CN111421396B - 一种圆环形凹面抛光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种圆环形凹面抛光装置，工件固定旋转机构转动设置在机架上，磁流变抛光刀位于工件固定旋转机构上方；抛光刀驱动机构包括液压缸和两组关于竖直平面对称设置的摆动装置，每组摆动装置均包括固定杆、杠杆、滑筒、推杆和磁流变抛光刀，杠杆的两端分别与液压缸的活塞和磁流变抛光刀转动连接，杠杆的中部与固定杆的底部转动连接，固定杆的顶部与机架固定连接，滑筒滑动设置在磁流变抛光刀上，推杆转动连接在杠杆和滑筒之间。优点是：两组摆动装置同时对凹面进行摆动抛光，而工件本身在工件固定旋转机构的带动下转动，就实现了对整个环形凹面的抛光，而且本装置结构简单，使用方便，其制造成本比也很低，能对整个环形凹面进行完整的抛光。

Description

一种圆环形凹面抛光装置
技术领域
本发明涉及一种圆环形凹面抛光装置
背景技术
现有的抛光机只能在平面上进行简单的抛光，对于带环形凹槽的工件需要对凹槽进行抛光缺无能为力，需要利用到加工中心这样复杂的机器，无形中提高了加工成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种圆环形凹面抛光装置，能够有效解决现有抛光机无法对圆环形凹槽进行抛光的问题。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种圆环形凹面抛光装置，包括磁流变抛光刀、机架、工件固定旋转机构和抛光刀驱动机构，所述工件固定旋转机构转动设置在机架上，所述磁流变抛光刀位于工件固定旋转机构上方；
所述抛光刀驱动机构包括液压缸和两组关于竖直平面对称设置的摆动装置，每组所述摆动装置均包括固定杆、杠杆、滑筒、推杆和磁流变抛光刀，所述杠杆的一端与液压缸的活塞转动连接，杠杆的中部与固定杆的底部转动连接，固定杆的顶部与机架固定连接，所述杠杆的另一端与磁流变抛光刀的顶部转动连接，所述滑筒滑动设置在磁流变抛光刀上，所述推杆的一端转动连接在杠杆的一端与杠杆的中部之间，所述推杆的另一端转动连接在滑筒上。
优选的，所述工件固定旋转机构包括电机、滚珠、旋转工作台和固定夹，所述固定夹固定在旋转工作台上，所述旋转工作台上设有圆环形的上滚槽，所述机架上设有圆环形的下滚槽，所述滚珠位于上滚槽和下滚槽内，所述电机固定在机架上，所述电机的轴与旋转工作台连接，带动旋转工作台转动。通过电机控制需旋转工作台转动，由滚珠做支撑并且降低旋转时的阻力，在旋转时保证工件的平稳，确保抛光效率一致性。
优选的，所述磁流变抛光刀包括刀具夹柄、调节弹簧和刀体，所述刀具夹柄的顶部与杠杆远离液压缸的一端转动连接，所述刀具夹柄的底部开有夹槽，所述刀体的顶部设置在夹槽内，所述调节弹簧位于夹槽内，一端顶在夹槽的顶部，另一端顶在刀体的顶部，所述滑筒滑动设置在刀具夹柄上。通过刀具夹柄的夹槽可以方便快速更换刀具，并且由调节弹簧给刀体提供压力，让刀体的工作部与工件之间保持足够的压力。
优选的，所述刀体包括管体、磁流变抛光液、抛光头和抛光球，所述抛光头和抛光球均带有磁性，所述管体沿轴线设有相通的容纳孔和放置孔，所述磁流变抛光液设置在容纳孔和放置孔内，所述容纳孔的顶部与外界相通，所述抛光头固定在管体底部，所述抛光头内开有下放置腔，所述下放置腔底部与外界相通，所述管体的下部开有上放置腔，所述上放置腔与放置孔相通，所述上放置腔和下放置腔组成容纳腔，所述抛光球设置在容纳腔内且可以自由转动，所述放置孔的内径大于容纳孔的内径，所述放置孔内设有开关弹簧，所述开关弹簧一端顶在放置孔的顶部，开关弹簧的另一端顶在抛光球上，当抛光球不受朝向管体外力时，抛光球与抛光头紧密接触，让抛光球受到朝向管体的外力时，抛光球与下放置腔之间留有间隙。磁流变抛光液的抛光精度相对于传统材料更加细腻，通过带磁性的抛光球，可以让附着在其上的磁流变抛光液转为类固态形式对工件表面进行抛光，而磁流变抛光液无需其他粘接剂附着在抛光球上，因此，整个抛光半径可以做的比较小，适应复杂环境，而通过开关弹簧施加在抛光球上的压力，可以控制抛光球与抛光头的接触，在不使用时磁流变抛光液也不会流出，节省了抛光液的使用。
优选的，所述容纳孔的顶端设有加压装置，所述加压装置包括封头、推力弹簧和活塞，所述封头固定在管体的顶部将容纳孔封闭，所述活塞与容纳孔相适配且滑动设置在容纳孔内，所述推力弹簧设置在活塞与封头之间的容纳孔内；通过封头固定，推力弹簧推动活塞，将磁流变抛光液向抛光球方向挤压，提供足够的压力让磁流变抛光液排出进行抛光作业。
优选的，所述上放置腔的内壁上开有至少一条导流槽，上放置腔还需要控制抛光球不移位，与抛光球之间的间隙不能太大，所以只有开设导流槽尽量多的磁流变抛光液流到指定位置准备进行抛光作业。
优选的，所述上放置腔和/或下放置腔上开有储液腔，开设储液腔，让更多的磁流变抛光液存储在该位置准备随抛光球带入到工作位。
优选的，所述抛光头与管体之间通过螺纹连接，通过螺纹连接方便拆卸和检修。
与现有技术相比，本发明的优点是：通过液压缸同时控制两组摆动装置摆动，两组摆动装置对应的圆周角为180度，同时对凹面进行摆动抛光，而工件本身在工件固定旋转机构的带动下转动，就实现了对整个环形凹面的抛光，而且本装置结构简单，使用方便，其制造成本比也很低，能对整个环形凹面进行完整的抛光。而且采用磁流变抛光刀可以有效提高抛光精度，实现精细化抛光。
附图说明
图1为本发明一种圆环形凹面抛光装置的结构示意图
图2为本发明中磁流变抛光刀的结构示意图；
图3为工作状态下抛光球的结构示意图；
图4为非工作状态下抛光球的结构示意图；
图5为图1中A-A剖面图；
图6为图1中B-B剖面图；
图7为本发明中管体和抛光头连接的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参阅图1至图7为本发明一种圆环形凹面抛光装置的实施例，一种圆环形凹面抛光装置，包括磁流变抛光刀、机架、工件固定旋转机构和抛光刀驱动机构，所述工件固定旋转机构103转动设置在机架102上，所述磁流变抛光刀101位于工件固定旋转机构103上方；
所述抛光刀驱动机构包括液压缸112和两组关于竖直平面对称设置的摆动装置，每组所述摆动装置均包括固定杆113、杠杆114、滑筒115、推杆116和磁流变抛光刀，所述杠杆114的一端与液压缸112的活塞转动连接，杠杆114的中部与固定杆113的底部转动连接，固定杆113的顶部与机架固定连接，所述杠杆114的另一端与磁流变抛光刀的顶部转动连接，所述滑筒115滑动设置在磁流变抛光刀上，所述推杆116的一端转动连接在杠杆114的一端与杠杆114的中部之间，所述推杆116的另一端转动连接在滑筒115上。
通过液压缸同时控制两组摆动装置摆动，两组摆动装置对应的圆周角为180度，同时对凹面进行摆动抛光，而工件本身在工件固定旋转机构的带动下转动，就实现了对整个环形凹面的抛光，而且本装置结构简单，使用方便，其制造成本比也很低，能对整个环形凹面进行完整的抛光。而且采用磁流变抛光刀可以有效提高抛光精度，实现精细化抛光。
为了保证工件能稳定旋转，所述工件固定旋转机构103包括电机105、滚珠106、旋转工作台107和固定夹108，所述固定夹108固定在旋转工作台107上，所述旋转工作台107上设有圆环形的上滚槽，所述机架102上设有圆环形的下滚槽，所述滚珠106位于上滚槽和下滚槽内，所述电机105固定在机架102上，所述电机105的轴与旋转工作台107连接，带动旋转工作台107转动，上滚槽和下滚槽半径相等且很截面半径都与滚珠106半径相等，但是上滚槽和下滚槽横截面均为小半圆，让滚珠106在上滚槽和下滚槽内滚动，保证旋转工作台107稳定转动，而固定夹108可以根据工件形状选择，只要将能工件稳定的固定在旋转工作台107上即可。
所述磁流变抛光刀101包括刀具夹柄109、调节弹簧110和刀体111，所述刀具夹柄109的顶部与杠杆114远离液压缸112的一端转动连接，所述刀具夹柄109的底部开有夹槽，所述刀体111的顶部设置在夹槽内，所述调节弹簧110位于夹槽内，一端顶在夹槽的顶部，另一端顶在刀体111的顶部，通过调节弹簧110可以给刀体111足够的抛光压力，在不同的角度也可以有足够压力进行抛光操作，而采用夹槽的方式与刀体111连接，可以在方便更换不同的刀体111。
而刀体可以采用的具体结构为：刀体包括管体21、磁流变抛光液4、抛光头11和抛光球3，所述抛光头和抛光球3均带有磁性，所述管体21沿轴线设有相通的容纳孔2和放置孔1，所述磁流变抛光液4设置在容纳孔2和放置孔1内，所述容纳孔2的顶部与外界相通，所述容纳孔2的顶端设有加压装置，所述抛光头11固定在管体21底部，所述抛光头11内开有下放置腔5，所述下放置腔5底部与外界相通，所述管体21的下部开有上放置腔10，所述上放置腔10与放置孔1相通，所述上放置腔10和下放置腔5组成容纳腔，所述抛光球3设置在容纳腔内且可以自由转动，所述放置孔1的内径大于容纳孔2的内径，所述放置孔1内设有开关弹簧9，所述开关弹簧9一端顶在放置孔1的顶部，开关弹簧9的另一端顶在抛光球3上，当抛光球3处于非工作状态时，即抛光球3不受朝向管体21外力时，抛光球3与抛光头11紧密接触，当抛光球3处于工作状态时，即抛光球3受到朝向管体21的外力时，抛光球3与下放置腔之间留有间隙，让磁流变抛光液4能流出附着在抛光球3上。
磁流变抛光液4的抛光精度相对于传统材料更加细腻，通过带磁性的抛光球3，可以让附着在其上的磁流变抛光液4转为类固态形式对工件100表面进行抛光，而磁流变抛光液4无需其他粘接剂附着在抛光球3上，因此，整个抛光半径可以做的比较小，适应复杂环境，而通过开关弹簧9施加在抛光球3上的压力，可以控制抛光球3与抛光头11的接触，在不使用时磁流变抛光液4也不会流出，节省了抛光液的使用。
为了给容纳孔2内的磁流变抛光液4提供足够的压力，所述加压装置包括封头8、推力弹簧7和活塞6，所述封头8固定在管体21的顶部将容纳孔2封闭，所述活塞6与容纳孔2相适配且滑动设置在容纳孔2内，所述推力弹簧7设置在活塞6与封头8之间的容纳孔2内。
而在上放置腔10的内壁上开有至少一条导流槽23，一般可以采用图4所示，均匀开设八条导流槽23，将磁流变抛光液4倒流下去。还可以在管体21与抛光头11想接处的放置腔和/或下放置腔5上开有储液腔22，储液腔22与导流槽23相通，储液腔22可以为独立的单个设置，最好是成为环形，与所有的导流槽23相通，这样能充分的发挥储液的作用，让磁流变抛光液4在此处囤积，为了更好的在工作状态下流出。上放置腔10为球形弧面，其弧面半径与抛光球3的半径可以不一致，这样能留出一些缝隙让磁流变抛光液4流下；下放置腔5也为球形弧面，可以与抛光球3的半径一致，也可以不一致，如果不一致要保证在非工作状态下抛光球3与下放置腔5的弧面接触形成线密封。
抛光头11与管体21之间一般通过螺纹连接，抛光头11上开设内螺纹，管体21的底部设置外螺纹，这样方便抛光头11和管体21的加工，同时也有利于抛光球3的放入，还可以对可能磨损的抛光球3进行更换。
使用时，将待抛光的工件通过固定夹固定在旋转工作台上，然后选择合适的刀体放入夹槽内，启动电机带动旋转工作台转动，使工件开始旋转，同时启动液压缸，液压缸进行上下运动，带动杠杆以固定杆的支点做摆动，同时推杆推动磁流变抛光刀进行摆动，从而在工件进行旋转的同时两边的磁流变抛光刀同时进行摆动抛光。
如图3所示，抛光刀与被抛光工件100接触后，收到接触压力抛光球3会向上移动，此时，抛光球3与抛光头11的下放置腔5之间形成间隙，该间隙就能使收磁场作用变为类固态的磁流变抛光液4附着在抛光球3上被带出，对工件100表面进行抛光操作；如图4所示，当抛光完成后，将抛光刀抬起，由于失去与工件100之间的作用力，在开关弹簧9的作用下抛光球3与下放置腔5的底部紧密接触，阻止磁流变抛光液4再流出，节省了磁流变抛光液4的使用。使用本装置对工件100表面进行精细化微抛光，具有较高的抛光精度，同时抛光半径更小，能对更多的复杂表面进行抛光操作。
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (8)

1.一种圆环形凹面抛光装置，其特征在于：包括磁流变抛光刀(101)、机架(102)、工件固定旋转机构(103)和抛光刀驱动机构(104)，所述工件固定旋转机构(103)转动设置在机架(102)上，所述磁流变抛光刀(101)位于工件固定旋转机构(103)上方；
所述抛光刀驱动机构(104)包括液压缸(112)和两组关于竖直平面对称设置的摆动装置，每组所述摆动装置均包括固定杆(113)、杠杆(114)、滑筒(115)和推杆(116)，所述杠杆(114)的一端与液压缸(112)的活塞转动连接，杠杆(114)的中部与固定杆(113)的底部转动连接，固定杆(113)的顶部与机架固定连接，所述杠杆(114)的另一端与磁流变抛光刀(101)的顶部转动连接，所述滑筒(115)滑动设置在磁流变抛光刀(101)上，所述推杆(116)的一端转动连接在杠杆(114)的一端与杠杆(114)的中部之间，所述推杆(116)的另一端转动连接在滑筒(115)上。
2.如权利要求1所述的一种圆环形凹面抛光装置，其特征在于：所述工件固定旋转机构(103)包括电机(105)、滚珠(106)、旋转工作台(107)和固定夹(108)，所述固定夹(108)固定在旋转工作台(107)上，所述旋转工作台(107)上设有圆环形的上滚槽，所述机架(102)上设有圆环形的下滚槽，所述滚珠(106)位于上滚槽和下滚槽内，所述电机(105)固定在机架(102)上，所述电机(105)的轴与旋转工作台(107)连接，带动旋转工作台(107)转动。
3.如权利要求1所述的一种圆环形凹面抛光装置，其特征在于：所述磁流变抛光刀(101)包括刀具夹柄(109)、调节弹簧(110)和刀体(111)，所述刀具夹柄(109)的顶部与杠杆(114)远离液压缸(112)的一端转动连接，所述刀具夹柄(109)的底部开有夹槽，所述刀体(111)的顶部设置在夹槽内，所述调节弹簧(110)位于夹槽内，一端顶在夹槽的顶部，另一端顶在刀体(111)的顶部，所述滑筒(115)滑动设置在刀具夹柄上。
4.如权利要求3所述的一种圆环形凹面抛光装置，其特征在于：所述刀体(111)包括管体(21)、磁流变抛光液(4)、抛光头(11)和抛光球(3)，所述抛光头和抛光球(3)均带有磁性，所述管体(21)沿轴线设有相通的容纳孔(2)和放置孔(1)，所述磁流变抛光液(4)设置在容纳孔(2)和放置孔(1)内，所述容纳孔(2)的顶部与外界相通，所述抛光头(11)固定在管体(21)底部，所述抛光头(11)内开有下放置腔(5)，所述下放置腔(5)底部与外界相通，所述管体(21)的下部开有上放置腔(10)，所述上放置腔(10)与放置孔(1)相通，所述上放置腔(10)和下放置腔(5)组成容纳腔，所述抛光球(3)设置在容纳腔内且可以自由转动，所述放置孔(1)的内径大于容纳孔(2)的内径，所述放置孔(1)内设有开关弹簧(9)，所述开关弹簧(9)一端顶在放置孔(1)的顶部，开关弹簧(9)的另一端顶在抛光球(3)上，当抛光球(3)处于非工作状态时，抛光球(3)与抛光头(11)紧密接触，当抛光球(3)处于工作状态时，抛光球(3)与下放置腔之间留有间隙。
5.如权利要求4所述的一种圆环形凹面抛光装置，其特征在于：所述容纳孔(2)的顶端设有加压装置，所述加压装置包括封头(8)、推力弹簧(7)和活塞(6)，所述封头(8)固定在管体(21)的顶部将容纳孔(2)封闭，所述活塞(6)与容纳孔(2)相适配且滑动设置在容纳孔(2)内，所述推力弹簧(7)设置在活塞(6)与封头(8)之间的容纳孔(2)内。
6.如权利要求4所述的一种圆环形凹面抛光装置，其特征在于：所述上放置腔(10)的内壁上开有至少一条导流槽(23)。
7.如权利要求4所述的一种圆环形凹面抛光装置，其特征在于：所述上放置腔(10)和/或下放置腔(5)上开有储液腔(22)。
8.如权利要求4所述的一种圆环形凹面抛光装置，其特征在于：所述抛光头(11)与管体(21)之间通过螺纹连接。
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