一種柔性噴射拋光裝置制造方法
【專利摘要】本發明的一種柔性噴射拋光裝置，其包括：進料管路、粒子噴射組件、箱體、粒子回收裝置、框架、第二傳送機構組、調速電機、傳動帶、工件裝夾機構、第一傳送機構組；粒子噴射組件包括：基座盤、主軸、篩輪、定向輪、葉片。通過本發明的該種柔性噴射拋光裝置對工件進行拋光，使得拋光粒子不依靠自身重力落下，而是以一定的角度范圍發射柔性復合粒子，對復雜形狀表面進行連續拋光。另外，本發明可實現不停機對拋光粒子的循環利用。
【專利說明】一種柔性噴射拋光裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬于拋光工藝【技術領域】，尤其涉及一種柔性噴射拋光裝置。
【背景技術】
[0002]拋光工藝決定產品的最終表面質量。傳統的平面拋光技術，難以滿足產品多樣化和形狀復雜化的發展要求。基于多自由度的研磨拋光系統，對復雜面形工件拋光，需要前期進行精密的三維形貌測量和運動軌跡規劃，拋光成本極高。上世紀50年代，美國提出了磨料噴射加工，將高壓氣體和磨料粉末混合后高速噴出，利用磨料的沖擊破壞作用去除工件表面的材料，達到拋光的目的。該方法能夠拋光復雜形狀表面，但是磨料直接沖擊工件會導致加工硬化、磨料淺埋、深劃痕等加工缺陷。
[0003]專利申請號為201310705372.X的發明專利申請公開了一種基于復合粒子的噴射拋光方法，該噴射拋光方法既能夠實現現有技術中的拋光復雜形狀表面的目的，同時克服了現有技術拋光過程中的加工硬化、磨料淺埋、深劃痕等加工缺陷。
[0004]但是，在專利申請號為201310705372.X的發明專利中，復合粒子依靠自身的重力落下，進入旋轉葉片，在離心力的作用下高速從葉片邊緣甩出。這會造成復合粒子從離心裝置的360°范圍內隨機非定向噴射，導致復合粒子的利用率低。與此同時，在先前發明的拋光方法中，用于拋光的復合粒子在完成一次拋光后，沉積在箱體底部，需停機后手工回收再利用。
【發明內容】
[0005]為解決上述問題，本發明提供一種柔性噴射拋光裝置。本發明的柔性噴射拋光裝置能用于改善被加工對象的表面粗糙度，更關鍵的是，本發明能夠以一定的角度范圍發射柔性復合粒子，對工件表面進行連續拋光。
[0006]本發明的一種柔性噴射拋光裝置，其包括:
[0007]進料管路、粒子噴射組件、箱體、粒子回收裝置、框架、第二傳送機構組、調速電機、傳動帶、工件裝夾機構、第一傳送機構組；
[0008]所述粒子噴射組件包括:基座盤、主軸、篩輪、定向輪、葉片；其中，所述篩輪，在管壁上均勻開有通孔；所述定向輪，在管壁上有一平行于母線方向的直槽；所述篩輪、所述定向輪均呈管狀；
[0009]所述箱體、所述調速電機安裝在所述框架上面，所述進料管路、粒子噴射組件、工件裝夾機構均設置于所述箱體內部；
[0010]所述粒子回收裝置安裝在框架內部，所述調速電機通過傳動帶與所述粒子噴射組件的主軸相連；
[0011]所述粒子回收裝置上設有用于裝入拋光粒子的粒子補充窗口 ；
[0012]所述第二傳送機構組與所述粒子回收裝置下部相接；
[0013]所述第二傳送機構組與所述第一傳送機構組相連；[0014]所述第一傳送機構組與所述進料管路相接；
[0015]所述進料管路與所述粒子噴射組件的篩輪相通；
[0016]所述箱體的底部與所述粒子回收裝置上部相通，
[0017]所述主軸安裝在所述箱體的內側，所述定向輪通過其一端面安裝在箱體內與所述主軸所在側面相對的側面上，且所述定向輪的另一個端面與所述基座盤留有間隙；
[0018]且所述定向輪與所述篩輪同軸安裝、所述定向輪的內圓面與所述篩輪的外圓面之間留有間隙；
[0019]所述基座盤固定于所述主軸上，所述篩輪、所述葉片固定在基座盤上隨所述主軸轉動；
[0020]所述葉片沿圓周方向均勻布在基座盤上，葉片為矩形凹槽狀。
[0021]進一步的，所述箱體內部的下側設置聚合機構，該聚合機構有四塊斜面焊接而成，成漏斗形，該聚合機構與所述粒子回收裝置相通。
[0022]進一步的，用于柔性噴射拋光裝置進行拋光的拋光粒子是復合粒子；
[0023]所述復合粒子由i個磨粒粒子和I個基體粒子組成，且所述i個磨粒粒子鑲嵌在所述I個基體粒子表面，i為整數；其中，基體粒子的直徑是磨粒粒子的直徑的10-10000倍，且基體粒子是肖氏硬度為40-80A、彈性模量為6.0-6.5N/mm2、泊松比為0.48-0.5、密度為0.9-1.lg/mm3的類球體狀的高分子化合物。
[0024]進一步的，所述工件裝夾機構在箱體內部延垂直方向上下移動和轉動。
[0025]進一步的，所述葉片共6片，且葉片之間的間隔為60°，呈輻射狀分布。
[0026]本發明的有益效果在于:
[0027]1.拋光粒子不依靠自身重力落下，而是在篩輪和定向輪的共同作用下，以一定的角度范圍發射柔性復合粒子，對工件表面進行連續拋光，提高柔性復合粒子的利用率。
[0028]2.拋光粒子完成拋光后在箱體的內壁經過多次撞擊和反射，最終落入箱體底部，被粒子回收裝置回收，直接通過傳送機構組進入柔性噴射拋光裝置的下一個工作循環。因此，本發明可實現不停機對拋光粒子的循環利用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]圖1是本發明的柔性噴射拋光裝置結構示意圖；
[0030]圖2是本發明的柔性噴射拋光裝置的粒子噴射組件的結構示意圖；
[0031]圖3是本發明的柔性噴射拋光裝置的粒子噴射組件的平面剖視圖；
[0032]圖4是本發明的柔性噴射拋光裝置的粒子噴射組件的立體剖視圖。
【具體實施方式】
[0033]圖1是本發明的柔性噴射拋光裝置結構示意圖，圖2是本發明的柔性噴射拋光裝置的粒子噴射組件的結構示意圖。圖3是本發明的柔性噴射拋光裝置的粒子噴射組件的平面剖視圖；圖4是本發明的柔性噴射拋光裝置的粒子噴射組件的立體剖視圖如圖1至圖4所示，本發明的柔性噴射拋光裝置包括:
[0034]進料管路1、粒子噴射組件2、箱體3、粒子回收裝置4、框架5、第二傳送機構組6、調速電機7、傳動帶8、工件裝夾機構9、第一傳送機構組10 ；[0035]所述粒子噴射組件2包括:基座盤11、主軸12、篩輪13、定向輪14、葉片15 ；
[0036]所述箱體3、所述調速電機7安裝在所述框架5上面，所述進料管路1、粒子噴射組件2、用于安裝待拋光件的工件裝夾機構9均設置于所述箱體3內部；
[0037]所述粒子回收裝置4安裝在框架5內部，所述調速電機7通過傳動帶8與所述粒子噴射組件2的主軸12相連；
[0038]所述粒子回收裝置4上設有用于裝入拋光粒子的粒子補充窗口 ；
[0039]所述第二傳送機構組6與所述粒子回收裝置4下部相接；
[0040]所述第二傳送機構組6與所述第一傳送機構組10相連；
[0041]所述第一傳送機構組10與所述進料管路I相接；
[0042]所述進料管路I與所述粒子噴射組件2的篩輪13相通；
[0043]所述箱體3的底部與所述粒子回收裝置4上部相通，
[0044]所述主軸12是粒子拋射組件的動力來源，安裝在所述箱體3內的一側面上；所述定向輪14通過其一端面安裝在與所述主軸安裝側面相對的側面上，且所述定向輪14的另一個端面與所述基座盤11留有間隙；
[0045]所述基座盤11固定于所述主軸12上,所述篩輪13、所述葉片15固定在基座盤11上隨所述主軸12轉動；
[0046]其中，所述篩輪13，在管壁上均勻開有通孔，復合粒子進入粒子噴射組件2后，由篩輪13的離心作用，甩至定向輪。
[0047]所述定向輪14，在管壁上有一平行于母線方向的直槽，可通過調整直槽的方向改變復合粒子的射出方向。
[0048]所述篩輪13、所述定向輪14均呈管狀，且所述定向輪14套在所述篩輪13外側、所述定向輪14的內圓周面與所述篩輪13的外圓周面之間留有間隙；
[0049]所述葉片15，沿圓周均勻布在基座盤11上，葉片為矩形凹槽狀。
[0050]進料管路I包括進料口和進料導管兩部分，用于將復合粒子勻速送入粒子噴射組件2入口。
[0051]粒子噴射組件2，用于粒子的發射。
[0052]箱體3的底部由四塊斜面焊接而成，用來聚合已經參與拋光的復合粒子，便于回收；箱體3的正面有一扇可向外開合的安全門，打開時可以裝卸工件，關閉時與箱體其他箱體內壁形成噴射拋光室，工件在其中進行拋光，復合粒子被限制在噴射拋光室內部而不會四處飛濺，同時起到阻隔噪音的作用。
[0053]粒子回收裝置4的正面開有一個粒子補充窗口，該粒子補充窗口可以補充拋光粒子；該粒子回收裝置4用于儲存和回收拋光粒子，并對其除塵，將除塵后的拋光粒子送入輸送帶再利用。
[0054]調速電機7由控制電路能夠實現轉速在45-6000r/min連續可調。
[0055]傳動帶8，安裝在調速電機7和主軸12之間，用來將電機扭矩傳遞到主軸12，同時起到保護電機的作用，使主軸不會抱死。
[0056]工件裝夾機構9，固定在箱體3右側，在箱體3內部能夠延Z軸上下移動，繞Z軸轉動。
[0057]第一傳送機構組10、第二傳送機構組6,由輸送帶和電機組成，用來將拋光粒子傳送回進料管路I。
[0058]所述葉片15共6片，且葉片之間的間隔為60°，用來將從定向輪射出的復合粒子進行加速。
[0059]下面開始說明本柔性噴射拋光裝置的工作流程。
[0060]先將預定數量的待拋光件(未標示)由箱體3的安全門，裝夾入工件裝夾機構9，關閉安全門。打開粒子回收裝置4上的粒子回收窗口，將一定數量的復合粒子裝入粒子回收裝置4,關閉粒子回收窗口。啟動調速電機7,將轉速調節至所需大小。啟動傳送機構組6、10。
[0061]本柔性噴射拋光裝置的工作循環如下。打開所述調速電機7，所述調速電機7通過傳動帶8帶動所述粒子噴射組件2進行噴射拋光；
[0062]將所述拋光粒子從粒子回收窗口裝入所述粒子回收裝置4，然后該拋光粒子從所述粒子回收裝置4流入所述第二傳送機構組6，傳送到所述第一傳送機構組10，經所述進料管路I進入粒子噴射組件2 ；
[0063]拋光粒子進入粒子噴射組件2后首先接觸篩輪13，篩輪13隨主軸12轉動，帶動拋光粒子作高速轉動，在離心力的作用下拋光粒子以一定的初速度飛離篩輪13 ;粒子脫離篩輪13后，到達定向輪14，定向輪14固定在箱體3上，定向輪14呈管狀，在管壁上有一平行于母線方向的直槽，通過調整直槽的方向改變拋光粒子的射出方向(每次確定拋光粒子種類、粒度、葉片轉速后計算直槽位置，實際調整后不再改變)。拋光粒子通過定向輪14后進入葉片15的內緣，葉片15隨主軸12高速轉動，粒子在葉片15的作用下高速甩出，脫離葉片外緣。拋光粒子離開葉片外緣后以一個扇形區域向外發射，對被加工件進行拋光。
[0064]拋光粒子完成拋光后在箱體3的內壁經過多次撞擊和反射，最終落入箱體3底部，被粒子回收裝置4回收，進入下一個工作循環。
[0065]進一步的，用于柔性噴射拋光裝置進行拋光的拋光粒子是復合粒子，所述復合粒子由i個磨粒粒子和I個基體粒子組成，且所述i個磨粒粒子鑲嵌在所述I個基體粒子表面，I為整數；其中，基體粒子的直徑是磨粒粒子的直徑的10-10000倍，且基體粒子是肖氏硬度為40-80A、彈性模量為6.0-6.5N/mm2、泊松比為0.48-0.5、密度為0.9-1.lg/mm3的類球體狀的高分子化合物。具體參見申請號為201310705372.X、發明名稱為一種基于復合粒子的噴射拋光方法的中國專利。
[0066]當然，本發明還可有其他多種實施例，在不背離本發明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本發明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本發明所附的權利要求的保護范圍。
【權利要求】
1.一種柔性噴射拋光裝置，其特征在于，包括: 進料管路(I)、粒子噴射組件(2)、箱體(3)、粒子回收裝置(4)、框架(5)、第二傳送機構組(6)、調速電機(7)、傳動帶(8)、工件裝夾機構(9)、第一傳送機構組(10); 所述粒子噴射組件(2)包括:基座盤(11)、主軸(12)、篩輪(13)、定向輪(14)、葉片(15);其中，所述篩輪(13)，在管壁上均勻開有通孔；所述定向輪(14)，在管壁上有一平行于母線方向的直槽；所述篩輪(13)、所述定向輪(14)均呈管狀； 所述箱體(3)、所述調速電機(7)安裝在所述框架(5)上面，所述進料管路(I)、粒子噴射組件(2)、工件裝夾機構(9)均設置于所述箱體(3)內部； 所述粒子回收裝置(4 )安裝在框架(5 )內部，所述調速電機(7 )通過傳動帶(8 )與所述粒子噴射組件(2)的主軸(12)相連； 所述粒子回收裝置(4)上設有用于裝入拋光粒子的粒子補充窗口 ； 所述第二傳送機構組(6)與所述粒子回收裝置(4)下部相接； 所述第二傳送機構組(6)與所述第一傳送機構組(10)相接； 所述第一傳送機構組(10)與所述進料管路(I)相接； 所述進料管路(I)與所述粒子噴射組件(2)的篩輪(13)相通； 所述箱體(3)的底部與所述粒子回收裝置(4)上部相通； 所述主軸(12)安裝在所述箱體(3 )的內側，所述定向輪(14 )通過其一端面安裝在箱體(3)內與所述主軸(12)所在側面相對的側面上，且所述定向輪(14)的另一個端面與所述基座盤(11)留有間隙； 且所述定向輪(14)套在所述篩輪(13)外側、所述定向輪(14)的內圓面與所述篩輪(13)的外圓面之間留有間隙； 所述基座盤(11)固定于所述主軸(12 )上，所述篩輪(13)、所述葉片(15 )固定在基座盤(11)上隨所述主軸(12)轉動； 所述葉片(15)沿圓周方向均勻布在基座盤(11)上，葉片為矩形凹槽狀。
2.如權利要求1所述的柔性噴射拋光裝置，其特征在于: 所述箱體內部的下側設置聚合機構，該聚合機構有四塊斜面焊接而成，成漏斗形，該聚合機構與所述粒子回收裝置(4)相通。
3.如權利要求1所述的柔性噴射拋光裝置，其特征在于: 用于柔性噴射拋光裝置進行拋光的拋光粒子是復合粒子； 所述復合粒子由i個磨粒粒子和I個基體粒子組成，且所述i個磨粒粒子鑲嵌在所述I個基體粒子表面，i為整數；其中，基體粒子的直徑是磨粒粒子的直徑的10-10000倍，且基體粒子是肖氏硬度為40-80A、彈性模量為6.0-6.5N/mm2、泊松比為0.48-0.5、密度為0.9-1.lg/mm3的類球體狀的高分子化合物。
4.如權利要求1所述的柔性噴射拋光裝置，其特征在于:所述工件裝夾機構(9)在箱體(3)內部延垂直方向上下移動和轉動。
5.如權利要求1所述的柔性噴射拋光裝置，其特征在于:所述葉片(15)共6片，呈輻射狀分布。
【文檔編號】B24C1/08GK103878699SQ201410135785
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年4月4日 優先權日:2014年4月4日
【發明者】周天豐, 項瑞樂, 王西彬, 梁志強 申請人:北京理工大學