CN117840825A - 一种双振源式振动光整机及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双振源式振动光整机及加工方法。该光整机包括：第一激振源，第二激振源，和控制系统，其中：控制系统用于控制第一激振源和第二激振源的振动；第一激振源包括：槽式振动机和与槽式振动机驱动的料槽，第二激振源包括振动机头；振动机头用于夹持待光整工件并带动待光整工件振动，料槽在槽式振动机驱动下振动，间接带动工件在料槽中振动。本发明结构巧妙，使介质磨块与待光整工件表面不断刻划、碰撞和滑擦，促使待光整工件与介质磨块的相对运动速度和加工力度增强，从而提高了加工效率和加工效果。本发明还设置有缓冲机构，增加了双振源式振动光整机的使用寿命。

Description

一种双振源式振动光整机及加工方法

技术领域

本发明涉及研磨光整技术领域，尤其涉及一种双振源式振动光整机及相关方法。

背景技术

滚磨光整加工技术是将待光整工件置于盛有自由状态加工介质(滚抛磨块、磨剂、水等)的容器中，通过一定形式的相对运动，使加工介质之间产生液粒耦合流场，从而使零件表面在化学作用下，进行无序或有序的碰撞滚压和微量磨削，达到提高零件表面综合质量的一种自由磨具机械化学加工技术。

现有振动式光整机通过驱动系统产生激振力传至料槽，带动料槽内介质磨块做同频振动，对料槽内工件进行光整加工。由于振动方式单一，且工件与介质磨块间相对运动维度较少，导致复杂工件光整效率低、均一性差，甚至部分精密零部件达不到光整加工的要求。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种双振源式振动光整机。

第一方面，本发明实施例提供一种双振源式振动光整机，包括：

第一激振源，第二激振源，和与所述第一激振源和第二激振源电连接的控制系统，其中：

所述控制系统用于控制所述第一激振源和第二激振源的振动；

第一激振源包括：槽式振动机和所述槽式振动机驱动的料槽，第二激振源包括振动机头；

所述振动机头用于夹持待光整工件并带动待光整工件振动，所述料槽在所述槽式振动机驱动下振动，以带动所述工件在料槽中振动。

在一个实施例中，所述光整机还包括：机架和升降机构；

所述机架上设置有垂向滑动的滑轨，所述振动机头通过所述升降机构设置于所述滑轨上，所述振动机头能够在垂向上下移动。

在一个实施例中，所述振动机头包括：振动电机、减速电机、旋转机构、机头旋转柱、夹紧机构；

所述减速电机的输出轴连接所述旋转机构，所述旋转机构连接所述机头旋转柱，以驱动所述机头旋转柱旋转；

所述机头旋转柱与所述夹紧机构连接，所述夹紧机构用于夹持工件。

在一个实施例中，所述机头旋转柱的轴线方向与垂向呈15～40°角。

在一个实施例中，所述夹紧机构末端为多个沿周向布置的L形卡爪，用于夹持所述待光整工件。

在一个实施例中，所述振动机头还包括：振动电机固定板、底板、橡胶弹簧；

振动电机设置于所述振动电机固定板上；

振动电机固定板和底板之间上下平行设置；

所述橡胶弹簧连接于所述振动电机固定板和所述底板之间；

所述底板与所述升降机构固联。

在一个实施例中，所述振动机头还包括：定位装置；

所述定位装置包括多个定位导柱和相应的导柱套筒；

所述定位导柱设置于所述振动电机固定板的下表面，所述导柱套筒设置于所述底板的上表面，且所述定位导柱插入所述导柱套筒中，且可上下移动。

在一个实施例中，所述旋转机构包括：小齿轮、中间齿轮、第一回转支承、旋转机构箱体和第二回转支承；

所述第一回转支承套接于所述机头旋转柱，且所述第一回转支承外圈通过连接座与所述机头旋转柱固联，所述第一回转支承内圈与旋转机构箱体固联；

所述小齿轮与减速电机的输出轴连接；所述小齿轮与中间齿轮啮合，所述中间齿轮与所述第一回转支承外圈啮合，以将减速电机的动力传送给机头旋转柱带动其旋转；

所述机头旋转柱顶端与第二回转支承的内圈固联，所述第二回转支承的外圈与振动电机固定板固联；

所述旋转机构箱体与所述底板固联。

第二方面，本发明实施例提供使用如上述的一种双振源式振动光整机进行加工的方法，包括：

所述振动机头利用所述夹紧机构抓取所述待光整工件，所述振动机头沿所述机架上的所述滑轨移动，带动所述待光整工件斜向下伸入所述料槽内的预设位置，使得整个所述待光整工件没入所述料槽的介质磨块之中；

分别启动所述槽式振动机、所述振动电机和所述减速电机工作，使得所述待光整工件在所述第一激振源和所述第二激振源的带动下完成光整加工。

本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：

本发明实施例提供的上述双振源式振动光整机及加工方法，本发明实施例提供的双振源式振动光整机在工作时，由于第一激振源中槽式振动机带动料槽与料槽中介质磨块同频振动，间接地使没入介质磨块中的待光整工件振动，同时，在第二激振源中振动电机的带动下在料槽中做同频振动，使介质磨块与待光整工件表面不断刻划、碰撞和滑擦，促使待光整工件与介质磨块的相对运动速度和加工力度增强，从而提高了加工效率和加工效果。本发明实施例结构巧妙，实现了在双振源带动下对待光整工件进行加工的过程，可用于对结构复杂、光整质量要求较高的待光整工件进行加工。

进一步的，待光整工件除了第二激振源中振动电机的带动下振动之外，还在减速电机的带动下随机头旋转柱在料槽中做回转运动，有益于消除待光整工件表面的毛刺，使待光整工件光整更加均匀，改善了待光整工件表面的完整性。

进一步的，振动电机固定板和底板之间连接橡胶弹簧，振动电机固定板上面设置有振动电机，底板下面与旋转机构箱体固联，设置的橡胶弹簧可以缓冲吸收振动电机向下传递的激振力，降低了振动电机对振动机头的直接冲击，有效地避免了仅由第二回转支承外内圈与振动电机固定板和机头旋转柱固联处的损伤或破坏，增加了振动机头的使用寿命，提高了整个光整机的可靠性。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

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。在附图中：

图1为本发明实施例中双振源式光整机的结构示意图；

图2为本发明实施例中振动机头的结构示意图；

图3为本发明实施例中旋转机构的结构示意图；

图4为本发明实施例中缓冲机构的结构示意图；

图5为本发明实施例中利用双振源式振动光整机进行加工的方法流程图。

附图标记说明：

1-控制系统2-槽式振动机3-料槽4-振动机头5-待光整工件6-机架7-升降机构8-滑轨9-踏板；

10-振动电机11-减速电机12-旋转机构13-机头旋转柱14-夹紧机构；

15-小齿轮16-中间齿轮17-第一回转支承18-旋转机构箱体19-第二回转支承20-连接座；

21-振动电机固定板22-底板23-橡胶弹簧24-定位导柱25-导柱套筒。

具体实施方式

本实施例提供了一种双振源式振动光整机及加工方法，虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本发明实施例提供了一种双振源式振动光整机，本发明实施例中双振源式振动光整机的结构示意图如图1所示，包括：

第一激振源，第二激振源，以及与第一激振源和第二激振源电连接的控制系统1，其中：

控制系统1用于控制第一激振源和第二激振源的振动；

第一激振源包括：槽式振动机2和所述槽式振动机2驱动的料槽3，第二激振源包括振动机头4；

振动机头4用于夹持待光整工件5并带动待光整工件5振动，料槽3在槽式振动机2驱动下振动，以带动待光整工件5在料槽3中振动。

例如：槽式振动机2带动料槽3中的介质磨块做往复同频振动，待光整工件5没入介质磨块中，同时，振动机头4带动待光整工件5做同频振动，实现了待光整工件5在第一激振源和第二激振源下的双源振动，使介质磨块在待光整工件5表面不断刻划、两者不断碰撞和滑擦，从而提高了待光整工件5的表面质量，同时提升了光整的效率。

参考图1所示，在一个实施例中，双振源式振动光整机还包括机架6和升降机构7，机架6靠近振动机头4垂向设置，机架6上设置有垂向滑动的滑轨8，升降机构7连接振动机头4和滑轨8，使得振动机头4可以通过升降机构7在滑轨8上沿垂向上下移动，进而使待光整工件5随振动机头4向下伸入料槽3中，直至没入介质磨块中，使待光整工件5与介质磨块间不断发生刻划、碰撞和滑擦。另外，双振源式振动光整机还设置有踏板9，方便操作人员对料槽3进行上料和下料。

本发明实施例中振动机头4的结构示意图如图2所示，在一个实施例中，振动机头4包括振动电机10、减速电机11、旋转机构12、机头旋转柱13和夹紧机构14。

振动电机10用于给待光整工件5提供第二激振力，使待光整工件5随振动机头4做同频振动；

减速电机11的输出轴连接旋转机构12，旋转机构12连接机头旋转柱13，机头旋转柱13又与下面的夹紧机构14连接，夹紧机构14用于加持待光整工件5，故待光整工件5在减速电机11的作用下，随机头旋转柱13做回转运动。待光整工件5在料槽3中，除了随振动电机10做同频振动外，还可以在介质磨块中做回转运动，使待光整工件5光整加工更加均匀，有益于消除待光整工件5表面的毛刺，改善待光整工件5的表面质量。

在一个实施例中，机头旋转柱13的轴线方向与垂向呈15～40°角，使待光整工件5可以斜向伸入料槽3中，机头旋转柱13的轴线方向与垂向之间的角度，可根据料槽3、振动机头4和机架6之间的位置关系来设置。上述角度的选择，既要避免待光整工件5在回转过程中与机架6发生碰撞，又要满足待光整工件5与料槽3的相对位置关系，以同时满足加工作业要求的质量和效率。例如，优选的，本发明实施例中机头旋转柱13的轴线方向与垂向之间的角度选为20°角。

在一个实施例中，夹紧机构14末端为多个沿周向布置的L形卡爪，用于夹持待光整工件5。例如，优选的，本发明实施例中夹紧机构14拥有三个沿周向均匀布置的L形卡爪，可以实现快装夹紧待光整工件5，避免卡爪松脱现象。

在一个实施例中，本发明实施例中旋转机构12的结构示意图如图3所示，旋转机构12包括：小齿轮15、中间齿轮16、第一回转支承17、旋转机构箱体18和第二回转支承19。

减速电机11驱动旋转机构12，从而带动待光整工件5做回转运动，例如，减速电机11通过驱动旋转机构12中的齿轮来实现传动，参照图3，具体为：减速电机11的输出轴与小齿轮15连接，小齿轮15与中间齿轮16啮合，中间齿轮16与第一回转支承17外圈啮合，第一回转支承17套接于机头旋转柱13，且第一回转支承17外圈通过连接座20与机头旋转柱13固联。因此可以实现减速电机11通过输出轴带动小齿轮15旋转，小齿轮15带动中间齿轮16旋转，中间齿轮16带动第一回转支承17外圈转动，进而第一回转支承17外圈带动机头旋转柱13转动。

第一回转支承17内圈与旋转机构箱体18固联，使旋转机构12与机头旋转柱13形成一整体，能够使机头旋转柱13被减速电机11带动进行回转运动更加平稳。

另外，第二回转支承19内圈与机头旋转柱13顶端固联，第二回转支承19外圈与振动电机固定板21固联，使得机头旋转柱13被减速电机11带动做回转运动的同时，被上方振动电机10带动进行振动。

在一个实施例中，本发明实施例中缓冲机构的结构示意图如图4所示，振动机头4中还可以包括缓冲振动电机10的激振力的缓冲机构，主要包括振动电机固定板21、底板22、橡胶弹簧23。

振动电机10设置于振动电机固定板21上，底板22设置于振动电机固定板21下方，与振动电机固定板21平行，橡胶弹簧23连接于振动电机固定板21和底板22之间，底板22与旋转机构箱体18固联。振动电机10产生激振力带动振动电机固定板21同频振动，振动电机固定板21通过橡胶弹簧23，将缓冲后的激振力传递至底板22，底板22因为与旋转机构箱体18固连，可通过旋转机构箱体18，带动旋转机构12、机头旋转柱13、夹紧机构14以及待光整工件5做同频振动。

例如本发明实施例中，振动电机固定板21和底板22之间连接有四个橡胶弹簧23。但本发明实施例并不限定橡胶弹簧23的数量。

假若没有设置橡胶弹簧23，那么振动电机10产生的激振力，只能通过与振动电机固定板21和机头旋转柱13顶端固联的第二回转支承19直接传递给待光整工件5。久而久之，振动电机10产生的激振力可能会对振动机头4中各机构、各部件的连接部位造成损伤或破坏，那么，对于振动机头4来说，长期振动所带来的冲击，可能对其使用寿命造成影响。

在本发明实施例中，正因为设置有橡胶弹簧23，利用橡胶弹簧23具有较高内阻的特性，很大程度上缓冲吸收了振动电机10向下传递的激振力，保障了光整机的使用寿命和可靠性。且橡胶弹簧23还具有造价低、使用寿命长和工作噪音小的优点。

在一个实施例中，底板22还和升降机构7固联。

在一个实施例中，缓冲机构中除了上述振动电机固定板21、底板22、橡胶弹簧23之外，还包括定位装置；具体地，定位装置包括多个定位导柱24和相应的导柱套筒25，定位导柱24设置于振动电机固定板21的下表面，导柱套筒25设置于底板22的上表面，且定位导柱24插入导柱套筒25中，且可上下移动。上述定位装置使得在振动和回转运动过程中，振动电机固定板21和底板22之间在水平方向上不会发生相对位移，保证了垂直方向上发生往复振动，有效防止了振动机头4的窜动。

上述定位装置中，定位导柱24和导柱套筒25的设置方式还可以反过来，即，导柱套筒25设置于振动电机固定板21之上，定位导柱24设置于底板22的之上。该结构的变型仍然在本发明的保护范围之内。

例如，参照图2所示，振动电机固定板21和底板22之间连接有四个定位导柱24和相应的四个导柱套筒25。

同样地，本发明实施例并不限定上述定位装置的数量。

下面结合附图1、图2、图3和图4，对本发明实施例中双振源式光整机的加工过程进行举例说明：

振动机头4利用夹紧机构14抓取待光整工件5，振动机头4沿机架6上的滑轨8移动，带动待光整工件5斜向下伸入料槽3内的预设位置，使得整个待光整工件5没入料槽3的介质磨块之中；分别启动槽式振动机2、振动电机10和减速电机11工作，待光整工件5在振动电机10的激振力下进行同频振动，又在减速电机11带动下随机头旋转柱13做回转运动，与此同时，料槽3内的介质磨块在槽式振动机2的驱动下振动，对于待光整工件5来说，实现了双源的振动，使介质磨块在待光整工件5表面不断刻划、两者发生持续有效的碰撞和滑擦，从而进一步提高工件表面质量，提高了光整加工的质量和工作效率。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种利用双振源式振动光整机进行加工的方法，由于该方法的原理与前述双振源式振动光整机相似，因此该方法的实施可以参见前述装置的实施，重复之处不再赘述。

本发明实施例提供了一种使用如前述双振源式振动光整机进行加工的方法，参照图5所示，包括：

S51、振动机头利用夹紧机构抓取待光整工件，振动机头沿机架上的滑轨移动，带动待光整工件斜向下伸入料槽内的预设位置，使得整个待光整工件没入料槽的介质磨块之中；

S52、分别启动槽式振动机、振动电机和减速电机工作，使得待光整工件在第一激振源和第二激振源的带动下完成光整加工。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种变化而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动在内。

Claims (9)

1.一种双振源式振动光整机，其特征在于，包括：

第一激振源，第二激振源，和与所述第一激振源和第二激振源电连接的控制系统，其中：

所述控制系统用于控制所述第一激振源和第二激振源的振动；

第一激振源包括：槽式振动机和所述槽式振动机驱动的料槽，第二激振源包括振动机头；

所述振动机头用于夹持待光整工件并带动待光整工件振动，所述料槽在所述槽式振动机驱动下振动，以带动所述工件在料槽中振动。

2.如权利要求1所述的光整机，其特征在于，还包括：机架和升降机构；

所述机架上设置有垂向滑动的滑轨，所述振动机头通过所述升降机构设置于所述滑轨上，所述振动机头能够在垂向上下移动。

3.如权利要求2所述的光整机，其特征在于，所述振动机头包括：振动电机、减速电机、旋转机构、机头旋转柱、夹紧机构；

所述减速电机的输出轴连接所述旋转机构，所述旋转机构连接所述机头旋转柱，以驱动所述机头旋转柱旋转；

所述机头旋转柱与所述夹紧机构连接，所述夹紧机构用于夹持工件。

4.如权利要求3所述的光整机，其特征在于，所述机头旋转柱的轴线方向与垂向呈15～40°角。

5.如权利要求3所述的光整机，其特征在于，所述夹紧机构末端为多个沿周向布置的L形卡爪，用于夹持所述待光整工件。

6.如权利要求3所述的光整机，其特征在于，所述振动机头还包括：振动电机固定板、底板、橡胶弹簧；

振动电机设置于所述振动电机固定板上；

振动电机固定板和底板之间上下平行设置；

所述橡胶弹簧连接于所述振动电机固定板和所述底板之间；

所述底板与所述升降机构固联。

7.如权利要求6所述的光整机，其特征在于，所述振动机头还包括：定位装置；

所述定位装置包括多个定位导柱和相应的导柱套筒；

所述定位导柱设置于所述振动电机固定板的下表面，所述导柱套筒设置于所述底板的上表面，且所述定位导柱插入所述导柱套筒中，且可上下移动。

8.如权利要求3-7任一项所述的光整机，其特征在于，所述旋转机构包括：小齿轮、中间齿轮、第一回转支承、旋转机构箱体和第二回转支承；

所述第一回转支承套接于所述机头旋转柱，且所述第一回转支承外圈通过连接座与所述机头旋转柱固联，所述第一回转支承内圈与旋转机构箱体固联；

所述小齿轮与减速电机的输出轴连接；所述小齿轮与中间齿轮啮合，所述中间齿轮与所述第一回转支承外圈啮合，以将减速电机的动力传送给机头旋转柱带动其旋转；

所述机头旋转柱顶端与第二回转支承的内圈固联，所述第二回转支承的外圈与振动电机固定板固联；

所述旋转机构箱体与所述底板固联。

9.一种使用如权利要求1-8任一项所述的双振源式振动光整机的加工方法，其特征在于，包括：

所述振动机头利用所述夹紧机构抓取所述待光整工件，所述振动机头沿所述机架上的所述滑轨移动，带动所述待光整工件斜向下伸入所述料槽内的预设位置，使得整个所述待光整工件没入所述料槽的介质磨块之中；

分别启动所述槽式振动机、所述振动电机和所述减速电机工作，使得所述待光整工件在所述第一激振源和所述第二激振源的带动下完成光整加工。