CN112497043B - 一种多工位立式旋转磨粒流抛光装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

一种多工位立式旋转磨粒流抛光装置及其工作方法，其属于机械加工技术领域。该装置采用多个行星式回转盘沿环形方向均匀分布在转盘组件上对应装卸、粗抛、精抛等工位，抛光电机带动安装在行星式回转盘下方的工件与料桶内混合均匀的抛光介质相对转动实现工件的抛光，待某一工序完成后，转盘组件带动工件进入下一工序的抛光，依此循环实现工件的全流程抛光。本发明通过行星式回转盘机构与内部设有固定式导流机构的料桶组件配合，实现工件自转和公转，达到抛光所需速度；抛光介质随料桶旋转和上下翻转，均匀混合，避免沉降分层。该装置设有多个工位，实现工件一次装夹、多工位和多工序抛光同时进行，极大简化抛光流程，进而提高整体抛光效率。

Description

一种多工位立式旋转磨粒流抛光装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及金属工件表面光整或刀具刃口钝化技术，属于机械加工技术领域，特别涉及一种多工位立式旋转磨粒流抛光装置及其工作方法。

背景技术

立式旋转磨粒流抛光方式以其高质、普适的特性成为当前金属工件表面抛光的主流选择，大多数工件经过粗抛、精抛等多工序加工能够满足工件的抛光要求，但在抛光过程中抛光介质与抛光料桶相对静止，料桶内上下部分抛光介质或磨料会随着抛光作业的进行在颗粒大小、磨损程度和密度均匀性等方面存在较大差异，即存在沉降分层现象，进而导致抛光后工件的上下表面质量均匀性存在差异；此外，现有的旋转磨粒流抛光设备多为框架一体式，每次加工只能完成工件的某一道抛光工序，往往需要多机联动或更换抛光介质来完成工件的全流程抛光，然而拆装工件或更换抛光介质过程费时费力，很大程度上降低了整体抛光效率；因此，合理改造设备以能够解决或缓解抛光介质沉淀分层现象并能够一次性完成工件的全流程抛光成为解决当前抛光设备效率低下、质量不均的难点和重点。

发明内容

为解决现有抛光设备对于工件抛光流程复杂、效率低下、抛光后工件表面均匀性不佳的问题，本发明要提供一种抛光流程简单、效率高、抛光后工件表面均匀性好的多工位立式旋转磨粒流抛光装置及其工作方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种多工位立式旋转磨粒流抛光装置，该装置包括行星式回转盘、底座和立柱；其特征在于：该装置的底座中心处竖直安装立柱，立柱上方固定安装转盘组件，所述转盘组件沿环形方向上均匀分布N个行星式回转盘，在其中的N-1个行星式回转盘正下方设置自动旋转升降料桶组件，设定行星式回转盘下方无自动旋转升降料桶组件的位置为用于装卸工件的第1工位，沿转盘组件回转方向依次将自动旋转升降料桶组件所在位置设置为用于加工工件的第2工位到第N工位；所述行星式回转盘的数量为N，3≤N≤5；所述自动旋转升降料桶组件包括旋转动力机构、升降机构和固定式抛光介质导流机构；所述自动旋转升降料桶组件通过旋转动力机构实现料桶的自身旋转，通过升降机构实现料桶的上下往复运动，通过固定式抛光介质导流机构实现抛光介质在抛光过程中的均匀混合；

所述立柱侧壁设置直线滑轨,所述自动旋转升降料桶组件设置在升降架上，升降架通过滑块与直线滑轨配合把持在立柱上；

所述自动旋转升降料桶组件的料桶通过螺栓连接固定在料桶支撑板上，其底部一侧安装排料机构；所述旋转动力机构设置在料桶支撑板升降架之间，包括料桶立式电机、立式电机齿轮和旋转齿轮,所述旋转齿轮设置在料桶支撑板与升降架之间，旋转齿轮与立式电机齿轮相啮合，料桶立式电机的电机轴穿过升降架连接立式电机齿轮；所述升降机构设置在升降架的下方，包括升降机、料桶横式电机、直线滑轨和滑块,所述的升降机一端设置在升降架下方，另一端支撑在底座上，料桶横式电机通过机械传动驱动升降机带动料桶做上下往复运动，并通过直线滑轨和滑块配合进行升降导向；所述固定式抛光介质导流机构固定安装在升降架上，其中导流件套设在料桶冒口外侧并与料桶底部非接触，实现抛光介质在抛光过程的上下和内外均匀混合；

所述行星式回转盘包括第一主动轴、第一齿轮、第二齿轮、第一从动轴、旋转盘、齿轮箱和第二从动轴，第一主动轴上端穿过转盘与抛光电机相连、下端与旋转盘固定连接，第一主动轴中间嵌套第一齿轮，第一齿轮设置在转盘和旋转之间并且与转盘固定连接，第一齿轮外周上与一个或多个第二齿轮啮合连接，第二齿轮与第一从动轴连接，第一从动轴与旋转盘(405)轴连、并且一端穿过旋转盘与齿轮箱连接，齿轮箱内设置固定安装在旋转盘下方的第三齿轮，第三齿轮还与一个或多个第四齿轮啮合连接，第四齿轮与第二从动轴连接，第二从动轴与齿轮箱轴连、并且一端穿出齿轮箱与刀具夹具连接。

所述转盘组件包括转盘，所述的转盘包括一个中心盘和N个行星盘；中心盘固定安装在回转元件上，回转元件与安装座接触，回转元件的内侧设置内齿圈；安装座内安装有转盘电机，转盘电机的输出轴上设置转盘电机齿轮，转盘电机齿轮与内齿圈相互啮合实现转盘的转动，转盘组件通过安装座固定安装在立柱上。

所述行星式回转盘的数量N为3时，第1-3工位依次为装卸工位、粗抛工位和精抛工位。

所述的抛光电机通过滑环、碳刷组组合提供电能。

所述抛光电机、旋转动力机构、升降机构分别进行单独驱动与控制。

所述旋转动力结构采用旋转齿轮设置在料桶支撑板与升降架之间，旋转齿轮与立式电机齿轮相啮合；料桶立式电机的电机轴穿过升降架连接立式电机齿轮。

所述升降机构的丝杆组件设置在升级架下方，升降杆支撑在底座上；升降机构在既定高度上小幅度循环升降，以提高处于不同抛光介质高度的被抛光工件表面抛光均匀性。

行星式回转盘在转盘电机的带动下为工件表面抛光提供所需的自转和公转，并达到抛光所需要的速度。

所述的一种多工位旋转磨粒流抛光装置的工作方法包括以下步骤：

A、首先，根据工件的抛光工艺和顺序要求，在各个自动旋转升降料桶组件中分别装盛各工序所用的抛光介质；在位于第1工位的行星式回转盘上夹装待抛光的工件，让夹装的工件在自动旋转升降料桶组件的抛光介质中抛光，对行星式回转盘上夹装的工件完成规定的抛光顺序和时间后，拆下位于第1工位的行星式回转盘上已抛光的工件，再装上待抛光的工件；

B、通过控制面板控制不同抛光工位处的抛光电机带动各抛光工位处的工件同时作公转和自转运动，同时各自动旋转升降料桶组件带动抛光介质升起一定高度以确保所抛光工件全部埋入抛光介质中，并在此高度的基础上进行小幅度循环升降和自身回转，实现抛光介质对零件表面的高效抛光；

C、当达到设定的抛光作业时间后，各抛光工位处的自动旋转升降料桶组件降至初始高度并停止转动，各抛光工位处的抛光电机也停止作业；立柱上的转盘组件随即带动行星式回转盘回转设定角度进入下一抛光工位；

D、重复上述抛光作业，同时在第1工位上拆卸抛光后的工件和装夹待抛光工件，等待下一道抛光工序完成后，盘转再次转位，依此往复实现工件一次装夹的全流程抛光。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：该装置包括底座、立柱、转盘组件、行星式回转盘、料桶组件；其中料桶组件上设置固定式抛光介质导流机构，多个行星式回转盘沿环形方向均匀分布在转盘组件上对应装卸、粗抛等工位，抛光电机带动安装在行星式回转盘下方的工件与料桶组件内混合均匀的抛光介质相对转动实现工件的抛光，待某一工序完成后，转盘组件带动工件进入下一工序的抛光，依此循环实现工件的全流程抛光。

本发明通过行星式回转盘机构和设有固定式物料导流机构的自动升降和回转的料桶组件配合，不仅能够通过工件自转和公转达到抛光所需要的速度，而且能够通过料桶的上下运动和回转，解决工件在物料上下层内抛光质量不均的问题，同时通过抛光介质随料桶旋转的同时自动上下翻转，达到均匀混合物料的目的；此外通过设置多个工位，可实现工件一次装夹、多工位和多工序抛光同时进行，极大简化抛光流程，进而提高整体抛光效率。具体为：

1、通过设置多个工位，多工位和多工序抛光同时进行得以实现，可极大改进工件的抛光流程并解决现有抛光设备效率低下的问题；

2、通过设置装卸工位即第1工位，工件的安装和拆卸不占用抛光机的抛光时间，可很大程度上提高抛光效率并实现工件一次装夹的全流程抛光；

3、通过转盘将多个抛光工位联系起来，提高空间利用率，可解决现有设备多机联动空间利用率低下的问题；

4、通过在自动旋转升降料桶组件上设置固定式抛光介质导流机构，在抛光介质随料桶旋转的同时自行上下翻转，可有效缓解抛光介质沉淀分层现象并提升工件抛光均匀性；

5、通过在料桶底部设置出料口，可解决现有侧壁排料方式底部抛光介质难以清理的问题，同时满足新型粘弹性或流体抛光介质的排放要求。

附图说明

图1是一种多工位立式旋转磨粒流抛光装置的主体结构图。

图2是转盘组件的爆炸图。

图3是行星式回转盘的结构图。

图4是自动旋转升降料桶组件的结构图。

图中：1、底座，2、立柱，3、转盘组件，31、转盘，32、回转元件，33、转盘电机齿轮，34、转盘电机，35、安装座，36、中心盘，37、行星盘，38、内齿圈，4、行星式回转盘组件，401、第一主动轴，402、第一齿轮，403、第二齿轮，404、第一从动轴，405、旋转盘，406、齿轮箱、407、第二从动轴，41、抛光电机，42、夹具，43、滑环，44、碳刷组，5、自动旋转升降料桶组件， 51、料桶，52、排料机构，53、料桶支撑板，54、旋转动力机构，54a、料桶立式电机，54b、立式电机齿轮，54c、旋转齿轮，55、升降架，56、固定式抛光介质导流机构，57、升降机构，57a、丝杆组件，57b、料桶横式电机，57c、直线滑轨，57d、滑块， 6、工件。

具体实施方式

以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施方式。

如图1至图4所示，一种多工位立式旋转磨粒流抛光装置，该装置包括行星式回转盘4和料桶组件。该装置的底座1中心处竖直安装立柱2，立柱2上方固定安装转盘组件3，转盘组件3沿环形方向上均匀分布行星式回转盘4。料桶组件采用设置在行星式回转盘4正下方的自动旋转升降料桶组件5，升降料桶组件5设置在升降架55上，升降架55通过直线滑块57d与滑轨57d配合把持在立柱2上；行星式回转盘4的数量为3个；自动旋转升降料桶组件5的数量为2个。升降架55上无自动旋转升降料桶组件5的所在位置定为用于装卸工件6的第1工位。

转盘组件3中转盘31上设置一个中心盘36和三个行星盘37；中心盘36固定安装在回转元件32上，回转元件32与安装座35接触，回转元件32的内侧设置内齿圈38；安装座35上安装有转盘电机34，转盘电机34的输出轴上设置转盘电机齿轮33，转盘电机齿轮33与内齿圈38相互啮合实现转盘31的转动，转盘组件3通过安装座35固定安装在立柱2上；

自动旋转升降料桶组件5包括料桶51、排料机构52、料桶支撑板53、旋转动力机构54、升降架55、固定式抛光介质导流机构56、升降机构57和料桶底座58；料桶51底部一侧安装排料机构52，料桶51通过螺栓连接固定在料桶支撑板上53，料桶支撑板53的底部与旋转动力机构54固定连接，旋转动力机构54坐落在升降架55中，升降架55上固定安装固定式抛光介质导流机构56，同时升降架55的底部与升降机构57固定连接；旋转动力结构54采用旋转齿轮54c设置在料桶支撑板53与升降架55之间，料桶立式电机54a的电机轴穿过升降架55连接立式电机齿轮54b，立式电机齿轮54b与旋转齿轮54c相啮合；升降架55的下方设置升降机构57，；工作时，自动旋转升降料桶组件5通过旋转动力机构54和升降机构57实现料桶51自身旋转、上下往复运动的同时，还通过固定式抛光介质导流机构56与料桶51相对转动实现抛光介质或磨料的自动翻转。

转盘组件3中转盘31上设置一个中心盘36和三个行星盘37，中心盘36固定安装在回转元件32上，回转元件32与安装座35接触，回转元件32内部设置内齿圈38；安装座35上安装有转盘电机34，转盘电机34的输出轴上设置转盘电机齿轮33，转盘电机齿轮33与内齿圈38相互啮合实现转盘31的转动，转盘组件3通过安装座35固定安装在立柱2上。

行星式回转盘包括第一主动轴401、第一齿轮402、第二齿轮403、第一从动轴404、旋转盘405、齿轮箱406和第二从动轴407，第一主动轴401上端穿过转盘31与抛光电机41相连、下端与旋转盘405固定连接，第一主动轴401中间嵌套第一齿轮402，第一齿轮402设置在转盘31和旋转盘405之间并且与转盘31固定连接，第一齿轮402外周上与一个或多个第二齿轮403啮合连接，第二齿轮403与第一从动轴404连接，第一从动轴404与旋转盘405轴连、并且一端穿过旋转盘405与齿轮箱406连接，齿轮箱406内设置固定安装在旋转盘下方的第三齿轮，第三齿轮还与一个或多个第四齿轮啮合连接，第四齿轮与第二从动轴407连接，第二从动轴407与齿轮箱406轴连、并且一端穿出齿轮箱406与刀具夹具42连接。

这种多工位旋转磨粒流抛光装置的工作方法包括以下步骤：

A、首先，按工件6的抛光工艺和顺序要求，在自动旋转升降料桶组件5中分别装盛有各工序所用的抛光介质；在位于第1工位的行星式回转盘4上夹装待抛光的工件，让夹装的工件在自动旋转升降料桶组件5的抛光介质中抛光，对行星式回转盘4上夹装的工件完成规定的抛光顺序和时间后，拆下位于第1工位的行星式回转盘4上已抛光的工件，再装上待抛光的工件；

B、通过控制面板控制不同抛光工位处的抛光电机41带动各抛光工位处的工件同时作公转和自转运动，同时各自动旋转升降料桶组件5也进行循环升降和自身回转，在抛光过程中确保所抛光工件全部埋入抛光介质中；

C、当达到设定的抛光作业时间后，各抛光工位处的自动旋转升降料桶组件5降至初始高度并停止转动，各抛光工位处的抛光电机41也停止作业；立柱2上的转盘组件3随即带动行星式回转盘4回转设定角度进入下一抛光工位；

D、重复上述抛光作业，同时在第1工位上装卸抛光后的工件和装夹待抛光工件，等待下一道抛光工序完成后，盘转再次转位，依此往复实现工件一次装夹的全流程抛光。

采用上述的技术方案，在行星式回转盘4数量为3个时，第1工位为工件的装卸工位，第2工位为粗抛光工位，第3工位为精抛光工位。具体的工作过程如下：

1、在第2工位的料桶中加入粗抛光介质，第3工位的料桶中加入精抛光介质, 转盘组件3采用逆时针旋转；

2、在首次位于第1工位的行星式回转盘上夹装待抛光的工件后，逆时针转动转盘组件3，让首次位于第1工位的行星式回转盘进入第2工位进行粗抛光，在其次进入第1工位的行星式回转盘上夹装待抛光的工件；

3、在粗抛光达到设定时间后，再逆时针转动转盘组件3，让首次位于第1工位的行星式回转盘进入第3工位进行精抛光，其次进入第1工位的行星式回转盘进入第2工位进行粗抛光，在再次进入第1工位的行星式回转盘上夹装工件6；

4、在精抛光达到设定时间后，再逆时针转动转盘组件3，让首次位于第1工位的行星式回转盘回到第1工位进行拆卸已抛光的工件，再装上待抛光的工件，其次进入第1工位的行星式回转盘进入第3工位进行精抛光，再次进入第1工位的行星式回转盘进入第2工位进行粗抛光，这样就完成了一个工作循环。

Claims (4)

1.一种多工位立式旋转磨粒流抛光装置，该装置包括行星式回转盘（4）、底座（1）和立柱（2）；其特征在于：该装置的底座（1）中心处竖直安装立柱（2），立柱（2）上方固定安装转盘组件（3），所述转盘组件（3）沿环形方向上均匀分布N个行星式回转盘（4），在其中的N-1个行星式回转盘（4）正下方设置自动旋转升降料桶组件（5），设定行星式回转盘（4）下方无自动旋转升降料桶组件（5）的位置为用于装卸工件（6）的第1工位，沿转盘组件（3）回转方向依次将自动旋转升降料桶组件（5）所在位置设置为用于加工工件（6）的第2工位到第N工位；所述行星式回转盘（4）的数量为N，3≤N≤5；所述自动旋转升降料桶组件（5）包括旋转动力机构（54）、升降机构（57）和固定式抛光介质导流机构（56）；所述自动旋转升降料桶组件（5）通过旋转动力机构（54）实现料桶（51）的自身旋转，通过升降机构（57）实现料桶（51）的上下往复运动，通过固定式抛光介质导流机构（56）实现抛光介质在抛光过程中的均匀混合；

所述立柱（2）侧壁设置直线滑轨（57c）,所述自动旋转升降料桶组件（5）设置在升降架（55）上，升降架（55）通过滑块（57d）与直线滑轨（57c）配合把持在立柱（2）上；

所述自动旋转升降料桶组件（5）的料桶（51）通过螺栓连接固定在料桶支撑板（53）上，其底部一侧安装排料机构（52）；所述旋转动力机构（54）设置在料桶支撑板（53）升降架（55）之间，包括料桶立式电机（54a）、立式电机齿轮（54b）和旋转齿轮（54c）,所述旋转齿轮（54c）设置在料桶支撑板（53）与升降架（55）之间，旋转齿轮（54c）与立式电机齿轮（54b）相啮合，料桶立式电机（54a）的电机轴穿过升降架（55）连接立式电机齿轮（54b）；所述升降机构（57）设置在升降架（55）的下方，包括升降机（57a）、料桶横式电机（57b）、直线滑轨（57c）和滑块（57d）,所述的升降机（57a）一端设置在升降架（55）下方，另一端支撑在底座（1）上，料桶横式电机（57b）通过机械传动驱动升降机（57a）带动料桶（51）做上下往复运动，并通过直线滑轨（57c）和滑块（57d）配合进行升降导向；所述固定式抛光介质导流机构（56）固定安装在升降架（55）上，其中导流件套设在料桶冒口外侧并与料桶底部非接触，实现抛光介质在抛光过程的上下和内外均匀混合；

所述行星式回转盘包括第一主动轴（401）、第一齿轮（402）、第二齿轮（403）、第一从动轴（404）、旋转盘（405）、齿轮箱（406）和第二从动轴（407），第一主动轴（401）上端穿过转盘（31）与抛光电机（41）相连、下端与旋转盘（405）固定连接，第一主动轴（401）中间嵌套第一齿轮（402），第一齿轮（402）设置在转盘（31）和旋转盘（405）之间并且与转盘（31）固定连接，第一齿轮（402）外周上与一个或多个第二齿轮（403）啮合连接，第二齿轮（403）与第一从动轴（404）连接，第一从动轴（404）与旋转盘（405）轴连、并且一端穿过旋转盘（405）与齿轮箱（406）连接，齿轮箱（406）内设置固定安装在旋转盘下方的第三齿轮，第三齿轮还与一个或多个第四齿轮啮合连接，第四齿轮与第二从动轴（407）连接，第二从动轴（407）与齿轮箱（406）轴连、并且一端穿出齿轮箱（406）与刀具夹具（42）连接；

所述转盘组件（3）包括转盘（31），所述的转盘（31）包括一个中心盘（36）和N个行星盘（37）；中心盘（36）固定安装在回转元件（32）上，回转元件（32）与安装座（35）接触，回转元件（32）的内侧设置内齿圈（38）；安装座（35）内安装有转盘电机（34），转盘电机（34）的输出轴上设置转盘电机齿轮（33），转盘电机齿轮（33）与内齿圈（38）相互啮合实现转盘（31）的转动，转盘组件（3）通过安装座（35）固定安装在立柱（2）上。

2.根据权利要求1所述的一种多工位立式旋转磨粒流抛光装置，其特征在于：所述行星式回转盘（4）的数量N为3时，第1-3工位依次为装卸工位、粗抛工位和精抛工位。

3.根据权利要求1所述的一种多工位立式旋转磨粒流抛光装置，其特征在于：所述抛光电机（41）、旋转动力机构（54）、升降机构（57）分别进行单独驱动与控制。

4.根据权利要求1所述的一种多工位立式旋转磨粒流抛光装置的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、首先，根据工件（6）的抛光工艺和顺序要求，在各个自动旋转升降料桶组件（5）中分别装盛各工序所使用的抛光介质；在位于第1工位的行星式回转盘（4）上夹装待抛光的工件，让夹装的工件在自动旋转升降料桶组件（5）的抛光介质中抛光，对行星式回转盘（4）上夹装的工件完成规定的抛光顺序和时间后，拆下位于第1工位的行星式回转盘（4）上已抛光的工件，再装上待抛光的工件；

B、通过控制面板控制不同抛光工位处的抛光电机（41）带动各抛光工位处的工件同时作公转和自转运动，同时各自动旋转升降料桶组件（5）带动抛光介质升起一定高度以确保所抛光工件全部埋入抛光介质中，并在此高度的基础上进行小幅度循环升降和自身回转，实现抛光介质对零件表面的高效抛光；

C、当达到设定的抛光作业时间后，各抛光工位处的自动旋转升降料桶组件（5）降至初始高度并停止转动，各抛光工位处的抛光电机（41）也停止作业；立柱（2）上的转盘组件（3）随即带动行星式回转盘（4）回转设定角度进入下一抛光工位；

D、重复上述抛光作业，同时在第1工位上拆卸抛光后的工件和装夹待抛光工件，等待下一道抛光工序完成后，盘转再次转位，依此往复实现工件一次装夹的全流程抛光。

Images