
如图10所示,图10为本实施例所述固定件件的结构视图;实施例七在实施例六的基础上进行进一步改进,改进之处在于,所述支座123设置有安全组件,所述安全组件设置所述调节孔124两侧,所述安全组件包括定位部1231、移动板1232和弹性件1233,所述定位部1231设置内腔,所述移动板1232和所述弹性件1233设置在所述内腔内,所述定位部1231靠经所述调节块127的端面设置为敞开端面,所述敞开端面设置有延伸部1234,所述弹性件1233一端连接所述内腔内壁上另一端与所述移动板1232连接,且所述弹性件1233对所述移动板1232和所述内腔内壁提供弹性斥力,保证在所述延伸部1234的限位作用下,所述移动板1232和所述延伸部1234贴合。
所述内腔中还设置有压力感应装置1235,所述压力感应装置1235检测所述弹性件1233提供的弹力;即可以检测所述固定件在工作过程中的受力变化。
所述调节块127横截面小于所述移动板1232横截面,从而保证所述装夹块125在所述弹性件1233的弹力作用下与所述固定部位置固定。
通过所述安全组件的设置,当所述研磨头24和所述待加工工件1因其他原因导致所述研磨头24和所述待加工工件1之间相互作用力过大时,在所述弹性件1233的作用下,可在较大作用力下,即所述相互作用力大于所述弹性件1233提供的弹力时,使所述待加工工件1产生少许位移,避免所述研磨头24和所述待加工工件1的长期硬性接触,降低所述研磨头24和所述待加工工件1的意外损坏。
实施例八
所述超声研磨抛光装置还可以包括控制组件,所述控制组件与所述载物组件、所述加工组件数据连接,具体的,可通过所述控制组件控制所述平移机构14、所述旋转机构13和所述研磨头24实现所述超声研磨抛光装置对所述待加工工件1的研磨。
同时,所述控制组件可监控所述压力感应装置1235的实时压力值,当实时压力值大于设定值时,停止所述平移机构14、所述旋转机构13和所述研磨头24的工作状态,从而对所述研磨头24和所述待加工工件1进行保护。
实施例九
一种所述超声研磨抛光装置的使用方法,具体包括步骤:
S1,通过所述载物组件将所述待加工工件1固定在工作台面上;
S2,调节所述研磨头24,以使所述研磨头24直径符合加工要求;
S3,通过所述平移机构14调节,将所述待加工工件1和所述研磨头24调整到工作位置;
S4,打开所述换能器22,通过所述研磨头24对所述待加工工件1进行研磨操作。
步骤S1具体为,将所述卡接件122放置在所述待加工工件1的相应位置上,所述装夹块125穿过所述调节孔124并拧入所述卡接件122对应的所述装夹孔126内,实现所述装夹块125和所述卡接件122的连接。通过转动远离所述待加工工件1一侧的所述调节块127,使所述卡接件122和所述待加工工件1紧密贴合,初步实现所述固定件12对所述待加工工件1的固定作用;通过所述压力感应装置1235的实时检测,保证所述固定件12对所述待加工工件1的预紧力,并通过将靠近所述待加工工件1一侧的所述调节块127拧紧,加固所述固定件12对所述待加工工件1的固定作用;最终实现所述固定件12对所述加工工件的位置固定。
步骤S2具体为,转动所述外环部2411,通过所述外环部2411转动,带动所述中心轮2412转动,从而带动转动部2421转动,所述滑动杆2423的移动,最终实现对所述安装杆2425与所述中心杆244之间距离的改变,对应所述刻度并结合不同规格的所述研磨块245,达到所述研磨头24变径的效果;对孔类内部加工面进行研磨加工时,可使所述研磨块245组合形成较完整的圆环型;当外侧弧形面进行加工时,则可单独安装一个相适应的研磨块245以实现对弧形面的研磨加工。
步骤S3具体为,通过所述第一移动部将所述待加工工件1的加工面平移至所述研磨头24的正下方,并通过所述第二移动部对所述待加工工件1的竖直移动,最终将所述研磨头24和所述待加工工件1之间的相对位置调节为符合加工要求的合理位置处。
步骤S4具体为,打开所述换能器22,所述研磨头24在所述变幅杆23的作用下呈竖直方向上的机械振动。
当采用研磨液对孔类内部加工面进行研磨加工时,向所述槽体部11注入研磨液,并使所述研磨液淹没所述待加工工件1的加工面,所述研磨头24直径尺寸应略小于所述待加工工件1的加工孔直径尺寸,以便于研磨液存在于所述研磨头24和所述待加工工件1之间,保证超声波研磨的有效进行。
当采用在所述研磨头24表面喷涂研磨物质对弧形面进行加工时,可通过所述平移机构14,增加所述研磨头24对加工面的压力,提高研磨效果;同时通过所述控制组件对所述压力感应装置1235的监控,可实时掌握所述研磨头24对加工面的压力值,从而保证研磨过程的正常进行。
较佳的,设立保护机制,所述控制组件设置压力阈值,通过对所述压力感应装置1235检测到各所述弹性件1233弹力的大小,可算给出所述研磨头24和所述加工面的相对压力值,通过所述压力阈值和所述相对压力值进行比较,若所述相对压力值大于所述压力阈值,则说明所述研磨头24和所述加工面产生了不良的硬性接触,故停止所述平移机构14、所述旋转机构13和所述研磨头24的工作状态;以保护所述研磨头24和所述待加工工件1的意外损坏。
所述相对压力值FΔ的计算公式为
其中,Fi和F′i分别为第i个所述调节孔124两侧所述压力感应装置1235检测的压力值,N为所述调节孔124的数量。
所述压力阈值因根据不同的工况设定不同的数值,具体的,根据采用研磨液的间隙研磨和采用研磨物质喷涂的施压研磨,以及根据不同研磨液、研磨物质、待加工工件1材料,制定不同的压力阈值;所述保护机制可在研磨前使用者输入之所述控制组件内,从而实现所述控制组件的保护作用。
通过所述压力阈值和所述相对压力值FΔ的设定,可实时监测所述超声研磨抛光装置的工作状况,避免所述研磨头24和所述待加工工件1的意外损坏,从而提高所述超声研磨抛光装置的研磨效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,对本发明而言仅仅是说明性的,而非限制性的。本专业技术人员理解,在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变,修改,甚至等效,但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种超声研磨抛光装置,其特征在于,包括载物组件、加工组件,所述载物组件用于放置待加工工件,所述加工组件对所述待加工工件进行超声波研磨;所述加工组件的研磨机构包括换能器、变幅杆和研磨头,所述研磨头通过所述变幅杆和所述换能器连接,所述换能器固定在所述加工组件的研磨机架上;所述研磨头包括调节组块、变径组块、连接部和中心杆,所述中心杆设置于所述变幅杆下端面并与所述变幅杆同轴设置,所述连接部为管状结构且所述连接部套接在所述中心杆上,所述调节组块和所述变径组块通过所述连接部连接;所述变径组块上设置安装不同规格的研磨块,从而使所述研磨头形成不同直径;
所述变径组块包括转动部和固定部,所述调节组块和所述转动部通过所述连接部连接;所述固定部包括固定盘、滑动杆、连接杆和安装杆,所述固定盘固定在所述中心杆上;所述滑动杆一端通过转轴固定在所述固定盘上,所述滑动杆另一端与所述安装杆固定连接;所述滑动杆可绕所述转轴自由转动,所述滑动杆绕所述中心杆轴线环形均布;所述滑动杆中段设置移动块,所述转动部对应所述移动块位置设置滑槽,所述移动块设置在所述滑槽内;所述连接杆和所述安装杆连接各所述固定盘上对应的所述滑动杆,所述安装杆用于安装所述研磨块。
2.如权利要求1所述的超声研磨抛光装置,其特征在于,所述滑动杆中段设置连接孔,所述连接杆依次穿过各所述固定盘的对应所述连接孔;且在所述滑槽位置处,所述连接杆穿出所述连接孔并将所述连接杆端部设置在所述滑槽内从而形成所述移动块。
3.如权利要求1所述的超声研磨抛光装置,其特征在于,所述调节组块包括外环部、中心轮和行星轮,所述外环部内侧均匀设置轮齿,所述中心轮和所述行星轮均设置为齿轮结构且均设置在所述外环部内,所述外环部和所述行星轮、所述行星轮和所述中心轮配合设置且啮合连接;所述行星轮通过连杆固定在所述变幅杆下端面,所述行星轮可绕所述连杆自由转动;所述中心轮和所述转动部通过所述连接部连接。
4.如权利要求3所述的超声研磨抛光装置,其特征在于,所述安装杆轴线到所述转动部中心的最大距离B‘计算公式为,
其中,a为所述滑槽远端圆心与所述转动部中心的距离;b为所述滑槽近端圆心与所述转动部中心的距离;c为所述转轴到所述移动块的距离;A为所述转动部中心到所述转轴的距离;B为所述安装杆轴线到所述转动部中心的最小距离;C为所述转轴到所述安装杆轴线的距离;l为所述滑槽远端圆心和近端圆心之间的距离;θ为所述转动部所能转动的最大角度,π为180°。
5.如权利要求3所述的超声研磨抛光装置,其特征在于,所述外环部上设置有第一限位部,所述第一限位部设置为环形结构,所述变幅杆下端面对应所述第一限位部设置有第二限位部,所述第一限位部和所述第二限位部之间设置有回弹件,所述回弹件对所述第一限位部和所述第二限位部施加弹性斥力。
6.如权利要求5所述的超声研磨抛光装置,其特征在于,所述调节组块还设置有定位件;所述定位件包括设置在所述第一限位部的第一齿槽和所述第二限位部的第二齿槽,所述第一齿槽和所述第二齿槽对应设置;所述定位件固定所述外环部的位置。
7.如权利要求3所述的超声研磨抛光装置,其特征在于,所述中心杆设置环形槽,所述连接部设置在所述环形槽内;所述环形槽长度尺寸等于所述连接部长度尺寸。
8.一种权利要求3至7任一所述超声研磨抛光装置的使用方法,其特征在于,包括步骤;
S1,通过所述载物组件将所述待加工工件固定在工作台面上;
S2,调节所述研磨头,以使所述研磨头直径符合加工要求;
S3,通过所述载物组件调节,将所述待加工工件和所述研磨头调整到工作位置;
S4,打开所述换能器,通过所述研磨头对所述待加工工件进行研磨操作。
9.如权利要求8所述的使用方法,其特征在于,步骤S2具体为,转动所述外环部,通过所述外环部转动,带动所述中心轮转动,从而带动转动部转动,所述滑动杆的移动,最终实现对所述安装杆与所述中心杆之间距离的改变,对应刻度并结合不同规格的所述研磨块,达到所述研磨头变径的效果;对孔类内部加工面进行研磨加工时,使所述研磨块组合形成圆环型;当对外侧弧形面进行加工时,则单独安装一个相适应的研磨块以实现对弧形面的研磨加工。
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