CN115945979B - 一种模拟人工打磨动作的小型自动研磨机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及研磨机打磨技术领域，并公开了一种模拟人工打磨动作的小型自动研磨机，包括研磨机架，研磨机架上转动连接有主轴，主轴的顶部连接有研磨盘，还包括摆幅研磨机构和夹持机构，摆幅研磨机构包括支撑座、摆动轴和摆动支板，支撑座滑动设置在研磨机架上，支撑座沿着研磨盘的径向移动，摆动轴竖直设置，摆动轴转动连接在支撑座上，摆动轴通过往复偏转机构传动连接主轴，摆动支板固定安装在摆动轴的顶部，夹持机构安装在摆动支板上；摆动轴沿着自身轴线左右偏转，模拟人工研磨时的左右来回动作，通过支撑座的前后移动，模拟人工研磨时的前后来回动作，通过模拟人工的来回打磨动作，使打磨更为均匀，使操作更加简单方便，还提高了研磨效率。

Description

一种模拟人工打磨动作的小型自动研磨机

技术领域

本发明涉及研磨机打磨技术领域，具体为一种模拟人工打磨动作的小型自动研磨机。

背景技术

石墨密封组件是航空发动机中的一个重要组成部分，石墨密封组件中的密封座、密封挡板等零件直接影响石墨密封组件的密封性能，因此，对平面度要求较高，与石墨环起密封作用的平面都需要进行高精度研磨，才能达到平面度要求，目前使用较为广泛的工艺一般在大研磨机上人工进行研磨，人工在研磨时需要前后左右四个方向进行来回动作，保证研磨均匀，提高研磨精度，但工人劳动强度大、效率低、操作不方便；部分也采用研磨机对石墨密封组件中的零件进行研磨，但目前的研磨机无法模拟人工前后左右的来回动作，存在研磨不均匀和精度低的问题；因此，需要设计一种能模拟人工打磨动作的自动化研磨机。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种模拟人工打磨动作的小型自动研磨机，模拟人工的来回打磨动作，使打磨更为均匀，使操作更加简单方便，还提高了研磨效率。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种模拟人工打磨动作的小型自动研磨机，包括研磨机架，所述研磨机架上转动连接有主轴，所述主轴的顶部连接有研磨盘，还包括摆幅研磨机构和夹持机构，所述摆幅研磨机构包括支撑座、摆动轴和摆动支板，所述支撑座滑动设置在所述研磨机架上，所述支撑座沿着所述研磨盘的径向移动，所述摆动轴竖直设置，所述摆动轴转动连接在所述支撑座上，所述摆动轴通过往复偏转机构传动连接所述主轴，所述摆动支板固定安装在所述摆动轴的顶部，所述夹持机构安装在所述摆动支板上；

所述夹持机构包括小轴和研磨摆动支架，所述小轴转动设置在所述摆动支板上，且所述小轴具有沿所述研磨盘轴向移动的自由度，所述小轴通过皮带传输机构传动连接所述主轴，所述小轴的旋转方向与所述主轴的旋转方向相反，所述小轴的底部固定连接所述研磨摆动支架，所述研磨摆动支架上滑动设置有两个滑座，两个所述滑座均沿着所述研磨盘的径向移动，且移动方向相反，所述滑座的底部设置夹持块，所述夹持块沿着所述研磨盘的轴向移动；

所述往复偏转机构包括安装支座、中间轴、摆幅杆和拉簧，所述安装支座固定连接在所述研磨机架上，所述中间轴转动连接在所述安装支座上，所述中间轴上套装有大齿轮，所述主轴上设置有小齿轮，所述小齿轮啮合所述大齿轮，所述大齿轮的上端面固定有摆幅凸轮，所述摆幅杆为“L”形状，所述摆幅杆的一端固定套设在所述摆动轴上，另一端接触所述摆幅凸轮的侧壁，所述拉簧的一端连接所述摆幅杆，另一端连接所述研磨机架；

所述大齿轮通过滑键滑动套装在所述中间轴上，所述大齿轮的底部同轴固定有第一齿轮，所述主轴上设置有第二齿轮，当所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合时，所述大齿轮与所述小齿轮分离，当所述大齿轮与所述小齿轮啮合时，所述第二齿轮与所述第一齿轮分离，所述摆幅杆的上方设置有顶杆，所述顶杆通过弹簧连接在所述研磨机架上，所述顶杆沿着所述研磨盘的径向移动，所述顶杆靠近所述摆幅凸轮的一端设为锥形，当所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合时，所述顶杆的锥形端接触所述摆幅凸轮的侧壁，所述摆动轴位于所述顶杆的移动路径上；

所述往复偏转机构还包括气缸，所述气缸的缸体安装在所述研磨机架上，所述气缸的伸缩轴固定连接有套筒，所述套筒与所述中间轴同轴设置，所述套筒通过轴承转动连接所述摆幅凸轮；

所述研磨机架的侧壁沿所述研磨盘的径向贯穿开设有滑槽，所述支撑座远离所述摆动轴的一端滑动适配在所述滑槽内，所述支撑座上固定套设限位环，所述支撑座上套有复位弹簧，所述复位弹簧的两端分别连接所述限位环和研磨机架，所述支撑座远离所述研磨机架的侧壁固定有限位座，所述限位座的顶部开设有锥形限位孔，所述套筒的侧壁固定有竖杆，所述竖杆的顶部固定有横杆，所述横杆靠近所述摆动轴一端的底部固定有限位锥，当所述大齿轮与所述小齿轮啮合时，所述复位弹簧处于常态，且所述限位锥适配在所述锥形限位孔内。

采用上述技术方案的效果为，摆动轴沿着自身轴线左右偏转，使两个夹持块装夹的工件一起左右偏转，模拟人工研磨时的左右来回动作，通过支撑座的前后移动，使两个夹持块装夹的工件前后移动，模拟人工研磨时的前后来回动作，支撑座的移动与摆动轴的偏转交替进行，贴合人工实际研磨动作，使打磨更为均匀，使操作更加简单方便，还提高了研磨效率。

在一些实施例中，所述主轴通过主轴轴承座连接于所述研磨机架，所述主轴轴承座与所述研磨机架固定连接，所述主轴通过轴承转动连接于所述主轴轴承座，所述主轴上套装有皮带轮，所述研磨机架上设置有调速电机，所述调速电机的输出轴连接有主动皮带轮，所述主动皮带轮通过皮带传动连接所述皮带轮。

在一些实施例中，所述皮带传输机构包括上支架、下支架和圆皮带，所述下支架和上支架分别固定连接所述研磨机架和摆动支板，所述下支架和上支架上分别转动设置有张紧轮和导向轮，所述上支架的顶部转动设置有传动轴，所述传动轴上键连接有被动皮带轮和小同步带轮，所述主轴上设置有主动轮，所述圆皮带传动连接所述主动轮与所述被动皮带轮，所述圆皮带依次绕过所述张紧轮和导向轮进行导向，所述小轴上设置有大同步带轮，所述大同步带轮通过大皮带传动连接所述小同步带轮。

在一些实施例中，所述小轴通过轴承座连接于所述摆动支板，所述轴承座固定连接所述摆动支板，所述轴承座上转动连接有轴套，所述小轴滑动穿设在所述轴套内，所述小轴上螺纹连接有上调节螺母和下调节螺母，所述上调节螺母和下调节螺母分别抵接在所述轴套的顶部和底部，所述大同步带轮通过螺钉固定连接所述轴套。

在一些实施例中，所述研磨摆动支架的顶部开设有丝杠槽，所述丝杠槽内设置有横向丝杠，所述横向丝杠转动连接所述研磨摆动支架，所述横向丝杠上设置有两个螺纹旋向相反的螺纹段，两个所述滑座分别螺纹连接在两个所述螺纹段上，所述滑座上固定穿设有中空套管，所述中空套管的顶部螺纹连接有螺帽，所述中空套管上滑动穿设有滑杆，所述滑杆的底部固定连接所述夹持块，所述滑杆上固定套设有抵接环，所述抵接环与所述中空套管滑动适配，其滑动方向沿着所述中空套管的轴向，所述螺帽的内顶部转动设置有转盘，所述滑杆上套设有预紧弹簧，所述预紧弹簧的两端分别连接所述抵接环和转盘，所述滑座的顶部设置有千分尺，所述千分尺的缸体固定安装在所述滑座上，所述千分尺的伸缩轴沿着所述滑杆的轴向移动，所述螺帽位于所述千分尺的伸缩路径上。

在一些实施例中，所述主轴轴承座的顶部连接有接油盘，所述接油盘活动套设在所述主轴上，所述研磨盘位于所述接油盘内，所述研磨盘上套装有防碰伤胶圈，所述接油盘的底部设置有排油管。

本发明的有益效果是：

1、摆动轴沿着自身轴线左右偏转，使两个夹持块装夹的工件一起左右偏转，模拟人工研磨时的左右来回动作，通过支撑座的前后移动，使两个夹持块装夹的工件前后移动，模拟人工研磨时的前后来回动作，支撑座的移动与摆动轴的偏转交替进行，贴合人工实际研磨动作，使打磨更为均匀，使操作更加简单方便，还提高了研磨效率。

2、往复偏转机构与皮带传输机构均传动连接主轴，从而将主轴的动力传递至摆幅研磨机构与小轴，进而只设置一个动力源即能实现工件研磨以及模拟人工研磨动作，减少了动力的配置数量，降低了自动研磨机的设计成本，具有小型化与自动化的优点。

3、小轴能在轴承座上滑动，方便调节工件相对于研磨盘的初始位置，使工件接触研磨盘开始研磨，通过螺帽挤压预紧弹簧产生预紧力，在此预紧力下带动工件向下移动完成研磨作业，通过调整预紧弹簧的压缩程度控制工件的研磨厚度，能够在较高的精度范围内移动工件，提高了研磨精度，同时省去了研磨机带动工件上下移动的结构设计以及动力设计，提高研磨精度的同时还简化了研磨机的结构。

附图说明

图1为本发明一种模拟人工打磨动作的小型自动研磨机的剖视图；

图2为图1中A处放大图；

图3为图1中B处放大图；

图4为图1中C处放大图；

图5为图1中D处放大图；

图6为本发明一种模拟人工打磨动作的小型自动研磨机的线框图；

图7为本发明一种模拟人工打磨动作的小型自动研磨机中研磨摆动支架的俯视图；

图8为图1中E处放大图；

图9为图1中H处放大图；

图中，1-研磨机架，2-主轴，3-研磨盘，4-支撑座，5-摆动轴，6-摆动支板，7-小轴，8-研磨摆动支架，9-夹持块，10-主轴轴承座，11-皮带轮，12-调速电机，13-主动皮带轮，14-皮带，15-安装支座，16-中间轴，17-摆幅杆，18-大齿轮，19-小齿轮，20-摆幅凸轮，21-拉簧，22-第一齿轮，23-第二齿轮，24-顶杆，25-弹簧，26-气缸，27-套筒，28-滑槽，29-限位环，30-复位弹簧，31-限位座，32-锥形限位孔，33-竖杆，34-横杆，35-限位锥，36-上支架，37-下支架，38-圆皮带，39-张紧轮，40-导向轮，41-传动轴，42-被动皮带轮，43-小同步带轮，44-主动轮，45-大同步带轮，46-大皮带，47-轴承座，48-轴套，49-上调节螺母，50-下调节螺母，51-接油盘，52-防碰伤胶圈，53-排油管，54-滑座，55-丝杠槽，56-横向丝杠，57-中空套管，58-滑杆，59-抵接环，60-螺帽，61-预紧弹簧，62-转盘，63-千分尺，64-张紧槽，65-张紧弹簧。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1至图9所示，一种模拟人工打磨动作的小型自动研磨机，包括研磨机架1，研磨机架1上转动连接有主轴2，主轴2的顶部连接有研磨盘3，还包括摆幅研磨机构和夹持机构，摆幅研磨机构包括支撑座4、摆动轴5和摆动支板6，支撑座4滑动设置在研磨机架1上，支撑座4沿着研磨盘3的径向移动，摆动轴5竖直设置，摆动轴5转动连接在支撑座4上，摆动轴5通过往复偏转机构传动连接主轴2，摆动支板6固定安装在摆动轴5的顶部，夹持机构安装在摆动支板6上，摆动轴5绕着自身轴线往复偏转，带动夹持机构上的工件往复偏转，模拟人工研磨时的左右来回动作，通过支撑座4的平移带动夹持机构前后平移，模拟人工研磨时的前后来回动作，从而使工件在水平面上具有沿四个方向的移动自由度，进而更加接近人工研磨动作，使研磨更加均匀；夹持机构包括小轴7和研磨摆动支架8，小轴7转动设置在摆动支板6上，且小轴7具有沿研磨盘3轴向移动的自由度，小轴7通过皮带传输机构传动连接主轴2，小轴7的旋转方向与主轴2的旋转方向相反，小轴7的底部固定连接研磨摆动支架8，研磨摆动支架8上滑动设置有两个滑座54，两个滑座54均沿着研磨盘3的径向移动，且移动方向相反，滑座54的底部设置夹持块9，夹持块9沿着研磨盘3的轴向移动，将工件置于两个夹持块9之间，通过滑座54带动夹持块9靠近工件移动，完成工件的夹持，在夹持时，工件的研磨面需要裸露出来，即夹持块9的底部与工件研磨面之间的间距大于研磨厚度，避免夹持块9与研磨盘3产生干涉，当完成工件的装夹后，启动研磨机进行研磨，通过动力源带动主轴2转动，主轴2带动研磨盘3转动，与此同时，主轴2通过皮带传输机构带动小轴7转动，小轴7带动研磨摆动支架8转动，从而带动研磨摆动支架8上的工件转动，皮带传输机构在传递主轴2的动力时，还会转换主轴2的动力方向，使工件与研磨盘3相反转动，实现对工件的研磨加工，在研磨加工的过程中，摆动轴5沿着自身轴线左右偏转，使两个夹持块9装夹的工件一起左右偏转，模拟人工研磨时的左右来回动作，通过支撑座4的前后移动，使两个夹持块9装夹的工件前后移动，模拟人工研磨时的前后来回动作，支撑座4的移动与摆动轴5的偏转交替进行，贴合人工实际研磨动作，使打磨更为均匀，使操作更加简单方便，还提高了研磨效率。

进一步地，如图1所示，驱动主轴2转动的动力源采用以下结构，主轴2通过主轴轴承座10连接于研磨机架1，主轴轴承座10与研磨机架1固定连接，主轴2通过轴承转动连接于主轴轴承座10，主轴2上套装有皮带轮11，研磨机架1上设置有调速电机12，调速电机12的输出轴连接有主动皮带轮13，主动皮带轮13通过皮带14传动连接皮带轮11，调速电机12带动主动皮带轮13转动，主动皮带轮13通过皮带14带动皮带轮11转动，皮带轮11带动主轴2转动，主轴2带动研磨盘3转动对工件进行研磨。

如图2和图7所示，在装夹工件时，需要对工件进行定位安装，确定工件与研磨盘3之间的初始相对位置，同时需要使工件按照加工厚度沿着研磨盘3的轴向移动，具体为，小轴7通过轴承座47连接于摆动支板6，轴承座47固定连接摆动支板6，轴承座47上转动连接有轴套48，小轴7滑动穿设在轴套48内，小轴7上螺纹连接有上调节螺母49和下调节螺母50，上调节螺母49和下调节螺母50分别抵接在轴套48的顶部和底部，大同步带轮45通过螺钉固定连接轴套48，轴套48通过轴承转动连接在轴承座47内，小轴7能在轴套48内沿自身轴向移动，在装夹工件时，先将工件放置在研磨盘3上，使工件的研磨面接触研磨盘3，然后向上旋动上调节螺母49，解锁小轴7的移动自由度，移动小轴7下放研磨摆动支架8，当工件位于两个夹持块9之间，且夹持块9的底部与工件研磨面之间的间距大于研磨厚度时，停止移动小轴，然后旋动上调节螺母49和下调节螺母50，使上调节螺母49和下调节螺母50分别抵接在轴套48的顶部和底部，从而通过上调节螺母49和下调节螺母50锁定小轴7的位置，完成小轴7的初始定位，然后通过两个夹持块9的移动对工件进行装夹，驱动夹持块9进行移动的具体结构为：研磨摆动支架8的顶部开设有丝杠槽55，丝杠槽55内设置有横向丝杠56，横向丝杠56转动连接研磨摆动支架8，横向丝杠56上设置有两个螺纹旋向相反的螺纹段，两个滑座54分别螺纹连接在两个螺纹段上，滑座54形状为T字形或L形，使滑座54的顶部为平行于研磨盘3的平面，并且延伸至研磨摆动支架8的外侧，使中空套管57和滑杆58具有安装空间，使之不与研磨摆动支架8产生干涉，如图4所示，滑座54上固定穿设有中空套管57，中空套管57的顶部螺纹连接有螺帽60，中空套管57上滑动穿设有滑杆58，滑杆58的底部固定连接夹持块9，滑杆58上固定套设有抵接环59，抵接环59与中空套管57滑动适配，其滑动方向沿着中空套管57的轴向，螺帽60的内顶部转动设置有转盘62，滑杆58上套设有预紧弹簧61，预紧弹簧61的两端分别连接抵接环59和转盘62，滑座54的顶部设置有千分尺63，千分尺63的缸体固定安装在滑座54上，千分尺63的伸缩轴沿着滑杆58的轴向移动，螺帽60位于千分尺63的伸缩路径上，横向丝杠56的驱动可通过人工使用扳手使其转动，或者采用电机驱动横向丝杠56转动，由于滑座54滑动适配在丝杠槽55内，使滑座54的旋转自由度被限制，只能沿着横向丝杠56的轴向平移，由于两个滑座54分别螺纹连接在两个旋向相反的螺纹段上，从而使两个滑座54的移动方向相反，进而带动两个夹持块9反向移动以夹紧工件或放开工件，在夹持工件后，进行研磨厚度的调节，具体为，调节千分尺63，使千分尺63的伸缩轴的顶部接触螺帽60，从而记录螺帽60的初始位置，然后根据研磨厚度调节千分尺63，使千分尺63的伸缩轴向下移动，其移动距离等于研磨厚度，从而精确定位工件的研磨厚度，再向下旋动螺帽60，直到螺帽60接触千分尺63的伸缩轴后停止移动，以精确控制螺帽60的移动距离，由于工件接触研磨盘3，从而使滑杆58向下的自由度被限制，使向下旋动螺帽60的过程中将挤压预紧弹簧61产生预紧力，在研磨的过程中，随着工件厚度变薄，在预紧弹簧61的反作用力下使滑杆58在中空套管57内滑动，以带动工件向下移动完成研磨作业，通过调整预紧弹簧61的压缩程度控制工件的研磨厚度，并通过千分尺63进行精确定位，使研磨厚度能够得到控制，螺帽60采用螺纹的形式移动，使螺帽60在较高的精度范围内移动工件，而千分尺63本身具有较高的精度，其精度精确到0.001mm，符合工件的研磨精度要求，从而在千分尺63与螺帽60的共同作用下控制研磨厚度，大大提高了研磨精度，同时省去了研磨机带动工件上下移动的结构设计以及动力设计，提高研磨精度的同时还简化了研磨机的结构。

在一些实施例中，如图1、图2和图6所示，往复偏转机构包括安装支座15、中间轴16、摆幅杆17和拉簧21，安装支座15固定连接在研磨机架1上，中间轴16转动连接在安装支座15上，中间轴16上套装有大齿轮18，主轴2上设置有小齿轮19，小齿轮19啮合大齿轮18，大齿轮18的上端面固定有摆幅凸轮20，摆幅杆17为“L”形状，摆幅杆17的一端固定套设在摆动轴5上，另一端接触摆幅凸轮20的侧壁，拉簧21的一端连接摆幅杆17，另一端连接研磨机架1，主轴2在转动时带动小齿轮19转动，小齿轮19通过与大齿轮18的啮合带动中间轴16转动，中间轴16带动摆幅凸轮20转动，摆幅凸轮20在转动的过程中顶动摆幅杆17产生往复偏转，摆幅杆17带动摆动轴5往复偏转，使摆动轴5带动摆动支板6与研磨摆动支架8往复偏转，进而带动工件往复偏转以模拟人工左右研磨的动作，摆幅杆17在偏转的过程中将挤压拉簧21，通过拉簧21的反作用力使摆幅杆17复位，通过摆幅凸轮20与拉簧21的共同作用使摆幅杆17产生往复偏转的自由度。

进一步地，如图2和图3所示，大齿轮18通过滑键滑动套装在中间轴16上，使大齿轮18能在中间轴16上移动，以改变大齿轮18的位置，实现前后来回动作与左右来回动作的切换，具体为，大齿轮18的底部同轴固定有第一齿轮22，主轴2上设置有第二齿轮23，当第二齿轮23与第一齿轮22啮合时，大齿轮18与小齿轮19分离，当大齿轮18与小齿轮19啮合时，第二齿轮23与第一齿轮22分离，摆幅杆17的上方设置有顶杆24，顶杆24通过弹簧25连接在研磨机架1上，顶杆24沿着研磨盘3的径向移动，当第二齿轮23与第一齿轮22啮合时，顶杆24位于摆幅凸轮20的旋转路径上，主轴2通过第二齿轮23与第一齿轮22的啮合带动中间轴16转动，使其上的摆幅凸轮20转动，通过摆幅凸轮20的转动顶动顶杆24移动，顶杆24通过研磨机架1进行限位，使顶杆24沿着摆动轴5的径向移动，顶杆24靠近摆幅凸轮20的一端设为锥形，顶杆24的锥形端具有引导作用，当大齿轮18带动摆幅凸轮20上移时，会出现摆幅凸轮20与顶杆24产生干涉的情况，在顶杆24锥形端的引导下，使摆幅凸轮20挤压顶杆24产生移动，使顶杆24能顺利的抵在摆幅凸轮20的侧壁上，同样的，摆幅杆17接触摆幅凸轮20一端的顶部设置有楔形面，通过楔形面对摆幅杆17进行导向，使摆幅凸轮20与摆幅杆17之间不会产生干涉的情况；当第二齿轮23与第一齿轮22啮合时，顶杆24的锥形端接触摆幅凸轮20的侧壁，摆动轴5位于顶杆24的移动路径上，顶杆24在摆幅凸轮20和弹簧25的共同作用下沿着摆动轴5的径向做往复直线运动，使顶杆24带动支撑座4做往复直线运动，使支撑座4带动带动摆动支板6与研磨摆动支架8做往复直线运动，模拟人工研磨时的前后来回动作；往复偏转机构还包括气缸26，气缸26的缸体安装在研磨机架1上，气缸26的伸缩轴固定连接有套筒27，套筒27与中间轴16同轴设置，套筒27通过轴承转动连接摆幅凸轮20，使套筒27与摆幅凸轮20之间具有相对旋转的自由度，使套筒27与摆幅凸轮20之间不会产生干涉；模拟动作的具体切换过程为：切换时，调速电机12低速工作，使主轴2缓慢转动，此时，气缸26收缩，带动大齿轮18、摆幅凸轮20和第一齿轮22上移，使第二齿轮23与第一齿轮22啮合，大齿轮18与小齿轮19分离，利用主轴2的缓慢转动补偿第一齿轮22与第二齿轮23的啮合误差，使第一齿轮22与第二齿轮23能顺利啮合，即第一齿轮22与第二齿轮23相错时，第一齿轮22无法继续上移与第二齿轮23啮合，但主轴2在转动时会改变第二齿轮23的位置，使第一齿轮22顺利啮合第二齿轮23，啮合到位后，调速电机12提高转速进行工件研磨，同理，切换至大齿轮18与小齿轮19啮合、第二齿轮23与第一齿轮22分离时，调速电机12同样带动主轴2低速转动，使大齿轮18与小齿轮19能顺利啮合。

如图1和图3所示，为保证摆动轴5往复偏转时不与顶杆24产生干涉，顶杆24没有连接摆动轴5，导致顶杆24将支撑座4顶出后无法带动支撑座4复位，为实现支撑座4能够在顶杆24的作用下做往复直线运动，还设计了如下结构：研磨机架1的侧壁沿研磨盘3的径向贯穿开设有滑槽28，支撑座4远离摆动轴5的一端滑动适配在滑槽28内，支撑座4上固定套设限位环29，支撑座4上套有复位弹簧30，复位弹簧30的两端分别连接限位环29和研磨机架1，顶杆24将支撑座4顶出时将拉伸复位弹簧30，使得顶杆24远离支撑座4移动时，支撑座4在复位弹簧30的作用下回到原位，等待顶杆24的下一次顶出，实现支撑座4的往复直线运动，值得注意的是，支撑座4的移动需要克服与研磨机架1之间的摩擦力，为保证顶杆24和复位弹簧30能拉动支撑座4移动，将支撑座4滑动适配滑槽28的面做表面粗糙度处理，使其变得光滑，以降低支撑座4的移动摩擦，保证支撑座4能稳定的进行往复直线运动，模拟出前后的来回研磨动作；为保证摆动轴5偏转时支撑座4不在惯性下移动，在摆动轴5偏转时需要锁定支撑座4，通过以下结构实现：支撑座4远离研磨机架1的侧壁固定有限位座31，限位座31的顶部开设有锥形限位孔32，套筒27的侧壁固定有竖杆33，竖杆33的顶部固定有横杆34，横杆34靠近摆动轴5一端的底部固定有限位锥35，当大齿轮18与小齿轮19啮合时，复位弹簧30处于常态，且限位锥35适配在锥形限位孔32内，当气缸26通过套筒27移动大齿轮18时，将通过竖杆33和横杆34同步带动限位锥35移动，当大齿轮18与小齿轮19啮合时，限位锥35适配在锥形限位孔32内，通过限位锥35固定限位座31，从而固定支撑座4的位置，当气缸26收缩带动大齿轮18上移时，限位锥35从锥形限位孔32内移出，从而使支撑座4能够移动，在气缸26带动大齿轮18向下移动时，支撑座4在复位弹簧30的作用下回到原位，使锥形限位孔32位于限位锥35的移动路径上，使大齿轮18与小齿轮19啮合时，限位锥35重新适配在锥形限位孔32内限制支撑座4的移动。

在一些实施例中，如图1和图9所示，皮带传输机构包括上支架36、下支架37和圆皮带38，下支架37和上支架36分别固定连接研磨机架1和摆动支板6，下支架37和上支架36上分别转动设置有张紧轮39和导向轮40，上支架36的顶部转动设置有传动轴41，传动轴41上键连接有被动皮带轮42和小同步带轮43，主轴2上设置有主动轮44，圆皮带38传动连接主动轮44与被动皮带轮42，圆皮带38依次绕过张紧轮39和导向轮40进行导向，小轴7上设置有大同步带轮45，大同步带轮45通过大皮带46传动连接小同步带轮43，主轴2转动时将带动主动轮44转动，在张紧轮39与导向轮40的作用下对圆皮带38进行导向，使圆皮带38能顺利套装在两个轴线平行的轮上，即套装在主动轮44与被动皮带轮42上，使主动轮44通过圆皮带38带动小同步带轮43转动，从而带动小轴7转动，使小轴7带动研磨摆动支架8以及其上的工件转动，配合研磨盘3实现研磨作业；具体实施时，张紧轮39具有移动自由度，其移动方向平行支撑座4的移动方向，一方面使圆皮带38处于张紧状态，另一方面使摆动轴5在偏转时以及支撑座4在移动时，张紧轮39能适应性移动，防止出现干涉的情况，具体结构为，下支架37上开设有张紧槽64，张紧槽64内连接有张紧弹簧65，张紧弹簧65连接张紧轮39的轴，张紧弹簧65处于压缩状态，从而通过张紧弹簧65的作用力带动张紧轮39进行移动，调节张紧力，使主轴2能平稳的带动小轴7转动；综上所述，只设置一个动力源即能实现工件研磨以及模拟人工研磨动作，减少了动力的配置数量，降低了自动研磨机的设计成本，具有小型化与自动化的优点。

进一步地，如图1和图8所示，主轴轴承座10的顶部连接有接油盘51，接油盘51活动套设在主轴2上，研磨盘3位于接油盘51内，研磨盘3上套装有防碰伤胶圈52，接油盘51的底部设置有排油管53，研磨产生的飞屑落在接油盘51内，通过排油管53进行排放，防止飞屑以及研磨润滑油飞出影响周边环境，也防止飞屑落在研磨机上对研磨机的运行造成影响。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端” 、 “顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的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；以及本领域普通技术人员可知，本发明所要达到的有益效果仅仅是在特定情况下与现有技术中目前的实施方案相比达到更好的有益效果，而不是要在行业中直接达到最优秀使用效果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种模拟人工打磨动作的小型自动研磨机，包括研磨机架（1），所述研磨机架（1）上转动连接有主轴（2），所述主轴（2）的顶部连接有研磨盘（3），其特征在于，还包括摆幅研磨机构和夹持机构，所述摆幅研磨机构包括支撑座（4）、摆动轴（5）和摆动支板（6），所述支撑座（4）滑动设置在所述研磨机架（1）上，所述支撑座（4）沿着所述研磨盘（3）的径向移动，所述摆动轴（5）竖直设置，所述摆动轴（5）转动连接在所述支撑座（4）上，所述摆动轴（5）通过往复偏转机构传动连接所述主轴（2），所述摆动支板（6）固定安装在所述摆动轴（5）的顶部，所述夹持机构安装在所述摆动支板（6）上；

所述夹持机构包括小轴（7）和研磨摆动支架（8），所述小轴（7）转动设置在所述摆动支板（6）上，且所述小轴（7）具有沿所述研磨盘（3）轴向移动的自由度，所述小轴（7）通过皮带传输机构传动连接所述主轴（2），所述小轴（7）的旋转方向与所述主轴（2）的旋转方向相反，所述小轴（7）的底部固定连接所述研磨摆动支架（8），所述研磨摆动支架（8）上滑动设置有两个滑座（54），两个所述滑座（54）均沿着所述研磨盘（3）的径向移动，且移动方向相反，所述滑座（54）的底部设置夹持块（9），所述夹持块（9）沿着所述研磨盘（3）的轴向移动；

所述往复偏转机构包括安装支座（15）、中间轴（16）、摆幅杆（17）和拉簧（21），所述安装支座（15）固定连接在所述研磨机架（1）上，所述中间轴（16）转动连接在所述安装支座（15）上，所述中间轴（16）上套装有大齿轮（18），所述主轴（2）上设置有小齿轮（19），所述小齿轮（19）啮合所述大齿轮（18），所述大齿轮（18）的上端面固定有摆幅凸轮（20），所述摆幅杆（17）为“L”形状，所述摆幅杆（17）的一端固定套设在所述摆动轴（5）上，另一端接触所述摆幅凸轮（20）的侧壁，所述拉簧（21）的一端连接所述摆幅杆（17），另一端连接所述研磨机架（1）；

所述大齿轮（18）通过滑键滑动套装在所述中间轴（16）上，所述大齿轮（18）的底部同轴固定有第一齿轮（22），所述主轴（2）上设置有第二齿轮（23），当所述第二齿轮（23）与所述第一齿轮（22）啮合时，所述大齿轮（18）与所述小齿轮（19）分离，当所述大齿轮（18）与所述小齿轮（19）啮合时，所述第二齿轮（23）与所述第一齿轮（22）分离，所述摆幅杆（17）的上方设置有顶杆（24），所述顶杆（24）通过弹簧（25）连接在所述研磨机架（1）上，所述顶杆（24）沿着所述研磨盘（3）的径向移动，所述顶杆（24）靠近所述摆幅凸轮（20）的一端设为锥形，当所述第二齿轮（23）与所述第一齿轮（22）啮合时，所述顶杆（24）的锥形端接触所述摆幅凸轮（20）的侧壁，所述摆动轴（5）位于所述顶杆（24）的移动路径上；

所述往复偏转机构还包括气缸（26），所述气缸（26）的缸体安装在所述研磨机架（1）上，所述气缸（26）的伸缩轴固定连接有套筒（27），所述套筒（27）与所述中间轴（16）同轴设置，所述套筒（27）通过轴承转动连接所述摆幅凸轮（20）；

所述研磨机架（1）的侧壁沿所述研磨盘（3）的径向贯穿开设有滑槽（28），所述支撑座（4）远离所述摆动轴（5）的一端滑动适配在所述滑槽（28）内，所述支撑座（4）上固定套设限位环（29），所述支撑座（4）上套有复位弹簧（30），所述复位弹簧（30）的两端分别连接所述限位环（29）和研磨机架（1），所述支撑座（4）远离所述研磨机架（1）的侧壁固定有限位座（31），所述限位座（31）的顶部开设有锥形限位孔（32），所述套筒（27）的侧壁固定有竖杆（33），所述竖杆（33）的顶部固定有横杆（34），所述横杆（34）靠近所述摆动轴（5）一端的底部固定有限位锥（35），当所述大齿轮（18）与所述小齿轮（19）啮合时，所述复位弹簧（30）处于常态，且所述限位锥（35）适配在所述锥形限位孔（32）内。

2.根据权利要求1所述的一种模拟人工打磨动作的小型自动研磨机，其特征在于，所述主轴（2）通过主轴轴承座（10）连接于所述研磨机架（1），所述主轴轴承座（10）与所述研磨机架（1）固定连接，所述主轴（2）通过轴承转动连接于所述主轴轴承座（10），所述主轴（2）上套装有皮带轮（11），所述研磨机架（1）上设置有调速电机（12），所述调速电机（12）的输出轴连接有主动皮带轮（13），所述主动皮带轮（13）通过皮带（14）传动连接所述皮带轮（11）。

3.根据权利要求2所述的一种模拟人工打磨动作的小型自动研磨机，其特征在于，所述皮带传输机构包括上支架（36）、下支架（37）和圆皮带（38），所述下支架（37）和上支架（36）分别固定连接所述研磨机架（1）和摆动支板（6），所述下支架（37）和上支架（36）上分别转动设置有张紧轮（39）和导向轮（40），所述上支架（36）的顶部转动设置有传动轴（41），所述传动轴（41）上键连接有被动皮带轮（42）和小同步带轮（43），所述主轴（2）上设置有主动轮（44），所述圆皮带（38）传动连接所述主动轮（44）与所述被动皮带轮（42），所述圆皮带（38）依次绕过所述张紧轮（39）和导向轮（40）进行导向，所述小轴（7）上设置有大同步带轮（45），所述大同步带轮（45）通过大皮带（46）传动连接所述小同步带轮（43）。

4.根据权利要求3所述的一种模拟人工打磨动作的小型自动研磨机，其特征在于，所述小轴（7）通过轴承座（47）连接于所述摆动支板（6），所述轴承座（47）固定连接所述摆动支板（6），所述轴承座（47）上转动连接有轴套（48），所述小轴（7）滑动穿设在所述轴套（48）内，所述小轴（7）上螺纹连接有上调节螺母（49）和下调节螺母（50），所述上调节螺母（49）和下调节螺母（50）分别抵接在所述轴套（48）的顶部和底部，所述大同步带轮（45）通过螺钉固定连接所述轴套（48）。

5.根据权利要求4所述的一种模拟人工打磨动作的小型自动研磨机，其特征在于，所述研磨摆动支架（8）的顶部开设有丝杠槽（55），所述丝杠槽（55）内设置有横向丝杠（56），所述横向丝杠（56）转动连接所述研磨摆动支架（8），所述横向丝杠（56）上设置有两个螺纹旋向相反的螺纹段，两个所述滑座（54）分别螺纹连接在两个所述螺纹段上，所述滑座（54）上固定穿设有中空套管（57），所述中空套管（57）的顶部螺纹连接有螺帽（60），所述中空套管（57）上滑动穿设有滑杆（58），所述滑杆（58）的底部固定连接所述夹持块（9），所述滑杆（58）上固定套设有抵接环（59），所述抵接环（59）与所述中空套管（57）滑动适配，其滑动方向沿着所述中空套管（57）的轴向，所述螺帽（60）的内顶部转动设置有转盘（62），所述滑杆（58）上套设有预紧弹簧（61），所述预紧弹簧（61）的两端分别连接所述抵接环（59）和转盘（62），所述滑座（54）的顶部设置有千分尺（63），所述千分尺（63）的缸体固定安装在所述滑座（54）上，所述千分尺（63）的伸缩轴沿着所述滑杆（58）的轴向移动，所述螺帽（60）位于所述千分尺（63）的伸缩路径上。

6.根据权利要求5所述的一种模拟人工打磨动作的小型自动研磨机，其特征在于，所述主轴轴承座（10）的顶部连接有接油盘（51），所述接油盘（51）活动套设在所述主轴（2）上，所述研磨盘（3）位于所述接油盘（51）内，所述研磨盘（3）上套装有防碰伤胶圈（52），所述接油盘（51）的底部设置有排油管（53）。

Images