CN114290198B - 一种合金棒料外圆打磨抛光装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及合金加工领域，具体涉及一种合金棒料外圆打磨抛光装置和方法。该装置在棒料外圆打磨抛光的路线上依次设置上料机构、打磨抛光机构和下料机构，在对合金棒料外圆进行打磨抛光时，棒料被放置倒上料机构的上料架后，通过上料机构，由托轮辊道机构被送到打磨抛光机构的磨削区域，棒料通过气动压紧机构固定后进行打磨抛光，经由下料机构送到过渡存料架上暂存，最终经由手工修磨机构修磨完毕后，落到终端存料架上，完成整个打磨抛光加工过程。本发明用于对铸造成型的高温合金棒料的去氧化皮打磨和抛光，实现了合金棒料从上料到外圆打磨抛光到下料的连续化规模生产，从而提高了生成效率，节省了人力物力，实现了母合金棒料批量加工处理。

Description

一种合金棒料外圆打磨抛光装置和方法

技术领域

本发明涉及合金加工领域，具体涉及一种合金棒料外圆打磨抛光装置和方法。

背景技术

高温合金由于具有优异的综合性能，被广泛应用制造航空、航天等先进动力系统的热端部件。真空熔铸的母合金棒料表面会存在氧化皮和气孔等缺陷，因此在使用前，需要经过抛光打磨等后处理工序。常规磨床使用的砂轮磨头主要成分是氧化铝，由于母合金材料硬度较高，砂轮磨头与母合金棒料在高速磨削过程中产生的磨屑易在高温下发生反应，加上磨削过程为了降温喷的冷却水，砂轮磨头孔隙极易被塞住而密死，不仅影响合金棒料表面打磨的质量，严重的还会因砂轮磨头密死膨胀发生事故。此外，母合金棒料受铸造工艺的影响，会存在一定的弯曲，传统的方法对棒料表面进行磨削加工，为获得较好的表面质量，需要先通过车削去掉表面氧化皮，并找正，将棒料的直线度严格控制在一定范围内，然后再进行粗磨、精磨加工，不仅费时费力，也会因去除量大，造成母合金材料的浪费。同时，这些加工处理工序均需要人工进行搬运操作，耗费人力物力，并难以实现连续化及规模化生产。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种合金棒料外圆打磨抛光装置和方法，所要解决的技术问题是实现母合金棒料铸造后的外圆打磨抛光，以达到加工后表面呈现一致金属光泽、无夹杂物，在保证质量的前提下，去除量尽可能少，且更加高效智能。

本发明的技术方案是：

一种合金棒料外圆打磨抛光装置，该装置包括：上料机构、打磨抛光机构、下料机构、托轮辊道机构，从棒料被放置到上料机构的上料架上，到经过打磨抛光机构打磨抛光加工，最终达到下料机构的终端存料架上，在棒料外圆打磨抛光的路线上依次设置上料机构、打磨抛光机构和下料机构；其中，棒料经过上料机构、打磨抛光机构和下料机构的过程中，棒料均由托轮辊道机构支撑并驱动滚动前进。

所述的合金棒料外圆打磨抛光装置，还包括控制台，控制台分别通过线路与上料机构、打磨抛光机构、下料机构、托轮辊道机构的电动部分连接。

所述的合金棒料外圆打磨抛光装置，在上料机构中，上料架的低端同一直线上均匀分布有挡料块，在每个挡料块的一侧对应位置分别设有一个翻料拨爪，翻料拨爪的一侧下部与同一根翻料横梁连接，翻料横梁下方通过转轴与底部翻料气缸连接；在对应翻料拨爪另一侧每个挡料块位置分别设有一个托架，托架底部与立柱的上端相连，立柱的下端分别连在升降横梁上，升降横梁通过其上连接的滑块与直线导轨呈滑动配合，升降横梁的底部中间安装于托架气缸的输出端；相邻翻料拨爪之间设置托轮，托轮安装于水平轴上，翻料拨爪带运棒料翻转方向与托架相对应，托架下降方向与托轮相对应。

所述的合金棒料外圆打磨抛光装置，打磨抛光机构设有封闭式防护罩和四套磨头：砂轮磨头一、砂轮磨头二、砂带磨头一和砂带磨头二，砂轮磨头一、砂轮磨头二、砂带磨头一和砂带磨头二沿棒料运行方向并列设置，每套磨头后方对应位置开有吸尘口，各吸尘口与吸尘支管的一端相连，吸尘支管的一端与吸尘干管相连通；在封闭式防护罩一侧下方开有除尘孔，吸尘干管穿设于除尘孔，吸尘干管位于封闭式防护罩外的一端与除尘机相连通；

砂轮磨头一与砂轮磨头二背对背安装，分别各由一个电机通过带传动驱动旋转；砂带磨头一和砂带磨头二背对背安装，分别各由一个电机通过带传动，带动驱动轮实现转动；驱动轮和张紧轮相对设置，砂带套装于驱动轮和张紧轮上，砂带通过驱动轮和张紧轮支撑，驱动轮通过支架安装在磨头座上，张紧气缸安装在磨头座的相邻一侧上，张紧气缸通过推杆连接张紧轮支撑叉，支撑叉上安装着张紧轮，张紧轮支撑叉外侧装有调节螺杆。

所述的合金棒料外圆打磨抛光装置，砂轮磨头一、砂轮磨头二配置一套磨头升降浮动机构，砂带磨头一和砂带磨头二配置一套磨头升降浮动机构，磨头升降浮动机构的主体立柱为方形钢管构成，立柱安装于设备承重支架上，立柱正前方沿竖向安装有两条导轨和一根丝杠；电机安装在立柱上端，砂轮磨头一、砂轮磨头二分别安装在对应的磨头座上，两个磨头座对称固定在同一个升降滑板的一面，升降滑板另一面安装有与两条导轨对应且呈滑动配合的滑块；电机的下端安装减速机，减速机的输出端安装丝杠；

砂轮磨头一、砂轮磨头二配置一套浮动磨削机构，砂带磨头一和砂带磨头二配置一套浮动磨削机构，浮动磨削机构设有浮动气缸、连接板和转杆，浮动气缸一端通过连接板安装在磨头座上，浮动气缸另一端通过转杆连接到滑板上，滑板通过转轴与磨头座连接。

所述的合金棒料外圆打磨抛光装置，打磨抛光机构还包括气动压紧机构，在砂轮磨头一、砂轮磨头二两侧设置一套气动压紧机构，在砂带磨头一、砂带磨头二两侧设置一套气动压紧机构；气动压紧机构设有支撑立柱、压紧气缸、压紧杠杆和压紧轮，支撑立柱与压紧气缸呈平行方向布置，支撑立柱、压紧气缸与水平的压紧杠杆呈垂直方向布置，压紧杠杆一端与压紧气缸的上端连接，压紧杠杆的中部与支撑立柱的上端铰接，压紧杠杆另一端并排安装两个压紧轮；当棒料前端运行到压紧轮下方时，压紧气缸做上升动作，压紧杠杆绕支撑立柱摆动，压轮向下将棒料压紧；当棒料尾端即将离开压紧轮时，压紧气缸做下降动作，压紧杠杆绕支撑立柱摆动，使压紧轮抬起。

所述的合金棒料外圆打磨抛光装置，下料机构包括气动升降托架、过渡存料架、手工修磨机构、棒料V型轮传送机构和终端存料架，气动升降托架位于打磨抛光机构的棒料输出端，气动升降托架的一侧依次设置过渡存料架、手工修磨机构，终端存料架与过渡存料架并排设置，棒料V型轮传送机构设置于过渡存料架和终端存料架的一侧，棒料V型轮传送机构分别与过渡存料架的棒料输出端、终端存料架的棒料输入端相对应，其中：

气动升降托架包括安装支架、升降导轨、气缸、支撑梁、托块，安装支架上竖向安装两个升降导轨，升降导轨与安装支架呈滑动配合，在底部升降驱动气缸上端安装托块支承梁，支撑梁上均布安装若干托块，支撑梁的一侧与升降导轨相连，过渡存料架与托块上升方向相对应；

手工修磨机构包括拨料机构、手轮、主动托轮、从动托轮，拨料机构设有横向气缸、转轴、拨料片，在过渡存料架下方安装横向气缸，横向气缸的气缸推杆与水平转轴垂直安装，在转轴上同轴装有拨料片，拨料片的顶部凹槽与棒料相对应；过渡存料架的一侧并排位置相对设置两个水平轴，其中：一个水平轴上安装主动托轮和手轮，手轮位于所述水平轴的一端，另一个水平轴上安装从动托轮，主动托轮与从动托轮一一对应且留有间隙；

棒料V型轮传送机构包括升降气缸一、支撑横梁、转动支架、V型轮一、V型轮二、固定竖梁、升降气缸二、挡板、升降横梁，支撑横梁设置于过渡存料架和终端存料架的一侧，支撑横梁与终端存料架相对应的一端部安装于转动支架上，支撑横梁与过渡存料架相对应的另一端部安装升降气缸一，升降气缸一的气缸推杆与支撑横梁的另一端部相连；

支撑横梁上与过渡存料架对应部分均匀安装固定竖梁，每个固定竖梁上安装一个V型轮一，V型轮一上方与手工修磨后的棒料相对应，V型轮一沿着与手工修磨后的棒料轴线平行方向均匀排布；

支撑横梁上与终端存料架对应部分安装升降气缸二，升降气缸二的上端安装水平的升降横梁，升降横梁上均匀安装V型轮二，V型轮二与V型轮一相对应且位于同一条直线，终端存料架上设置挡板，挡板与棒料V型轮传送机构末端相对应。

所述的合金棒料外圆打磨抛光装置，托轮辊道机构包括上料端部分、磨削区域部分、下料端部分，上料端部分位于上料机构的棒料输出端，磨削区域部分位于打磨抛光机构的一侧，下料端部分位于打磨抛光机构的输出端；每个部分的托轮辊道机构设有主动托轮、从动托轮、主动托轮传动轴、支座、主动托轮驱动机构、支撑架，主动托轮与棒料轴线平行，主动托轮安装在一根主动托轮传动轴上，主动托轮传动轴的一端与主动托轮驱动机构连接，由主动托轮驱动机构带动主动托轮传动轴旋转，主动托轮传动轴中间由主动托轮传动轴支座提供支撑；从动托轮轴线与棒料轴线呈5～10°夹角，从动托轮两端由支撑架提供支撑。

一种合金棒料外圆打磨抛光方法，在对合金棒料外圆进行打磨抛光时，棒料被放置倒上料机构的上料架后，通过上料机构，由托轮辊道机构被送到打磨抛光机构的磨削区域，棒料通过气动压紧机构固定后，分别经过砂轮磨头一、砂轮磨头二、砂带磨头一、砂带磨头二打磨抛光，经由下料机构送到过渡存料架上暂存，最终经由手工修磨机构修磨完毕后，落到终端存料架上，完成整个打磨抛光加工过程。

所述的合金棒料外圆打磨抛光方法，具体包括以下步骤：

步骤一：人工将成捆的棒料放置到上料架的承料平台上，上料机构将棒料逐根运送到上料端部分的托轮辊道机构上；棒料从上料端到磨削区域，再到下料端，均由托轮辊道机构支撑并驱动滚动前进，棒料轴向前进速度为0.2～2m/min；

步骤二：棒料进入到气动压紧机构的检测范围内，压紧轮向下压紧棒料，在被打磨过程中，至少有一组压紧轮压住棒料；棒料外圆粗磨加工是由砂轮磨头一、砂轮磨头二完成，精磨由砂带磨头一、砂带磨头二完成，两套砂轮磨头用于去掉棒料表面氧化皮和气孔缺陷，两套砂带磨头用于去除棒料外圆上径砂轮打磨时留下的磨痕；其中，砂轮、砂带线速度为20～40m/s；磨头对棒料的磨削方式为恒压力浮动磨削，磨削压力设定为0.1～0.4MPa；

步骤三：棒料通过四套磨头后到达下料端部分的托轮辊道机构，并滚落到下料端的过渡存料架上，然后手动操作启动拨料机构，使棒料滚落到手工修磨机构的主动托轮、从动托轮上，在此工位棒料作360°旋转，操作者对棒料表面未打磨掉的坑点进行手动修磨后，手动操作启动棒料V型轮传送机构，将棒料运送到下料端的终端存料架上顺次排列，由人工打捆运走。

借由上述技术方案，本发明一种合金棒料外圆打磨抛光装置和方法至少具有下列优点及有益效果：

1、与原有加工方式相比，本发明装置结构紧凑，巧妙的将砂轮磨头和砂带磨头采用柔性设计并配合使用，既减少了加工工序，降低了上下料过程中的时间和人工成本，提高了加工效率。同时高质量的实现母合金棒料铸造后的外圆打磨抛光，在去除量尽可能少的情况下，使合金棒料表面加工后可达到呈现一致金属光泽、无打磨痕和加工震纹，无夹杂物，避免了材料的浪费。

2、本发明打磨抛光区域作为本设备的主体装置，共配置四套磨头，前两套磨头安装金刚石砂轮，对棒料表面氧化皮进行强力打磨；后两套砂轮磨头安装金刚石砂带，对经砂轮打磨的棒料表面进行抛光，以去除棒料外圆上经砂轮打磨时留下的磨痕。该装置采用干式磨削，配置除尘器进行粉尘收集。同时，配置上料机构、下料机构和托轮辊道机构，能实现棒料的轴向自动送进。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍：

图1合金棒料外圆打磨抛光装置整体结构示意图。

图2上料机构结构示意图。

图3上料端挡料及翻料机构结构示意图。

图4上料端托架升降机构结构示意图。

图5打磨抛光机构整体结构示意图。

图6除尘装置结构示意图。

图7砂轮磨头及砂带磨头结构示意图。

图8砂轮带张紧机构结构示意图。

图9磨头升降浮动机构结构示意图。

图10气动压紧机构整体布置图。

图11气动压紧机构结构示意图。

图12下料机构结构示意图。

图13手工修磨机构结构示意图。

图14棒料V型轮传送机构示意图。

图15托轮辊道机构整体示意图。

图16托轮辊道机构结构示意图。

图中标号名称：

100上料机构，101棒料，102上料架，103挡料块，104直线导轨，105托轮，106翻料拨爪，107翻料横梁，108转轴，109翻料气缸，110托架，111立柱，112滑块，113托架气缸，114升降横梁。

200打磨抛光机构，201封闭式防护罩，202砂轮磨头一，203砂轮磨头二，204砂带磨头一，205砂带磨头二，206吸尘口，207吸尘支管，208吸尘干管，209除尘孔，210电机，211驱动轮，212砂带，213张紧轮，214支架，215磨头座，216张紧气缸，217支撑叉，218调节螺杆，219砂带防护罩，220立柱，221设备承重支架，222导轨，223丝杠，224电机，225磨头座，226升降滑板，227滑块，228浮动气缸，229连接板，230转杆，231转轴，232气动压紧机构，233支撑立柱，234压紧气缸，235压紧杠杆，236压紧轮，237减速机。

300下料机构，301安装支架，302升降导轨，303气缸，304支撑梁，305托块，306过渡存料架，307横向气缸，308转轴，309拨料片，310手轮，311主动托轮，312从动托轮，313升降气缸一，314支撑横梁，315转动支架，316、V型轮一，317、V型轮二，318终端存料架，319固定竖梁，320升降气缸二，321挡板，322升降横梁。

400托轮辊道机构，400(1)上料端部分，400(2)磨削区域部分，400(3)下料端部分，401主动托轮，402从动托轮，403主动托轮传动轴，404支座，405主动托轮驱动机构，406支撑架。

500控制台。

具体实施方式

下面，结合附图对本发明实施作进一步说明：

请参见图1，为合金棒料外圆打磨抛光装置的整体构成，该装置主要包括：上料机构100、打磨抛光机构200、下料机构300、托轮辊道机构400，从棒料101被放置到上料机构100的上料架102上，到经过打磨抛光机构200打磨抛光加工，最终达到下料机构300的终端存料架318上，在棒料101外圆打磨抛光的路线上依次设置上料机构100、打磨抛光机构200和下料机构300。其中，棒料101经过上料机构100、打磨抛光机构200和下料机构300的过程中，棒料101均由托轮辊道机构400支撑并驱动滚动前进。此外，合金棒料外圆打磨抛光装置还包括控制台500，控制台500分别通过线路与上料机构100、打磨抛光机构200、下料机构300、托轮辊道机构400的电动部分连接，控制全套设备实现手动和自动操作，并能对砂带断带进行监测，在控制台500的触摸屏上可以设置棒料前进速度、磨头线速度等工艺参数。

如图2-图4所示，为上料机构的结构示意图，待加工合金棒料101放置在上料架102上，在上料架102的低端同一直线上均匀分布有四个挡料块103。在每个挡料块103的一侧对应位置分别设有一个翻料拨爪106，四个翻料拨爪106的一侧下部与同一根翻料横梁107连接，翻料横梁107下方通过转轴108与底部翻料气缸109连接，通过翻料气缸109上下运动，使翻料拨爪106绕转轴108转动。在对应翻料拨爪106另一侧每个挡料块103位置分别设有一个托架110，托架110底部与立柱111的上端相连，立柱111的下端分别连在升降横梁114上，升降横梁114可通过其上连接的滑块112，与直线导轨104呈滑动配合，升降横梁114的底部中间安装于托架气缸113的输出端，使托架110在托架气缸113作用下沿上下方向做直线升降运动。相邻翻料拨爪106之间设置托轮105，托轮105安装于水平轴上，翻料拨爪106带运棒料101翻转方向与托架110相对应，托架110下降方向与托轮105相对应。

当控制台500的PLC发出上料指令后，上料端托架110在托架气缸113带动下升起，翻料气缸109动作，翻料拨爪106将一根棒料101拨送到托架110上，然后托架110下行，将棒料101放置到托轮105上，即完成一次翻料动作。

如图5-图8所示，打磨抛光机构200设有封闭式防护罩201和四套磨头(砂轮磨头一202、砂轮磨头二203、砂带磨头一204和砂带磨头二205)。砂轮磨头一202、砂轮磨头二203、砂带磨头一204和砂带磨头二205沿棒料101运行方向并列设置，每套磨头后方对应位置开有吸尘口206，各吸尘口206与吸尘支管207的一端相连，吸尘支管207的一端与吸尘干管208相连通，并最终汇聚在吸尘干管208里。在封闭式防护罩201一侧下方开有除尘孔209，吸尘干管208穿设于除尘孔209，吸尘干管208位于封闭式防护罩201外的一端与除尘机237相连通，可将磨削产生灰尘抽出并收集(图5、图6)。

砂轮磨头一202与砂轮磨头二203背对背安装，分别各由一个电机210通过带传动驱动旋转。砂带磨头一204和砂带磨头二205背对背安装，分别各由一个电机210通过带传动，带动驱动轮211实现转动。驱动轮211和张紧轮213相对设置，砂带212套装于驱动轮211和张紧轮213上，砂带212通过驱动轮211和张紧轮213支撑，驱动轮211通过支架214安装在磨头座215上，张紧气缸216安装在磨头座215的相邻一侧上，张紧气缸216通过推杆连接张紧轮支撑叉217，支撑叉217上安装着张紧轮213，张紧轮支撑叉217外侧装有调节螺杆218，能在砂带运行跑偏时进行纠正，以保证砂带运行稳定，同时砂带212外侧装有砂带防护罩219(图7、图8)。

两套砂轮磨头(砂轮磨头一202、砂轮磨头二203)和两套砂带磨头(砂带磨头一204、砂带磨头二205)分别各用一套磨头升降浮动机构，原理与结构相同，因此这里取其中砂轮磨头一202、砂轮磨头二203的升降机构进行详细阐述。如图9所示，磨头升降浮动机构的主体立柱220为方形钢管构成，立柱220安装于设备承重支架221上，立柱220正前方沿竖向安装有两条导轨222和一根丝杠223。电机224安装在立柱220上端，砂轮磨头一202、砂轮磨头二203分别安装在对应的磨头座225上，两个磨头座225对称固定在同一个升降滑板226的一面，升降滑板226另一面安装有与两条导轨222对应且呈滑动配合的滑块227。电机224的下端安装减速机237，减速机237的输出端安装丝杠223，电机224通过减速机237输出动力，带动丝杠223旋转，从而驱动滑块227沿导轨222上下移动以调节砂轮磨头一202、砂轮磨头二203的高度位置(图9)。

此外，每套磨头还配有浮动磨削机构，浮动磨削机构设有浮动气缸228、连接板229和转杆230，浮动气缸228一端通过连接板229安装在磨头座225上，浮动气缸228另一端通过转杆230连接到升降滑板226上，升降滑板226通过转轴231与磨头座225连接。浮动气缸228运行时，通过滑块227带动磨头座225绕转轴231做一定角度的摆动，以达到恒压力浮动磨削，磨削深度由磨削压力决定，即磨轮能够随着棒料的不圆不直度而上下起伏摆动。

如图10-图11所示，打磨抛光机构200还包括气动压紧机构232，为保持磨削时棒料的稳定性，在两套砂轮磨头(砂轮磨头一202、砂轮磨头二203)和两套砂带磨头(砂带磨头一204、砂带磨头二205)两侧各设置一套气动压紧机构232，以保证棒料在被打磨过程中至少有一组压紧轮是压住棒料的。气动压紧机构232设有支撑立柱233、压紧气缸234、压紧杠杆235和压紧轮236，支撑立柱233与压紧气缸234呈平行方向布置，支撑立柱233、压紧气缸234与水平的压紧杠杆235呈垂直方向布置，压紧杠杆235一端与压紧气缸234的上端连接，压紧杠杆235的中部与支撑立柱233的上端铰接，压紧杠杆235另一端并排安装两个压紧轮236。当棒料101前端运行到压紧轮236下方时，压紧气缸234做上升动作，压紧杠杆235绕支撑立柱233摆动，压轮236向下将棒料101压紧；当棒料101尾端即将离开压紧轮236时，压紧气缸234做下降动作，压紧杠杆235绕支撑立柱233摆动，使压紧轮236抬起。

如图12-图14所示，下料机构300包括气动升降托架、过渡存料架306、手工修磨机构、棒料V型轮传送机构和终端存料架318，气动升降托架位于打磨抛光机构200的棒料101输出端，气动升降托架的一侧依次设置过渡存料架306、手工修磨机构，终端存料架318与过渡存料架306并排设置，棒料V型轮传送机构设置于过渡存料架306和终端存料架318的一侧，棒料V型轮传送机构分别与过渡存料架306的棒料101输出端、终端存料架318的棒料101输入端相对应，其中：

气动升降托架包括安装支架301、升降导轨302、气缸303、支撑梁304、托块305，安装支架301上竖向安装两个升降导轨302，升降导轨302与安装支架301呈滑动配合，在底部升降驱动气缸303上端安装托块支承梁304，支撑梁304上均布安装若干托块305，支撑梁304的一侧与升降导轨302相连，过渡存料架306与托块305上升方向相对应。当棒料101运行到托轮辊道机构400的下料端部分400(3)位置时，控制台500的PLC发出信号，气缸303带动支撑梁304和其上的托块305升起，使棒料101高于托轮辊道机构400的主动托轮传动轴403顶部，由于托块305支承面有微小的斜度，棒料101被托起高于主动托轮传动轴403顶部后，就会轻轻地滚落到过渡存料架306上顺次排列，气缸303随即下降，即完成一次下料动作(图12)。

手工修磨机构包括拨料机构、手轮310、主动托轮311、从动托轮312，拨料机构设有横向气缸307、转轴308、拨料片309，在过渡存料架306下方安装横向气缸307，横向气缸307的气缸推杆与水平转轴308垂直安装，在转轴308上同轴装有四个拨料片309，拨料片309的顶部凹槽与棒料101相对应；过渡存料架306的一侧并排位置相对设置两个水平轴，其中：一个水平轴上安装主动托轮311和手轮310，手轮310位于所述水平轴的一端，另一个水平轴上安装从动托轮312，主动托轮311与从动托轮312一一对应且留有间隙。拨料片309可在横向气缸307的作用下绕转轴308呈一定角度转动，从而拨动棒料101从过渡存料架306滚到主动托轮311、从动托轮312之间。旋转手轮310驱动主动托轮311旋转，从动托轮312与主动托轮311相对设置，从动托轮312起到支撑传递棒料101的作用，带动棒料101作360°转动，便于发现棒料101上需要手动修磨的部位，可进行手动修磨(图13)。

手动修磨完毕，棒料101通过棒料V型轮传送机构，送达终端存料架318的低端并依次排列。如图14所示，棒料V型轮传送机构包括升降气缸一313、支撑横梁314、转动支架315、V型轮一316、V型轮二317、固定竖梁319、升降气缸二320、挡板321、升降横梁322，支撑横梁314设置于过渡存料架306和终端存料架318的一侧，支撑横梁314与终端存料架318相对应的一端部安装于转动支架315上，支撑横梁314与过渡存料架306相对应的另一端部安装升降气缸一313，升降气缸一313的气缸推杆与支撑横梁314的另一端部相连；

支撑横梁314上与过渡存料架306对应部分均匀安装固定竖梁319，每个固定竖梁319上安装一个V型轮一316，V型轮一316上方与手工修磨后的棒料101相对应，V型轮一316沿着与手工修磨后的棒料101轴线平行方向均匀排布；

支撑横梁314上与终端存料架318对应部分安装升降气缸二320，升降气缸二320的上端安装水平的升降横梁322，升降横梁322上均匀安装V型轮二317，V型轮二317与V型轮一316相对应且位于同一条直线，终端存料架318上设置挡板321，挡板321与棒料V型轮传送机构末端相对应；

棒料V型轮传送机构的支撑横梁314右端在升降气缸一313的作用下升起，棒料101在自身重力作用下沿V型轮一316和V型轮二317向左滑动，碰撞到终端存料架318上的挡板321后停止滑动，然后升降气缸二320带动V型轮二317下沉，棒料101滚落到终端存料架318的低端并依次排列。

如图15-图16所示，托轮辊道机构400包括上料端部分400(1)、磨削区域部分400(2)、下料端部分400(3)，上料端部分400(1)位于上料机构100的棒料101输出端，磨削区域部分400(2)位于打磨抛光机构200的一侧，下料端部分400(3)位于打磨抛光机构200的输出端。每个部分的托轮辊道机构400设有主动托轮401、从动托轮402、主动托轮传动轴403、支座404、主动托轮驱动机构405、支撑架406，主动托轮401与棒料101轴线平行，主动托轮401安装在一根主动托轮传动轴403上，主动托轮传动轴403的一端与主动托轮驱动机构405连接，由主动托轮驱动机构405带动主动托轮传动轴403旋转，主动托轮传动轴403中间由主动托轮传动轴支座404提供支撑。从动托轮402轴线与棒料101轴线呈7°夹角，从动托轮402两端由支撑架406提供支撑。主动托轮401驱动棒料101旋转，棒料101带动从动托轮402旋转，由于从动托轮402倾斜安装，从动托轮旋转产生的水平分力就驱动棒料轴向前进。

如图1-图16所示，本发明还提供一种棒料外圆打磨抛光加工方法，利用前述的外圆打磨抛光机构，在对合金棒料外圆进行打磨抛光时，棒料101被放置倒上料机构100的上料架102后，通过上料机构100，由托轮辊道机构400被送到打磨抛光机构200的磨削区域，棒料101通过气动压紧机构232固定后，分别经过两套砂轮磨头(砂轮磨头一202、砂轮磨头二203)和两套砂带磨头(砂带磨头一204、砂带磨头二205)打磨抛光，经由下料机构300送到过渡存料架306上暂存，最终经由手工修磨机构修磨完毕后，落到终端存料架318上，完成整个打磨抛光加工过程。具体包括以下步骤：

步骤一：人工将成捆的棒料101放置到上料架102的承料平台上，上料机构100能将棒料101逐根运送到上料端部分400(1)的托轮辊道机构400上。棒料101从上料端到磨削区域，再到下料端，均由托轮辊道机构400支撑并驱动滚动前进，棒料101轴向前进速度为0.2～2m/min。

步骤二：棒料101进入到气动压紧机构232的接近开关检测范围内，压紧轮236向下压紧棒料101，为保证安全，在被打磨过程中，至少有一组压紧轮236是压住棒料101的。棒料外圆粗磨加工是由两套砂轮磨头(砂轮磨头一202、砂轮磨头二203)完成，精磨由两套砂带磨头(砂带磨头一204、砂带磨头二205)完成，四套磨头均采用金刚石材料。两套砂轮磨头主要用于去掉棒料表面氧化皮和气孔等缺陷，两套砂带磨头主要用于去除棒料外圆上径砂轮打磨时留下的磨痕。其中，砂轮、砂带线速度为20～40m/s；磨头对棒料的磨削方式为恒压力浮动磨削，磨削压力设定为0.1～0.4MPa。

步骤三：棒料101通过四套磨头后到达下料端部分400(3)的托轮辊道机构400，并滚落到下料端的过渡存料架306上，然后手动操作启动拨料机构，使棒料101滚落到手工修磨机构的主动托轮311、从动托轮312上，在此工位棒料101可作360°旋转，操作者对棒料101表面未打磨掉的坑点进行手动修磨后，手动操作启动棒料V型轮传送机构，将棒料101运送到下料端的终端存料架318上顺次排列，由人工打捆运走。

结果表明，本发明用于对铸造成型的高温合金棒料的去氧化皮打磨和抛光，实现了合金棒料从上料，到外圆打磨抛光，到下料的连续化规模生产，所能加工棒料直径为70mm～80mm，长度为700～1000mm，棒料直线度≤3/1000mm，加工效率为2～5min/根。从而，提高了生成效率，节省了人力物力，实现了母合金棒料批量加工处理。

Claims (8)

1.一种合金棒料外圆打磨抛光装置，其特征在于，该装置包括：上料机构、打磨抛光机构、下料机构、托轮辊道机构，从棒料被放置到上料机构的上料架上，到经过打磨抛光机构打磨抛光加工，最终达到下料机构的终端存料架上，在棒料外圆打磨抛光的路线上依次设置上料机构、打磨抛光机构和下料机构；其中，棒料经过上料机构、打磨抛光机构和下料机构的过程中，棒料均由托轮辊道机构支撑并驱动滚动前进；

在上料机构中，上料架的低端同一直线上均匀分布有挡料块，在每个挡料块的一侧对应位置分别设有一个翻料拨爪，翻料拨爪的一侧下部与同一根翻料横梁连接，翻料横梁下方通过转轴与底部翻料气缸连接；在对应翻料拨爪另一侧每个挡料块位置分别设有一个托架，托架底部与立柱的上端相连，立柱的下端分别连在升降横梁上，升降横梁通过其上连接的滑块与直线导轨呈滑动配合，升降横梁的底部中间安装于托架气缸的输出端；相邻翻料拨爪之间设置托轮，托轮安装于水平轴上，翻料拨爪带动棒料翻转方向与托架相对应，托架下降方向与托轮相对应；

下料机构包括气动升降托架、过渡存料架、手工修磨机构、棒料V 型轮传送机构和终端存料架，气动升降托架位于打磨抛光机构的棒料输出端，气动升降托架的一侧依次设置过渡存料架、手工修磨机构，终端存料架与过渡存料架并排设置，棒料V 型轮传送机构设置于过渡存料架和终端存料架的一侧，棒料V 型轮传送机构分别与过渡存料架的棒料输出端、终端存料架的棒料输入端相对应，其中：

气动升降托架包括安装支架、升降导轨、气缸、支撑梁、托块，安装支架上竖向安装两个升降导轨，升降导轨与安装支架呈滑动配合，在底部升降驱动气缸上端安装托块支承梁，支撑梁上均布安装若干托块，支撑梁的一侧与升降导轨相连，过渡存料架与托块上升方向相对应；

手工修磨机构包括拨料机构、手轮、主动托轮、从动托轮，拨料机构设有横向气缸、转轴、拨料片，在过渡存料架下方安装横向气缸，横向气缸的气缸推杆与水平转轴垂直安装，在转轴上同轴装有拨料片，拨料片的顶部凹槽与棒料相对应；过渡存料架的一侧并排位置相对设置两个水平轴，其中：一个水平轴上安装主动托轮和手轮，手轮位于所述水平轴的一端，另一个水平轴上安装从动托轮，主动托轮与从动托轮一一对应且留有间隙；

棒料V 型轮传送机构包括升降气缸一、支撑横梁、转动支架、V型轮一、V型轮二、固定竖梁、升降气缸二、挡板、升降横梁，支撑横梁设置于过渡存料架和终端存料架的一侧，支撑横梁与终端存料架相对应的一端部安装于转动支架上，支撑横梁与过渡存料架相对应的另一端部安装升降气缸一，升降气缸一的气缸推杆与支撑横梁的另一端部相连；

支撑横梁上与过渡存料架对应部分均匀安装固定竖梁，每个固定竖梁上安装一个V型轮一，V型轮一上方与手工修磨后的棒料相对应，V型轮一沿着与手工修磨后的棒料轴线平行方向均匀排布；

支撑横梁上与终端存料架对应部分安装升降气缸二，升降气缸二的上端安装水平的升降横梁，升降横梁上均匀安装V型轮二，V型轮二与V型轮一相对应且位于同一条直线，终端存料架上设置挡板，挡板与棒料V 型轮传送机构末端相对应。

2.按照权利要求1所述的合金棒料外圆打磨抛光装置，其特征在于，还包括控制台，控制台分别通过线路与上料机构、打磨抛光机构、下料机构、托轮辊道机构的电动部分连接。

3.按照权利要求1所述的合金棒料外圆打磨抛光装置，其特征在于，打磨抛光机构设有封闭式防护罩和四套磨头：砂轮磨头一、砂轮磨头二、砂带磨头一和砂带磨头二，砂轮磨头一、砂轮磨头二、砂带磨头一和砂带磨头二沿棒料运行方向并列设置，每套磨头后方对应位置开有吸尘口，各吸尘口与吸尘支管的一端相连，吸尘支管的一端与吸尘干管相连通；在封闭式防护罩一侧下方开有除尘孔，吸尘干管穿设于除尘孔，吸尘干管位于封闭式防护罩外的一端与除尘机相连通；

砂轮磨头一与砂轮磨头二背对背安装，分别各由一个电机通过带传动驱动旋转；砂带磨头一和砂带磨头二背对背安装，分别各由一个电机通过带传动，带动驱动轮实现转动；驱动轮和张紧轮相对设置，砂带套装于驱动轮和张紧轮上，砂带通过驱动轮和张紧轮支撑，驱动轮通过支架安装在磨头座上，张紧气缸安装在磨头座的相邻一侧上，张紧气缸通过推杆连接张紧轮支撑叉，支撑叉上安装着张紧轮，张紧轮支撑叉外侧装有调节螺杆。

4.按照权利要求3所述的合金棒料外圆打磨抛光装置，其特征在于，砂轮磨头一、砂轮磨头二配置一套磨头升降浮动机构，砂带磨头一和砂带磨头二配置一套磨头升降浮动机构，磨头升降浮动机构的主体立柱为方形钢管构成，立柱安装于设备承重支架上，立柱正前方沿竖向安装有两条导轨和一根丝杠；电机安装在立柱上端，砂轮磨头一、砂轮磨头二分别安装在对应的磨头座上，两个磨头座对称固定在同一个升降滑板的一面，升降滑板另一面安装有与两条导轨对应且呈滑动配合的滑块；电机的下端安装减速机，减速机的输出端安装丝杠；

砂轮磨头一、砂轮磨头二配置一套浮动磨削机构，砂带磨头一和砂带磨头二配置一套浮动磨削机构，浮动磨削机构设有浮动气缸、连接板和转杆，浮动气缸一端通过连接板安装在磨头座上，浮动气缸另一端通过转杆连接到升降滑板上，升降滑板通过转轴与磨头座连接。

5.按照权利要求3所述的合金棒料外圆打磨抛光装置，其特征在于，打磨抛光机构还包括气动压紧机构，在砂轮磨头一、砂轮磨头二两侧设置一套气动压紧机构，在砂带磨头一、砂带磨头二两侧设置一套气动压紧机构；气动压紧机构设有支撑立柱、压紧气缸、压紧杠杆和压紧轮，支撑立柱与压紧气缸呈平行方向布置，支撑立柱、压紧气缸与水平的压紧杠杆呈垂直方向布置，压紧杠杆一端与压紧气缸的上端连接，压紧杠杆的中部与支撑立柱的上端铰接，压紧杠杆另一端并排安装两个压紧轮；当棒料前端运行到压紧轮下方时，压紧气缸做上升动作，压紧杠杆绕支撑立柱摆动，压轮向下将棒料压紧；当棒料尾端即将离开压紧轮时，压紧气缸做下降动作，压紧杠杆绕支撑立柱摆动，使压紧轮抬起。

6.按照权利要求1所述的合金棒料外圆打磨抛光装置，其特征在于，托轮辊道机构包括上料端部分、磨削区域部分、下料端部分，上料端部分位于上料机构的棒料输出端，磨削区域部分位于打磨抛光机构的一侧，下料端部分位于打磨抛光机构的输出端；每个部分的托轮辊道机构设有主动托轮、从动托轮、主动托轮传动轴、支座、主动托轮驱动机构、支撑架，主动托轮与棒料轴线平行，主动托轮安装在一根主动托轮传动轴上，主动托轮传动轴的一端与主动托轮驱动机构连接，由主动托轮驱动机构带动主动托轮传动轴旋转，主动托轮传动轴中间由主动托轮传动轴支座提供支撑；从动托轮轴线与棒料轴线呈5~10°夹角，从动托轮两端由支撑架提供支撑。

7.一种使用权利要求1至6之一所述装置的合金棒料外圆打磨抛光方法，其特征在于，在对合金棒料外圆进行打磨抛光时，棒料被放置到上料机构的上料架后，通过上料机构，由托轮辊道机构被送到打磨抛光机构的磨削区域，棒料通过气动压紧机构固定后，分别经过砂轮磨头一、砂轮磨头二、砂带磨头一、砂带磨头二打磨抛光，经由下料机构送到过渡存料架上暂存，最终经由手工修磨机构修磨完毕后，落到终端存料架上，完成整个打磨抛光加工过程。

8.按照权利要求7所述的合金棒料外圆打磨抛光方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤一：人工将成捆的棒料放置到上料架的承料平台上，上料机构将棒料逐根运送到上料端部分的托轮辊道机构上；棒料从上料端到磨削区域，再到下料端，均由托轮辊道机构支撑并驱动滚动前进，棒料轴向前进速度为0.2~2m/min；

步骤二：棒料进入到气动压紧机构的检测范围内，压紧轮向下压紧棒料，在被打磨过程中，至少有一组压紧轮压住棒料；棒料外圆粗磨加工是由砂轮磨头一、砂轮磨头二完成，精磨由砂带磨头一、砂带磨头二完成，两套砂轮磨头用于去掉棒料表面氧化皮和气孔缺陷，两套砂带磨头用于去除棒料外圆上径砂轮打磨时留下的磨痕；其中，砂轮、砂带线速度为20~40m/s；磨头对棒料的磨削方式为恒压力浮动磨削，磨削压力设定为0.1~0.4MPa；

步骤三：棒料通过四套磨头后到达下料端部分的托轮辊道机构，并滚落到下料端的过渡存料架上，然后手动操作启动拨料机构，使棒料滚落到手工修磨机构的主动托轮、从动托轮上，在此工位棒料作 360°旋转，操作者对棒料表面未打磨掉的坑点进行手动修磨后，手动操作启动棒料V 型轮传送机构，将棒料运送到下料端的终端存料架上顺次排列，由人工打捆运走。