CN113500518A - 一种自适应的磨削加工平台及磨削加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自适应的磨削加工平台及磨削加工设备，所述磨削加工平台包括底座、工作平台以及设置在工作平台与底座之间的自适应调节装置；所述自适应调节装置包括多组阻尼装置和弹性复位装置；多组阻尼装置对称设置在所述底座的两侧，每组阻尼装置的上端与所述工作平台连接，下端与所述底座连接；所述弹性复位装置设置在两侧的阻尼装置的中间，用于促使所述工作平台复位。本发明的磨削加工平台在磨削加工过程中，当硬脆性工件受到的磨削力过大时，所述工作平台会克服阻尼装置和弹性复位装置的支撑力而向下移动，以此来减小硬脆性工件所受到的磨削力，从而避免硬脆性工件表面出现损伤，在保证去除率的同时提高了材料的加工表面精度和质量。

Description

一种自适应的磨削加工平台及磨削加工设备

技术领域

本发明涉及一种磨削加工设备，具体为一种自适应的磨削加工平台及磨削加工设备。

背景技术

硬脆性材料在进行精密及超精密磨削加工的过程中，需要使用到刚性加工平台，然而在使用刚性加工平台作为支撑时，当加工时的磨削力过大时则容易导致工件表面脆性开裂。为了避免上述问题，需要在对硬脆性工件进行加工时对诸多加工要素进行控制，以避免工件表面出现损伤；但是现有实验表明，在精密及超精密磨削加工硬脆性材料时，虽然可以通过控制加工时的磨削力和进给深度，实现塑性域的镜面加工及降低表面损伤。但是进给深度容易控制，问题是在给定的进给深度下，控制加工时的磨削力非常困难，因为加工过程中磨削力是不断变化的，因此磨削力过大导致硬脆性材料出现裂纹等表面及亚表面损伤，影响材料表面的精度和成形质量。

为了解决磨削加工时磨削力过大而导致硬脆性工件表面损伤的问题，需要设计出一种自动适应磨削力大小的柔性及弱刚性磨削平台，以此来调整硬脆性工件所受到的磨削力。

发明内容

本发明在于克服现有技术的不足，提供一种自适应的磨削加工平台，所述磨削加工平台可以根据工件受到的磨削力大小而自适应做出调整。

本发明的第二个目的在于提供一种应用上述自适应的磨削加工平台的磨削加工设备。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：

一种自适应的磨削加工平台，包括底座、设置在底座上的工作平台以及设置在工作平台与底座之间的自适应调节装置，其中，所述自适应调节装置包括多组阻尼装置以及弹性复位装置，其中，多组阻尼装置对称设置在所述底座的两侧，每组阻尼装置的上端与所述工作平台连接，下端与所述底座连接；所述弹性复位装置设置在两侧的阻尼装置的中间，用于促使所述工作平台复位。

优选的，所述底座的下端设置有橡胶减振层。

优选的，所述阻尼装置为两组，两组阻尼装置对称设置在所述底座上，其中，两组阻尼装置均采用液压阻尼器。

优选的，所述液压阻尼器包括阻尼器本体以及用于给阻尼器本体提供液压油的储液模块，其中，所述储液模块安装在所述底座上，且与所述阻尼器本体通过管道连通；所述阻尼器本体包括液压筒体、设置在液压筒体上的内缸体和活塞杆，其中，所述液压筒体下端安装在所述底座上，该液压筒体上设置有进油孔，所述进油孔与所述储液模块之间通过管道连通；所述内缸体内嵌于所述液压筒体中，且两者为面接触；该内缸体的下端设置有与所述液压筒体的进油孔连通的进油口，所述进油口上设置有进油阀；所述活塞杆下端伸入所述内缸体中，上端竖直向上穿过所述液压筒体后与所述工作平台连接；所述液压筒体在与所述活塞杆接触的部位设置有油封圈和密封盖，所述油封圈和密封盖均安装在所述液压筒体的端部上；所述密封盖、油封圈、内缸体和液压筒体四者均同轴设置；其中，所述密封盖位于所述油封圈的上端；所述密封盖和所述油封圈上在与所述活塞杆接触的部位设置有避让孔。

优选的，所述液压筒体的上端与所述工作平台之间设置有防尘罩，所述防尘罩安装在所述液压筒体上，且与所述液压筒体同轴设置；该防尘罩与所述工作平台之间设置有压盖和橡胶垫；所述防尘罩、压盖和橡胶垫上均设置有用于避让所述活塞杆的通孔；所述活塞杆上端自下而上依次穿过内缸体、液压筒体及其内部的油封圈和密封盖、防尘罩、橡胶垫、压盖和工作平台后与螺母连接，所述螺母将所述工作平台夹紧在所述压盖上。

优选的，所述弹性复位装置包括设置在工作平台下端的安装座以及设置在所述安装座上的弹簧，其中，所述安装座位于所述工作平台的中心位置，上端安装在所述工作平台的下端，下端与所述弹簧连接；所述弹簧的另一端与所述底座连接；工作前，所述弹簧处于自然伸长状态。

优选的，还包括设置在工作平台上的数控角位台，所述数控角位台下端安装在所述工作平台上，上端与夹具连接；该数控角位台用于调整所述夹具在X轴和Y轴上的角度。

优选的，所述数控角位台与所述工作平台之间设置有橡胶板，所述橡胶板安装在所述工作平台上，所述数控角位台安装在所述橡胶板上。

优选的，所述数控角位台包括竖向设置的两个角位台，其中，位于上方的为第一角位台，位于下方的为第二角位台，所述第一角位台安装在所述第二角位台上，所述第二角位台安装在所述橡胶板上；所述第一角位台和所述第二角位台分别用于调节夹具在X轴和Y轴上的角度。

一种磨削加工设备，包括所述的自适应的磨削加工平台。

本发明与现有技术相比具有以下的有益效果：

1.本发明的自适应的磨削加工平台在磨削加工过程中，当硬脆性工件受到的磨削力过大时，在磨削力的作用下，本发明的磨削加工平台中的工作平台会克服阻尼装置和弹性复位装置的支撑力而向下移动，以此来减小硬脆性工件所受到的磨削力，从而避免硬脆性工件表面出现损伤；当加工完成后，所述弹性复位装置促使所述工作平台复位。

2、本发明的自适应的磨削加工平台通过自适应调节磨削力，将材料的去除深度控制在脆塑性去除转变的临界深度范围内，当磨削力未超过临界去除力时，该工作平台保持不变。当磨削力超过临界去除力时，工作平台向下运动，以此来减小磨削力，这样可让加工的工件表面不会因磨削力过大产生裂纹，在保证去除率的同时提高了材料的加工表面精度和质量，此外，本发明的磨削加工平台不仅适用于工件的二维平面的加工，同样适用于三维自由曲面的加工。

附图说明

图1-图3为本发明的自适应的磨削加工平台包的结构示意图，其中，图1和图2为两个不同视角的立体结构示意图，图3为主视图。

图4为阻尼器本体的立体结构示意图。

图5为阻尼器本体中去除液压筒体和防尘罩后的立体结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

参见图1-图5，本发明的自适应的磨削加工平台包括底座1、设置在底座1上的工作平台6以及设置在工作平台6与底座1之间的自适应调节装置，其中，所述底座1的下端设置有橡胶减振层2；所述自适应调节装置包括多组阻尼装置以及弹性复位装置9，其中，多组阻尼装置对称设置在所述底座1的两侧，每组阻尼装置的上端与所述工作平台6连接，下端与所述底座1连接；所述弹性复位装置9设置在两侧的阻尼装置得中间，用于促使所述工作平台6复位，该弹性复位装置9包括设置在工作平台6下端的安装座92以及设置在所述安装座92上的弹簧91，其中，所述安装座92位于所述工作平台6的中心位置，上端安装在所述工作平台6的下端，下端与所述弹簧91连接；所述弹簧91的另一端与所述底座1连接；工作前，所述弹簧91处于自然伸长状态。

在本实施例中，所述阻尼装置为两组，两组阻尼装置对称设置在所述底座1上，其中，两组阻尼装置均采用液压阻尼器。

通过上述设置，在磨削加工过程中，将夹具安装在所述工作平台6上，接着将待加工的工件安装在所述夹具上；当磨削加工设备的磨削力过大时，该磨削力则会促使所述工作平台6克服阻尼装置和弹性复位装置9的支撑力后向下运动，以此来减小工件受到的摩擦力，实现对工件表面受到的磨削力进行自适应调节，使得所述磨削力处于合适范围内。加工完成后，磨削加工设备与工件分离，使得工件受到的磨削力消失，因此，所述弹性复位装置9促使所述工作平台6向上复位。通过上述设置，在每次磨削加工过程中，都可以先对阻尼装置的阻尼力进行调节，当出现磨削力过大的情况时，所述阻尼装置均可以自适应地将磨削力调整到合适范围内。

另外，所述阻尼装置还可以防止弹簧91在磨削过程中与磨床产生共振，保证了磨削材料不会因共振的原因而损坏，其中，设置在底座1下端的橡胶减振层2后设置在工作平台6上的橡胶板8也有此作用。

参见图1-图5，所述液压阻尼器包括阻尼器本体4以及用于给阻尼器本体4提供液压油的储液模块3，其中，所述储液模块3安装在所述底座1上，且与所述阻尼器本体4通过管道连通；所述阻尼器本体4包括液压筒体41、设置在液压筒体41上的内缸体43和活塞杆42，其中，所述液压筒体41下端安装在所述底座1上，该液压筒体41上设置有进油孔411，所述进油孔411与所述储液模块3之间通过管道连通；所述内缸体43内嵌于所述液压筒体41中，且两者为面接触；该内缸体43的下端设置有与所述液压筒体41的进油孔411连通的进油口，所述进油口上设置有进油阀44；所述活塞杆42下端伸入所述内缸体43中，上端竖直向上穿过所述液压筒体41后与所述工作平台6连接；所述液压筒体41在与所述活塞杆42接触的部位设置有油封圈46和密封盖47，所述油封圈46和密封盖47均安装在所述液压筒体41的端部45上，且该密封盖47、油封圈46、内缸体43和液压筒体41四者均同轴设置；其中，所述密封盖47位于所述油封圈46的上端；所述密封盖47和所述油封圈46上在与所述活塞杆42接触的部位设置有避让孔。

在本实施例中，所述活塞杆42的导程有20mm。

参见图1-图5，所述储液模块3包括储液筒体以及用于将储液筒体中的液体输送到液压筒体41内的输送泵，其中，所述储液筒体安装在所述底座1上，所述液压油储存在所述储液筒体内；通过控制输送泵的功率，可以实现对液压筒体41及内缸体43内的液压油的压力进行控制，以此来控制液压阻尼器的阻尼力的大小，实现对不同硬脆性材料的加工工件所受到的磨削力进行自适应调整。

参见图1-图5，所述液压筒体41的上端与所述工作平台6之间设置有防尘罩5，所述防尘罩5安装在所述液压筒体41上，且与所述液压筒体41同轴设置；该防尘罩5与所述工作平台6之间设置有压盖10和橡胶垫11，用于起到缓冲和保护作用；所述防尘罩5、压盖10和橡胶垫11上均设置有用于避让所述活塞杆42的通孔；所述活塞杆42上端自下而上依次穿过内缸体43、液压筒体41及内部的油封圈46和密封盖47、防尘罩5、橡胶垫11、压盖10和工作平台6后与螺母12连接，所述螺母12将所述工作平台6夹紧在所述压盖10上。

参见图1-图5，本发明的磨削加工平台还包括设置在工作平台6上的数控角位台7，所述数控角位台7下端安装在所述工作平台6上，上端与夹具连接；这样可以调节夹具的角度，使其适应不同维度的磨削加工，即可以让工件实现多曲面加工，增加了工件磨削后的多样性以及观赏性。其中，所述数控角位台7包括竖向设置的两个角位台，其中，位于上方的为第一角位台71，位于下方的为第二角位台72，所述第一角位台71安装在所述第二角位台72上，所述第二角位台72安装在所述橡胶板8上；所述第一角位台71和所述第二角位台72分别用于调节夹具在X轴和Y轴上的角度。

本实施例中的角位台的具体结构可以参照现有的角位台实施，但是所述第一角位台71和第二角位台72的控制方式均采用电机或控制器13控制，以此来提高控制精度。

参见图1-图5，所述数控角位台7与所述工作平台6之间设置有橡胶板8，所述橡胶板8安装在所述工作平台6上，所述数控角位台7安装在所述橡胶板8上；通过设置所述橡胶板8，可以起到减振的作用，从而防止磨削材料不会因共振的原因导致损坏。

实施例2

本发明的磨削加工设备包括所述的自适应的磨削加工平台，其余结构参照现有的磨床实施。

上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、块合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自适应的磨削加工平台，其特征在于，包括底座、设置在底座上的工作平台以及设置在工作平台与底座之间的自适应调节装置，其中，所述自适应调节装置包括多组阻尼装置以及弹性复位装置，其中，多组阻尼装置对称设置在所述底座的两侧，每组阻尼装置的上端与所述工作平台连接，下端与所述底座连接；所述弹性复位装置设置在两侧的阻尼装置的中间，用于促使所述工作平台复位。

2.根据权利要求1所述的自适应的磨削加工平台，其特征在于，所述底座的下端设置有橡胶减振层。

3.根据权利要求1所述的自适应的磨削加工平台，其特征在于，所述阻尼装置为两组，两组阻尼装置对称设置在所述底座上，其中，两组阻尼装置均采用液压阻尼器。

4.根据权利要求3所述的自适应的磨削加工平台，其特征在于，所述液压阻尼器包括阻尼器本体以及用于给阻尼器本体提供液压油的储液模块，其中，所述储液模块安装在所述底座上，且与所述阻尼器本体通过管道连通；所述阻尼器本体包括液压筒体、设置在液压筒体上的内缸体和活塞杆，其中，所述液压筒体下端安装在所述底座上，该液压筒体上设置有进油孔，所述进油孔与所述储液模块之间通过管道连通；所述内缸体内嵌于所述液压筒体中，且两者为面接触；该内缸体的下端设置有与所述液压筒体的进油孔连通的进油口，所述进油口上设置有进油阀；所述活塞杆下端伸入所述内缸体中，上端竖直向上穿过所述液压筒体后与所述工作平台连接；所述液压筒体在与所述活塞杆接触的部位设置有油封圈和密封盖，所述油封圈和密封盖均安装在所述液压筒体的端部上；所述密封盖、油封圈、内缸体和液压筒体四者均同轴设置；其中，所述密封盖位于所述油封圈的上端；所述密封盖和所述油封圈上在与所述活塞杆接触的部位设置有避让孔。

5.根据权利要求4所述的自适应的磨削加工平台，其特征在于，所述液压筒体的上端与所述工作平台之间设置有防尘罩，所述防尘罩安装在所述液压筒体上，且与所述液压筒体同轴设置；该防尘罩与所述工作平台之间设置有压盖和橡胶垫；所述防尘罩、压盖和橡胶垫上均设置有用于避让所述活塞杆的通孔；所述活塞杆上端自下而上依次穿过内缸体、液压筒体及其内部的油封圈和密封盖、防尘罩、橡胶垫、压盖和工作平台后与螺母连接，所述螺母将所述工作平台夹紧在所述压盖上。

6.根据权利要求1所述的自适应的磨削加工平台，其特征在于，所述弹性复位装置包括设置在工作平台下端的安装座以及设置在所述安装座上的弹簧，其中，所述安装座位于所述工作平台的中心位置，上端安装在所述工作平台的下端，下端与所述弹簧连接；所述弹簧的另一端与所述底座连接；工作前，所述弹簧处于自然伸长状态。

7.根据权利要求1所述的自适应的磨削加工平台，其特征在于，还包括设置在工作平台上的数控角位台，所述数控角位台下端安装在所述工作平台上，上端与夹具连接；该数控角位台用于调整所述夹具在X轴和Y轴上的角度。

8.根据权利要求7所述的自适应的磨削加工平台，其特征在于，所述数控角位台与所述工作平台之间设置有橡胶板，所述橡胶板安装在所述工作平台上，所述数控角位台安装在所述橡胶板上。

9.根据权利要求8所述的自适应的磨削加工平台，其特征在于，所述数控角位台包括竖向设置的两个角位台，其中，位于上方的为第一角位台，位于下方的为第二角位台，所述第一角位台安装在所述第二角位台上，所述第二角位台安装在所述橡胶板上；所述第一角位台和所述第二角位台分别用于调节夹具在X轴和Y轴上的角度。

10.一种磨削加工设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的自适应的磨削加工平台。

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