CN113770903A - 一种面向软弹性磨料试样配制的小型化磨粒流加工装置 - Google Patents

Abstract

一种面向软弹性磨料试样配制的小型化磨粒流加工装置，其特征在于，它包括：加工装置主体部分、软弹性磨料存储部分、装置控制系统部分及软弹性磨料性能测试部分，所述加工装置主体部分主要由浮动工作台和固定工作台组成，浮动工作台套装在导向轴，导向轴固定在固定工作台上，在固定工作台的底部安装有夹紧液压缸，夹紧液压缸的活塞轴与浮动工作台的上固定板固定相连，夹紧液压缸的活塞轴升降带动浮动工作台升降，从而将置于固定工作台上的夹具及工件夹紧，防止磨粒流加工时的窜动。本发明具有占地面积小，操作方便省力，结构简单的特点。可提高针对软弹性磨料性能试验的效率，并减少软弹性磨料试验过程中的损耗量。

Description

一种面向软弹性磨料试样配制的小型化磨粒流加工装置

技术领域

本发明涉及磨粒流精密加工技术，尤其是一种磨粒流精密加工设备，具体地说是一种面向软弹性磨料试样配制的小型化磨粒流加工装置。

背景技术

在航空航天领域，存在各种各样的复杂结构件，特别是各种具有复杂异形通道的转接头、阀门等零件由于材料的塑性，在相贯处出现毛刺，毛刺具有极大的危害会污染油路甚至割破阀门内橡胶材质零件，目前软性磨粒流光整加工是去除复杂异形通道毛刺的方法之一，具有适用性强、加工效率高、加工效果好等优点。

“机床”、“夹具”和“磨料”是磨粒流光整加工的三大要素，其中软弹性磨料的性质优劣对加工质量有着极大的影响，而目前我国市场上的软弹性磨料大多数采购于美国与瑞士，其配方属于保密对象。这意味着在相关研究领域劣势必然存在，在此背景下，自研是必经之路。而由于软弹性磨料原料价格高昂，且单次加工损耗量较大，为降低试验成本提高试验效率，需要一个小型化且面向软弹性磨料试样配制的专用装置以方便对于软弹性磨料的配制试验。对此，本发明提出了一种面向软弹性磨料试样配制的小型化磨粒流加工装置。

发明内容

本发明的目的是针对现有的软弹性磨料试验耗费量大及每次试验装填软弹性磨料操作流程不方便的问题，设计一种面向软弹性磨料试样配制的小型化磨粒流加工装置。该装置具有占地面积小、操作流程简单、软弹性磨料损耗量小的特点，可提高软弹性磨料性能试验的效率并降低磨料试验过程中所需的成本。

本发明的技术方案是：

一种面向软弹性磨料试样配制的小型化磨粒流加工装置，其特征在于，它包括：加工装置主体部分1、软弹性磨料存储部分2、装置控制系统部分3及软弹性磨料性能测试部分4，所述加工装置主体部分1主要由浮动工作台6和固定工作台5组成，浮动工作台6套装在导向轴22，导向轴22固定在固定工作台5上，在固定工作台5的底部安装有夹紧液压缸18，夹紧液压缸18的活塞轴14与浮动工作台6的上固定板13固定相连，夹紧液压缸18的活塞轴14升降带动浮动工作台6升降，从而将置于固定工作台5上的夹具及工件夹紧或松开，夹紧时能防止磨粒流加工时的窜动；所述浮动工作台6由上半支撑架9、上工作液压缸8、上磨料缸10、上固定板13、上缸固定板7、直线轴承12组成，上缸固定板7安装在上半支撑架9上，上工作液压缸8安装在上缸固定板7上；上磨料缸10安装在上固定板13上并与上工作液压缸8的活塞相连，以实现上磨料缸10内磨料的往复运动；直线轴承12安装在上固定板13的导向孔中；所述固定工作台5主要由下半支撑架17、下工作液压缸20、下磨料缸15、下固定板16、下缸固定板21和导向轴22组成，下工作液压缸20固定安装在下缸固定板21上，下磨料缸15安装在下固定板16并与下工作液压缸20的活塞杆相连，下工作液压缸20的活塞升降带动下磨料缸15中的磨料上下运动，工件夹装在上磨料缸10和下磨料缸15之间，磨料在上工作液压缸8和下工作液压缸20和作用下不断地通过上磨料缸10和下磨料缸15进出工件，实现对工件的研磨加工。

所述上半支撑架9及下半支撑架17包括三组四根相互平行的横梁，其中所述上缸固定板7通过螺栓及螺母被固定在最高处相互平行的两根梁上，所述上工作液压缸8通过螺栓及螺母固定在上缸固定板7上，所述下缸固定板21通过螺栓及螺母被固定在最低处相互平行的两根梁上，所述下工作液压缸20为后法兰式缸体，并通过螺栓及螺母固定在下缸固定板21上，且所述上缸固定板7及下缸固定板21所有孔为通孔。

所述上磨料缸10通过螺栓螺母固定在上固定板13几何中心通孔处，所述下磨料缸15通过螺栓螺母固定在下固定板16几何中心通孔处，所述直线轴承12均匀分布在上固定板13靠近四角处，并通过螺栓螺母进行连接，导向轴22穿装在所述的直线轴承12中，所述上固定板13及下固定板16通过导向轴22及夹紧液压缸18的夹紧液压缸活塞轴14相连接。

所述夹紧液压缸18为前法兰式缸体，所述夹紧液压缸活塞轴14末端加工有螺纹，通过螺母螺栓及浮动法兰盘11固定于上固定板13上，所述工作液压缸20与下固定板16的连接方法与之相同。

所述软弹性磨料存储部分2包括温度控制模块30、模块壳体24、多层伸缩支撑架25及对应数量的软弹性磨料存储盒26，所述多层伸缩支撑架25借助内置式把手28实现在模块壳体24中的伸缩功能，同时模块壳体24具备指示灯29，可根据加工需求亮灯提醒，所述软弹性磨料存储盒26可放置于伸缩支撑架25上并可被独立分离取出且与带有密封圈的存储盒盖27配合使用，所述单个伸缩支撑架25可容纳多个软弹性磨料存储盒26，且插装在模块壳体24中。

所述温度控制模块30可保持软弹性磨料存储部分2及其内所存储软弹性磨料维持在所需的温度范围内，所述温度控制模块30包括半导体制冷片31、小风扇32及温度传感器，可通过装置的控制系统及温度调节算法保证模块温度保持所需的温度。

所述软弹性磨料性能测试部分4包含软弹性磨料盒放置架34及粘度计33，便于使用者直接便捷的对经试验后的软弹性磨料性能进行测量。

所述装置控制系统部分3包括PLC、继电器、按钮及压力传感器、触摸屏部分及控制部分壳体37，所述触摸屏部分包括触摸屏架36及触摸屏本体35，可通过螺栓螺母将触摸屏部分固定于模块壳体24上，所述PLC、继电器、按钮等置于控制部分壳体37内。

所述软弹性磨料存储及磨料性能测试部分长度限制为1000mm～1300mm、宽度限制为900mm～1200mm、高度限制为500mm～750mm，加工装置主体部分长度限制为250mm～350mm宽度限制为300mm～400mm、高度限制为1000mm～1300mm，磨料缸径限制为⌀30mm～⌀50mm。

本发明的有益效果是：

本发明为光整加工用软弹性磨料的性能试验及配制提供了一种专用且便捷的装置。

本发明包含有装置主体及软弹性磨料存储与测试区，将面向软弹性磨料的试验步骤一体化，简化试验流程。

本发明中软弹性磨料存储区为分格设置且对应区域有指示灯提醒，方便对于不同配比软弹性磨料的存储及管理。同时，区域内有温度控制系统，能一定程度的减少环境温度对于软弹性磨料性能的影响。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明加工装置主体部分示意图。

图3为本发明软弹性磨料存储部分示意图。

图4为本发明存储区域内部示意图。

图5为本发明温度控制模块局部结构示意图。

图6为本发明软弹性磨料性能测试部分示意图。

图7为本发明装置控制系统部分示意图。

图中：1-加工装置主体部分、2-软弹性磨料存储部分、3-装置控制系统部分、4-软弹性磨料性能测试部分、5-固定工作台、6-浮动工作台、7-上缸固定板、8-上工作液压缸、9-上半支撑架、10-上磨料缸、11-浮动法兰盘、12-直线轴承、13-上固定板、14-夹紧液压缸活塞轴、15-下磨料缸、16-下固定板、17-下半支撑架、18-夹紧液压缸、19-地脚、20-下工作液压缸、21-下缸固定板、22-导向轴、23-工作液压缸活塞、24-模块壳体、25-伸缩支撑架、26-软弹性磨料存储盒、27-存储盒盖、28-内置式把手、29-指示灯、30-温度控制模块、31-半导体制冷片、32-小风扇、33-粘度计、34-软弹性磨料盒放置架、35-触摸屏本体、36-触摸屏架、37-控制部分壳体。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。显然，所描述的实施例仅仅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其他实施例，都属于本发明的保护范围。

如图1-7所示。

一种面向软弹性磨料试样配制的小型化磨粒流加工装置，它包括：加工装置主体部分1、软弹性磨料存储部分2、装置控制系统部分3及软弹性磨料性能测试部分4，如图1所示。所述加工装置主体部分1主要由浮动工作台6和固定工作台5组成，如图2所示，浮动工作台6套装在导向轴22，导向轴22固定在固定工作台5上，在固定工作台5的底部安装有夹紧液压缸18，夹紧液压缸18的活塞轴14与浮动工作台6的上固定板13固定相连，夹紧液压缸18的活塞轴14升降带动浮动工作台6升降，从而将置于固定工作台5上的夹具及工件夹紧或松开，夹紧时能防止磨粒流加工时的窜动；所述浮动工作台6由上半支撑架9、上工作液压缸8、上磨料缸10、上固定板13、上缸固定板7、直线轴承12组成，上缸固定板7安装在上半支撑架9上，上工作液压缸8安装在上缸固定板7上；上磨料缸10安装在上固定板13上并与上工作液压缸8的活塞相连，以实现上磨料缸10内磨料的往复运动；直线轴承12安装在上固定板13的导向孔中；所述固定工作台5主要由下半支撑架17、下工作液压缸20、下磨料缸15、下固定板16、下缸固定板21和导向轴22组成，下工作液压缸20固定安装在下缸固定板21上，下磨料缸15安装在下固定板16并与下工作液压缸20的活塞杆相连，下工作液压缸20的活塞升降带动下磨料缸15中的磨料上下运动，工件夹装在上磨料缸10和下磨料缸15之间，磨料在上工作液压缸8和下工作液压缸20和作用下不断地通过上磨料缸10和下磨料缸15进出工件，实现对工件的研磨加工。

详述如下：

如图1所示，本发明主要由四部分组成。分别为加工装置主体部分1、软弹性磨料存储部分2、装置控制系统部分3及软弹性磨料性能测试模块4。加工装置主体部分1如图2所示，由固定工作台5、浮动工作台6及辅助部分组成。所述浮动工作台6由上半支撑架9、上工作液压缸8、上磨料缸10、上固定板13、上缸固定板7、直线轴承12及螺栓螺母组成。通过夹紧液压缸活塞作用力及导向轴22的导向作用实现浮动工作台6的上升及回落动作，从而可将置于固定工作台5上的夹具及工件夹紧，防止磨粒流加工时的窜动。固定工作台5由下半支撑架17、下工作液压缸20、夹紧液压缸18、下磨料缸15、下固定板16、下缸固定板21、导向轴22及螺栓螺母组成，用于放置并定位工件及夹具。辅助部分由地脚19、手动溢流阀、电磁换向阀、电机组成。设置的四个地脚19用来保证装置稳固，且可根据地面情况进行稳定性调整。上半支撑架9及下半支撑架17由三组四根相互平行的铝型材组成，其中上缸固定板7通过螺栓及螺母被固定在最高处相互平行的两根型材上，用以固定上工作液压缸8，下缸固定板21通过螺栓及螺母被固定在最低处相互平行的两根型材上，以固定下工作液压缸20。上磨料缸10通过螺栓螺母固定在上固定板13几何中心通孔处，下磨料缸15通过螺栓螺母固定在下固定板16几何中心通孔处，且由于加工运动为往复运动，两通孔故需保证一定的同心度，直线轴承12均匀分布在上固定板13靠近四角处，并通过螺栓螺母与板进行连接，以保证导向轴22的导向功能，上固定板13及下固定板16通过导向轴22及夹紧液压缸活塞轴14进行定位及连接。夹紧液压缸活塞轴14末端加工有螺纹，通过螺母及浮动法兰盘11固定于上固定板13上，以传递力使浮动工作台6可进行升降动作。

如图3所示，软弹性磨料存储部分2包括温度控制模块30、模块壳体24、两层伸缩支撑架25及对应数量的软弹性磨料存储盒26，模块壳体24上具备指示灯29，可根据加工需求亮灯提醒，且模块壳体24借助内置式把手28实现伸缩功能，如图4所示，单个伸缩支撑架25可容纳4*3个软弹性磨料存储盒26，每个存储盒可被独立分离取出且与带有密封圈的存储盒盖27配合使用。温度控制模块30可保持软弹性磨料存储部分2及其内所存储软弹性磨料维持在所需一定的温度范围内，如图5所示，温度控制模块30包括半导体制冷片31、小风扇32及温度传感器，半导体制冷片31一般分为冷端及热端，将冷端置入存储部分制冷，风扇使冷空气得以扩散入内，并加入温度传感器实时监测温度是否达到所需要求，并通过装置的控制系统及温度调节算法保证存储部分温度保持所需，模块壳体24背面设置有3个散热孔，以方便热量的交换。

软弹性磨料性能测试部分4包含软弹性磨料盒放置架34及粘度计33，在操作者进行完磨粒流光整加工相关探究试验后可将磨料收集于软弹性磨料盒中并放在弹性磨料盒放置架34上，便可直接且方便的使用粘度计33进行对于磨料粘性性能的测试，测试完后将磨料盒归回伸缩支撑架25内即可，其中粘度计33可通过螺栓螺母固定于模块壳体24上。

装置控制系统部分3包括PLC、继电器、按钮及压力传感器、触摸屏部分及控制部分壳体37。触摸屏部分包括触摸屏架36及触摸屏本体35，触摸屏的使用可使操作者更方便的进行人机交互，可通过螺栓螺母将触摸屏部分固定于模块壳体24上，PLC、继电器、按钮等置于控制部分壳体37内。

由于提供的是一种小型化的磨粒流装置，故限制其中软弹性磨料存储及磨料性能测试部分长度为1000mm～1300mm、宽度为900mm～1200mm、高度为500mm～750mm，加工装置主体部分长度为250mm～350mm、宽度为300mm～400mm、高度为1000mm～1300mm，磨料缸径为⌀30mm～⌀50mm。

本发明在运行时，首先给电机通电，使装置主体中浮动工作台6升至最高位，上工作液压缸8及下工作液压缸活塞23移至最低位置。在选择配方后根据指示灯29提醒从软弹性磨料存储部分2取出所需磨料盒，再将磨料倒入下磨料缸15内。然后将工件及夹具放置于固定工作台5上，再令浮动工作台6下行至夹紧工件及夹具。确认无误后开始磨粒流精密加工过程。待加工完毕后断开电机电源，取下工件、夹具及磨料，并将磨料放入装置具备的软弹性磨料性能测试部分4中，在测定好性能后，装回磨料盒，并将磨料盒放回软弹性磨料存储部分2中对应区域。常规完整流程结束。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求，凡在本发明专利的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明专利的保护范围之内。

本发明未涉及部分与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (9)

1.一种面向软弹性磨料试样配制的小型化磨粒流加工装置，其特征在于，它包括：加工装置主体部分（1）、软弹性磨料存储部分（2）、装置控制系统部分（3）及软弹性磨料性能测试部分（4），所述加工装置主体部分（1）主要由浮动工作台（6）和固定工作台（5）组成，浮动工作台（6）套装在导向轴（22），导向轴（22）固定在固定工作台（5）上，在固定工作台（5）的底部安装有夹紧液压缸（18），夹紧液压缸（18）的活塞轴（14）与浮动工作台（6）的上固定板（13）固定相连，夹紧液压缸（18）的活塞轴（14）升降带动浮动工作台（6）升降，从而将置于固定工作台（5）上的夹具及工件夹紧或松开，夹紧时能防止磨粒流加工时的窜动；所述浮动工作台（6）由上半支撑架（9）、上工作液压缸（8）、上磨料缸（10）、上固定板（13）、上缸固定板（7）、直线轴承（12）组成，上缸固定板（7）安装在上半支撑架（9）上，上工作液压缸（8）安装在上缸固定板（7）上；上磨料缸（10）安装在上固定板（13）上并与上工作液压缸（8）的活塞相连，以实现上磨料缸（10）内磨料的往复运动；直线轴承（12）安装在上固定板（13）的导向孔中；所述固定工作台（5）主要由下半支撑架（17）、下工作液压缸（20）、下磨料缸（15）、下固定板（16）、下缸固定板（21）和导向轴（22）组成，下工作液压缸（20）固定安装在下缸固定板（21）上，下磨料缸（15）安装在下固定板（16）并与下工作液压缸（20）的活塞杆相连，下工作液压缸（20）的活塞升降带动下磨料缸（15）中的磨料上下运动，工件夹装在上磨料缸（10）和下磨料缸（15）之间，磨料在上工作液压缸（8）和下工作液压缸（20）和作用下不断地通过上磨料缸（10）和下磨料缸（15）进出工件，实现对工件的研磨加工。

2.根据权利要求1所述的面向软弹性磨料试样配制的小型化磨粒流加工装置，其特征在于：所述上半支撑架（9）及下半支撑架（17）包括三组四根相互平行的横梁，其中所述上缸固定板（7）通过螺栓及螺母被固定在最高处相互平行的两根梁上，所述上工作液压缸（8）通过螺栓及螺母固定在上缸固定板（7）上，所述下缸固定板（21）通过螺栓及螺母被固定在最低处相互平行的两根梁上，所述下工作液压缸（20）为后法兰式缸体，并通过螺栓及螺母固定在下缸固定板（21）上，且所述上缸固定板（7）及下缸固定板（21）所有孔为通孔。

3.根据权利要求1所述的面向软弹性磨料试样配制的小型化磨粒流加工装置，其特征在于：所述上磨料缸（10）通过螺栓螺母固定在上固定板（13）几何中心通孔处，所述下磨料缸（15）通过螺栓螺母固定在下固定板（16）几何中心通孔处，所述直线轴承（12）均匀分布在上固定板（13）靠近四角处，并通过螺栓螺母进行连接，导向轴（22）穿装在所述的直线轴承（12）中，所述上固定板（13）及下固定板（16）通过导向轴（22）及夹紧液压缸（18）的夹紧液压缸活塞轴（14）相连接。

4.根据权利要求1所述的面向软弹性磨料试样配制的小型化磨粒流加工装置，其特征在于：所述夹紧液压缸（18）为前法兰式缸体，所述夹紧液压缸活塞轴（14）末端加工有螺纹，通过螺母螺栓及浮动法兰盘（11）固定于上固定板（13）上，所述工作液压缸（20）与下固定板（16）的连接方法与之相同。

5.根据权利要求1所述的面向软弹性磨料试样配制的小型化磨粒流加工装置，其特征在于：所述软弹性磨料存储部分（2）包括温度控制模块（30）、模块壳体（24）、多层伸缩支撑架（25）及对应数量的软弹性磨料存储盒（26），所述多层伸缩支撑架（25）借助内置式把手（28）实现在模块壳体（24）中的伸缩功能，同时模块壳体（24）具备指示灯（29），可根据加工需求亮灯提醒，所述软弹性磨料存储盒（26）可放置于伸缩支撑架（25）上并可被独立分离取出且与带有密封圈的存储盒盖（27）配合使用，所述单个伸缩支撑架（25）可容纳多个软弹性磨料存储盒（26），且插装在模块壳体（24）中。

6.根据权利要求1所述的面向软弹性磨料试样配制的小型化磨粒流加工装置，其特征在于：所述温度控制模块（30）可保持软弹性磨料存储部分（2）及其内所存储软弹性磨料维持在所需的温度范围内，所述温度控制模块（30）包括半导体制冷片（31）、小风扇（32）及温度传感器，可通过装置的控制系统及温度调节算法保证模块温度保持所需的温度。

7.根据权利要求1所述的面向软弹性磨料试样配制的小型化磨粒流加工装置，其特征在于：所述软弹性磨料性能测试部分（4）包含软弹性磨料盒放置架（34）及粘度计（33），便于使用者直接便捷的对经试验后的软弹性磨料性能进行测量。

8.根据权利要求1所述的面向软弹性磨料试样配制的小型化磨粒流加工装置，其特征在于：所述装置控制系统部分（3）包括PLC、继电器、按钮及压力传感器、触摸屏部分及控制部分壳体（37），所述触摸屏部分包括触摸屏架（36）及触摸屏本体（35），可通过螺栓螺母将触摸屏部分固定于模块壳体（24）上，所述PLC、继电器、按钮等置于控制部分壳体（37）内。

9.根据权利要求1所述的面向软弹性磨料试样配制的小型化磨粒流加工装置，其特征在于：所述软弹性磨料存储及磨料性能测试部分长度限制为1000mm～1300mm、宽度限制为900mm～1200mm、高度限制为500mm～750mm，加工装置主体部分长度限制为250mm～350mm宽度限制为300mm～400mm、高度限制为1000mm～1300mm，磨料缸径限制为⌀30mm～⌀50mm。

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