CN115365928A - 一种研磨方法及研磨机 - Google Patents

Abstract

本申请涉及研磨抛光装置和工艺技术领域，具体涉及一种研磨方法及研磨机，主要应用于工件角部结构的研磨加工。其中，所述工件具有沿L向延伸的角部结构，所述研具包括研磨部，所述研磨部与所述工件的角部结构具有相适配的结构，该研磨方法包括以下步骤：使研具与工件作沿L向相对的往复滑移运动，通过所述研具与所述工件的相对滑移运动实现所述研磨部对所述角部结构的研磨加工。本申请通过设置与角部结构相适配的研磨部，并利用研具与工件的相对滑移运动来实现对工件角部结构的机加工研磨，提高了角部研磨的加工效率和研磨精度，弥补了现有技术中缺乏工件角部结构机加工研磨方法的空白。

Description

一种研磨方法及研磨机

技术领域

本申请涉及研磨抛光装置及工艺技术领域，特别是涉及一种研磨方法及研磨机，应用于工件角部结构的研磨加工。

背景技术

研磨是一种表面加工工艺，通过研具与工件在一定压力下的相对运动对加工表面进行精整加工，可用于加工各种金属和非金属材料，提升材料的表面质量。

现有技术中，常规的研磨机可用于研磨外圆、研磨内圆或研磨平面，但鲜有涉及对工件角部结构进行研磨的机加工设备；对于角部结构，如使用手工研磨的方式进行研磨加工，一则加工效率较低，再则加工质量也无法精确控制。

发明内容

本申请针对上述现有技术的不足，提供一种研磨方法及研磨机，应用于工件角部结构的研磨加工，利用研具和工件在一定压力下的往复滑移运动实现对工件角部结构的机加工研磨，大大提升了对角部结构的研磨效率和研磨质量。

第一方面，本申请提供一种研磨方法，应用于工件角部结构的研磨加工，所述工件包括沿L向延伸的角部结构，该研磨方法包括以下步骤：使研具和所述工件作沿L向的相对往复滑移运动，其中，所述研具包括研磨部，所述研磨部与所述角部结构具有相适配的结构，通过所述研具与所述工件的相对滑移运动实现所述研磨部对所述角部结构的研磨加工。

在上述第一方面的一种可能实现中，在研磨加工过程中，所述工件与所述研具之间保持相对压力P，所述P的取值范围设置在0.01-0.05MPa之间。

在上述第一方面的一种可能实现中，选择下述方法之一来控制所述角部结构的研磨精度：

（1）在所述研磨部的表面涂敷不同粒径的磨料颗粒；

（2）在所述研磨部的表面设置不同目数的砂纸；

（3）在所述研具与所述工件之间加注含不同目数磨料颗粒的的研磨剂。

在上述第一方面的一种可能实现中，所述角部结构可以为带圆角的角部结构、带尖角的角部结构、带倒角的角部结构或者带异形角的角部结构。

在上述第一方面的一种可能实现中，所述研具与所述工件的相对滑移速度设置在25-250mm/S之间。

在上述第一方面的一种可能实现中，所述研具与所述工件之间的加压方式包括：

（1）通过重力作用加压；

（2）通过驱动所述研具和/或所述工件相向运动实现加压；

（3）通过使所述研具和所述工件弹性相抵实现加压。

第二方面，本申请提供一种研磨机，包括：夹持机构，其用于夹持所述工件，且，所述工件包括沿L向延伸的角部结构；研具，其包括研磨部，且，所述研磨部与所述角部结构具有相适配的结构；研磨驱动机构，其传动连接所述夹持机构和/或所述研具，所述研磨驱动机构驱动所述研具和所述工件作沿L向的相对往复滑移运动；以及加压机构，其传动连接所述夹持机构和/或所述研具，使所述研具和所述工件始终具有相向运动的趋势。

在上述第二方面的一种可能实现中，所述研磨驱动机构为直线驱动机构。

在上述第二方面的一种可能实现中，所述研磨部的表面涂敷磨料颗粒或设置砂纸；或者在所述研磨部与所述角部结构之间加注研磨剂。

本申请的有益效果在于：通过将研具的研磨部设置成与待加工角部结构相适配的结构，并使研具与工件作相对的往复滑移运动来实现研磨部对待加工角部结构的机加工研磨，弥补了现有技术中角部结构研磨无法通过机加工方式实现的不足，提高了对角部结构研磨的加工效率和研磨质量。

附图说明

图1示出了本申请实施例1中研具与带圆角的角部结构的工件的配合示意图；

图2示出了本申请实施例1中研具与带尖角的角部结构的工件的配合示意图；

图3示出了本申请实施例1中研具与带倒角的角部结构的工件的配合示意图；

图4示出了本申请实施例1中研具与带尖角结构的工件另一形式的配合示意图；

图5示出了本申请实施例1中研具与带异形角的角部结构的工件的配合示意图；

图6示出了本申请实施例1中工件与研具之间其中一种加压方式的示意图；

图7示出了本申请实施例1中工件与研具之间另外一种加压方式的示意图；

图8示出了本申请实施例1中工件与研具之间第三种加压方式的示意图；

图9示出了本申请实施例2中研磨机的主视图；

图10示出了本申请实施例2中研磨机另一方向的结构示意图；

图11示出了本申请实施例2中研磨机的左视图；

图12示出了图11中A部分的局部放大视图。

具体实施方式

以下结合附图，对本申请的技术特征和优点作更详细的说明，以使本申请的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所示的技术特征的重要性。

此外，还需要说明的是，在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本申请的实施例提供一种应用于工件角部结构的研磨方法及研磨机，将研具的研磨部设置成与待加工的角部结构相适配的结构，并使研具与工件作相对的往复滑移运动，实现研磨部对待加工角部结构的机加工研磨，弥补了现有技术中角部结构研磨无法通过机加工方式实现的不足，提高了对角部结构研磨的加工效率和研磨质量。

为实现上述目的，本申请的实施例1首先提供了一种用于工件角部结构加工的研磨方法，其中，该工件具有沿L向延伸的角部结构，该研磨方法包括以下步骤：使研具和工件在沿L向作相对的往复滑移运动；研具包括研磨部，且研磨部被设置成与角部结构相适配的结构，通过研具与工件的相对滑移运动，使研磨部与待加工的角部结构接触并贴合摩擦，实现研磨部对角部结构的研磨加工。

本实施例的研磨方法中，通过将研磨部设置成与角部结构相适配的结构，并利用研具与工件的相对滑移运动，使研磨部的各个侧面分别接触待加工角部的相应侧面，从而实现对待加工角部结构的研磨加工。

现有技术中，常规的机加工研磨方法常用于研磨平面，而对于工件的角部结构通常难以以机加工的方式进行；对于角部结构，如使用手工研磨的方式，一则加工效率低下，再则加工精度难以控制，利用本实施例的研磨方法可以完美弥补了上述现有技术的不足，一方面可以以机加工的方式实现角部结构的研磨加工，另一方面还可以通过控制研磨压力P、相对滑移速度v等研磨参数实现对角部表面加工精度和表面质量的精确控制。

需要说明的是，本实施例中，工件的角部结构是指形成于工件两个侧面之间的角部结构，可以是：常规的带尖角的角部结构、带圆角的角部结构、带倒角的角部结构或带异形角的角部结构等，其中，带尖角的角部结构又可以包括直角结构、钝角结构或者锐角结构，另外，待加工的角部结构可以是内凹的角部结构，也可以是外凸的角部结构，只需将研磨部设置成与待加工角部结构相适配的结构，即可实现研磨加工。

请参阅图1，如工件90的待加工角部结构91为带圆角的角部结构，角部结构91沿L向延伸，研具20的研磨部21在垂直L的截面上也相应设置为带圆角的角部结构，根据工件90与研具20的结构形式，工件90与研具20之间的相对压力可以由两个方向的压力P1、P2合成，工件90与研具20在相对压力P1、P2的作用下作相对的滑移运动，进行研磨；请参阅图2，如工件90的待加工角部结构91为沿L向延伸的尖角结构，研具20的研磨部21在垂直L向的截面上也相应设置为尖角结构，研具20与工件90在相对压力P的作用下作相对滑移运动，进行研磨；请参阅图3，如工件90的待加工角部结构91为沿L向延伸的带倒角的角部结构，研具20的研磨部21在垂直L向的截面上相应设置成带倒角的角部结构，研具20与工件90在相对压力P的作用下作相对滑移运动，进行研磨；请参阅图4，如工件90的待加工角部结构91为沿L向延伸的外凸的尖角结构，则研具20的研磨部21在垂直L向的截面上相应设置成内凹的尖角结构，工件90与研具20在相对压力P1、P2的作用下作相对的滑移运动，进行研磨；请参阅图5，如工件90的待加工角部结构91为沿L向延伸的异形角结构，则研具20的研磨部21在垂直L向的截面上相应设置成异形角结构，研具20与工件90在相对压力P的作用下作相对滑移运动，即可进行研磨。需要说明的是，以上描述仅提供几个关于角部结构91与研磨部21的示例，实际使用时角部结构91可以不限于上述结构形式的其他结构形式，只需将研磨部21与角部结构91作相适配的设置，即可进行角部结构91的研磨加工。

研磨加工中，正确处理好研磨的运动轨迹是提高研磨质量的重要条件。常规的研磨方法通常使研具相对工件作旋转运动来实现表面的研磨，这种研磨方式对于角部结构通常无法适用，本实施例中，将研磨部制作成与工件角部结构相配合的结构形式，并使研具相对工件作往复的滑移运动，研磨部的各个表面在与工件的相对运动过程中均匀接触角部结构的各个相应表面，从而实现了角部结构的研磨加工，既有利于实现角部结构表面的均匀研磨，也有利于研具的均匀磨损。

本实施例中，影响角部结构表面研磨质量的控制参数包括：研具与工件之间的相对压力P、研具与工件之间的相对滑移速度v以及研磨部与角部结构之间的摩擦状况。

优选地，研磨压力P设置在0.01-0.05MPa之间，研磨速度v设置在25-250mm/S之间，实际应用中，上述参数根据角部结构的表面加工精度要求等来做适应性地选取和调整。

研具相对工件的往复滑移运动，可以通过使工件固定，驱动研具作往复直线运动来实现；也可以通过使研具固定，驱动工件作往复直线运动来实现；还可以使研具和工件同时运动，作相向往复的直线运动来实现，都将不影响本实施例技术效果的实现。

研具与工件之间的加压方式可以通过下述方法之一来实现：

（1）通过重力方式加压，将工件和研具垂直布置，使研具或工件在重力作用下形成相对压力P，并维持在压力P下进行相对滑移运动；示例性地，请参阅图6，研具20可以连接配重件70a，通过研具20自重G1与配重件70a的重力G2差值形成压力P，通过调整配重件70a的重量来调整压力P的大小，研具20在上述压力P下相对工件90作往复滑移运动，进行研磨加工；

（2）通过驱动研具和/或工件相向运动实现加压；此时可以将研具和/或工件传动连接驱动件，通过驱动件驱动研具和工件实现相向运动来实现加压；示例性地，请参阅图7，研具20传动连接驱动件70b，并在驱动件70b的作用下可以朝向工件90作进给运动，通过合理设置驱动件70b的进给速度实现研具20与工件90之间的相对压力P；

（3）通过使研具和/或工件弹性相抵实现加压；在此方式中，研具和/或工件可以连接弹性件，在弹力的作用下实现相对压力P；示例性地，请参阅图8，研具20可以抵接一压簧70c，压簧70c使研具20始终具有朝向工件90运动的趋势，通过合理设置压簧70c的刚度系数和压缩量，实现研具20与工件90之间的相对压力P。

为了对待加工角部结构的表面加工精度进行精确控制，可以通过以下方式之一来控制研磨部与角部结构之间的摩擦状况：

（1）在研磨部的表面涂敷磨料颗粒，通过使用不同粒径的磨料颗粒来实现对角部结构表面粗糙度的调整；

（2）在研磨部的表面粘贴砂纸，通过使用不同目数的砂纸来实现对角部结构表面粗糙度的调整；

（3）在研磨部与角部之间加注或涂敷研磨剂，研磨剂是指用磨料、分散剂（又称研磨液）和辅助材料制成的混合剂，通过改变研磨剂中磨料的粒径来实现角部结构表面粗糙度的调整。

本实施例的研磨方法可以应用于金属材料的研磨加工，也可以应用于非金属材料的研磨加工。

本申请的实施例2提供一种研磨机，应用于工件角部结构的研磨加工，请参阅图9-图12，本实施例的研磨机具体包括：

夹持机构10，其用于夹持工件90，并与工件90保持相对固定，其中工件90具沿L向延伸的角部结构91；

研具20，其包括研磨部21，研磨部21具有与上述角部结构91具有相适配的结构；

研磨驱动机构40，其传动连接夹持机构10和/或研具20，用于驱动研具20和工件90沿L向作相对的往复滑移运动，实现研磨加工；

加压机构70，其传动连接夹持机构10和/或研具20，使研具20和工件90始终具有相向运动的趋势，进而使研具20与工件90之间在研磨过程中始终保持一定的相对压力。

本实施例中，夹持机构10可以根据工件90的结构形式设置成任意合适的结构，夹持机构10与工件90保持相对固定。请参阅图12,为本实施例中夹持机构10的一种结构形式，夹持机构10包括支座11和压块12，支座11上设置用于放置工件90的凹槽111，工件90置于上述凹槽111内并通过压块12压紧固定。研具20相对工件90作L向的往复滑移运动，使研磨部21对待加工的角部结构91进行研磨加工。

工件90的待加工角部结构91可以是带圆角的角部结构、带尖角的角部结构、带倒角的角部结构或者带异形角的角部结构等，可以是内凹的角部结构，也可以外凸的角部结构，将研具20的研磨部21相应设置成与工件90的待加工角部结构91相适配的结构。如待加工的角部结构91是内凹的带圆角的角部结构，则研具20的研磨部21相应设置成外凸的带圆角的角部结构，研具20与工件90的相对滑移运动使研磨部21的相应侧面研磨待加工角部结构91的侧面，实现研磨加工；如待加工的角部结构91是外凸的尖角结构，则研具20的研磨部21相应设置成内凹的尖角结构，研具20与工件90在相对的往复滑移运动过程中，研磨部21的两侧面分别研磨待加工角部结构91的两个侧面，实现角部研磨加工。

需要说明的是，本实施例中，研磨驱动机构40可以传动连接夹持机构10，用于驱动工件90作往复运动，研具20可以保持固定，通过工件90的往复运动来实现相对运动，进行研磨加工；或者，在一些实施方式中，研磨驱动机构40也可以传动连接研具20，用于驱动研具20作往复运动，夹持机构10和工件90可以保持固定，通过研具20的运动来实现研磨加工。

研磨驱动机构40可以是任意形式的驱动机构，如气动驱动装置、液压驱动装置或电气驱动装置等。

为方便说明，本实施例以气缸作为研磨驱动机构的动力源作为示例。请参阅图9-图12，研磨驱动机构40包括气缸并连接第一直线导向机构30，其中第一直线导向机构30包括第一滑块31和第一导向柱32，研具20固定连接于第一滑块31，第一滑块31则滑动连接第一导向柱32并与气缸传动连接，气缸驱动第一滑块31沿第一导向柱32左右滑动以实现研具20与工件90之间的往复滑移运动。

本实施例中，加压机构70用于使研具20和工件90在研磨过程中始终保持一定的相对压力，加压机构70可以传动连接夹持机构10，用于驱动工件90朝向研具20施压，实现研磨进给运动；或者，加压机构70也可以传动连接研具20，用于驱动研具20朝向工件90施压，实现研磨进给运动。

加压机构70可以是下述形式之一：重力加压方式、气动驱动装置、液压驱动装置或者电气驱动装置。

为方便说明，本实施例以重力加压方式作为示例。请参阅图9-图11，加压机构70包括配重块71、柔性连接件72和滑轮组件73，柔性连接件72绕设于滑轮组件73上且其一端连接配重块71、另一端连接在中梁60上，示例性地，上述柔性连接件72可以是金属线诸如钢丝绳等，在提供足够的挠度的同时保证与配重块71之间的连接强度；中梁60通过第二直线导向机构50连接第一滑块31及研具20，第二直线导向机构50包括第二滑块51和第二导向柱52，中梁60与第二滑块51固定连接，第二滑块51则滑动连接第二导向柱52，第二导向柱52的两端分别固定在机架80上，研具20、第一滑块31、中梁60、第一导向柱32、第二滑块51和气缸构成可上下移动的可移动模块，通过第二导向机构50使研具20可以相对工件90上下移动，实现研磨进给，研具20与工件90之间的相对压力通过上述可移动模块与配重块71之间的重力差来实现，加大配重块71的质量以减小研具20与工件90之间的相对压力，减小配重块71的质量以加大研具20与工件90之间的相对压力。

进一步的，为了对待加工角部结构91的表面加工精度进行精确控制，可以在研磨部21的表面涂敷磨料颗粒或贴砂纸，通过调整磨料的粒径或砂纸的目数来控制角部加工的研磨质量；在一些其他的实施方式中，还可以通过在研具20与工件90之间加注研磨剂，通过调整研磨剂中的磨料粒径来实现研磨质量控制。

进一步的，为了提高本实施例的通用性，夹持机构10与机架80之间、研具20与中梁60之间均为可拆卸连接，通过更换不同结构的夹持机构10和研具20，可以使本实施例的研磨机适用于不同结构形式工件的研磨加工。示例性地，上述可拆卸连接方式可以是螺栓连接。

在本说明书的描述中，参考术语“一些实施方式”、“一些实施例”、“示例性地”、“示例”、“优选地”、或“进一步的”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种研磨方法，应用于工件角部结构的研磨加工，所述工件(90)包括沿L向延伸的角部结构(91)，其特征在于，该研磨方法包括以下步骤：使研具(20)和所述工件(90)作沿L向的相对往复滑移运动，其中，所述研具(20)包括研磨部(21)，所述研磨部(21)与所述角部结构(91)具有相适配的结构，通过所述研具(20)与所述工件(90)的相对滑移运动实现所述研磨部(21)对所述角部结构(91)的研磨加工。

2.根据权利要求1所述的研磨方法，其特征在于，在研磨加工过程中，所述工件(90)与所述研具(20)之间保持相对压力P，所述P的取值范围设置在0.01-0.05MPa之间。

3.根据权利要求2所述的研磨方法，其特征在于，选择下述方法之一来控制所述角部结构的研磨精度：

（1）在所述研磨部(21)的表面涂敷不同粒径的磨料颗粒；

（2）在所述研磨部(21)的表面设置不同目数的砂纸；

（3）在所述研具(20)与所述工件(90)之间加注含不同目数磨料颗粒的的研磨剂。

4.根据权利要求1所述的研磨方法，其特征在于，所述角部结构(91)包括带圆角的角部结构、带尖角的角部结构、带倒角的角部结构或者带异形角的角部结构。

5.根据权利要求1或2所述的研磨方法，其特征在于，所述研具(20)与所述工件(90)的相对滑移速度设置在25-250mm/S之间。

6.根据权利要求2所述的研磨方法，其特征在于，所述研具(20)与所述工件(90)之间的加压方式包括：

（1）通过重力作用加压；

（2）通过驱动所述研具(20)和/或所述工件(90)作相向运动实现加压；

（3）通过使所述研具(20)和所述工件(90)弹性相抵实现加压。

7.一种研磨机，应用于工件角部结构的研磨加工，其特征在于，包括：

夹持机构(10)，其用于夹持所述工件(90)，且，所述工件(90)包括沿L向延伸的角部结构(91)；

研具(20)，其包括研磨部(21)，且，所述研磨部(21)与所述角部结构(91)具有相适配的结构；

研磨驱动机构(40)，其传动连接所述夹持机构(10)和/或所述研具(20)，所述研磨驱动机构(40)驱动所述研具(20)和所述工件(90)作沿L向的相对往复滑移运动；以及，

加压机构(70)，其传动连接所述夹持机构(10)和/或所述研具(20)，使所述研具(20)和所述工件(90)始终具有相向运动的趋势。

8.根据权利要求7所述的研磨机，其特征在于，所述研磨驱动机构(40)为直线驱动机构。

9.根据权利要求7所述的研磨机，其特征在于，所述研磨部(21)的表面涂敷磨料颗粒或设置砂纸；或者在所述研磨部(21)与所述角部结构(91)之间加注研磨剂。

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