CN210452373U

CN210452373U - 用于软弹性磨料的更新系统

Info

Publication number: CN210452373U
Application number: CN201921347148.7U
Authority: CN
Inventors: 罗婷
Original assignee: Shenzhen Xinyisheng Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Xinyisheng Technology Co Ltd
Priority date: 2019-08-20
Filing date: 2019-08-20
Publication date: 2020-05-05
Anticipated expiration: 2029-08-20

Abstract

本实用新型公开了一种用于软弹性磨料的更新系统，包括：磨料计量装置，用于从喷砂室内吸取预定量的待更新磨料；磨粒计量装置，用于排出定量的硬质磨粒；以及搅拌混合装置，包括混合室、搅拌棒和旋转驱动组件，所述混合室用于接收喷砂室内的待更新磨料和磨粒计量装置排出的硬质磨粒，所述旋转驱动组件用于驱动搅拌棒在混合室内旋转，以使硬质磨粒镶嵌在待更新磨料的表面，经过搅拌混合装置的已更新磨料排入喷砂室内。本实用新型的更新系统可以保证软弹性磨料的持续抛光效果。

Description

用于软弹性磨料的更新系统

技术领域

本实用新型涉及抛光领域相关设备，尤其涉及一种用于软弹性磨料的更新系统。

背景技术

在传统的喷射或喷丸的过程中，砂粒(硬质磨粒)的棱角尖点会接触工件的表面。具体的，砂粒利用自身的硬度在外力作用下撞击工件的表面，使工件表面的材料碎裂、形变或被砂粒带走。在完成去除材料的过程，尖点的嵌入使砂粒和工件相对的滑动非常困难，由此，无法形成光滑的镜面，甚至亮面都无法获得，缎面与雾面是喷砂的特征，而球形的喷丸几乎不具备去除能力，只能起到表面的挤压休整，无法形成微切削连续的镜面。

既“硬”又“软”的软弹性磨料可以解决上述问题，其特征在于软质基底要求硬度低，受力易发生形变，延展性好，受力不碎裂。软弹性磨料可以通过多种方式制得，例如在软质基底表面粘黏硬质磨粒，或用硬质磨粒加软质介质 (可带粘性或不带粘性)熔合或混合成型制粒的方式获得。弹性的存在可以很大程度上促进颗粒的形状保持并获得必要的正压力，其中软弹性磨料的软质基底通常选用高分子材料，诸如凝胶、橡胶、植物纤维、人造弹性体等。

在诸多专利中，例如JP NO.2957492、JP NO.2009-125818、JP NO.2009-125818 及CN101439500，无论使用磨粒混练方式还是磨粒附着方式制造的弹性磨料，无论是否需要调节弹性磨料的含水量来保持粘附性或镜面加定性能，硬质磨粒均会随着使用时间的增加，导致抛光的效果变差。可见，如何补充硬质磨粒从而保证抛光效果的稳定性至关重要。间隔性的更新磨料，新、旧磨料的差异会导致抛光效果的较大起伏，不利于工件效果的一致性。

采用转鼓通过离心碰撞摩擦可以将硬质磨粒按压到弹性磨料表面，其缺点在于转鼓方式产生的按压力来自于向心力。根据公式F_向＝mω²r可知，在质量一定的前提下，向心力由角速度与转鼓直径决定，由此可见，要获得较大的向心压力，转鼓需要较大的直径和较高的转速，而转鼓受结构影响导致的制造能力的限制，转速和转鼓直径存在矛盾，高转速与大直径很难同时满足，可知转鼓混粉技术存在以下问题：

1、上述装置要获得较高的向心压力，要么占用较大空间，要么牺牲空间降低处理量，若想获得较大的向心力提供的挤压力，比较困难；

2、转鼓转动后，弹性磨料受向心力作用下贴于转鼓内壁，在摩擦力的作用下相对保持静止，此时，弹性磨料要么因为滚动缺失而影响混合效果，要么对转鼓进行转速周期调变而增加复杂的过程控制。

3、转鼓装置需要脱机进行弹性磨料的更新，且批量的脱机更新会造成研磨抛光效率与效果出现较大波动，进而导致研磨抛光不稳定。

为了解决上述问题，公开号为CN104511844的中国实用新型专利中提供了一种采用固气二相流的方式将磨粒嵌在磨料的表面，其技术特点在于，通过气体推进的方式将弹性磨料加速，同时混入硬质磨粒粉末，后一起通过曲折空间产生向心力，使弹性磨料与硬质磨粒充分混合并产生挤压力，进而将硬质磨粒附着于弹性磨料的表面。其原理是，获得一定速度的弹性磨料在通过的曲折空间内滚动前行，速度方向的改变产生向心力，由

可知，管路中任一点的曲率半径r与线速度的大小决定了向心力的大小，即弹性磨料的质量一定，其出射速度越快，曲折空间的半径越小，向心力越大。由此可以看出以下问题：

1、气体推进弹性磨料与硬质磨粒充分混合的过程中，由于硬质磨粒微粉的质量轻，很容易漂浮在空气中，故很难保证硬质磨粒微粉与弹性磨料有效接触，会有大部分硬质磨粒微粉进入喷砂室而被过滤装置过滤掉，产生较大的浪费，也易产生粉尘；

2、气体的推进速度通常在80m/s以下，由此获得的向心力大小在5N以下，挤压力大小受限，而过度小回转半径，使通过的行程过短，更加重问题1中描述的问题发生；

3、软弹性磨料在向心力的作用下，同时产生于管壁的摩擦力，而出现明显的随着通过长度的增加而速度大幅消减的结果，使挤压效果与效率大打折扣。

此外，磨料的水分含量会影响弹性磨料在工件表面的摩擦系数，从而影响抛光效果，上述的各装置均没有水分的含量控制功能，而公开号为CN101439500 的中国实用新型专利中采用的压缩空气雾化装置添加水分，与弹性磨料共同搅拌，通过测量工件的粗糙度的反馈，控制喷雾量的装置，过于繁琐，很难工业化应用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种用于软弹性磨料的更新系统，实现软弹性磨料的持续更新，并保证软弹性磨料抛光效果的持续性。

本实用新型所要解决的技术问题还在于，提供一种用于软弹性磨料的更新系统，提高硬质磨粒附着在磨粒的有效果。

本实用新型所要解决的技术问题还在于，提供一种用于软弹性磨料的更新系统，控制软弹性磨料的水分含量，保证软弹性磨料的抛光效果。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于软弹性磨料的更新系统，包括：

磨料计量装置，用于从喷砂室内吸取预定量的待更新磨料；

磨粒计量装置，用于排出定量的硬质磨粒；以及

搅拌混合装置，包括混合室、搅拌棒和旋转驱动组件，所述混合室用于接收喷砂室内的待更新磨料和磨粒计量装置排出的硬质磨粒，所述旋转驱动组件用于驱动搅拌棒在混合室内旋转，以使硬质磨粒镶嵌在待更新磨料的表面，经过搅拌混合装置的已更新磨料排入喷砂室内。

作为上述方案的改进，所述磨料计量装置包括用于暂存待更新磨料的缓存室，所述缓存室的底部设有磨料出料口以及驱动磨料出料口开闭的出料驱动组件；

所述磨料计量装置通过第一光学传感器计量缓存室内的待更新磨料的量，或者，所述磨料计量装置通过第一称重传感器计量缓存室内的待更新磨料的量。

作为上述方案的改进，所述计量装置还包括用于过滤小于一定粒度的待更新磨料的过滤筛网，所述过滤筛网倾斜设置，由喷砂室内吸入缓存室的待更新磨料喷向过滤筛网，未被过滤的待更新磨料进入缓存室内。

作为上述方案的改进，所述过滤筛网为超声波振动筛网。

作为上述方案的改进，还包括：

补料装置，其内存储有未使用过的全新磨料；

废料室，用于接收被过滤筛网过滤的磨料；

第二称重传感器，用于检测废料室内磨料的重量；以及

第一控制器，用于根据称重传感器的检测结果控制补料装置向缓存室内补充全新磨料。

作为上述方案的改进，所述缓存室在靠近入口位置设有吸磁件，所述吸磁件用于吸取待更新磨料中混合的磁性物质。

作为上述方案的改进，所述磨粒计量装置包括：

计量室，用于存储一定量的硬质磨粒，其底部设有与搅拌混合装置连通的磨粒出料口；

计量转板，旋转安装在计量室内的底部，其设有上下贯通且与磨粒出料口相适配的计量空间；

刮粉挡片，位于计量转板的上方，其至少覆盖住磨粒出料口；以及

计量驱动组件，驱动计量转板旋转，以使填充满硬质磨粒的计量空间转至磨粒出料口处，硬质磨粒在重力及搅拌的气流作用下由磨粒出料口向下落下。

作为上述方案的改进，所述磨粒计量装置还设有用于加热计量室下端的加热装置。

作为上述方案的改进，所述搅拌混合单元还包括加湿装置，所述加湿装置用于向混合室内的已更新磨料喷射加湿润滑物，所述加湿润滑物和已更新磨料中的胶黏剂融合形成弹性物质。

作为上述方案的改进，还包括混合反馈装置和第二控制器；所述混合反馈装置包括与搅拌混合装置连通的测量室、设于测量室内的测量平台以及用于检测测量平台上的硬质磨粒是否达到设定高度的第二光学传感器，所述测量室与喷砂室连通；所述第二控制器根据第二光学传感器检测的结果控制硬质磨粒的添加量。

实施本实用新型的实施例，具有如下有益效果：

采用本实用新型的更新系统对喷砂室内的软弹性磨料进行更新，更新时，将使用过的待更新磨料和全新的硬质磨粒按照预先设定的量进行混合搅拌，以使新的硬质磨粒镶嵌在待更新磨料的表面，已更新磨料再次通入喷砂室内再次使用，进而保证喷砂室内的软弹性磨料的表面长时间附着有效的硬质磨粒。采用本实用新型的更新系统可以延长软弹性磨料的有效使用寿命，且可以减少软弹性磨料的使用量。

此外，若软弹性磨料不更新，则随着软弹性磨料的使用，其抛光效果逐渐变差，进而导致喷砂装置的处理效果不稳定。而采用本实用新型更新系统的喷砂装置由于会对软弹性磨料进行持续更新，所以喷砂装置在处理工件时可保证更长时间的稳定性。

本实用新型的系统可以实现软弹性磨料更新的持续性，无需通过人工将喷砂室内的软弹性磨料取出即可进行更新，不仅可以提高抛光效率和抛光效果，且软弹性磨料的自动更新可以降低维护成本。

需要说明的是，相对于通过滚筒离心式或者固气二相流更新软弹性磨料的方法，本实用新型的搅拌混合装置通过搅拌撞击的方式实现待更新磨料和硬质磨粒之间的镶嵌，可以大大提高撞击力，进而提高硬质磨粒镶嵌的牢固性，并在撞击的过程可以产生热量。

具体的，若采用现有技术的固气二相流方式，其内软弹性磨料的速度与压缩空气的压力有关，以目前可提供的最高0.8-1兆帕的压力，速度基本在60m/s 以下，很难超过80m/s。本实用新型的更新系统通过搅拌棒旋转提供的线速度以使搅拌棒、待更新磨料和硬质磨粒之间发生摩擦碰撞并产生静电吸附，进而实现硬质磨粒镶嵌在待更新磨料上。而搅拌棒最外端的线速度可以达到300m/s，此时，硬质磨粒受到的瞬间撞击力可以达到近100N，足以将硬质磨粒按压镶嵌在待更新磨料表面，其中平均撞击次数可以通过时间调节。此外，当产生的热量超过软质载体的软化温度，则可以使硬质磨粒与软质载体互溶镶嵌在表面。具体的，若搅拌棒的转速为30000转/分，搅拌棒的直径为200mm，根据v＝ωr＝πd*30000/(1000*60)＝314m/s。

此外，软弹性磨料在抛光研磨工件的使用过程中，受到环境中空气湿度的变化、工件上残留的切削液以及冷却液等液体影响因素，若持续使用同一批软弹性磨料，会增加软弹性磨料与工件表面的摩擦系数，阻碍了软弹性磨料的滑动，进而会降低抛光效率并影响抛光效果。而采用本实用新型的搅拌混合装置对待更新磨料进行更新时，待更新磨料在搅拌混合过程不仅可以更新待更新磨料的磨削能力，且在此过程中特有的动能和内能的转化会产生加热功能，可以对待更新磨料以及硬质磨粒进行烘干，进而降低已更新磨料内附着的水分，以保证已更新磨料能够持续的保持干燥状态，进而保证抛光的效率与效果。

附图说明

图1是本实用新型更新系统的结构示意图；

图2是本实用新型磨料计量装置的结构示意图；

图3是本实用新型磨粒计量装置的结构示意图；

图4是显示计量室下部的结构示意图；

图5是图4的俯视图；

图6是本实用新型混合反馈装置的结构示意图；

图7是自然休止角注入法测量原理图；

图8是本实用新型测试用装置的结构示意图；

图9是本实用新型磨料测试效果对比图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。仅此声明，本实用新型在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本实用新型的附图为基准，其并不是对本实用新型的具体限定。

参见附图1，本实用新型公开了一种用于软弹性磨料的更新系统，包括磨料计量装置1、磨粒计量装置2和搅拌混合装置3。本实用新型的更新系统用于喷砂装置，喷砂装置设有用于抛光的喷砂室，工件在喷砂室内完成表面处理工序。

所述磨料计量装置1用于从喷砂室内吸取预定量的待更新磨料。具体可以通过吸取的时间或者达到磨料计量装置1内的重量或者体积等方式来判定是否达到预定量。当待更新磨料达到预设量时，磨料计量装置1停止进料，并将吸取的待更新磨料排入搅拌混合装置3。

所述磨粒计量装置2用于排出定量的硬质磨粒。具体可以通过电磁阀控制排放时间，也可以通过下述的计量空间来确定一次的量，若需要较多量，只需要多排几次即可。所述磨粒计量装置2将定量的硬质磨粒排入搅拌混合装置3。

所述搅拌混合装置3包括混合室31、安装在混合室31内的搅拌棒32以及驱动搅拌棒32旋转的旋转驱动组件33，所述混合室31用于接收喷砂室内的待更新磨料和磨粒计量装置2排出的硬质磨粒，所述旋转驱动组件33用于驱动搅拌棒32在混合室31内旋转，以使硬质磨粒在搅拌棒、待更新磨料和硬质磨粒之间的摩擦碰撞下镶嵌在待更新磨料的表面，经过搅拌混合装置的已更新磨料排入喷砂室内。具体的，当所述旋转驱动组件33驱动搅拌棒32旋转时，所述搅拌棒32、待更新磨料和硬质磨粒之间发生摩擦碰撞并产生静电吸附，进而将硬质磨粒镶嵌在待更新磨料的表面。

所述旋转驱动组件33可以选用直流电机，通过直流电机带动搅拌棒32旋转，转速根据需要调整范围在100RPM-100000RPM(转/分钟)范围内。搅拌棒 32在旋转的过程中，搅拌棒32、待更新磨料、硬质磨粒之间会发生摩擦碰撞，在摩擦过程中产生静电吸附，对于大小为1.0mm³的待更新磨料，密度按为1.1g/cm³计算，如果撞击过程中搅拌棒32的线速度可以达到300m/s，则待更新磨料受到的瞬间撞击力可以达到近100N，足以将硬质磨粒按压镶嵌在待更新磨料的表面，平均撞击次数可以通过时间调节，当产生的热量超过待更新磨料的软质基体的软化温度，还可以使硬质磨粒与软质基体互溶镶嵌在表面。

进一步地，所述搅拌混合单元3还包括加湿装置34，所述加湿装置34用于向混合室31内的已更新磨料喷射加湿润滑物，所述加湿润滑物和已更新磨料中的胶黏剂融合形成弹性物质。形成的弹性物质在已更新磨料表面形成一层新的弹性层。其中，所述加湿装置34在完成待更新磨料和硬质磨料的镶嵌工作后开始加湿，所述搅拌棒在加湿的过程中可以同时进行搅拌动作，也可以不进行搅拌动作。具体的，所述加湿润滑物可以为水、水和油的混合物、乙酸、甘油、或者乙酸和甘油的混合物等具有表面润滑功能或者表面湿润功能的物质。需要说明的是，在制作软弹性磨料的过程中一般会加入胶黏剂将硬质磨粒粘在软质载体的表面，此胶黏剂会在软弹性磨料的表面形成一层薄薄的弹性层，但是，随着时间的使用，软弹性磨料表面的弹性层会被去除，进而降低抛光的镜面效果。本实用新型通过增加加湿装置将加湿装置喷出的加湿润滑物与胶黏剂融合形成新的一层弹性层。例如，当所述胶黏剂选用明胶时，明胶在遇到水、乙酸、甘油或者混合物时会膨胀形成一层凝胶，以使新制作的软弹性磨料的表面具有一定的弹性。可见，对于镜面抛光需要的滑动需求，通过加湿装置34向已更新磨料的表面喷雾化的水等物质，对已更新磨料进行表面湿润，以使磨料表面具有一定的弹性，进而降低软弹性磨料与工件的摩擦系数，减小摩擦力，更有利于滑动的发生。需要说明的是，对待更新磨料的先干燥以及已更新磨料的后加湿可以保证每次的同一性。

本实用新型的更新系统可以将磨料计量装置1内的磨料和磨粒计量装置2 的磨粒同时排入搅拌混合装置3内，也可以将待更新磨料和硬质磨粒分开加入搅拌混合装置3内。作为优选方案，本实用新型的更新系统通常是先将待更新磨料在搅拌混合装置内搅拌烘干10-20S，然后按设定的程序由磨粒计量装置2 添加硬质磨粒，将待更新磨料和硬质磨粒同时搅拌10-60S，即完成待更新磨料的再生动作。如果需要增加湿度，可以通过加湿装置34喷雾，按时间计量，喷雾完成后再搅拌3-5S，搅拌完成后打开混合室31，将物料排放至下述的测量室，最后将物料由测量室排放至喷砂室。其中，所述混合室31设有放料气缸35，通过放料气缸35将混合室31内的物料向下排出。

参见附图2，其为磨料计量装置1的结构示意图。具体的，所述磨料计量装置1包括用于暂存待更新磨料的缓存室11，所述缓存室11的容量根据需求优选在0.1L-5L。所述缓存室11的底部设有磨料出料口(附图未标出)以及驱动磨料出料口开闭的出料驱动组件12。所述出料驱动组件12可以选用出料气缸。当磨料出料口打开时，缓存室11内的待更新磨料向下排出，当磨料出料口关闭时，待更新磨料存积在缓存室11内，直至缓存室11内的待更新磨料达到预设的量。本实用新型的更新系统优选采用以下两种方案计量待更新磨料的量。

第一种磨料计量方式，所述磨料计量装置1通过第一光学传感器13计量缓存室11内的待更新磨料的量。具体的，第一光学传感器13安装在缓存室11内预设的高度，工作时，待更新磨料由喷砂室进入至缓存室11，并在缓存室11堆积，当第一光学传感器13探测到反射信号时，则表示待更新磨料还未达到预设的高度，磨料进料口15持续进料，直至第一光学传感器13不能探测到反射信号，此时，第一光学传感器13将信号传输给控制系统，控制系统控制磨料进料口15停止吸料，并控制出料气缸打开磨料出料口，进而实现待更新磨料的单次定量进料。附图中显示的即为此种定量检测方式。

第二种磨料计量方式，所述磨料计量装置1通过第一称重传感器计量缓存室11内的待更新磨料的量。此方式是通过待更新磨料的重量来确定单次待更新磨料的量，同理，当第一称重传感器检测到的重量达到预设的重量时，所述磨料出料口打开。

进一步的，所述计量装置还包括用于过滤小于一定粒度的待更新磨料的过滤筛网14，所述过滤筛网14倾斜设置，由喷砂室内吸入缓存室11的待更新磨料喷向过滤筛网14，未被过滤的待更新磨料进入缓存室11内。所述过滤筛网 14的滤网大小根据需求一般选在0.85mm-0.075mm之间，大于此范围的待更新磨料会沿着过滤筛网14的表面向下滚动至缓存室11内，而小于此范围的待更新磨料则会穿过过滤筛网14被排出，进入至下述的废料室内。其中，所述过滤筛网14优选为超声波振动筛网，其具备超声或脉冲超声振动功能，通过超声波振动可以清除堵塞网孔的待更新磨料，防止过滤筛网14堵塞。此外，所述缓存室 11设有磨料进料口15，磨料进料口15从喷砂室吸取待更新磨料，具体可以利用真空负压泵或负压式喷砂枪的方式。通过真空负压泵或负压式喷砂枪的方式吸取的待更新磨料以一定的速度进入喷砂室并喷射到过滤筛网14上，此过程会产生一定的动能，对防止过滤筛网14堵塞起到一定的作用，还可以提高过滤性能。

此外，由于软弹性磨料在抛光工件的表面时对工件表面材料有一定的去除作用，所以软弹性磨料在抛光时难免会带出被抛光的工件材料，例如毛刺、粉末等，若磨料计量装置1吸取的待更新磨料含有工件材料，则会影响待更新磨料再生的质量。为了解决此问题，本实用新型的缓存室11在靠近入口位置设有吸磁件16，所述吸磁件16用于吸取待更新磨料中混合的磁性物质。本实用新型通过吸磁件吸取待更新磨料中的磁性物质，进而提高待更新磨料的纯度，防止磁性物质影响待更新磨料的更新。本实用新型的吸磁件可以通过定期清理或者定期更换的方式清理吸磁件上的毛刺或者粉末。

需要说明的是，喷砂室内的软弹性磨料会随着使用时间的增加而碎裂成细小的粉末状颗粒，进而失去抛光效果，而这些碎裂的颗粒会被过滤筛网14过滤掉，为了保证足够的软弹性磨料的供应，本实用新型的更新系统通过废料的重量决定全新磨料的供应。具体的，本实用新型的更新系统还包括废料室41、第二称重传感器42、补料装置5和第一控制器，所述补料装置5内存储有未使用过的全新磨料，所述废料室41用于接收被过滤的磨料，所述第二称重传感器42 用于检测废料室41内磨料的重量，所述第一控制器根据第二称重传感器42的检测结果控制补料装置5向缓存室内补充全新磨料。其中所述补料装置5优选包括新料存储罐51和电磁放料开关52，所述新料存储罐51储存有全新磨料，所述第一控制器通过新料存储罐51中的电磁放料开关52控制全新磨料进入磨料计量装置1内的量。

使用过程中，所述第二称重传感器42可以按使用时间设定固定间隔读取废料的重量，第一控制器根据第二称重传感器42的称重结果计算与上次的差值，并转换成电磁放料开关52的打开时间，进而完成补料动作，将存储在新料存储罐51内的全新磨料放入到磨料计量装置1中。

参见附图3至5，其为磨粒计量装置2的结构示意图。所述磨粒计量装置2 包括计量室21、计量转板22、刮粉挡片23和计量驱动组件24。

所述计量室21用于存储一定量的硬质磨粒，其底部设有与搅拌混合装置3 连通的磨粒出料口211。计量室21内的硬质磨粒由磨粒出料口211排向搅拌混合装置3内。

所述计量转板22旋转安装在计量室21内的底部，其设有上下贯通且与磨粒出料口211相适配的计量空间221。当计量空间221远离磨粒出料口211时，所述计量空间221的底部通过计量室的底部进行封闭，此时，磨粒在重力作用下会填充计量空间221。所述计量空间221和磨粒出料口211优选均为圆形。

所述刮粉挡片23位于计量转板22的上方，其至少覆盖住磨粒出料口211。即所述刮粉挡片23、计量转板22和计量室21的底部由上至下依次设置，计量转板22在刮粉挡片23和计量室21的底部之间旋转，当计量转板22的计量空间221转到磨粒出料口211位置时，计量空间221的上方被刮粉挡片23遮挡。所述刮粉挡片23至少设有用于计量空间221进料的镂空部位，且所述刮粉挡片23的一端设有倾斜设置的刮粉部231，刮粉部231用于当计量空间221向磨粒出料口旋转时，向计量空间221挤入磨粒。

所述计量驱动组件24驱动计量转板22旋转，以使填充满硬质磨粒的计量空间221转至磨粒出料口211处，硬质磨粒在重力及搅拌的气流作用下由磨粒出料口211向下落下。所述计量驱动组件24为旋转气缸，旋转气缸在气缸连杆 25的作用下驱动计量转板22旋转。旋转气缸带动计量转板22由计量空间221 远离磨粒出料口211的位置(初始位置)旋转至计量空间221与磨粒出料口211 重合的位置(放料位置)，最后再驱动计量转板22旋转至计量空间221的初始位置，从而完成一次硬质磨粒的计量放料过程，单次硬质磨粒的供应量由计量空间221的体积所决定，若需要较多的磨粒，则通过计量空间排放两次甚至更多次的磨粒。

需要说明的是，为了保证处于计量空间221的硬质磨粒在重力和气流搅动的共同作用下有效的脱离进入搅拌混合装置3，本实用新型所述计量空间221的开口径向值与开口厚度值的比值大于等于3。其中开口径向值为计量空间221的直径大小。根据发明人试验证明，若计量空间221的开口径向值与开口厚度值的比值小于3，容易造成硬质磨粒受侧壁的粘附作用而无法从计量空间221脱离下落。

此外，所述磨粒计量装置2还设有用于加热计量室21下端的加热装置26。本实用新型通过加热装置26保证硬质磨粒处于干燥状态，防止硬质磨粒团聚而影响计量。其中，所述加热装置26的加热温度设定在50-100℃。

本实用新型的磨粒计量装置2的工作过程如下：

计量转板22处于初始位置，即计量空间221在远离磨粒出料口211的位置；

旋转气缸驱动计量转板22旋转，在计量转板22旋转的过程中，刮粉挡片 23将磨粒挤压推进至计量空间221内，直至计量空间221与磨粒出料口211重合，由于磨粒出料口211为镂空结构，磨粒在没有支撑情况下受重力落下，同时，由于计量转板22的旋转作用会搅动计量室21内的气流，磨粒在搅拌气流的作用下会有一定的旋转作用，即磨粒在重力及搅拌的气流的双重作用下由磨粒出料口211向下落下。

参见附图6，考虑软弹性磨料的性能的保持与附着其表面的硬质磨粒的消耗有关，硬质磨粒的消耗与磨削量相关，而磨削量与被抛光工件材料的种类、工件材料的表面状况、作用面积以及加工时间等因素相关。由此可知，软弹性磨料的消耗不仅仅与使用时间t相关，如果按照固定的时间、单一的条件进行软弹性磨料的更新，会出现硬质磨粒补充过量或不足的情形，影响已更新磨料的性能稳定性。为了解决此问题，本实用新型的更新系统还包括混合反馈装置6 和第二控制器；所述混合反馈装置6包括与搅拌混合装置3连通的测量室61、设于测量室61内的测量平台62以及用于检测测量平台62上的磨粒是否达到设定高度的第二光学传感器63，所述测量室61与喷砂室连通；所述第二控制器根据第二光学传感器63检测的结果控制硬质磨粒的添加量。其中所述硬质磨粒的量可以根据搅拌混合装置3单次工作对应的计量转板22转动的次数，例如，当需要更多的硬质磨粒时，计量转板22转动两回，即可以运送两倍的计量空间221 的硬质磨粒。本实用新型利用磨料休止角的特性进行计算设定，监测并控制硬质磨粒的添加量，实现过程动态控制，实时增加或减少硬质磨粒的加入量与每次软弹性磨料更新的时间间隔，从而使已更新磨料在实际使用状况发生变化的情形下依然可以保持稳定。

上述休止角的检测原理是：根据重力场中，粒子在粉体堆积层的自由斜面上滑动时，所受重力和粒子之间摩擦力达到平衡而处于静止状态下会自然产生一个堆积角度，静止时测得的最大角度，就是休止角，这个角度的大小与形状、尺寸及表面状况有关，当粒子间内摩擦力与粒子间的粘附作用力发生变化，休止角发生变化。具体的，当软弹性磨料的表面含水量增加，则休止角增加；软弹性磨料表面的硬质磨粒损耗，会导致休止角增加；当软弹性磨料破损露出基底时，材料可能发生粘结，休止角增加；由此可以通过特定的休止角的大小，判断硬质磨粒的损耗情况。通常采用的方式为测量设备直接测量休止角的大小，这种方式的问题在于，表面不平整，颗粒凹凸不平，测量的准确性不高，且对传感器精度要求高。对于某一牌号的软弹性磨料，由属性固定，新料的休止角是一个固定值，由图7可知，在测试平台的直径已知，休止角θ已知，则堆积 H高度可知，将第二光学传感器63调整到H对齐的高度，通过监控高度H的变化来变相监控休止角的变化，不同的材料只需要调整第二光学传感器63的位置即可。

具体实施步骤为：已更新磨料经过搅拌混料装置自然下落到测量平台62后，如果第二光学传感器63无遮挡可以接受的反射信号则证明已更新磨料经过混料装置再生后符合设计要求，如果不能接收反射信号，则证明休止角增大，已更新磨料发生变化，此时需要增加硬质磨粒的量进行调节，在执行下一混料动作时，将磨粒计量装置2的旋转次数，由工作1次调整为2次，增加硬质磨粒的供应量后进行高度测试，如满足测量要求，则继续执行下一混料动作时，磨粒计量装置2的旋转次数由2次调回为1次，否则由2次调整为3次，如果3次仍无法符合H的要求，则传回报警，检查硬质磨粒是否缺失。此处的3次为设定次数，也可以设定为2次或者4次等。

此外，本实用新型的混合反馈装置6还配置有用于将测量平台62上的已更新磨料吹离测量平台62的气枪64，或者，本实用新型的混合反馈装置也可以将测量平台62设置成可翻转的结构。

本实用新型用于软弹性磨料的更新系统的更新方法如下所述：

S1、通过磨料计量装置1从喷砂室内吸取待更新磨料，当待更新磨料达到预设量后磨料计量装置1停止进料，并将吸取的待更新磨料排入混合室31；

通过磨粒计量装置2用于将定量的硬质磨粒排入混合室31。

S2、通过旋转驱动组件驱动混合室31内的搅拌棒32旋转，所述搅拌棒32、待更新磨料和硬质磨粒之间发生摩擦碰撞并产生静电吸附，以使硬质磨粒镶嵌在待更新磨料的表面，经过搅拌混合装置3的物料排入喷砂室内。

经过混合室31更新的已更新磨料在进入喷砂室前通过混合反馈装置6检测休止角，检测方法包括：经过混合室31更新的已更新磨料向下落至测量平台62，检测测量平台62上堆积的已更新磨料的高度是否达到预设高度，若未达到预设高度，则表示已更新磨料符合要求，若达到设计高度，则增加磨粒计量装置2 进入混合室31的硬质磨粒量，直至测量平台62上堆积的已更新磨料的高度达到预设高度，或者增加一定量的硬质磨粒后仍不能达到预设高度发送警报。

本实用新型的更新系统可以设定按照规律时间启动一次，即多长时间更新一次，一次可以选择更新设定数量(例如500g左右)，因为抽料随机，所以每次吸进去的包含未更新与之前更新完的同时存在，所以不会影响更新效果。

以下对使用本实用新型的更新系统更新的软弹性磨料与不使用的研磨效果进行对比测试。对于刀具类产品抛光钝化的应用，钝化效果直接影响刀具的使用效果，而钝化效果与软弹性磨料研磨效率的稳定性直接相关，对于工件表面的抛光效率仍与研磨效率相关。

测试条件如下：

1、试验采用了两种规格的软弹性磨料，规格分别为S0.6D2.2C1.0和S1.0D1.3C1.0，软弹性磨料的粒度为0.3-0.8mm，平均粒度为0.6mm，硬质磨粒的粒度为1.0μm，平均密度为2.2g/cm³。其中，本实用新型的硬质磨粒可以选择单晶金刚石微粉、聚晶金刚石微粉、SiC微粉、TiC微粉、TiN微粉、Al2O3、 CNx、ZrO2、立方氮化硼微粉等，其粒度大小根据去除材料或抛光意图的不同选择范围为0.25～10微米之间，硬质磨粒可以选择其中一种或一种以上混合使用，根据不同的被加工材料进行选择，对于钨钢材料的刀具，优先选择单晶金刚石微粉、聚晶金刚石微粉、SiC微粉、Al2O3、ZrO2、立方氮化硼微粉或由它们以任意比例组成的混合物。本次试验使用单晶金刚石微粉。

2、试验使用吸入式喷砂设备，输入压力为固定的0.5mpa，喷射角度A为固定的30°，枪基距P为固定的50mm，喷嘴直径D为8mm，出砂量为3.2Kg/min。

3、测试样品材质为sus304不锈钢，尺寸为50mm*50mm*200mm，如图7所示。

测试时，取全新的软弹性磨料按照上述条件进行喷砂，前100小时，每10 小时对测试样块称重一次，100小时后拉大间隔25-50小时取样一次，测量质量差值，计算去除材料的效率。使用更新系统与不使用更新系统分开2组进行测试，去除效率结果对比如图9所示，其中A1和A2为S1.0D1.3C1.0规格的软弹性磨料，B1和B2为S0.6D2.2C1.0规格的软弹性磨料。

由上述测试可得以下结论：

1、在前100小时，软弹性磨料的研磨效率几乎不受是否使用更新系统的影响。其原因在于，在100小时之内，软弹性磨料上的硬质磨粒未出现大幅度的失效性损耗。

2、100小时后，随着硬质磨粒的钝化，软弹性磨料的碎裂破损，逐渐降低或失去了切削能力，从而表现为整体的去除率下降，而使用了更新系统后，由于硬质磨粒得到了实时的补充覆盖更新，新加入的硬质磨粒参与了切削，使去除率得到了补偿，随着使用时间的增加，软弹性磨料表面逐渐被抛光材料的粉屑包裹，此时硬质磨粒很难再通过上述方式附着用于更新软弹性磨料的性能，又考虑软弹性磨料撞击后的碎裂失效，故使用更新系统并不等于可以无限长时间的使用软弹性磨料，只可以一定程度的延长软弹性磨料的使用寿命。

综上可知，不使用更新系统的软弹性磨料，在连续工作70小时后开始出现去除能力的下降，100小时后降到初始去除能力的80％，随着时间的增加逐渐下降，400小时后只能达到初始的20-30％的去除率，而使用了更新系统后测试350 小时仍能达到初始80％的初始去除率，相对于不使用更新系统的情形，时间延长了4-5倍，有效增加了软弹性磨料的使用寿命与稳定性。

特别的，对于硬质涂层AlCrN的去除率约为不锈钢SUS304的10-20％，具体与涂层种类有关。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种用于软弹性磨料的更新系统，其特征在于，包括：

磨料计量装置，用于从喷砂室内吸取预定量的待更新磨料；

磨粒计量装置，用于排出定量的硬质磨粒；以及

2.根据权利要求1所述的用于软弹性磨料的更新系统，其特征在于，所述磨料计量装置包括用于暂存待更新磨料的缓存室，所述缓存室的底部设有磨料出料口以及驱动磨料出料口开闭的出料驱动组件；

3.根据权利要求2所述的用于软弹性磨料的更新系统，其特征在于，所述计量装置还包括用于过滤小于一定粒度的待更新磨料的过滤筛网，所述过滤筛网倾斜设置，由喷砂室内吸入缓存室的待更新磨料喷向过滤筛网，未被过滤的待更新磨料进入缓存室内。

4.根据权利要求3所述的用于软弹性磨料的更新系统，其特征在于，所述过滤筛网为超声波振动筛网。

5.根据权利要求3所述的用于软弹性磨料的更新系统，其特征在于，还包括：

补料装置，其内存储有未使用过的全新磨料；

废料室，用于接收被过滤筛网过滤的磨料；

第二称重传感器，用于检测废料室内磨料的重量；以及

6.根据权利要求2至5任一项所述的用于软弹性磨料的更新系统，其特征在于，所述缓存室在靠近入口位置设有吸磁件，所述吸磁件用于吸取待更新磨料中混合的磁性物质。

7.根据权利要求1所述的用于软弹性磨料的更新系统，其特征在于，所述磨粒计量装置包括：

8.根据权利要求7所述的用于软弹性磨料的更新系统，其特征在于，所述磨粒计量装置还设有用于加热计量室下端的加热装置。

9.根据权利要求1所述的用于软弹性磨料的更新系统，其特征在于，所述搅拌混合单元还包括加湿装置，所述加湿装置用于向混合室内的已更新磨料喷射加湿润滑物，所述加湿润滑物和已更新磨料中的胶黏剂融合形成弹性物质。

10.根据权利要求1至5、7至9任一项所述的用于软弹性磨料的更新系统，其特征在于，还包括混合反馈装置和第二控制器；所述混合反馈装置包括与搅拌混合装置连通的测量室、设于测量室内的测量平台以及用于检测测量平台上的硬质磨粒是否达到设定高度的第二光学传感器，所述测量室与喷砂室连通；所述第二控制器根据第二光学传感器检测的结果控制硬质磨粒的添加量。