CN215470428U - 一种基于力流变抛光技术的滚珠丝杠抛光装置 - Google Patents
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Abstract
一种基于力流变抛光技术的滚珠丝杠抛光装置，包括抛光液槽、传送带装置、安装底盘和龙门架，所述抛光液槽用于盛放抛光液，所述传送带装置固定在抛光液槽上方，所述安装底盘用于固定抛光液槽的位置以及确定龙门架的运动轨迹；所述龙门架可左右滑动地安装在导轨上，所述龙门架与用于带动龙门架左右往复运动的左右驱动电机连接，两个丝杠夹具分别固定在龙门架上，两个丝杠夹具之间为供待抛光滚珠丝杠装配的工位，所述传送带装置位于所述工位的下方，其中一个丝杠夹具与自转驱动电机的输出轴连接，另一个丝杠夹具安装在龙门架上。本实用新型能实现均匀加工丝杠表面。
Description
技术领域
本实用新型涉及精密与超精密加工技术，尤其是一种基于力流变抛光技术的滚珠丝杠抛光装置。
背景技术
随着工业行业的发展，工业技术对机床和特种仪器设备提出了高速、高精度、高可靠性等性能要求。与用传统方法加工出来的滚珠丝杠相比，如今的滚珠丝杠具有高精度等级、低表面粗糙度、耐磨、热膨胀系数低和高稳定性的综合性能。滚珠丝杠是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动的工件，是工具机械和精密机械上最常使用的传动原件，兼具高精度、可逆性和高效率的特点，被广泛应用于各种工业设备和精密仪器。
目前滚珠丝杠的传统加工方法主要以流体抛光工业为主，这类方法需将丝杠固定在相应的夹具中，通过流体磨料自上而下对工件进行抛光。抛光过程中，抛光液是影响滚珠丝杠加工效率和质量的重要工艺因素之一。抛光液一般由磨料、抛光基液和添加剂三部分组成。磨料应具有良好的磨削性能(一定的硬度、韧性、机械强度、热稳定性以及化学稳定性)。磨料的成分、浓度、粒度不同，抛光效果也截然不同。抛光基液的主要功能是粘附磨料和冷却，并具有改善抛光效率和表面加工质量的作用。添加剂主要起到提高磨料与滚珠丝杠亲和性、润滑、防锈以及促进化学反应等作用。
但是，滚珠丝杠现有的抛光方式较少，且现有的抛光方式加工得到的效果并不理想，加工出来的丝杠表面无法达到较高的精度。主要是由于滚珠丝杠的表面加工较为复杂，需要对滚珠丝杠的各个凹槽进行均匀加工。力流变抛光利用非牛顿流体的力流变特性，在抛光液与工件的接触区域形成“柔性固着磨具”，实现对工件表面凹槽高效抛光。同时，抛光液具有一定的流动性，可以保证对滚珠丝杠的抛光要求。因此，目前市面上专门从事加工滚珠丝杠的机器很少，主要以抛光机为主。这种方式抛光滚珠丝杠存在如下主要问题：1)无法有效均匀加工每个表面，抛光效率低；2)抛光机运行并不稳定；3)气缸容易发生不正常响动。
发明内容
为了弥补目前市面上滚珠丝杠抛光器装置少的问题，实现滚珠丝杠的高精度抛光，本发明提供一种基于力流变抛光技术，能实现均匀加工丝杠表面的滚珠丝杠抛光装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种基于力流变抛光技术的滚珠丝杠抛光装置，包括抛光液槽、传送带装置、安装底盘和龙门架，所述抛光液槽用于盛放抛光液，所述传送带装置固定在抛光液槽上方，所述安装底盘用于固定抛光液槽的位置以及确定龙门架的运动轨迹；所述龙门架可左右滑动地安装在导轨上，所述龙门架与用于带动龙门架左右往复运动的左右驱动电机连接，两个丝杠夹具分别固定在龙门架上，两个丝杠夹具之间为供待抛光滚珠丝杠装配的工位，所述传送带装置位于所述工位的下方，其中一个丝杠夹具与自转驱动电机的输出轴连接，另一个丝杠夹具安装在龙门架上。
进一步，所述的抛光液槽呈长方形扁平状，内部有一个直径为 14mm的通孔，能在实验结束后将抛光液在自重作用下从通孔流出，抛光液槽的四周由透明玻璃板组成，以便操作人员观测内部抛光液的量，四周围板采用有机玻璃制作。
再进一步，所述传送带装置由传送带和传送驱动电机组成，传送驱动电机安装在传送带底边，通过传送驱动电机驱动安装在传送带上的轴转动，将抛光液槽中的抛光液带动起来，将抛光液槽中的抛光液附着在传送带表面，对传送带上方的丝杠进行加工。通过调节驱动电机的转速，可以调整传送带的转动速度。
所述的安装底盘是用来固定抛光液槽和龙门架的相对位置，保证龙门架的移动轨迹与传送带和安装底盘不会发生碰撞。
所述的龙门架装置由两个三角形框架连接组成，每边的龙门架上都有一个丝杠夹具，丝杠夹具在固定加工丝杠的同时，一边与一个自转驱动电机相连，用于带动丝杠自转，使得丝杠在加工过程中表面能够被均匀加工，另一边与龙门架固定，确定丝杠高度。
在安装底盘上还有控制龙门架移动的导轨，保证龙门架移动时能将全部的滚珠丝杠都能与抛光液接触到加工。龙门架底部带有做自动往复运动的运动机构，能在保证丝杠自转的同时，龙门架也能来回往复，使得一整根丝杠全部都能会被抛光液接触加工。
本实用新型的有益效果主要表现在：1.解决了当前市场对于滚珠丝杠加工缺少专门设备的问题，能够有效且快速加工出高精度的滚珠丝杠。2.解决了传统加工方法无法均匀加工整个丝杠凹槽表面的问题，通过丝杠自转以及龙门架带动丝杠左右移动，确保丝杠整体能被均匀加工。3.能够匹配不同长度的滚珠丝杠，龙门架间的距离可调节，保证了加工适应于不同条件下的滚珠丝杠。4.设备运行稳定，整体只有三个驱动电机，不容易产生异响或者震动。
附图说明
图1是本发明中滚珠丝杠抛光装置的结构图。
图2是滚珠丝杠抛光微观示意图。
图3是滚珠丝杠基于力流变抛光技术的微观原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述。
参照图1～图3，一种基于力流变抛光技术的滚珠丝杠抛光装置，包括抛光液槽2、传送带装置10、安装底盘1和龙门架5，所述抛光液槽2用于盛放抛光液12，所述传送带装置10固定在抛光液槽2上方，所述安装底盘1用于固定抛光液槽2的位置以及确定龙门架5的运动轨迹；所述龙门架5可左右滑动地安装在导轨3上，所述龙门架 5与用于带动龙门架左右往复运动的左右驱动电机4连接，两个丝杠夹具(7、11)分别固定在龙门架5上，两个丝杠夹具之间为供待抛光滚珠丝杠8装配的工位，所述传送带装置10位于所述工位的下方，其中一个丝杠7夹具与自转驱动电机6的输出轴连接，另一个丝杠夹具 11安装在龙门架5上。
将滚珠丝杠8两侧分别与两个丝杠夹具(7、11)连接，其中一个丝杠夹具7连接在自转驱动电机6的转轴上，自转驱动电机6安装在龙门架上，另一个丝杠夹具11直接固定在同高度的龙门架5上；将传送带装置10与抛光液槽2底部表面预设的槽口镶嵌，完成固定作用，抛光液槽2用螺钉与装置底盘1固定，龙门架5底部与底盘的导轨3 相配合；在放置有传送带装置10的抛光液槽2内倒入抛光液12；启动自转驱动电机6，丝杠8在驱动下进行自转运动；启动左右驱动电机4，控制龙门架5运动，带动丝杠8进行左右往复运动；启动传送驱动电机9，控制传送带装置10运动；加工过程中，抛光液12随传送带10运送到丝杠下方，与丝杠滚道发生接触，抛光液12与丝杠8 之间的相对速度超过设定阈值时而产生力流变效应，抛光液12中均匀分布的聚合物汇聚与磨粒13一起形成“粒子簇”14，使抛光液12出现类似“固体”的特性；在高剪切速度下，由于丝杠8处于自转运动，“粒子簇”14在丝杠滚道部位流动，形成剪切流变区域，使得“粒子簇”14 与滚道部位充分接触，包裹磨粒13对滚道部位进行抛光。
所述的抛光液槽2底部长方形状，接触面积大更有利于通过传送带的转动将抛光液带动对滚珠丝杠8加工；抛光液槽底部开设有废料排出口，将抛光液槽2拆下，内部得抛光液12可以在自重的作用下从排出口流出；抛光液12通过人工添加流入抛光液槽2中，抛光液12 的液面高度高于传送带10下表面1～5cm；抛光液槽的四块侧板都采用亚克力玻璃制成，防止抛光液溅出的同时以便操作人员观测槽内抛光液的量。
所述的传送带装置由传送驱动电机9和传送带10组成；传送驱动电机9安装在传送带10上方，通过转轴驱动带动传送带10转动，转动时黏附带动抛光液12，同时起到防止抛光液中磨粒13沉淀的作用；所述传送带装置与抛光液槽盘壁及底部之间留有空隙；通过调节传送驱动电机9可以调整传送带的运行速度，传送带运动速度为1～3m/s；
所述的龙门架装置由一个自转驱动电机6、两个丝杠夹具(7，11)、龙门架5组成，龙门架底部与装置底盘的导轨3安装固定；所述的龙门架5由两个相同的金属框架相互连接组成，将丝杠8两侧分别与两个丝杠夹具(7、11)连接，一个丝杠夹具7连接在自转驱动电机6的转轴上，自转驱动电机6安装在龙门框架上，另一个丝杠夹具11 直接固定在同高度的龙门架5上，丝杠8最低点与传送带装置10上表面的间距为0.5～2cm。
所述的装置底盘和抛光液槽2采用螺钉直接连接，并将龙门架底部固定到装置底盘的导轨上；装置底盘上的左右驱动电机4驱动导轨 3带动龙门架进行往复运动，保证丝杠滚道都能被抛光加工；装置底盘与抛光液槽2之间安放橡胶隔振垫，减少龙门架5进行往复运动产生振动对抛光液槽2的不利影响。
本装置不仅确保整根滚珠丝杠表面都能被均匀加工，可以得到高效、高精度的抛光效果，同时方便工作人员操作，减小工作强度，同时也解决了市面上此类抛光装置缺少的问题。
本说明书的实施例所述的内容仅仅是对实用新型构思的实现形式的列举，仅作说明用途。本实用新型的保护范围不应当被视为仅限于本实施例所陈述的具体形式，本实用新型的保护范围也及于本领域的普通技术人员根据本实用新型构思所能想到的等同技术手段。
Claims (5)
1.一种基于力流变抛光技术的滚珠丝杠抛光装置，其特征在于，所述装置包括抛光液槽、传送带装置、安装底盘和龙门架，所述抛光液槽用于盛放抛光液，所述传送带装置固定在抛光液槽上方，所述安装底盘用于固定抛光液槽的位置以及确定龙门架的运动轨迹；所述龙门架可左右滑动地安装在导轨上，所述龙门架与用于带动龙门架左右往复运动的左右驱动电机连接，两个丝杠夹具分别固定在龙门架上，两个丝杠夹具之间为供待抛光滚珠丝杠装配的工位，所述传送带装置位于所述工位的下方，其中一个丝杠夹具与自转驱动电机的输出轴连接，另一个丝杠夹具安装在龙门架上。
2.如权利要求1所述的基于力流变抛光技术的滚珠丝杠抛光装置，其特征在于，所述的抛光液槽呈长方形扁平状，内部有一个直径为14mm的通孔，能在实验结束后将抛光液在自重作用下从通孔流出，抛光液槽的四周由透明玻璃板组成，以便操作人员观测内部抛光液的量，四周围板采用有机玻璃制作。
3.如权利要求1或2所述的基于力流变抛光技术的滚珠丝杠抛光装置，其特征在于，所述传送带装置由传送带和传送驱动电机组成，传送驱动电机安装在传送带底边，通过传送驱动电机驱动安装在传送带上的轴转动，通过调节驱动电机的转速，可以调整传送带的转动速度。
4.如权利要求1或2所述的基于力流变抛光技术的滚珠丝杠抛光装置，其特征在于，所述安装底盘是用来固定抛光液槽和龙门架的相对位置，在安装底盘上还有控制龙门架移动的导轨。
5.如权利要求1或2所述的基于力流变抛光技术的滚珠丝杠抛光装置，其特征在于，所述的龙门架装置由两个三角形框架连接组成，每边的龙门架上都有一个丝杠夹具，丝杠夹具在固定加工丝杠的同时，一边与一个自转驱动电机相连，用于带动丝杠自转，使得丝杠在加工过程中表面能够被均匀加工，另一边与龙门架固定，确定丝杠高度。
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