CN110834253B - 一种用于立式液动压抛光装置的进给机构 - Google Patents

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Abstract

一种用于立式线性液动压抛光装置的进给机构，粗进给机构包括步进电机、联轴器、滚珠丝杠底座、丝杠、丝杠单螺母、丝杠螺母座、丝杠固定端支座、丝杠自由端支座、直线导轨、滑块和载物板；微进给机构中，微进给壳体通过L型连接板固定在粗进给机构载物板的中心；电致伸缩棒位于微进给壳体内部圆槽中，移动盖板一端与电致伸缩棒紧贴；碟簧一端固定于移动盖板一侧沉孔中，另一端置于固定盖板一侧沉孔内，固定盖板固定在微进给壳体中；连接柱一端螺纹连接于移动盖板上，另一端穿过固定盖板圆孔，螺纹连接于工件架一侧螺纹孔内，工件预先用石蜡在工件架另一侧方形槽内。本发明能快速完成工件的装卸与准确实现所需的抛光间隙，获得最佳的抛光效果。

Description

一种用于立式液动压抛光装置的进给机构
技术领域
本发明属于流体抛光领域，更确切的说是一种用于立式线性液动压抛光装置的进给机构。
背景技术
流体抛光技术在加工过程中，抛光工具与工件不发生直接接触,其借助流体驱动磨粒冲击工件表面，从而避免了刚性接触对材料的表面及亚表面的损伤，实现光滑表面加工。
以动压润滑理论为基础的流体动压抛光也是流体抛光技术的一种，其通过旋转抛光盘带动粘性流体进入几何槽型，形成液动压润滑膜实现材料去除。但初代液动压抛光由于径向速度大小不一，抛光过程中工件表面去除率不均匀，且动压力不足，抛光效果不理想。
据此研发了动压力充足且工件表面动压分布均匀的立式线性液动压抛光装置。其中抛光间隙对抛光效果极为重要，因此需要设计一种进给机构能准确将工件进给至所需抛光间隙位置，这有利于研究调试最佳抛光间隙，从而得到理想抛光效果。
发明内容
为了克服已有立式线性液动压抛光装置的不足，本发明提供了一种用于立式线性液动压抛光装置的进给机构，能快速完成工件的装卸与准确实现所需的抛光间隙，从而获得最佳的抛光效果。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种用于立式线性液动压抛光装置的进给机构，包括粗进给机构和微进给机构，所述粗进给机构包括步进电机、联轴器、滚珠丝杠底座、丝杠、丝杠单螺母、丝杠螺母座、丝杠固定端支座、丝杠自由端支座、直线滑轨、滑块和载物板；所述步进电机固定于滚珠丝杠底座上，电机轴穿过滚珠丝杠底座上的圆孔与丝杠轴通过联轴器相连；丝杠固定端支座通过螺钉固定在滚珠丝杠底座上，丝杠自由端支座通过螺钉固定在滚珠丝杠底座上，丝杠轴与两个支座分别通过轴承连接固定；丝杠单螺母通过螺纹连接于丝杠上，丝杠螺母座与单螺母通过螺钉连接；直线滑轨与丝杠轴线平行且位于丝杠两侧，直线滑轨底面通过螺钉固定于立式线性液动压装置工作台上，滑块通过直线滑轨的槽结构可在导轨上做直线运动，滑块上表面与螺母座上表面齐平，载物板水平固定于螺母座、滑块上；
所述微进给机构包括微进给壳体、电致伸缩棒、移动盖板、碟簧、固定盖板、连接柱、工件架和L型连接板，微进给壳体通过L型连接板固定在粗进给机构载物板的中心；电致伸缩棒位于微进给壳体内部圆槽中，移动盖板一端与电致伸缩棒紧贴；碟簧一端固定于移动盖板一侧沉孔中，另一端置于固定盖板一侧沉孔内，固定盖板固定在微进给壳体中；连接柱一端螺纹连接于移动盖板上，另一端穿过固定盖板圆孔，螺纹连接于工件架一侧螺纹孔内，工件预先用石蜡封装在工件架另一侧方形槽内。
本发明中，步进电机带动丝杠转动，从而带动螺母座、滑块、载物板做粗进给运动；所述丝杠粗进给行程为0-130mm，其目的为在抛光前后工作装卸留有足够的空间。当电致伸缩棒线圈通额定电压后，电致伸缩棒伸缩推动移动盖板、工件架做微进给运动；所述电致伸缩棒在额定电压下可伸缩0-100μm。
进一步，所述丝杠轴跨距大，有一定工作温度，故轴承配置为一端固定一端游离，丝杠固定端支座内为一对角接触球轴承，丝杠自由端支座内为深沟球轴承。
再进一步，所述微进给壳体上开有电致伸缩棒线圈出入孔。
所述L型连接板通过4xM4螺钉将微进给机构与粗进给机构载物板连接固定，使两个进给机构能联合进给。
本发明的有益效果主要表现在：用于立式线性液动压抛光装置中，分为粗进给和微进给两个部分，粗进给能用于为抛光前后工作的装卸提供足够的空间，也能加快进给的速度；微进给能将工作准确可靠地调整至所需抛光间隙，这有利对立式线性液动压抛光装置最佳抛光间隙做定量研究调试，从而得到最理想的抛光效果。
附图说明
图1是粗进给机构的轴测图。
图2是粗进给机构的轴测图（隐藏载物板）。
图3是微进给机构的轴测图。
图4是微进给机构的轴测图（隐藏外壳）。
图5是进给机构的子装配的轴测图。
图6是立式线性液动压抛光装置的轴测图Ⅰ。
图7是立式线性液动压抛光装置的俯视轴测图（隐藏抛光盘）。
图8是立式线性液动压抛光装置的轴测图Ⅱ。
图中，1-直线滑轨、2-载物板、3-丝杠自由端支座、4-丝杠、5-丝杠单螺母、6-丝杠螺母座、7-滑块、8-丝杠固定端支座、9-联轴器、10-步进电机、11-滚珠丝杠底座、12-微进给壳体、13-电致伸缩棒、14-移动盖板、15-碟簧、16-固定盖板、17-连接柱、18-工件架、19-工件、20-地脚支撑、21-箱体、22-工作台、23-进给机构、24-抛光盘、25-主轴系统、26-电机、27-电机带轮、28-主轴带轮。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
参照图1~图8，一种用于立式线性液动压抛光机的进给机构，包括粗进给机构和微进给机构，所述粗进给机构包括步进电机10、联轴器9、滚珠丝杠底座11、丝杠4、丝杠单螺母5、丝杠螺母座6、丝杠固定端支座8、丝杠自由端支座3、直线滑轨1、滑块7和载物板2；所述步进电机固定于滚珠丝杠底座上，电机轴穿过滚珠丝杠底座上的圆孔与丝杠轴通过联轴器相连；丝杠固定端支座通过螺钉固定在滚珠丝杠底座上，丝杠自由端支座通过螺钉固定在滚珠丝杠底座上，丝杠轴与两个支座分别通过轴承连接固定；丝杠单螺母通过螺纹连接于丝杠上，丝杠螺母座与单螺母通过螺钉连接；直线滑轨与丝杠轴线平行且位于丝杠两侧，直线滑轨底面通过螺钉固定于立式线性液动压装置工作台上，滑块通过直线滑轨的槽结构可在导轨上做直线运动，滑块上表面与螺母座上表面齐平，载物板水平固定于螺母座、滑块上；
所述微进给机构包括微进给壳体12、电致伸缩棒13、移动盖板14、碟簧15、固定盖板16、连接柱17、工件架18和L型连接板，微进给壳体通过L型连接板固定在粗进给机构载物板的中心；电致伸缩棒位于微进给壳体内部圆槽中，移动盖板一端与电致伸缩棒紧贴；碟簧一端固定于移动盖板一侧沉孔中，另一端置于固定盖板一侧沉孔内，固定盖板固定在微进给壳体中；连接柱一端螺纹连接于移动盖板上，另一端穿过固定盖板圆孔，螺纹连接于工件架一侧螺纹孔内，工件预先用石蜡封装在工件架另一侧方形槽内。
应用本实施例的进给机构的立式线性液动压抛光装置，包括地脚支撑20、箱体21、工作台22、进给机构23、抛光盘24、主轴系统25、电机26、电机带轮27和主轴带轮28。所述的箱体21与4个地脚支撑20螺纹连接，电机26通过4xM10半圆头沉头螺栓固定在箱体21内，电机带轮通过键与电机轴相连接，并通过带传动将动力传输至主轴系统25输入端；主轴系统25通过6xM8内六角圆柱头螺钉固定在箱体的阶梯层中，抛光盘24通过螺钉固定在主轴系统25输出端；工作台22通过4xM12内六角圆柱头螺钉连接在箱体21上表面；进给机构23通过螺钉连接在工作台面上。
进一步，所述工作台内环壁面为楔形微结构，并在4个方向上开正方形槽口，用于微进给模块调整工件的抛光间隙（0-100μm）。
再进一步，壁面楔形微结构个数为24，楔形微结构的径向深度为1-3mm。
所述抛光盘与工作台内壁面所存抛光液为磨料与去离子水或抗磨液压油的混合。
所述磨粒根据所抛光工件为碳化硅、氧化铝、二氧化硅或金刚石等。
进给操作步骤如下：
工件夹持与前期准备：工件19用石蜡封装在工件架18一侧的方形槽内，将工件架18螺纹旋入微进给机构中的连接柱17一端（即与微进给机构相连接）。并调节电致伸缩棒13线圈电压，将电致伸缩棒伸长所需抛光间隙长度，如需50μm，则根据伸缩曲线，调整至相应电压，将电致伸缩棒伸长50um。
粗进给：启动步进电机10，丝杠4开始回转，带动丝杠单螺母5和丝杠螺母座6、滑块7与载物板2直线进给，通过工作台22内壁槽口将微进给机构前端工件进给至刚触碰抛光盘时停止。
微进给：此时直接切断电致伸缩棒13电源，因前期准备中已经将电致伸缩棒13伸长所需长度，切断电源后电致伸缩棒13将缩短对应长度，而原先因伸长而被移动盖板14压缩的碟簧15，可将移动盖板14推回对应长度，与之相连的工件19亦退回对应长度，达到所需抛光间隙。
抛光加工及后续工件拆卸步骤：
抛光加工：打开电机26，动力通过带轮27、28（带未显示）传至主轴系统25，带动抛光盘24转动，随之驱使间隙（抛光盘24与工件19之间的距离）内的抛光液磨粒冲击工作台22内环壁面上的工件19，从而实现工件的材料原子级的去除
工件拆卸：关闭电机26，将抛光液排出，液面降低至工件以下（防止工件退出后，液体通过壁面进给槽倒灌流出）。步进电机10反转，将工件退出工作台22内壁面进给槽口，随后取下工件架18，并通过热处理取出已抛光好的工件19。
上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims (4)

1.一种用于立式液动压抛光装置的进给机构，其特征在于，包括粗进给机构和微进给机构，所述粗进给机构包括步进电机、联轴器、滚珠丝杠底座、丝杠、丝杠单螺母、丝杠螺母座、丝杠固定端支座、丝杠自由端支座、直线滑轨、滑块和载物板；所述步进电机固定于滚珠丝杠底座上，电机轴穿过滚珠丝杠底座上的圆孔与丝杠轴通过联轴器相连；丝杠固定端支座通过螺钉固定在滚珠丝杠底座上，丝杠自由端支座通过螺钉固定在滚珠丝杠底座上，丝杠轴与两个支座分别通过轴承连接固定；丝杠单螺母通过螺纹连接于丝杠上，丝杠螺母座与单螺母通过螺钉连接；直线滑轨与丝杠轴线平行且位于丝杠两侧，直线滑轨底面通过螺钉固定于立式线性液动压装置工作台上，滑块通过直线滑轨的槽结构可在导轨上做直线运动，滑块上表面与螺母座上表面齐平，载物板水平固定于螺母座、滑块上；
所述微进给机构包括微进给壳体、电致伸缩棒、移动盖板、碟簧、固定盖板、连接柱、工件架和L型连接板，微进给壳体通过L型连接板固定在粗进给机构载物板的中心；电致伸缩棒位于微进给壳体内部圆槽中，移动盖板一端与电致伸缩棒紧贴；碟簧一端固定于移动盖板一侧沉孔中，另一端置于固定盖板一侧沉孔内，固定盖板固定在微进给壳体中；连接柱一端螺纹连接于移动盖板上，另一端穿过固定盖板圆孔，螺纹连接于工件架一侧螺纹孔内，工件预先用石蜡封装在工件架另一侧方形槽内；
所述微进给壳体上开有电致伸缩棒线圈出入孔，所述L型连接板通过4xM4螺钉将微进给机构与粗进给机构载物板连接固定，使两个进给机构能联合进给。
2.如权利要求1所述的用于立式液动压抛光装置的进给机构，其特征在于，所述丝杠的轴承配置为一端固定一端游离，丝杠固定端支座内为一对角接触球轴承，丝杠自由端支座内为深沟球轴承。
3.如权利要求1或2所述的用于立式液动压抛光装置的进给机构，其特征在于，所述丝杠粗进给行程为0-130mm。
4.如权利要求1或2所述的用于立式液动压抛光装置的进给机构，其特征在于，所述电致伸缩棒在额定电压下可伸缩0-100μm。
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