CN114147581A - 一种变压式高精度外曲面磨削装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变压式高精度外曲面磨削装置及其使用方法，包括自适应扭转式环形磨削部件、打磨头驱动进给装置、打磨部横滑装置和弧形龙门式吸附型物料架。本发明属于外曲面零件高精度磨削技术领域，具体是指一种变压式高精度外曲面磨削装置及其使用方法；本发明通过热胀型非金属磨削腔囊组件，利用磨削的过程中必然产生的热量，加热磨削基环中空腔室中的空气，通过磨削基环中空腔室中空气的膨胀进一步支撑非金属半柔性磨削砂环，既能有效地防止柔性砂轮的基体因热膨胀而变得松弛，又能将原本有害的热量通过合适的渠道导出；而打磨头驱动进给装置，通过环形均布的打磨头驱动进给装置，使扭转式磨削环能够根据零件的外形自适应地进行角度调整。

Description

一种变压式高精度外曲面磨削装置及其使用方法

技术领域

本发明属于外曲面零件高精度磨削技术领域，具体是指一种变压式高精度外曲面磨削装置及其使用方法。

背景技术

高精度的磨削加工需要从多个方面来提高加工精度，磨削使用的砂轮一般分为刚性表面和柔性表面两种，柔性表面的砂轮内部往往填充海绵等具有一定支撑性、也具有一定柔性的物质；相较于普通的硬质砂轮，柔性表面砂轮更能适应零件的表面形状，虽然磨削效率较低，但是能够对最终产品的表面粗糙度和精度产生极为有利的影响，但是目前的基于柔性砂轮的打磨装置，仍然存在以下问题：

A：柔性砂轮的基材一般都存在较为明显的热胀冷缩现象，随着切削的进行，基材的表面积会增大，从而使砂轮表面变得松弛；

B：在打磨曲面时，目前的打磨头均无法自适应地跟随转动，都需要连同驱动电机一起，通过主动驱动装置改变位置和角度，这就导致运动的部分重量过大、砂轮与工件的贴合度不高，且需要额外的、大体积的传动部件；

C：一般的磨削过程，磨削下来的粉末颗粒都会散落在切削位置的周围，这部分颗粒在精密磨削时会夹在打磨盘和工件之间，容易划伤工件或者造成过加工。

为了解决上述为问题，本发明重点提出了一种变压式高精度外曲面磨削装置及其使用方法。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提出了一种用于外曲面零件高精度加工的、基于柔性磨砂盘的、自适应变压的变压式高精度外曲面磨削装置及其使用方法；为了解决长时间磨削后，柔性砂轮盘会变得松弛的问题，本发明基于柔性壳体与薄膜原理和变害为利原理，创造性地提出了热胀型非金属磨削腔囊组件，利用磨削的过程中必然产生的热量，加热磨削基环中空腔室中的空气，通过磨削基环中空腔室中空气的膨胀进一步支撑非金属半柔性磨削砂环，既能有效地防止柔性砂轮的基体因热膨胀而变得松弛，又能将原本有害的热量通过合适的渠道导出，使其具有有利的效果；为了解决曲面磨削时磨削盘和曲面的贴合度不高的问题，本发明基于自服务原理，创造性地提出了打磨头驱动进给装置，通过环形均布的打磨头驱动进给装置，使扭转式磨削环能够根据零件的外形自适应地进行角度调整，与扭转式磨削环翘起方向相同的自动复位型伸缩扭转组件伸长、与扭转式磨削环的翘起方向相反的自动复位型伸缩扭转组件压缩；而扭转式磨削环的扭转方向两侧的自动复位型伸缩扭转组件，通过可扭转伸缩杆的活塞边缘球面和异形伸缩套管的伸缩套管球形内腔转动，此时可扭转伸缩杆上靠近圆柱形活塞的一段位于伸缩套管端部槽口中，进而补偿侧面的自动复位型伸缩扭转组件的横向偏转。

为了解决磨削下来的微小颗粒在下面的磨削工序中夹在打磨盘和工件之间，容易划伤工件或者造成过加工的问题，本发明基于自服务原理，创造性地提出了自动排屑式鼓风扇，通过磨削的旋转动力带动朝下方鼓风的自动排屑式鼓风扇旋转，从而主动清除可能产生负面影响的细小颗粒，配合锥形导流式顶部，在没有任何独立驱动装置的情况下，就实现了主动鼓风、清除碎屑颗粒的技术效果。

本发明采取的技术方案如下：本发明提出了一种变压式高精度外曲面磨削装置，包括自适应扭转式环形磨削部件、打磨头驱动进给装置、打磨部横滑装置和弧形龙门式吸附型物料架，所述自适应扭转式环形磨削部件设于打磨头驱动进给装置上，自适应扭转式环形磨削部件在高速旋转的时候能够进行磨削加工，所述打磨头驱动进给装置设于打磨部横滑装置上，打磨部横滑装置能够带着打磨头驱动进给装置横向滑动，所述弧形龙门式吸附型物料架设于打磨部横滑装置上，弧形龙门式吸附型物料架具有固定工件和带着工件纵向滑移的作用。

进一步地，所述自适应扭转式环形磨削部件包括热胀型非金属磨削腔囊组件、自动复位型伸缩扭转组件和自动排屑式鼓风扇，所述热胀型非金属磨削腔囊组件卡合设于打磨头驱动进给装置上，热胀型非金属磨削腔囊组件在磨削的时候能够自动膨胀，避免因温度升高导致的松弛现象，所述自动复位型伸缩扭转组件环形均布设于热胀型非金属磨削腔囊组件上，自动复位型伸缩扭转组件具有伸缩和小幅度扭转的功能，能够补偿热胀型非金属磨削腔囊组件扭转时的各位置变化，所述自动排屑式鼓风扇上设有鼓风扇安装座，所述自动排屑式鼓风扇通过鼓风扇安装座环形均布设于热胀型非金属磨削腔囊组件上，自动排屑式鼓风扇具有单向鼓风的作用，能够清除磨削下来的碎屑，避免其影响下一步磨削的精度。

进一步地，所述热胀型非金属磨削腔囊组件包括旋转磨削基台、扭转式磨削环、耳环铰接销轴、耳环通用铰接座和非金属半柔性磨削砂环，所述旋转磨削基台卡合设于打磨头驱动进给装置上，旋转磨削基台与打磨头驱动进给装置始终固定连接在一起，所述旋转磨削基台上环形均布设有旋转基台外侧耳环，所述自动排屑式鼓风扇和旋转基台外侧耳环呈交替间歇布置，所述扭转式磨削环的内部环形均布设有磨削环内侧耳环，扭转式磨削环在磨削到曲面时会自适应地发生扭转，所述耳环铰接销轴卡合设于旋转基台外侧耳环中，所述耳环铰接销轴卡合设于磨削环内侧耳环中，所述耳环通用铰接座上设有铰接座圆孔，所述耳环通用铰接座通过铰接座圆孔转动设于耳环铰接销轴上，所述扭转式磨削环上设有磨削基环中空腔室，所述非金属半柔性磨削砂环上设有磨砂环刚性固定侧架，所述非金属半柔性磨削砂环为不透气材料，所述非金属半柔性磨削砂环通过磨砂环刚性固定侧架卡合设于磨削基环中空腔室中，所述磨砂环刚性固定侧架和磨削基环中空腔室的内壁之间密封连接。

所述自动复位型伸缩扭转组件包括异形伸缩套管、可扭转伸缩杆和自动复位弹簧，所述异形伸缩套管上设有伸缩套管圆柱形内腔，所述异形伸缩套管通过伸缩套管圆柱形内腔的其中一端卡合设于耳环通用铰接座上，所述异形伸缩套管在伸缩套管圆柱形内腔的中间位置设置有伸缩套管球形内腔，所述异形伸缩套管在伸缩套管圆柱形内腔的另一端设有伸缩套管端部槽口，所述可扭转伸缩杆上设有圆柱形活塞，所述可扭转伸缩杆通过圆柱形活塞卡合滑动设于伸缩套管圆柱形内腔中，当圆柱形活塞在伸缩套管圆柱形内腔中滑动时，异形伸缩套管和可扭转伸缩杆仅能进行单轴向的伸缩，无法转动角度，所述可扭转伸缩杆上设有活塞边缘球面，所述活塞边缘球面和伸缩套管球形内腔滑动密封接触，当圆柱形活塞通过活塞边缘球面在伸缩套管球形内腔中转动时，所述自动复位弹簧的一端设于异形伸缩套管的端部，所述自动复位弹簧的另一端设于耳环通用铰接座上。

进一步地，所述打磨头驱动进给装置包括打磨头升降电推杆、穹顶式电机安装座和磨削驱动电机，所述打磨头升降电推杆环形均布设于打磨部横滑装置上，所述穹顶式电机安装座上设有升降固定法兰，所述穹顶式电机安装座通过升降固定法兰设于打磨头升降电推杆的推杆上，所述穹顶式电机安装座上设有锥形导流式顶部，锥形导流式顶部能够对空气进行引流，提高空气流动的流畅程度，所述磨削驱动电机卡合设于穹顶式电机安装座中，所述旋转磨削基台卡合设于磨削驱动电机的输出轴上。

进一步地，所述打磨部横滑装置包括方形主体底座、横滑导向导轨、横滑滑块、横滑滑板和横滑直线驱动电机，所述横滑导向导轨对称设于方形主体底座上，所述横滑滑块卡合滑动设于横滑导向导轨上，所述横滑滑板设于横滑滑块上，所述打磨头升降电推杆设于横滑滑板上，所述横滑直线驱动电机的固定部设于方形主体底座上，所述横滑直线驱动电机的运动部设于横滑滑板的底部，横滑直线驱动电机相较于滚珠丝杠和齿轮齿条，具有更高的响应速度、更小的摩擦损耗，有利于提高磨削的精度。

进一步地，所述弧形龙门式吸附型物料架包括固定式顶部支架组件、吊装式吸附装置和纵滑电缸推移组件，所述固定式顶部支架组件设于方形主体底座上，所述吊装式吸附装置设于固定式顶部支架组件上，所述纵滑电缸推移组件设于固定式顶部支架组件上。

作为优选地，所述固定式顶部支架组件包括弧形定式侧架、纵滑导向导轨、纵滑导向滑块和纵滑滑板，所述弧形定式侧架对称设于方形主体底座上，所述纵滑导向导轨设于弧形定式侧架上，所述纵滑导向滑块卡合滑动设于纵滑导向导轨上，所述纵滑滑板设于纵滑导向滑块上。

作为本发明的进一步优选，所述吊装式吸附装置包括悬吊式立柱、圆形吸盘架、低真空压吸盘和被磨削工件，所述悬吊式立柱对称设于纵滑滑板的底部，所述圆形吸盘架设于悬吊式立柱上，所述低真空压吸盘卡合设于圆形吸盘架上，所述低真空压吸盘环形均布设有若干组，所述被磨削工件通过低真空压吸盘吸附固定。

其中，所述纵滑电缸推移组件包括纵滑电缸固定架、纵滑推移电缸和固定式推板，所述纵滑电缸固定架对称设于纵滑滑板上，所述纵滑推移电缸卡合设于纵滑电缸固定架中，所述固定式推板设于弧形定式侧架的其中一组的顶部，所述纵滑推移电缸的推杆和固定式推板固接。

本方案还公开了一种变压式高精度外曲面磨削装置的使用方法，包括如下步骤：

步骤一：由外接气泵提供动力，通过低真空压吸盘吸附固定住被磨削工件；

步骤二：启动磨削驱动电机，磨削驱动电机的输出轴带着自适应扭转式环形磨削部件高速旋转，同时通过打磨头升降电推杆对自适应扭转式环形磨削部件举升，使非金属半柔性磨削砂环和被磨削工件滑动接触；

步骤三：通过打磨部横滑装置和弧形龙门式吸附型物料架的联动在平面内滑动被磨削工件，使非金属半柔性磨削砂环能够打磨到被磨削工件的整个下表面；

步骤四：随着磨削的进行，非金属半柔性磨削砂环的温度逐渐升高，收到热胀冷缩的影响，非金属半柔性磨削砂环的表面积会变大，但是由于磨削基环中空腔室中空气温度的升高，磨削基环中空腔室中的气体能够进一步撑起非金属半柔性磨削砂环，防止非金属半柔性磨削砂环的表面变得松弛；

步骤五：当非金属半柔性磨削砂环运动到被磨削工件的曲面边缘时，扭转式磨削环在旋转的同时发生倾斜，与扭转式磨削环翘起方向相同的自动复位型伸缩扭转组件伸长、与扭转式磨削环的翘起方向相反的自动复位型伸缩扭转组件压缩，扭转式磨削环的扭转方向两侧的自动复位型伸缩扭转组件，通过可扭转伸缩杆的活塞边缘球面和异形伸缩套管的伸缩套管球形内腔转动，此时可扭转伸缩杆上靠近圆柱形活塞的一段位于伸缩套管端部槽口中。

采用上述结构本发明取得的有益效果如下：本发明提出了一种用于外曲面零件高精度加工的、基于柔性磨砂盘的、自适应变压的变压式高精度外曲面磨削装置及其使用方法；为了解决长时间磨削之后，柔性砂轮盘会变得松弛的问题，本发明基于柔性壳体与薄膜原理和变害为利原理，创造性地提出了热胀型非金属磨削腔囊组件，利用磨削的过程中必然产生的热量，加热磨削基环中空腔室中的空气，通过磨削基环中空腔室中空气的膨胀进一步支撑非金属半柔性磨削砂环，既能有效地防止柔性砂轮的基体因热膨胀而变得松弛，又能将原本有害的热量通过合适的渠道导出，使其具有有利的效果；为了解决曲面磨削时磨削盘和曲面的贴合度不高的问题，本发明基于自服务原理，创造性地提出了打磨头驱动进给装置，通过环形均布的打磨头驱动进给装置，使扭转式磨削环能够根据零件的外形自适应地进行角度调整，与扭转式磨削环翘起方向相同的自动复位型伸缩扭转组件伸长、与扭转式磨削环的翘起方向相反的自动复位型伸缩扭转组件压缩，扭转式磨削环的扭转方向两侧的自动复位型伸缩扭转组件，通过可扭转伸缩杆的活塞边缘球面和异形伸缩套管的伸缩套管球形内腔转动，此时可扭转伸缩杆上靠近圆柱形活塞的一段位于伸缩套管端部槽口中，进而补偿侧面的自动复位型伸缩扭转组件的横向偏转，当圆柱形活塞在伸缩套管圆柱形内腔中滑动时，异形伸缩套管和可扭转伸缩杆仅能进行单轴向的伸缩，无法转动角度。

为了解决磨削下来的微小颗粒在下面的磨削工序中夹在打磨盘和工件之间，容易划伤工件或者造成过加工的问题，本发明基于自服务原理，创造性地提出了自动排屑式鼓风扇，通过磨削的旋转动力带动朝下方鼓风的自动排屑式鼓风扇旋转，从而主动清除可能产生负面影响的细小颗粒，配合锥形导流式顶部，在没有任何独立驱动装置的情况下，就实现了主动鼓风、清除碎屑颗粒的技术效果。

附图说明

图1为本发明提出的一种变压式高精度外曲面磨削装置的立体图；

图2为本发明提出的一种变压式高精度外曲面磨削装置的主视图；

图3为本发明提出的一种变压式高精度外曲面磨削装置的俯视图；

图4为图2中沿着剖切线A-A的剖视图；

图5为图2中沿着剖切线B-B的剖视图；

图6为本发明提出的一种变压式高精度外曲面磨削装置的自适应扭转式环形磨削部件的结构示意图；

图7为本发明提出的一种变压式高精度外曲面磨削装置的打磨头驱动进给装置的结构示意图；

图8为本发明提出的一种变压式高精度外曲面磨削装置的打磨部横滑装置的结构示意图；

图9为本发明提出的一种变压式高精度外曲面磨削装置的弧形龙门式吸附型物料架的结构示意图；

图10为图4中Ⅰ处的局部放大图；

图11为图5中Ⅱ处的局部放大图；

图12为图4中Ⅲ处的局部放大图。

其中，1、自适应扭转式环形磨削部件，2、打磨头驱动进给装置，3、打磨部横滑装置，4、弧形龙门式吸附型物料架，5、热胀型非金属磨削腔囊组件，6、自动复位型伸缩扭转组件，7、自动排屑式鼓风扇，8、旋转磨削基台，9、扭转式磨削环，10、耳环铰接销轴，11、耳环通用铰接座，12、非金属半柔性磨削砂环，13、异形伸缩套管，14、可扭转伸缩杆，15、自动复位弹簧，16、鼓风扇安装座，17、旋转基台外侧耳环，18、磨削环内侧耳环，19、磨削基环中空腔室，20、铰接座圆孔，21、磨砂环刚性固定侧架，22、伸缩套管圆柱形内腔，23、伸缩套管球形内腔，24、伸缩套管端部槽口，25、圆柱形活塞，26、活塞边缘球面，27、打磨头升降电推杆，28、穹顶式电机安装座，29、磨削驱动电机，30、升降固定法兰，31、锥形导流式顶部，32、方形主体底座，33、横滑导向导轨，34、横滑滑块，35、横滑滑板，36、横滑直线驱动电机，37、固定式顶部支架组件，38、吊装式吸附装置，39、纵滑电缸推移组件，40、弧形定式侧架，41、纵滑导向导轨，42、纵滑导向滑块，43、纵滑滑板，44、悬吊式立柱，45、圆形吸盘架，46、低真空压吸盘，47、被磨削工件，48、纵滑电缸固定架，49、纵滑推移电缸，50、固定式推板。

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示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。

如图1所示，本发明提出了一种变压式高精度外曲面磨削装置，包括自适应扭转式环形磨削部件1、打磨头驱动进给装置2、打磨部横滑装置3和弧形龙门式吸附型物料架4，自适应扭转式环形磨削部件1设于打磨头驱动进给装置2上，自适应扭转式环形磨削部件1在高速旋转的时候能够进行磨削加工，打磨头驱动进给装置2设于打磨部横滑装置3上，打磨部横滑装置3能够带着打磨头驱动进给装置2横向滑动，弧形龙门式吸附型物料架4设于打磨部横滑装置3上，弧形龙门式吸附型物料架4具有固定工件和带着工件纵向滑移的作用。

如图1、图8所示，打磨部横滑装置3包括方形主体底座32、横滑导向导轨33、横滑滑块34、横滑滑板35和横滑直线驱动电机36，横滑导向导轨33对称设于方形主体底座32上，横滑滑块34卡合滑动设于横滑导向导轨33上，横滑滑板35设于横滑滑块34上，横滑直线驱动电机36的固定部设于方形主体底座32上，横滑直线驱动电机36的运动部设于横滑滑板35的底部，横滑直线驱动电机36相较于滚珠丝杠和齿轮齿条，具有更高的响应速度、更小的摩擦损耗，有利于提高磨削的精度。

如图1、图2、图4、图7所示，打磨头驱动进给装置2包括打磨头升降电推杆27、穹顶式电机安装座28和磨削驱动电机29，打磨头升降电推杆27设于横滑滑板35上，穹顶式电机安装座28上设有升降固定法兰30，穹顶式电机安装座28通过升降固定法兰30设于打磨头升降电推杆27的推杆上，穹顶式电机安装座28上设有锥形导流式顶部31，锥形导流式顶部31能够对空气进行引流，提高空气流动的流畅程度，磨削驱动电机29卡合设于穹顶式电机安装座28中。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图10、图11所示，自适应扭转式环形磨削部件1包括热胀型非金属磨削腔囊组件5、自动复位型伸缩扭转组件6和自动排屑式鼓风扇7，热胀型非金属磨削腔囊组件5卡合设于打磨头驱动进给装置2上，热胀型非金属磨削腔囊组件5在磨削的时候能够自动膨胀，避免因温度升高导致的松弛现象，自动复位型伸缩扭转组件6环形均布设于热胀型非金属磨削腔囊组件5上，自动复位型伸缩扭转组件6具有伸缩和小幅度扭转的功能，能够补偿热胀型非金属磨削腔囊组件5扭转时的各位置变化，自动排屑式鼓风扇7上设有鼓风扇安装座16，自动排屑式鼓风扇7通过鼓风扇安装座16环形均布设于热胀型非金属磨削腔囊组件5上，自动排屑式鼓风扇7具有单向鼓风的作用，能够清除磨削下来的碎屑，避免其影响下一步磨削的精度；热胀型非金属磨削腔囊组件5包括旋转磨削基台8、扭转式磨削环9、耳环铰接销轴10、耳环通用铰接座11和非金属半柔性磨削砂环12，旋转磨削基台8卡合设于磨削驱动电机29的输出轴上，旋转磨削基台8与打磨头驱动进给装置2始终固定连接在一起，旋转磨削基台8上环形均布设有旋转基台外侧耳环17，自动排屑式鼓风扇7和旋转基台外侧耳环17呈交替间歇布置，扭转式磨削环9的内部环形均布设有磨削环内侧耳环18，扭转式磨削环9在磨削到曲面时会自适应地发生扭转，耳环铰接销轴10卡合设于旋转基台外侧耳环17中，耳环铰接销轴10卡合设于磨削环内侧耳环18中，耳环通用铰接座11上设有铰接座圆孔20，耳环通用铰接座11通过铰接座圆孔20转动设于耳环铰接销轴10上，扭转式磨削环9上设有磨削基环中空腔室19，非金属半柔性磨削砂环12上设有磨砂环刚性固定侧架21，非金属半柔性磨削砂环12为不透气材料，非金属半柔性磨削砂环12通过磨砂环刚性固定侧架21卡合设于磨削基环中空腔室19中，磨砂环刚性固定侧架21和磨削基环中空腔室19的内壁之间密封连接；自动复位型伸缩扭转组件6包括异形伸缩套管13、可扭转伸缩杆14和自动复位弹簧15，异形伸缩套管13上设有伸缩套管圆柱形内腔22，异形伸缩套管13通过伸缩套管圆柱形内腔22的其中一端卡合设于耳环通用铰接座11上，异形伸缩套管13在伸缩套管圆柱形内腔22的中间位置设置有伸缩套管球形内腔23，异形伸缩套管13在伸缩套管圆柱形内腔22的另一端设有伸缩套管端部槽口24，可扭转伸缩杆14上设有圆柱形活塞25，可扭转伸缩杆14通过圆柱形活塞25卡合滑动设于伸缩套管圆柱形内腔22中，当圆柱形活塞25在伸缩套管圆柱形内腔22中滑动时，异形伸缩套管13和可扭转伸缩杆14仅能进行单轴向的伸缩，无法转动角度，可扭转伸缩杆14上设有活塞边缘球面26，活塞边缘球面26和伸缩套管球形内腔23滑动密封接触，当圆柱形活塞25通过活塞边缘球面26在伸缩套管球形内腔23中转动时，自动复位弹簧15的一端设于异形伸缩套管13的端部，自动复位弹簧15的另一端设于耳环通用铰接座11上。

如图1、图3、图4、图9所示，弧形龙门式吸附型物料架4包括固定式顶部支架组件37、吊装式吸附装置38和纵滑电缸推移组件39，固定式顶部支架组件37设于方形主体底座32上，吊装式吸附装置38设于固定式顶部支架组件37上，纵滑电缸推移组件39设于固定式顶部支架组件37上；固定式顶部支架组件37包括弧形定式侧架40、纵滑导向导轨41、纵滑导向滑块42和纵滑滑板43，弧形定式侧架40对称设于方形主体底座32上，纵滑导向导轨41设于弧形定式侧架40上，纵滑导向滑块42卡合滑动设于纵滑导向导轨41上，纵滑滑板43设于纵滑导向滑块42上；吊装式吸附装置38包括悬吊式立柱44、圆形吸盘架45、低真空压吸盘46和被磨削工件47，悬吊式立柱44对称设于纵滑滑板43的底部，圆形吸盘架45设于悬吊式立柱44上，低真空压吸盘46卡合设于圆形吸盘架45上，低真空压吸盘46环形均布设有若干组，被磨削工件47通过低真空压吸盘46吸附固定；纵滑电缸推移组件39包括纵滑电缸固定架48、纵滑推移电缸49和固定式推板50，纵滑电缸固定架48对称设于纵滑滑板43上，纵滑推移电缸49卡合设于纵滑电缸固定架48中，固定式推板50设于弧形定式侧架40的其中一组的顶部，纵滑推移电缸49的推杆和固定式推板50固接。

具体使用时，首先用户需要由外接气泵提供动力，通过低真空压吸盘46吸附固定住被磨削工件47；然后启动磨削驱动电机29，磨削驱动电机29的输出轴带着自适应扭转式环形磨削部件1高速旋转，同时通过打磨头升降电推杆27对自适应扭转式环形磨削部件1举升，使非金属半柔性磨削砂环12和被磨削工件47滑动接触；通过打磨部横滑装置3和弧形龙门式吸附型物料架4的联动在平面内滑动被磨削工件47，使非金属半柔性磨削砂环12能够打磨到被磨削工件47的整个下表面；随着磨削的进行，非金属半柔性磨削砂环12的温度逐渐升高，收到热胀冷缩的影响，非金属半柔性磨削砂环12的表面积会变大，但是由于磨削基环中空腔室19中空气温度的升高，磨削基环中空腔室19中的气体能够进一步撑起非金属半柔性磨削砂环12，防止非金属半柔性磨削砂环12的表面变得松弛；当非金属半柔性磨削砂环12运动到被磨削工件47的曲面边缘时，扭转式磨削环9在旋转的同时发生倾斜，扭转式磨削环9翘起方向的自动复位型伸缩扭转组件6伸长、与扭转式磨削环9的翘起方向相反的自动复位型伸缩扭转组件6压缩，扭转式磨削环9的扭转方向两侧的自动复位型伸缩扭转组件6，通过可扭转伸缩杆14的活塞边缘球面26和异形伸缩套管13的伸缩套管球形内腔23转动，此时可扭转伸缩杆14上靠近圆柱形活塞25的一段位于伸缩套管端部槽口24中，以上便是本发明整体的工作流程，下次使用时重复此步骤即可。

实际的操作过程非常简单易行，仅仅包括：由外接气泵提供动力，通过低真空压吸盘46吸附固定住被磨削工件47；然后启动磨削驱动电机29，磨削驱动电机29的输出轴带着自适应扭转式环形磨削部件1高速旋转，同时通过打磨头升降电推杆27对自适应扭转式环形磨削部件1举升，使非金属半柔性磨削砂环12和被磨削工件47滑动接触；通过打磨部横滑装置3和弧形龙门式吸附型物料架4的联动在平面内滑动被磨削工件47，使非金属半柔性磨削砂环12能够打磨到被磨削工件47的整个下表面；当非金属半柔性磨削砂环12运动到被磨削工件47的曲面边缘时，扭转式磨削环9在旋转的同时发生倾斜，扭转式磨削环9翘起方向的自动复位型伸缩扭转组件6伸长、与扭转式磨削环9的翘起方向相反的自动复位型伸缩扭转组件6压缩，扭转式磨削环9的扭转方向两侧的自动复位型伸缩扭转组件6，通过可扭转伸缩杆14的活塞边缘球面26和异形伸缩套管13的伸缩套管球形内腔23转动，此时可扭转伸缩杆14上靠近圆柱形活塞25的一段位于伸缩套管端部槽口24中。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种变压式高精度外曲面磨削装置，其特征在于：包括自适应扭转式环形磨削部件（1）、打磨头驱动进给装置（2）、打磨部横滑装置（3）和弧形龙门式吸附型物料架（4），所述自适应扭转式环形磨削部件（1）设于打磨头驱动进给装置（2）上，所述打磨头驱动进给装置（2）设于打磨部横滑装置（3）上，所述弧形龙门式吸附型物料架（4）设于打磨部横滑装置（3）上；所述自适应扭转式环形磨削部件（1）包括热胀型非金属磨削腔囊组件（5）、自动复位型伸缩扭转组件（6）和自动排屑式鼓风扇（7），所述热胀型非金属磨削腔囊组件（5）卡合设于打磨头驱动进给装置（2）上，所述自动复位型伸缩扭转组件（6）环形均布设于热胀型非金属磨削腔囊组件（5）上，所述自动排屑式鼓风扇（7）上设有鼓风扇安装座（16），所述自动排屑式鼓风扇（7）通过鼓风扇安装座（16）环形均布设于热胀型非金属磨削腔囊组件（5）上。

2.根据权利要求1所述的一种变压式高精度外曲面磨削装置，其特征在于：所述热胀型非金属磨削腔囊组件（5）包括旋转磨削基台（8）、扭转式磨削环（9）、耳环铰接销轴（10）、耳环通用铰接座（11）和非金属半柔性磨削砂环（12），所述旋转磨削基台（8）卡合设于打磨头驱动进给装置（2）上，所述旋转磨削基台（8）上环形均布设有旋转基台外侧耳环（17），所述自动排屑式鼓风扇（7）和旋转基台外侧耳环（17）呈交替间歇布置，所述扭转式磨削环（9）的内部环形均布设有磨削环内侧耳环（18），所述耳环铰接销轴（10）卡合设于旋转基台外侧耳环（17）中，所述耳环铰接销轴（10）卡合设于磨削环内侧耳环（18）中，所述耳环通用铰接座（11）上设有铰接座圆孔（20），所述耳环通用铰接座（11）通过铰接座圆孔（20）转动设于耳环铰接销轴（10）上，所述扭转式磨削环（9）上设有磨削基环中空腔室（19），所述非金属半柔性磨削砂环（12）上设有磨砂环刚性固定侧架（21），所述非金属半柔性磨削砂环（12）通过磨砂环刚性固定侧架（21）卡合设于磨削基环中空腔室（19）中，所述磨砂环刚性固定侧架（21）和磨削基环中空腔室（19）的内壁之间密封连接。

3.根据权利要求2所述的一种变压式高精度外曲面磨削装置，其特征在于：所述自动复位型伸缩扭转组件（6）包括异形伸缩套管（13）、可扭转伸缩杆（14）和自动复位弹簧（15），所述异形伸缩套管（13）上设有伸缩套管圆柱形内腔（22），所述异形伸缩套管（13）通过伸缩套管圆柱形内腔（22）的其中一端卡合设于耳环通用铰接座（11）上，所述异形伸缩套管（13）在伸缩套管圆柱形内腔（22）的中间位置设置有伸缩套管球形内腔（23），所述异形伸缩套管（13）在伸缩套管圆柱形内腔（22）的另一端设有伸缩套管端部槽口（24），所述可扭转伸缩杆（14）上设有圆柱形活塞（25），所述可扭转伸缩杆（14）通过圆柱形活塞（25）卡合滑动设于伸缩套管圆柱形内腔（22）中，所述可扭转伸缩杆（14）上设有活塞边缘球面（26），所述活塞边缘球面（26）和伸缩套管球形内腔（23）滑动密封接触，所述自动复位弹簧（15）的一端设于异形伸缩套管（13）的端部，所述自动复位弹簧（15）的另一端设于耳环通用铰接座（11）上。

4.根据权利要求3所述的一种变压式高精度外曲面磨削装置，其特征在于：所述打磨头驱动进给装置（2）包括打磨头升降电推杆（27）、穹顶式电机安装座（28）和磨削驱动电机（29），所述打磨头升降电推杆（27）环形均布设于打磨部横滑装置（3）上，所述穹顶式电机安装座（28）上设有升降固定法兰（30），所述穹顶式电机安装座（28）通过升降固定法兰（30）设于打磨头升降电推杆（27）的推杆上，所述穹顶式电机安装座（28）上设有锥形导流式顶部（31），所述磨削驱动电机（29）卡合设于穹顶式电机安装座（28）中，所述旋转磨削基台（8）卡合设于磨削驱动电机（29）的输出轴上。

5.根据权利要求4所述的一种变压式高精度外曲面磨削装置，其特征在于：所述打磨部横滑装置（3）包括方形主体底座（32）、横滑导向导轨（33）、横滑滑块（34）、横滑滑板（35）和横滑直线驱动电机（36），所述横滑导向导轨（33）对称设于方形主体底座（32）上，所述横滑滑块（34）卡合滑动设于横滑导向导轨（33）上，所述横滑滑板（35）设于横滑滑块（34）上，所述打磨头升降电推杆（27）设于横滑滑板（35）上，所述横滑直线驱动电机（36）的固定部设于方形主体底座（32）上，所述横滑直线驱动电机（36）的运动部设于横滑滑板（35）的底部。

6.根据权利要求5所述的一种变压式高精度外曲面磨削装置，其特征在于：所述弧形龙门式吸附型物料架（4）包括固定式顶部支架组件（37）、吊装式吸附装置（38）和纵滑电缸推移组件（39），所述固定式顶部支架组件（37）设于方形主体底座（32）上，所述吊装式吸附装置（38）设于固定式顶部支架组件（37）上，所述纵滑电缸推移组件（39）设于固定式顶部支架组件（37）上。

7.根据权利要求6所述的一种变压式高精度外曲面磨削装置，其特征在于：所述固定式顶部支架组件（37）包括弧形定式侧架（40）、纵滑导向导轨（41）、纵滑导向滑块（42）和纵滑滑板（43），所述弧形定式侧架（40）对称设于方形主体底座（32）上，所述纵滑导向导轨（41）设于弧形定式侧架（40）上，所述纵滑导向滑块（42）卡合滑动设于纵滑导向导轨（41）上，所述纵滑滑板（43）设于纵滑导向滑块（42）上。

8.根据权利要求7所述的一种变压式高精度外曲面磨削装置，其特征在于：所述吊装式吸附装置（38）包括悬吊式立柱（44）、圆形吸盘架（45）、低真空压吸盘（46）和被磨削工件（47），所述悬吊式立柱（44）对称设于纵滑滑板（43）的底部，所述圆形吸盘架（45）设于悬吊式立柱（44）上，所述低真空压吸盘（46）卡合设于圆形吸盘架（45）上，所述低真空压吸盘（46）环形均布设有若干组，所述被磨削工件（47）通过低真空压吸盘（46）吸附固定。

9.根据权利要求8所述的一种变压式高精度外曲面磨削装置，其特征在于：所述纵滑电缸推移组件（39）包括纵滑电缸固定架（48）、纵滑推移电缸（49）和固定式推板（50），所述纵滑电缸固定架（48）对称设于纵滑滑板（43）上，所述纵滑推移电缸（49）卡合设于纵滑电缸固定架（48）中，所述固定式推板（50）设于弧形定式侧架（40）的其中一组的顶部，所述纵滑推移电缸（49）的推杆和固定式推板（50）固接，所述非金属半柔性磨削砂环（12）为不透气材料。

10.一种根据权利要求1-9任意一项所述的变压式高精度外曲面磨削装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：由外接气泵提供动力，通过低真空压吸盘（46）吸附固定住被磨削工件（47）；

步骤二：启动磨削驱动电机（29），磨削驱动电机（29）的输出轴带着自适应扭转式环形磨削部件（1）高速旋转，同时通过打磨头升降电推杆（27）对自适应扭转式环形磨削部件（1）举升，使非金属半柔性磨削砂环（12）和被磨削工件（47）滑动接触；

步骤三：通过打磨部横滑装置（3）和弧形龙门式吸附型物料架（4）的联动在平面内滑动被磨削工件（47），使非金属半柔性磨削砂环（12）能够打磨到被磨削工件（47）的整个下表面；

步骤四：当非金属半柔性磨削砂环（12）运动到被磨削工件（47）的曲面边缘时，扭转式磨削环（9）在旋转的同时发生倾斜，扭转式磨削环（9）翘起方向的自动复位型伸缩扭转组件（6）伸长、与扭转式磨削环（9）的翘起方向相反的自动复位型伸缩扭转组件（6）压缩，扭转式磨削环（9）的扭转方向两侧的自动复位型伸缩扭转组件（6），通过可扭转伸缩杆（14）的活塞边缘球面（26）和异形伸缩套管（13）的伸缩套管球形内腔（23）转动，此时可扭转伸缩杆（14）上靠近圆柱形活塞（25）的一段位于伸缩套管端部槽口（24）中。

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