CN113547413A - 打磨装置、及其加工设备和加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种打磨装置，包括90度角度头、与所述90度角度头输出端连接的偏心轮、和与所述偏心轮可拆卸连接的打磨头。所述偏心轮靠近所述90度角度头的一端通过连接轴与所述90度角度头可拆卸连接；所述偏心轮远离所述90度角度头的一端设有安装孔，所述安装孔用于连接所述打磨头；所述打磨头能够实现偏心旋转。还提供一种加工设备，包括上述的打磨装置，以及一种用于该加工设备的加工方法。本发明提供的打磨装置内置于加工设备上，使其不需要对工件进行重复装夹，即可在加工设备上完成工件打磨工序，且其加工方法将打磨工序与精修高度工序进行调整，有效提高工件表面质量，加工效率高，能够有效避免重复装夹对工件带来的伤害。

Description

打磨装置、及其加工设备和加工方法

技术领域

本发明涉及机械加工设备及方法技术领域，特别是涉及一种打磨装置、及其加工设备和加工方法。

背景技术

在对笔记本上盖等带有转轴部的外观件进行加工时，常常采用先对工件的内腔进行开粗处理，再使用成型刀对工件的外观面及转轴面进行精修到位，然后对工件的内腔及转轴部的高度进行精修，使之加工到位。由于在对外观面及转轴面进行精修时，往往会在转轴面上形成刀纹及暗线等不良现象，严重影响外观件的表面质量，因此需要对其进行打磨处理。而传统的打磨步骤均采用设立一个打磨工站来进行，这样做，不仅生产成本较高，同时打磨工站也会占用一定的场地，且工件在流通过程中需要重复装夹上机，容易出现工件被夹伤、碰伤等风险。且现有加工方法要先经CNC一次性全部加工到位，再将工件转至打磨工站，对转轴部侧面进行打磨，在打磨的过程中转轴的棱角处往往会出现圆角，形成塌边不良，从而导致产品的良率下降。

发明内容

基于此，本发明提供一种打磨装置、及其加工设备和加工方法，其打磨装置内置于加工设备上，使其不需要对工件进行重复装夹，即可在加工设备上完成工件打磨工序，且其加工方法将打磨工序与精修高度工序进行调整，有效提高工件表面质量，加工效率高，能够有效避免重复装夹对工件带来的伤害。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种打磨装置，包括90度角度头、与所述90度角度头输出端连接的偏心轮、和与所述偏心轮可拆卸连接的打磨头；

所述90度角度头的输入端用于与加工设备的主轴连接；

所述偏心轮靠近所述90度角度头的一端通过连接轴与所述90度角度头可拆卸连接；所述偏心轮远离所述90度角度头的一端设有安装孔，所述安装孔用于连接所述打磨头；所述连接轴与所述90度角度头的输出端的旋转轴线同心设置，所述打磨头能够绕所述旋转轴线实现偏心旋转。

对上述技术方案的进一步改进是：

所述打磨头包括底座和与所述底座可拆卸连接的打磨部；

所述底座靠近所述偏心轮的一侧中部设有连接部，所述底座通过所述连接部与所述安装孔可拆卸连接。

所述打磨部为1200#百洁布。

所述安装孔内设有轴承，所述打磨头与所述轴承的内圈固定连接，所述偏心轮与所述轴承的外圈固定连接。

还提供一种加工设备，包括主轴、刀库系统和用于放置工件的工作台。所述刀库系统中至少放置有粗加工刀具、精加工刀具以及上述的打磨装置，所述粗加工刀具、精加工刀具以及打磨装置均可在刀库系统和主轴之间切换。

进一步地，还包括设于所述工作台上，并用于装夹所述工件的装夹治具，所述装夹治具包括固定板、与所述固定板平行且间隔设置的工作板、分别与所述固定板和所述工作板固定连接的支架、以及固定连接于所述工作板远离所述固定板一侧的支撑板；

所述装夹治具通过固定板与所述工作台固定连接；

所述支撑板用于装夹所述工件。

所述支撑板为真空吸盘，且所述支撑板上设有工件定位销。

还提供一种加工方法，用于加工所述工件，所述工件包括板面和设于所述板面一个边沿处的转轴部，所述转轴部与所述板面垂直设置，所述板面包括外部的大面、和与所述大面相对设置的内腔；包括以下步骤：

S1、所述刀库系统自动将精加工刀具安装于所述主轴，所述精加工刀具对所述工件的大面及转轴部的外表面进行精加工，所述刀库系统卸下所述精加工刀具；

S2、所述刀库系统自动将打磨装置安装于所述主轴，所述打磨装置对所述转轴部的外表面进行偏心打磨；其中，所述打磨装置为权利要求1至4任意一项所述的打磨装置，打磨完成后，所述刀库系统卸下所述打磨装置；

S3、所述刀库系统自动将精加工刀具安装于所述主轴，所述精加工刀具对所述转轴部的高度进行精加工，所述刀库系统卸下精加工刀具。

进一步地，在步骤S1之前，还包括：

S0.5、所述刀库系统自动将粗加工刀具安装于所述主轴，所述粗加工刀具对所述工件的内腔进行粗加工，所述刀库系统卸下粗加工刀具。

进一步地，步骤S3还包括：所述精加工刀具对所述工件的内腔进行精加工。。

由本发明的技术方案可知，本发明的打磨装置，通过90度角度头实现加工设备的转向输出，在90度角度头的输出端连接有偏心轮，偏心轮带动与其固定连接的打磨头实现偏心旋转。由于偏心旋转可以使打磨头的打磨路线形成无规律的交叉状态，从而可以有效去除工件表面的刀纹和暗线等不良。且打磨装置的90度角度头的输入端与加工设备的主轴连接，从而可以使工件在加工设备上完成打磨工作，减少重复装夹步骤，有效避免因重复装夹而引起的产品磕碰伤等不良现象的发生。本发明的加工方法，先对转轴部的外表面进行精修，再对转轴部的外表面进行打磨，之后再进行转轴部高度的精修，可有效避免先精修转轴部高度，再打磨转轴部外表面而带来的棱角处出现圆角的塌边现象，既提高了产品的周转速度，减少了因多次装夹带来的产品磕碰伤现象，同时大大提高了产品的良率，减少因塌边现象引起的返工及产品报废，降低了生产成本。

附图说明

图1为本发明实施例打磨装置的结构示意图。

图2为本发明实施例工件的结构示意图。

图3为本发明实施例打磨装置的分解结构示意图。

图4为本发明实施例加工设备的结构示意图。

图5为本发明实施例加工方法的流程示意图。

附图中各标号的含义为：

100-打磨装置；200-工件；300-加工设备；101-90度角度头；102-偏心轮；103-打磨头；201-定位孔；202-大面；203-转轴部；301-定位销；302-支撑板；303-工作板；304-支架；305-固定板；306-固定孔；1011-90度角度头的输入端；1012-90度角度头的输出端；1021-连接轴；1022-第一偏心块；1023-第二偏心块；1024-安装孔；1031-连接部；1032-底座；1033-打磨部；1034-安装面。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

如图2所示，本实施例待打磨的工件200为笔记本电脑上盖，包括板面和设于所述板面一个边沿处的转轴部203，所述转轴部203与所述板面垂直设置，所述板面包括外部的大面202、和与所述大面202相对设置的内腔，其中，需要打磨的位置为转轴部203的外表面。因对板面外表面及转轴部203外表面加工时，会使转轴部203外表面产生刀纹及暗线等不良现象。传统打磨方式多采用先加工，后到打磨工站进行打磨的方式来对不良现象进行去除。先将工件200所有部位加工到位，再对转轴部203外表面进行打磨，这些不良现象经传统打磨方式进行打磨后，不仅不良现象去除效果不佳，且，先加工后打磨的方式，往往会造成产品尺寸超差现象，因为在打磨工序时，棱角处非常容易出现圆角，导致该处尺寸不足，增加了工件200返工及报废的风险，生产效率低下，产品良率不高。

实施例1：如图1和图3所示，本实施例提供的打磨装置100，包括90度角度头101、与所述90度角度头的输出端1012连接的偏心轮102、和与所述偏心轮102可拆卸连接的打磨头103。所述的输入端用于与加工设备300的主轴连接，从而实现输出方向的转向，将原加工设备300的水平面方向加工，转换为竖直面加工。

所述偏心轮102靠近所述90度角度头101的一端通过连接轴1021与所述90度角度头101螺纹连接。所述偏心轮102远离所述90度角度头101的一端设有安装孔1024，所述安装孔1024用于连接所述打磨头103；所述连接轴1021与所述90度角度头的输出端1012的旋转轴线同心设置，所述打磨头103能够绕所述旋转轴线实现偏心旋转。

所述偏心轮102包括第一偏心块1022和与所述第一偏心块1022固定连接或一体成型的第二偏心块1023。所述第一偏心块1022远离所述第二偏心块1023的一侧与所述连接轴1021固定连接或一体成型。所述连接轴1021的轴心与第一偏心块1022的中心线不重合。所述第二偏心块1023远离所述第一偏心块1022的一侧设有所述安装孔1024，所述安装孔1024内设有轴承。所述轴承包括内圈和外圈，所述外圈与所述第二偏心块1023固定连接，所述内圈与所述打磨头103可拆卸连接。所述第一偏心块1022和第二偏心块1023交错设置，即第一偏心块1022和第二偏心块1023的中心线不重合。所述连接轴1021的轴心与第二偏心块1023的中心线也不重合，从而可以使偏心轮102实现偏心旋转。

所述打磨头103包括底座1032和与所述底座1032可拆卸连接的打磨部1033。所述底座1032靠近所述偏心轮102的一侧中部设有连接部1031，所述连接部1031上设有螺纹，所述底座1032通过所述连接部1031与所述轴承的内圈螺纹连接。所述底座1032靠近所述打磨部1033的一端设有内凹的安装面1034，所述安装面1034上设有用于固定所述打磨部1033的固定部，在本实施例中，所述打磨部1033采用1200#百洁布，所述打磨部1033靠近所述安装面1034的一侧设有配合部，所述配合部与所述固定部对应设置，以实现对所述打磨部1033的固定。在本实施例中，所述固定部为魔术贴，所述配合部为与魔术贴配合的背绒。在安装时，只需将打磨部1033放置在固定部上，按压使其牢固接触即可，安装及更换都非常方便。

本实施例的打磨装置100，通过90度角度头101将加工设备300的加工方向进行改变，并带动偏心轮102实现偏心旋转，由于偏心旋转能够使打磨头103的打磨路线变得凌乱，从而更好地消除工件200表面的刀纹及暗线等不良现象。打磨头103通过轴承与偏心轮102连接，在打磨头103不受阻力的状态下，打磨头103与90度角度头的输出端1012的转速相同，当打磨头103受外部阻力作用时，打磨头103的转速会相应变缓，此时，90度角度头的输出端1012转速高，打磨头103转速低，会产生震动打磨效果，从而使打磨效果更好，更易去除工件200表面的刀纹及暗线等不良现象。

如图4所示，本实施例还提供一种加工设备300，包括主轴、用于自动更换刀具的刀库系统和用于放置工件200的工作台。所述刀库系统中至少放置有粗加工刀具、精加工刀具以及上述的打磨装置100，所述粗加工刀具、精加工刀具以及打磨装置100均可在刀库系统和主轴之间切换。所述打磨装置100在不工作时，放置于所述刀库系统中，由所述刀库系统进行控制；当需要安装打磨装置100时，所述刀库系统会自动拆卸当前安装于所述主轴上的刀具，将拆下的刀具放置于刀库系统中，并自动将所述打磨装置100安装于所述主轴，其刀具更换过程非常简单、方便、快捷。

还可以包括设于所述工作台上，并用于装夹所述工件200的装夹治具，所述装夹治具包括固定板305、与所述固定板305平行且间隔设置的工作板303、分别与所述固定板305和所述工作板303固定连接的支架304、以及固定连接于所述工作板303远离所述固定板305一侧的支撑板302。所述固定板305和所述工作台上分别对应设有固定孔306，固定孔306内设置有螺栓，所述装夹治具通过所述螺栓与所述工作台螺纹连接。所述支撑板302用于放置工件200，并对所述工件200进行装夹。所述支撑板302为真空吸盘，且所述支撑板302上设有定位销301，所述工件200与所述定位销301对应的位置设有定位孔201，工件200经装夹治具上的定位销301定位后，通过真空吸盘吸紧工件200，实现对工件200的装夹。

本实施例的加工设备将装夹治具及打磨装置集成到一台设备上，通过打磨装置实现加工方向的转换，在打磨操作时，无需对工件重复装夹，在加工设备上直接能够实现打磨工序，减少了打磨工站的投入成本，克服了打磨工站设置的场地限制，由于打磨装置与加工设备为可拆卸连接，因此可以在工件表面加工及打磨工序之间任意切换，非常方便，同时避免了因重复装夹容易对工件造成的伤害，同时减少了因装夹工件所用的时间，提高生产效率的同时，保证了产品的质量。

由于本实施例打磨部1033为百洁布，而百洁布本身材质为软性，因此，在加工设备上进行打磨时，其产生的震动非常小，经检测，其进行偏心打磨时，加工设备CNC机台主轴的负载在20％-30％之间。而在加工设备进行精修时，其CNC机台主轴的负载在15％-25％；在开粗过程中，其CNC机台主轴的负载在50％-60％。从上述数据可知，在加工设备内进行转轴部203侧面的偏心打磨时，其CNC机台主轴的负载接近于精修时的主轴负载，可见其产生的震动非常小，不会对工件造成不良影响。

且本实施例的加工设备在打磨时能够实现偏心打磨加震动的打磨效果，首先，偏心打磨使打磨部1033的打磨轨迹变得凌乱无规律，从而更加容易使工件表面的刀纹和暗线去除。而由于打磨部1033通过轴承与偏心轮102固定连接，在打磨部1033受到产品的阻力限制时，其打磨速度变慢，而偏心轮102的转速仍保持之前的高速状态，从而使打磨呈现出震动打磨的效果，偏心加震动效果能够使工件表面的不良痕迹更易去除，从而提高工件的表面质量，减少返工，提高了生产效率。且打磨装置内置于该加工设备之中，减少了打磨工站的投入，既节约了设备投入成本，又节约了打磨工站所占用的空间。在对工件进行打磨时，无需对工件重新进行装夹，既节约了装夹所需要的时间，同时也减少了因重复装夹而带来的工件表面磕碰伤等情况的发生，同时减少了人员的操作，节约了人力成本。

如图5所示，本实施例还提供一种加工方法，用于加工所述工件200，包括以下步骤：

S0.5、内腔开粗：将工件200装夹到装夹治具上，所述刀库系统自动将粗加工刀具安装于所述主轴，所述粗加工刀具对所述工件200的内腔进行粗加工，内腔粗加工完成后，所述刀库系统卸下所述粗加工刀具。

S1、精修大面：更换刀具，所述刀库系统自动将精加工刀具安装于所述主轴，所述精加工刀具对所述工件200的大面202及转轴部203的外表面进行精加工；精加工到位后，所述刀库系统卸下精加工刀具，

S2、打磨转轴部：所述刀库系统自动将所述打磨装置100安装于所述主轴，打磨装置100采用1200#百洁布对转轴部203外表面进行偏心打磨，以去除转轴部203外表面的不良痕迹，打磨完成后，所述刀库系统卸下所述打磨装置100。

S3、精修内腔及转轴部的高度：更换刀具，所述刀库系统自动将精加工刀具安装于所述主轴，所述精加工刀具对工件200的内腔及转轴部203的高度进行精加工，精加工完成后，所述刀库系统卸下所述精加工刀具。

在步骤S3后，还可以包括以下步骤：

S4、喷砂阳极：对经S3步骤处理过的工件200进行喷砂及阳极氧化反应。

在本实施例的加工方法中，去除了现有技术的打磨工站，打磨装置设置在加工设备上，从而能够将打磨工序安排在两次精修之间，在精修转轴部高度之前完成对转轴部外表面的打磨工作，从而能够有效避免因先精修高度再来进行打磨棱角处容易产生圆角的现象，有效避免了工件塌边不良，减少了工件装夹时间，避免因多次装夹而对工件造成伤害，提高了生产效率及产品良率，降低了生产成本。在加工设备上直接进行打磨操作，能够更加快速地发现加工问题，减少工件不良现象的发生，从而提高产品的良率。

本发明的打磨装置和加工设备的主轴安装的刀具可任意自动切换，无论是加工过程还是打磨过程，均无需再次对工件进行定位，其加工设备的加工效率得到有效提高，加工精准度也得以改善。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种打磨装置，其特征在于：包括90度角度头、与所述90度角度头输出端连接的偏心轮、和与所述偏心轮可拆卸连接的打磨头；

所述90度角度头的输入端用于与加工设备的主轴连接；

所述偏心轮靠近所述90度角度头的一端通过连接轴与所述90度角度头可拆卸连接；所述偏心轮远离所述90度角度头的一端设有安装孔，所述安装孔用于连接所述打磨头；所述连接轴与所述90度角度头的输出端的旋转轴线同心设置，所述打磨头能够绕所述旋转轴线实现偏心旋转。

2.根据权利要求1所述的打磨装置，其特征在于：所述打磨头包括底座和与所述底座可拆卸连接的打磨部；

所述底座靠近所述偏心轮的一侧中部设有连接部，所述底座通过所述连接部与所述安装孔可拆卸连接。

3.根据权利要求2所述的打磨装置，其特征在于：所述打磨部为1200#百洁布。

4.根据权利要求1所述的打磨装置，其特征在于：所述安装孔内设有轴承，所述打磨头与所述轴承的内圈固定连接，所述偏心轮与所述轴承的外圈固定连接。

5.一种加工设备，包括主轴、刀库系统和用于放置工件的工作台，其特征在于：所述刀库系统中至少放置有粗加工刀具、精加工刀具以及权利要求1至4任意一项所述的打磨装置，所述粗加工刀具、精加工刀具以及打磨装置均可在刀库系统和主轴之间切换。

6.根据权利要求5所述的加工设备，其特征在于：还包括设于所述工作台上，并用于装夹所述工件的装夹治具，所述装夹治具包括固定板、与所述固定板平行且间隔设置的工作板、分别与所述固定板和所述工作板固定连接的支架、以及固定连接于所述工作板远离所述固定板一侧的支撑板；

所述装夹治具通过固定板与所述工作台固定连接；

所述支撑板用于装夹所述工件。

7.根据权利要求6所述的加工设备，其特征在于：所述支撑板为真空吸盘，且所述支撑板上设有工件定位销。

8.一种加工方法，用于加工所述工件，所述工件包括板面和设于所述板面一个边沿处的转轴部，所述转轴部与所述板面垂直设置，所述板面包括外部的大面、和与所述大面相对设置的内腔；其特征在于，包括以下步骤：

S1、所述刀库系统自动将精加工刀具安装于所述主轴，所述精加工刀具对所述工件的大面及转轴部的外表面进行精加工，所述刀库系统卸下所述精加工刀具；

S2、所述刀库系统自动将打磨装置安装于所述主轴，所述打磨装置对所述转轴部的外表面进行偏心打磨；其中，所述打磨装置为权利要求1至4任意一项所述的打磨装置，打磨完成后，所述刀库系统卸下所述打磨装置；

S3、所述刀库系统自动将精加工刀具安装于所述主轴，所述精加工刀具对所述转轴部的高度进行精加工，所述刀库系统卸下所述精加工刀具。

9.根据权利要求8所述的加工方法，其特征在于：在步骤S1之前，还包括：

S0.5、所述刀库系统自动将粗加工刀具安装于所述主轴，所述粗加工刀具对所述工件的内腔进行粗加工，所述刀库系统卸下所述粗加工刀具。

10.根据权利要求8所述的加工方法，其特征在于：所述步骤S3还包括：所述精加工刀具对所述工件的内腔进行精加工。

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