專利名稱：一種微小球體的精密超冷研拋裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種拋光加工設(shè)備，尤其是涉及一種采用超聲振動拋光方法對微小球 體進(jìn)行精密超冷研拋的加工裝置。
背景技術(shù)：
拋光技術(shù)，是金屬和非金屬材料表面處理過程中不可缺少的前處理技術(shù)。它不僅 可以使表面平整、光亮，而且可以使表面潔凈、無異物。因此拋光技術(shù)是一種比除油、酸洗更 重要的前處理技術(shù)。金屬的拋光已有100多年的歷史，它是伴隨著工業(yè)革命而生，并隨著 技術(shù)革命的發(fā)展而發(fā)展，在工業(yè)上已獲得廣泛應(yīng)用。例如拋光后的不銹鋼板和不銹鋼制品 在汽車、炊具、浴具、火車、電梯、醫(yī)療用具、建筑裝潢上已獲得廣泛應(yīng)用。早期大都采用機械 拋光的方法，但機械拋光時需施加高壓，由于不銹鋼的導(dǎo)熱性較差，在高壓下拋光易造成過 熱現(xiàn)象，常導(dǎo)致拋光墊損壞，而且機械拋光后的表面應(yīng)力大、異物多、耐蝕性下降，因此使用 時易造成局部點蝕。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，拋光方法得到不斷發(fā)展。不僅過去常用的 機械拋光實現(xiàn)了全自動化，而且許多新型的鮮為人知的新拋光方法也不斷涌現(xiàn)出來，例如 振動拋光、磨液拋光、超聲波拋光、電解擦拭或電解復(fù)合拋光、無接觸電解拋光或雙極性電 極拋光、電化學(xué)超聲波拋光、電火花超聲波復(fù)合拋光、聚氨酯拋光和二氧化碳微粒噴射拋光 等。這些新的拋光技術(shù)是適應(yīng)新產(chǎn)品的生產(chǎn)制造而發(fā)展起來的，而且成了新產(chǎn)品制造工藝 中不可缺少的一環(huán)，它反過來又推動了新產(chǎn)品的批量化生產(chǎn)。中國專利CN101612719公開了一種拋光裝置，包括拋光部分，其被構(gòu)造成用于拋 光基板，其中所述基板具有包含上層和下層的多個層疊式膜；測量部分，其被構(gòu)造成測量形 成于所述基板上的膜的厚度；接口，其被構(gòu)造成輸入形成于待拋光的基板上的膜的期望厚 度；和運算單元，其可操作，以基于所述期望厚度和用于所述上層與用于所述下層的拋光速 度之比或者基于所述測量部分的信號來計算用于所述多個層疊式膜中的至少一個的拋光 速度和最佳拋光時間。還公開了一種拋光方法。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對傳統(tǒng)機械拋光方法存在的缺點，提供一種采用超聲振動拋 光方法的微小球體的精密超冷研拋裝置。本發(fā)明設(shè)有自動進(jìn)料機構(gòu)、研拋機構(gòu)和回料機構(gòu)。所述自動進(jìn)料機構(gòu)設(shè)有原料箱、轉(zhuǎn)盤、底座和送料管，原料箱設(shè)于轉(zhuǎn)盤上部，轉(zhuǎn)盤 設(shè)于底座上，轉(zhuǎn)盤上設(shè)有孔，原料箱的出料口與轉(zhuǎn)盤之間留有間隙；底座設(shè)有孔，送料管與 底座的孔相連，底座上的孔的大小、原料箱的出料口的大小、陣列式排布的孔的大小和送料 管的直徑均比加工球體的直徑稍大。所述研拋機構(gòu)設(shè)有升降與夾緊裝置、壓強保持上蓋板、壓強保持下蓋板、壓力傳感 器、上內(nèi)凹拋光墊、下內(nèi)凹拋光墊、超聲振動發(fā)生裝置和轉(zhuǎn)動裝置，升降與夾緊裝置安裝于 強制冷卻室的外面，通過一根軸與壓強保持上蓋板相連，壓強保持上蓋板設(shè)有一個比加工球體直徑稍大的傾斜進(jìn)球孔，傾斜進(jìn)球孔的傾斜角度與送料管出料口處的傾斜角度一致； 壓力傳感器安裝在壓強保持上蓋板與上內(nèi)凹拋光墊之間，壓力傳感器與壓強保持上蓋板之 間留有間隙，上內(nèi)凹拋光墊隨壓強保持上蓋板進(jìn)行上下運動，下內(nèi)凹拋光墊隨壓強保持下 蓋板進(jìn)行超聲振動和轉(zhuǎn)動；超聲振動發(fā)生裝置通過一根軸與壓強保持下蓋板相連，轉(zhuǎn)動裝 置帶動下蓋板轉(zhuǎn)動和下內(nèi)凹拋光墊轉(zhuǎn)動。所述回料機構(gòu)設(shè)有斜面和回料箱，斜面與回料箱連接。所述原料箱可采用漏斗型原料箱。所述轉(zhuǎn)盤可采用設(shè)有4個孔的圓形轉(zhuǎn)盤。所述轉(zhuǎn)盤上設(shè)有的孔可為呈陣列式排布 的孔。所述底座可采用設(shè)有1個孔的長方體底座。所述壓力傳感器可采用設(shè)有陣列式長方形孔的壓力傳感器。原料箱用于放置加工球體，轉(zhuǎn)盤的厚度與加工球體的直徑可相當(dāng)，每次從原料箱 進(jìn)入轉(zhuǎn)盤孔中的球體為1個，底部為開有一個孔的長方體底座，孔的大小比球體的直徑稍 大，與底座的孔相連的是管狀的送料管，送料管的直徑也要比球體的直徑稍大，這樣保證每 次從自動進(jìn)料機構(gòu)進(jìn)入研拋機構(gòu)的加工球體數(shù)量為1個。原料箱中的加工球體進(jìn)入轉(zhuǎn)盤的 孔里，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動后，加工球體通過底座的孔進(jìn)入送料管，送入研拋機構(gòu)。升降與夾緊裝置安 裝于強制冷卻室的外面，通過一根軸與壓強保持上蓋板相連；陣列式壓力傳感器是開有陣 列式長方形孔的壓力傳感器，安裝在壓強保持上蓋板和上內(nèi)凹拋光墊之間，并與壓強保持 上蓋板之間留有一定的間隙，壓力傳感器用于反饋拋光壓強的大小，從而實現(xiàn)對升降與夾 緊裝置上下精確運動的控制；內(nèi)凹拋光墊包括上內(nèi)凹拋光墊和下內(nèi)凹拋光墊，上內(nèi)凹拋光 墊隨壓強保持上蓋板進(jìn)行上下精確運動，下內(nèi)凹拋光墊隨壓強保持下蓋板進(jìn)行超聲振動和 轉(zhuǎn)動，內(nèi)凹拋光墊用于球體的精密研拋；超聲振動發(fā)生裝置通過一根軸與壓強保持下蓋板 相連，用于產(chǎn)生一維超聲振動，轉(zhuǎn)動裝置使壓強保持下蓋板轉(zhuǎn)動，從而帶動下內(nèi)凹拋光墊轉(zhuǎn) 動。加工球體進(jìn)入研拋機構(gòu)后，升降與夾緊裝置向下運動，壓力傳感器反饋拋光壓強的大 小，由升降與夾緊裝置微調(diào)實現(xiàn)上下精確運動，達(dá)到精密研拋所需的位置，超聲振動發(fā)生裝 置和轉(zhuǎn)動裝置控制下內(nèi)凹拋光墊的一維超聲振動和轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)對加工球體的精密研拋?；?料機構(gòu)由一個傾斜的平面和一個無蓋的長方體回料箱構(gòu)成。加工球體加工完成后，升降與 夾緊裝置往上運動，帶動壓強保持上蓋板向上運動，吹入的超冷氮氣將球體吹出研拋機構(gòu)， 球體滾入斜面后至回料箱。為了保證球體在加工過程中維持固體的屬性，整個過程要不斷 地吹入超冷氮氣。加工過程中產(chǎn)生的微塵，經(jīng)吸氣裝置進(jìn)入微塵處理系統(tǒng)進(jìn)行處理。加工時，只需將加工球體放入原料箱，并進(jìn)行一些相應(yīng)參數(shù)及程序的設(shè)置，不必進(jìn) 行一些復(fù)雜的操作；可以實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，送料、研拋和回料過程的實現(xiàn)，都是按照預(yù)先設(shè) 置好的參數(shù)及程序自動進(jìn)行。由于使用了超聲振動拋光的加工方法，因此克服了傳統(tǒng)機械 拋光中常常存在的拋光墊損壞，拋光后的表面應(yīng)力大、異物多、耐蝕性下降，使用時易造成 局部點蝕等缺點。本發(fā)明加工的球體直徑可為0. 5 2mm，加工后球體表面粗糙度值可為5 10nm， 吹入的超冷氮氣溫度為_174°C。
圖1為本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)組成側(cè)視示意圖。圖2為本發(fā)明實施例的自動進(jìn)料機構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成剖視示意圖。圖3為圖2的A-A剖視圖。圖4為本發(fā)明實施例的研拋機構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成剖視示意圖。以下給出圖1 4中的各主要部件的代號1.漏斗型原料箱，2.轉(zhuǎn)盤，3.底座，4.送料管，5.升降與夾緊裝置，6.壓強保持上 蓋板，7.壓力傳感器(采用陣列式壓力傳感器)，8.上內(nèi)凹拋光墊，9.下內(nèi)凹拋光墊，10.壓 強保持下蓋板，11.超聲振動發(fā)聲裝置，12.轉(zhuǎn)動裝置，13.斜面，14.回料箱，15.微塵處理系 統(tǒng)，16.強制冷卻室，17傾斜進(jìn)球孔，P加工球體，Al表示進(jìn)氣，A2表示吸氣，B表示一維超聲振動。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步闡述。如圖1 4所示，本發(fā)明實施例設(shè)有自動進(jìn)料機構(gòu)、研拋機構(gòu)和回料機構(gòu)。所述自動進(jìn)料機構(gòu)設(shè)有漏斗型原料箱1、轉(zhuǎn)盤2、底座3和送料管4，漏斗型原料箱 1設(shè)于轉(zhuǎn)盤2上部，轉(zhuǎn)盤2設(shè)于底座3上，轉(zhuǎn)盤2上設(shè)有4個呈陣列式排布的孔。漏斗型原 料箱的出料口與轉(zhuǎn)盤2之間留有間隙。底座(長方體底座)3設(shè)有1個孔。送料管4與底 座3的孔相連，底座3上的孔的大小、漏斗型原料箱1的出料口的大小、陣列式排布的孔的 大小和送料管4的直徑均比加工球體P的直徑稍大。所述研拋機構(gòu)設(shè)有升降與夾緊裝置5、壓強保持上蓋板6、壓強保持下蓋板10、陣 列式壓力傳感器7、上內(nèi)凹拋光墊8、下內(nèi)凹拋光墊9、超聲振動發(fā)生裝置11和轉(zhuǎn)動裝置12， 升降與夾緊裝置5安裝于強制冷卻室16的外面，通過一根軸與壓強保持上蓋板6相連，壓 強保持上蓋板6設(shè)有一個比加工球體P直徑稍大的傾斜進(jìn)球孔17，傾斜進(jìn)球孔17的傾斜角 度與送料管4的出料口處的傾斜角度一致；壓力傳感器7安裝在壓強保持上蓋板6與上內(nèi) 凹拋光墊8之間，壓力傳感器7與壓強保持上蓋板6之間留有間隙，上內(nèi)凹拋光墊8隨壓強 保持上蓋板6進(jìn)行上下運動，下內(nèi)凹拋光墊9隨壓強保持下蓋板10進(jìn)行超聲振動和轉(zhuǎn)動； 超聲振動發(fā)生裝置11通過一根軸與壓強保持下蓋板10相連，轉(zhuǎn)動裝置12帶動壓強保持下 蓋板10轉(zhuǎn)動和下內(nèi)凹拋光墊9轉(zhuǎn)動。所述回料機構(gòu)設(shè)有斜面13和回料箱14，斜面13與回料箱14連接。所述壓力傳感器7可采用設(shè)有陣列式長方形孔的壓力傳感器。漏斗型原料箱1中的加工球體P進(jìn)入轉(zhuǎn)盤2的孔里，轉(zhuǎn)盤2轉(zhuǎn)動后，加工球體P通 過底座3的孔進(jìn)入送料管4，送入研拋機構(gòu)，每次從自動進(jìn)料機構(gòu)進(jìn)入研拋機構(gòu)的加工球體 數(shù)量為1個。加工球體P進(jìn)入研拋機構(gòu)后，升降與夾緊裝置5向下運動，壓力傳感器7反饋 拋光壓強的大小，由升降與夾緊裝置5微調(diào)實現(xiàn)上下精確運動，達(dá)到精密研拋所需的位置， 超聲振動發(fā)生裝置11和轉(zhuǎn)動裝置12控制下內(nèi)凹拋光墊9的一維超聲振動和轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)對 加工球體的精密研拋。回料機構(gòu)由一個斜面13和一個無蓋的長方體回料箱14構(gòu)成。加工 球體加工完成后，升降與夾緊裝置5往上運動，帶動上蓋板6向上運動，吹入的超冷氮氣將 加工球體吹出研拋機構(gòu)，加工球體滾入斜面13后至回料箱14。為了保證加工球體在加工過程中維持固體的屬性，整個過程要不斷地吹入超冷氮氣。加工過程中產(chǎn)生的微塵，經(jīng)吸氣裝 置進(jìn)入微塵處理系統(tǒng)15進(jìn)行處理。
權(quán)利要求
1.一種微小球體的精密超冷研拋裝置，其特征在于設(shè)有自動進(jìn)料機構(gòu)、研拋機構(gòu)和回 料機構(gòu)；所述自動進(jìn)料機構(gòu)設(shè)有原料箱、轉(zhuǎn)盤、底座和送料管，原料箱設(shè)于轉(zhuǎn)盤上部，轉(zhuǎn)盤設(shè)于 底座上，轉(zhuǎn)盤上設(shè)有孔，原料箱的出料口與轉(zhuǎn)盤之間留有間隙；底座設(shè)有孔，送料管與底座 的孔相連，底座上的孔的大小、原料箱的出料口的大小、陣列式排布的孔的大小和送料管的 直徑均比加工球體的直徑稍大；所述研拋機構(gòu)設(shè)有升降與夾緊裝置、壓強保持上蓋板、壓強保持下蓋板、壓力傳感器、 上內(nèi)凹拋光墊、下內(nèi)凹拋光墊、超聲振動發(fā)生裝置和轉(zhuǎn)動裝置，升降與夾緊裝置安裝于強制 冷卻室的外面，通過一根軸與壓強保持上蓋板相連，壓強保持上蓋板設(shè)有一個比加工球體 直徑稍大的傾斜進(jìn)球孔，傾斜進(jìn)球孔的傾斜角度與送料管出料口處的傾斜角度一致；壓力 傳感器安裝在壓強保持上蓋板與上內(nèi)凹拋光墊之間，壓力傳感器與壓強保持上蓋板之間留 有間隙，上內(nèi)凹拋光墊隨壓強保持上蓋板進(jìn)行上下運動，下內(nèi)凹拋光墊隨壓強保持下蓋板 進(jìn)行超聲振動和轉(zhuǎn)動；超聲振動發(fā)生裝置通過一根軸與壓強保持下蓋板相連，轉(zhuǎn)動裝置帶 動下蓋板轉(zhuǎn)動和下內(nèi)凹拋光墊轉(zhuǎn)動；所述回料機構(gòu)設(shè)有斜面和回料箱，斜面與回料箱連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種微小球體的精密超冷研拋裝置，其特征在于所述原料箱為 漏斗型原料箱。
3.如權(quán)利要求1所述的一種微小球體的精密超冷研拋裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn)盤采用 設(shè)有4個孔的圓形轉(zhuǎn)盤。
4.如權(quán)利要求3所述的一種微小球體的精密超冷研拋裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn)盤上設(shè) 有的孔為呈陣列式排布的孔。
5.如權(quán)利要求1所述的一種微小球體的精密超冷研拋裝置，其特征在于所述底座采用 設(shè)有1個孔的長方體底座。
6.如權(quán)利要求1所述的一種微小球體的精密超冷研拋裝置，其特征在于所述壓力傳感 器采用設(shè)有陣列式長方形孔的壓力傳感器。
全文摘要
一種微小球體的精密超冷研拋裝置，涉及一種拋光加工設(shè)備。設(shè)有自動進(jìn)料機構(gòu)、研拋機構(gòu)和回料機構(gòu)。自動進(jìn)料機構(gòu)設(shè)有原料箱、轉(zhuǎn)盤、底座和送料管，研拋機構(gòu)設(shè)有升降與夾緊裝置、壓強保持上下蓋板、壓力傳感器、上下內(nèi)凹拋光墊、超聲振動發(fā)生裝置和轉(zhuǎn)動裝置?；亓蠙C構(gòu)設(shè)有斜面和回料箱，斜面與回料箱連接。加工時，只需將加工球體放入原料箱，并進(jìn)行一些相應(yīng)參數(shù)及程序的設(shè)置，不必進(jìn)行一些復(fù)雜的操作；可實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，送料、研拋和回料過程的實現(xiàn)都是按預(yù)先設(shè)置的參數(shù)及程序自動進(jìn)行。由于使用超聲振動拋光的加工方法，因此克服傳統(tǒng)機械拋光中常存在的拋光墊損壞，拋光后的表面應(yīng)力大、異物多、耐蝕性下降，使用時易造成局部點蝕等缺點。
文檔編號B24B1/04GK102049706SQ20101051723
公開日2011年5月11日 申請日期2010年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月22日
發(fā)明者彭云峰, 鄭茂江, 郭隱彪 申請人:廈門大學(xué)