等离子纳米抛光装置及半封闭内孔金属工件自动抛光设备
技术领域
本发明涉及抛光技术领域,尤其是涉及一种等离子纳米抛光装置及半封闭内孔金属工件自动抛光设备。
背景技术
抛光加工一直是金属类产品生产制造过程中的重要环节,目前,常用的抛光方法有机械抛光、化学抛光、超声抛光、磨粒流抛光、磁力研磨以及等离子体纳米抛光。其中,超声抛光、磨粒流抛光以及磁力研磨成本过高,适用范围较小,机械抛光虽然能获得较为平整的表面,但是不能胜任形状复杂的工件的抛光加工,在加工过程会产生金属粉尘,危害人体健康;化学抛光可抛光形状复杂的工件,但是化学抛光使用的抛光液多为腐蚀性液体,对环境污染大;等离子体纳米抛光技术是一种对金属工件的“绿色”抛光方法,即可以高效地抛光形状复杂的工件,抛光过程中也不会产生难于处理的废液,可以取代机械抛光、化学抛光和电解抛光等传统的抛光方法,解决机械抛光难于处理形状复杂的工件的问题,同时,抛光过程中存在宏观力,不会在工件表面留下微裂纹和残余应力而影响工件寿命,在解决金属工件表面高效去毛刺抛光问题的同时,也有效降低对环境及人类健康的不利影响。
等离子体纳米抛光技术使用低浓度的盐溶液作为工作介质,用清洁的电能作为动力,利用等离子体放电优先生产于尖端凸起部位的特点对金属表面的毛刺进行去除。与传统的抛光方法相比,该技术解决了生产车间的粉尘和腐蚀性废液排放污染环境的问题,同时,降低设备成本,简化操作过程和加工工序。
在金属工件加工中,内孔加工占据了33%的比例,传统的抛光方法很难对细长孔和形状复杂的内孔进行抛光,而目前,等离子纳米抛光加工技术对工件的内孔抛光也少有研究。
因此,针对上述问题本发明急需提供一种等离子纳米抛光装置及半封闭内孔金属工件自动抛光设备。
发明内容
本发明的目的在于提供一种等离子纳米抛光装置及半封闭内孔金属工件自动抛光设备,通过等离子纳米抛光装置及半封闭内孔金属工件自动抛光设备的结构设计以解决现有技术中存在的采用机械抛光,产生粉尘,污染环境,且受抛光件构造限制,化学抛光易腐蚀、抛光液污染环境的技术问题。
本发明提供的一种等离子纳米抛光装置,包括抛光导电槽,抛光导电槽内设有储液腔,储液腔内部设有加热机构,储液腔的底部间隔布设有多个与储液腔底部垂直连接的导电柱,各导电柱的内部设有引流腔,各引流腔向上贯通导电柱的顶部,抛光导电槽的底部设有与各引流腔一一对应的引出孔,引出孔通过回流管路与等离子液存储箱的进液口连通,等离子液存储箱的出液口与抛光导电槽的进液口连通,等离子液存储箱与抛光导电槽间的回流管路上还连通有液泵;还包括抛光工件导电夹具,抛光工件导电夹具与电源正极电连接,抛光导电槽与电源负极电连接。
在一些实施例中,加热机构包括设于储液腔内壁上的蒸汽入孔,蒸汽入孔向外贯通抛光导电槽外壁与蒸汽装置连通。
在一些实施例中,沿储液腔内壁长度方向间隔均等布设有多个蒸汽入孔;储液腔的底部间隔均等布设有多个导电柱。
在一些实施例中,还包括顶部呈开口设置的箱体,箱体内设有将箱体分隔成上腔室和下腔室的隔板,隔板上设有多个与各引出孔一一对应的管路穿孔,隔板的上板面设有电极柱,电极柱顶部与抛光导电槽底部连接,电极柱还与电源负极电连接,液泵设于下腔室内,箱体一侧设有开关门。
本发明还包括一种半封闭内孔金属工件自动抛光设备,包括如上述中任一项所述的等离子纳米抛光装置,箱体的一侧安装有传送装置,还包括设于箱体和传送装置上方的往复于传送装置和箱体间的横向移动梁,横向移动梁两端通过横向移动机构与对应的支撑架连接,沿横向移动梁的长度方向间隔布设有多个向箱体方向延伸的悬臂,悬臂顶部固接于横向移动梁上,抛光工件导电夹具可自动夹持抛光件,抛光工件导电夹具通过纵向移动机构与悬臂连接。
在一些实施例中,两支撑架间平行设有多个横向移动梁。
在一些实施例中,传送装置包括传送带,传送带缠绕于传送机构上,传送带上设有多个抛光工件固定座。
在一些实施例中,横向移动机构包括穿装于支撑架上的螺杆,螺杆一端通过轴承与支撑架连接,另一端穿出支撑架与电机连接,螺杆上穿装有螺母,螺母上固定有移动板,横向移动梁底端与移动板固接,还包括穿装于移动板的定位杆,定位杆两端与支撑架固接;纵向移动机构包括固定于导向臂的气缸,气缸上的伸缩杆向下延伸与抛光工件导电夹具固接。
在一些实施例中,还包括位于箱体上方的蒸汽吸收装置。
在一些实施例中,还包括安装于抛光工件导电夹具上的碰触传感器、控制模块和计时模块;触碰传感器和计时模块均与控制器电连接;气缸、电机及抛光工件导电夹具与控制器电连接。
本发明提供的一种等离子纳米抛光装置及半封闭内孔金属工件自动抛光设备与现有技术相比具有以下进步:
1、本发明提供的等离子纳米抛光装置,采用等离子抛光液可快速对半封闭内孔金属件内孔壁进行抛光,不会像机械抛光产生粉尘,也不会像化学抛光对内孔壁造成腐蚀,采用等离子抛光液对半封闭内孔金属件内孔壁,抛光效果好,无毒,不会腐蚀内孔壁,经等离子纳米抛光装置抛光的半封闭内孔金属工件,内孔壁光滑,同时,且等离子纳米抛光装置不会受半封闭内孔金属件内孔结构的限制,应用范围广。
2、本发明提供的等离子纳米抛光装置,结构设计简单,简化半封闭内孔金属件内孔抛光的工艺过程,可同时进行多个半封闭内孔金属件的抛光,提高生产效率,降低生产成本。
3、本发明提供的等离子纳米抛光装置,通过加热机构包括设于储液腔内壁上的蒸汽入孔,蒸汽入孔向外贯通抛光导电槽外壁与蒸汽装置连通;沿储液腔内壁长度方向间隔均等布设有多个蒸汽入孔的设计,采用蒸汽对储液腔内的等离子抛光液进行加热,保证等离子抛光液的均匀受热,同时提高等离子抛光液的加热速度,保证等离子纳米抛光液快速达到一定的温度,保证抛光效果,提高抛光速度。
4、本发明提供的半封闭内孔金属工件自动抛光设备,通过箱体的一侧安装有传送装置,还包括设于箱体和传送装置上方的往复于传送装置和箱体间的横向移动梁,横向移动梁两端通过横向移动机构与对应的支撑架连接,沿横向移动梁的长度方向间隔布设有多个向箱体方向延伸的悬臂,悬臂顶部固接于横向移动梁上,抛光工件导电夹具可自动夹持抛光件,抛光工件导电夹具通过纵向移动机构与悬臂连接的设计,可以实现对半封闭内孔金属工件自动化抛光,可批量化生产,节省人力,提高工作效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中所述等离子纳米抛光装置的结构示意图;
图2为图1中A处的放大图;
图3为本发明中所述传送装置结构示意图;
图4为本发明中支撑架、横向移动梁、悬臂、抛光工件导电夹具安装于一体的结构示意图(后视图);
图5为图4的俯视图;
图6为本发明半封闭内孔金属工件自动抛光设备各器件的电路连接框图。
附图标记说明:
1、抛光导电槽;2、加热机构;101、储液腔;3、导电柱;301、引流腔;102、引出孔;4、回流管路;5、等离子液存储箱;6、液泵;7、抛光工件导电夹具;8、箱体;9、隔板;801、上腔室;802、下腔室;901、管路穿孔;10、电极柱;11、传送装置;1101、传送带;16、抛光工件固定座;17、支撑架;141、螺杆;142、电机;143、定位杆;151、气缸;152、伸缩杆;201、蒸汽入孔;12、横向移动梁;14、横向移动机构;13、悬臂。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1、图2所示,本实施例提供了一种等离子纳米抛光装置,包括抛光导电槽1,抛光导电槽1内设有储液腔101,储液腔101内部设有加热机构2,储液腔101的底部间隔布设有多个与储液腔101底部垂直连接的导电柱3,各导电柱3的内部设有引流腔301,各引流腔301向上贯通导电柱3的顶部,抛光导电槽1的底部设有与各引流腔301一一对应的引出孔102,引出孔102通过回流管路4与等离子液存储箱5的进液口连通,等离子液存储箱5的出液口与抛光导电槽1的进液口连通,等离子液存储箱5与抛光导电槽1间的回流管路4上还连通有液泵6;还包括抛光工件导电夹具7,抛光工件导电夹具7与电源正极电连接,抛光导电槽1与电源负极电连接。
本发明提供了一种等离子纳米抛光装置,通过在抛光导电槽1设置储液腔101,用于等离子抛光液的存储,在储液腔101内部设有加热机构2,用于对纳米离子液的存储,在储液腔101的底部间隔布设有多个与储液腔101底部垂直连接的导电柱3,导电柱3与电源负极连接,从而使得导电柱3带有负电,各导电柱3的内部设有引流腔301,各引流腔301向上贯通导电柱3的顶部,抛光导电槽1的底部设有与各引流腔301一一对应的引出孔102,引出孔102通过回流管路4与等离子液存储箱5的进液口连通,实现了通过引流腔301将储液腔101内的离子液体从引流腔301引入到离子液存储箱5,而离子液存储箱5的出液口与抛光导电槽1的进液口连通,从而实现等离子抛光液在抛光导电槽1内的循环流动,采用抛光工件导电夹具7夹持半封闭内孔金属工件,内孔朝下,使得半封闭内孔金属工件套接在导电柱上,抛光工件导电夹具7与电源正极连接,将等离子抛光液注入到储液腔101内,接通电源,打开液泵6,实现对半封闭内孔金属工件内孔壁的抛光,半封闭内孔金属工件半浸入等离子抛光液中或全部浸入。
本发明采用等离子纳米抛光装置,采用等离子抛光液可快速对半封闭内孔金属件内孔壁进行抛光,不会像机械抛光产生粉尘,也不会像化学抛光对内孔壁造成腐蚀,采用等离子抛光液对半封闭内孔金属件内孔壁,抛光效果好,无毒,不会腐蚀内孔壁,经等离子纳米抛光装置抛光的半封闭内孔金属工件,内孔壁光滑,同时,且等离子纳米抛光装置不会受半封闭内孔金属件内孔结构的限制,应用范围广。
本发明的等离子纳米抛光装置结构设计简单,简化半封闭内孔金属件内孔抛光的工艺过程,可同时进行多个半封闭内孔金属件的抛光,提高生产效率,降低生产成本。
如图1所示,本实施例储液腔101的底部间隔均等布设有多个导电柱3,可以同时对多个半封闭内孔金属件进行抛光,提高工作效率,可实现批量化生产。
如图1所示,本实施例中的加热机构2包括设于储液腔101内壁上的蒸汽入孔201,蒸汽入孔201向外贯通抛光导电槽1外壁与蒸汽装置连通;沿储液腔101内壁长度方向间隔均等布设有多个蒸汽入孔201。
本发明通过加热机构2包括设于储液腔101内壁上的蒸汽入孔201,蒸汽入孔201向外贯通抛光导电槽1外壁与蒸汽装置连通;沿储液腔101内壁长度方向间隔均等布设有多个蒸汽入孔201的设计,采用蒸汽对储液腔101内的等离子抛光液进行加热,保证等离子抛光液的均匀受热,同时提高等离子抛光液的加热速度,保证离子纳米液快速达到一定的温度,保证抛光效果,提高抛光速度。
蒸汽装置可以选用优星锅炉生产的36KW电加热蒸汽发生器,为现有技术,图中未画出,也可以选用其它厂家生产的其它型号,此处不再赘述。
如图1所示,本实施例还包括顶部呈开口设置的箱体8,箱体8内设有将箱体8分隔成上腔室801和下腔室802的隔板9,隔板9上设有多个与各引出孔102一一对应的管路穿孔901,隔板9的上板面设有电极柱10,电极柱10顶部与抛光导电槽1底部连接,电极柱10还与电源负极电连接,液泵6设于下腔室802内,箱体8一侧设有开关门。
本发明设计箱体8,通过隔板9的设计,将箱体8分隔成上腔室801和下腔室802,实现箱体8的分层设计,抛光导电槽1放置上腔室801内,液泵6放置于下腔室802,保证设备的存放整齐,避免回流管路4外露,损坏,等离子抛光液的泄漏,保证等离子抛光液的有效循环;同时,隔板9的上板面设有电极柱10,电极柱10顶部与抛光导电槽1底部连接,实现抛光导电槽1连接电源负极,进而实现导电柱3连接负极,实现对等离子抛光液的电离;箱体8一侧设有开关门方便设备的检修。
如图1、图3、图4、图5所示,本实施例还提供了一种半封闭内孔金属工件自动抛光设备,包括如上所述的等离子纳米抛光装置,箱体8的一侧安装有传送装置11,还包括设于箱体8和传送装置11上方的往复于传送装置11和箱体8间的横向移动梁12,横向移动梁12两端通过横向移动机构14与对应的支撑架17连接,沿横向移动梁12的长度方向间隔布设有多个向箱体8方向延伸的悬臂13,悬臂13顶部固接于横向移动梁12上,抛光工件导电夹具7可自动夹持抛光件,抛光工件导电夹具7通过纵向移动机构15与悬臂13连接。
本发明通过箱体8的一侧安装有传送装置11,还包括设于箱体8和传送装置11上方的往复于传送装置11和箱体8间的横向移动梁12,横向移动梁12两端通过横向移动机构14与对应的支撑架17连接,沿横向移动梁12的长度方向间隔布设有多个向箱体8方向延伸的悬臂13,悬臂13顶部固接于横向移动梁12上,抛光工件导电夹具7可自动夹持抛光件,抛光工件导电夹具7通过纵向移动机构15与悬臂13连接的设计,可以实现对半封闭内孔金属工件自动化抛光,首先,可以通过抛光工件导电夹具7自动夹取待抛光工件,通过纵向移动机构15提升后,通过横向移动机构14移动到箱体8上方,与导电柱3上、下对应,再通过纵向移动机构15将待抛光工件下移,使得导电柱3置于待抛光工件内,同时部分等离子抛光液进入到待抛光工件内,2-4分钟抛光后,再通过纵向移动机构15和横向移动机构14将抛光后的待抛光件放回传送装置11上,完成一批半封闭内孔金属工件的抛光。
支撑架17包括支撑框和用于支撑支撑框的支撑腿,均为现有技术,此处不再赘述。
抛光工件导电夹具7可自动夹持待抛光件,抛光工件导电夹具7为现有设备,可以选用杰安德MHZ2-32D的机械手气抓,也可以选用其它厂家生产的其它机械手,实现对待抛光件的自动抓取即可,此处不再赘述抛光工件导电夹具7的具体结构。
如图5所示,本实施例两支撑架17间平行设有多个横向移动梁12;可以挂接多个悬臂13,从而实现对多个半封闭内孔金属工件同时进行自动抛光,可以实现10-20个半封闭内孔金属工件的抛光,本实施例为可同时进行10个半封闭内孔金属工件的抛光。
如图3所示,本实施例的传送装置11包括传送带1101,传送带1101缠绕于传送机构上,传送带1101上设有多个抛光工件固定座16。
本发明通过传送装置11包括传送带1101,传送带1101缠绕于传送机构上,传送带1101上设有多个抛光工件固定座16的设计,可以保证半封闭内孔金属工件的放置,保证抛光工件导电夹具7准确的抓取和放回。
本发明的传送装置为现有技术,可以选用宏顺捷旺皮带输送机,也可以选用其它厂家生产的其它型号,此处不再赘述。
具体地,如图5所示,本实施例的横向移动机构14包括穿装于支撑架17上的螺杆141,螺杆141一端通过轴承与支撑架17连接,另一端穿出支撑架17与电机142连接,螺杆141上穿装有螺母,螺母上固定有移动板144,横向移动梁12下端与移动板144连接,还包括穿装于移动板144的定位杆143,定位杆143两端与支撑架17固接;纵向移动机构15包括固定于导向臂的气缸151,气缸151上的伸缩杆152向下延伸与抛光工件导电夹具7固接,横向移动机构14和纵向移动机构15结构设计简单,保证抛光工件导电夹具7的横向和纵向移动,保证对半封闭内孔金属工件的抓取移动。
本发明还包括位于箱体8上方的蒸汽吸收装置,用于对蒸汽的吸收再利用,避免能源的浪费,蒸汽吸收装置包括置于箱体8上方的吸气罩,吸气罩通过管道与蒸汽吸收器连通,蒸汽吸收器可以选用北京瀚宁绿环空气技术有限公司生产的蒸汽快速散热器,也可以选用其它厂家生产的其它型号,吸气罩和蒸汽吸收器均为现有技术,图中未画出,此处不再赘述吸气罩和蒸汽吸收器结构。
如图6所示,本实施例还包括安装于抛光工件导电夹具7上的碰触传感器、控制模块和计时模块;触碰传感器和计时模块均与控制器电连接;气缸151、电机142及抛光工件导电夹具7与控制器电连接。
本发明通过还包括安装于抛光工件导电夹具7上的碰触传感器、控制模块和计时模块;触碰传感器和计时模块均与控制器电连接;气缸151、电机142及抛光工件导电夹具7与控制器电连接的设计,无需人工操作,可根据时间和距离参数的设计,实现自动抛光,节省人力,保证抛光的精准性。
碰触传感器选用欧姆龙触觉传感器D5B-5011,也可以选用其它厂家生产的其它型号,控制模块选用西门子的可编程控制器(PLC);计时模块为计时器。
所述碰触传感器、所述控制器、所述计时模块、电机及气缸,其本身的结构和功能均为公知的,本发明旨在保护上述电器件整体电连接后的方案,上述电器件仅仅是完成信号传递的过程,而对信号本身不做软件上的处理。
本发明从半封闭内孔金属工件固定到传送带,完成抛光后放回传送带,耗时可缩短到3分钟内,相比机械抛光和化学抛光,效率提升了10-100倍。
本发明同时解决了单件抛光效率低的问题,可实现批量化抛光生产。
本发明半封闭内孔金属工件自动抛光设备的工作过程如下:
1)启动总控开关,控制器控制电机142转动,带动横向移动梁12移动至传送装置11的上方,控制器控制纵向移气缸151启动,使得抛光工件导电夹具7下移至待抛光的半封闭内孔金属工件,以下简称工件,当碰触传感器触碰到工件后,抛光工件导电夹具7抓取工件;
2)控制器控制气缸151将伸缩杆152收回,控制电机142转动,带动横向移动梁12移动到箱体8上方,控制器再控制气缸151带动伸缩杆152伸出,工件的内孔朝下,使得工件的抛光孔进入到离子液,外套于导电柱3上,抛光2分钟后,控制器控制气缸151带动伸缩杆152收回;
3)控制器控制电机142转动,带动横向移动梁12移动至传送装置11的上方,控制器控制气缸151带动伸缩杆152下移,将抛光好的工件放置到传送带1101上,传送至下一加工流程,同时控制抛光工件导电夹具7抓取下一组工件进行抛光。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。