專利名稱：一種柔性可控球形氣壓砂輪光整工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種柔性可控球形氣壓砂輪光整工具，尤其涉及一種與機(jī)器人技術(shù)相結(jié)合，特別應(yīng)用于大曲率或曲率變化明顯的自由曲面、局部難加工小范圍及激光強(qiáng)化表面， 能有效改善拋光受力分布情況，提高拋光效率和質(zhì)量的拋光工具。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)的發(fā)展，模具在工業(yè)中的應(yīng)用程度也日益廣泛，在模具投入使用之前，為獲取平滑、均勻、高質(zhì)量的表面，都需要對模具的表面進(jìn)行光整加工，以保證模具的面型精度和表面質(zhì)量，同時又能延長其使用壽命。目前，進(jìn)行光整加工的方法通常包括研磨和拋光，在我國，現(xiàn)大多還以人工加工為主，這種加工方式加工效率低，并且容易造成磨具報(bào)廢， 是一種費(fèi)時費(fèi)力的方法。而現(xiàn)代化手段的研磨和拋光方法，在加工效率和模具應(yīng)用上往往難以兼顧。采用拋光，由于是利用彈簧或柔性拋光材料獲得工具與拋光表面之間的柔性接觸，且使用游離磨粒為主，對待加工工件表面有著很好的自適應(yīng)性，廣泛應(yīng)用于自由曲面的光整加工，但材料去除率低，得不到理想的拋光效率。反之，研磨通過介于工件和硬質(zhì)研具之間的磨料或研磨液的流動產(chǎn)生機(jī)械摩擦和化學(xué)作用去除微小加工余量，且大多采用固著磨粒，加工區(qū)域接觸力大，材料去除率高，對激光處理表面極為使用，但在自由曲面上的應(yīng)用受到較大限制。常規(guī)的砂輪光整工具結(jié)構(gòu)為圓盤，利用砂輪外邊緣與待加工工件表面的彈性接觸進(jìn)行加工。根據(jù)砂輪光整工具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知，該種結(jié)構(gòu)適用于小曲率、較大面積自由曲面，或模具表面存在內(nèi)倒角、凹槽等難加工曲面及激光強(qiáng)化表面，而對于大曲率或曲率變化明顯的自由曲面、局部難加工小范圍，其光整加工效果不一定理想。

發(fā)明內(nèi)容
為了保證砂輪光整工具在激光強(qiáng)化表面以及自由曲面上的加工效果，同時能進(jìn)一步提高針對大曲率或曲率變化明顯的自由曲面和局部難加工小范圍模具的加工質(zhì)量和效率，本發(fā)明要提供了一種柔性可控球形氣壓砂輪光整工具。本發(fā)明的技術(shù)方案
一種柔性可控球形氣壓砂輪光整工具，其特征在于包括柔性球形氣壓砂輪、氣控軸、 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，所述柔性球形氣壓砂輪是中空結(jié)構(gòu)，其包括彈性支架和連接在所述彈性支架上的磨拋層，所述柔性球形氣壓砂輪安裝在砂輪支架上，并與砂輪支架形成一內(nèi)腔；所述砂輪支架是Y字形結(jié)構(gòu)，其與所述氣控軸下端連接，所述氣控軸的下端開有深孔，所述深孔與內(nèi)腔連通，所述氣控軸在所述深孔的上端開有第一通孔，所述第一通孔與將氣體輸送給氣控軸的入氣口相通；所述氣控軸的上端與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置連接。進(jìn)一步，所述砂輪支架的一端開有螺紋孔和第二通孔，其通過螺紋孔與所述氣控軸的下端螺紋連接，所述深孔與內(nèi)腔經(jīng)第二通孔連通。進(jìn)一步，所述柔性球形氣壓砂輪是可更換模塊，其通過砂輪卡箍安裝在砂輪支架上。進(jìn)一步，所述柔性球形氣壓砂輪為球形、冠形或者圓柱形結(jié)構(gòu)，所述磨拋層由催化磨粒和切削磨粒組成，所述彈性支架是由橡膠制成，所述磨拋層粘結(jié)在所述彈性支架上。本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思為按拋光件尺寸和實(shí)際的拋光需求，在滿足技術(shù)指標(biāo)的前提下設(shè)計(jì)和制作柔性球形氣壓砂輪以及砂輪支架，特別是柔性球形氣壓砂輪的外形結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì)，并用砂輪卡箍密封固定，形成內(nèi)腔。氣控軸一端通過螺紋結(jié)構(gòu)與砂輪支架連接，另一端與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置連接，帶動柔性球形氣壓砂輪旋轉(zhuǎn)。入氣口與氣壓控制系統(tǒng)相連，將氣體通過與入氣口相連的氣控軸通孔進(jìn)入氣控軸，再經(jīng)深孔由砂輪支架到達(dá)柔性球形氣壓砂輪與砂輪支架密封形成的內(nèi)腔，從而根據(jù)待加工工件的表面特性和加工要求對柔性球形氣壓砂輪內(nèi)部氣壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，提高或降低磨粒的固著力和柔性球形氣壓砂輪的硬度，提高光整加工的效率和質(zhì)量。在光整加工過程中，由于磨粒為多層結(jié)構(gòu)粘結(jié)于橡膠，隨著外層磨粒與拋光件不同旋轉(zhuǎn)方式的接觸，會產(chǎn)生自礪效果，并最終耗盡或脫落，此時相對內(nèi)層的磨料又不斷出現(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)一次性長時間、高效率拋光。本發(fā)明的有益效果在于結(jié)合了研磨和拋光的各自優(yōu)點(diǎn)，具有較高自適應(yīng)性及材料去除率，適用于激光強(qiáng)化處理后具備高硬度、高耐磨性的表面和自由曲面；通過控制柔性球形氣壓砂輪的內(nèi)部壓力，改變?nèi)嵝郧蛐螝鈮荷拜喌谋砻嬗捕群湍チ５墓讨?，可加工同一工件表面呈現(xiàn)不同特性的模具；磨粒的多層結(jié)構(gòu)以及柔性氣囊砂輪的外形特點(diǎn)決定該工具在對大曲率或曲率變化明顯的自由曲面、局部難加工小范圍及激光強(qiáng)化表面進(jìn)行光整加工時，一次光整加工時間長，加工效率高；該工具結(jié)構(gòu)簡單、易于設(shè)計(jì)和制造，與機(jī)器人結(jié)合，自動化程度高，易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。


圖1是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的冠狀柔性球形氣壓砂輪結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明系列柔性球形氣壓砂輪結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式參照圖1-3，一種柔性可控球形氣壓砂輪光整工具，包括柔性球形氣壓砂輪5、氣控軸3、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置1，所述柔性球形氣壓砂輪5是中空結(jié)構(gòu)，其包括彈性支架51和連接在所述彈性支架51上的磨拋層52，所述柔性球形氣壓砂輪5安裝在砂輪支架6上，并與砂輪支架6形成一內(nèi)腔4 ；所述砂輪支架6是Y字形結(jié)構(gòu)，其與所述氣控軸3下端連接，所述氣控軸3的下端開有深孔32，所述深孔32與內(nèi)腔4連通，所述氣控軸3在所述深孔32的上端開有第一通孔31，所述第一通孔31與將氣體輸送給氣控軸的入氣口 2相通；所述氣控軸 3的上端與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置1連接。所述砂輪支架6的一端開有螺紋孔和第二通孔，其通過螺紋孔與所述氣控軸3的下端螺紋連接，所述深孔32與內(nèi)腔4經(jīng)第二通孔連通。所述柔性球形氣壓砂輪5是可更換模塊，其通過砂輪卡箍7安裝在砂輪支架6上。所述柔性球形氣壓砂輪5為球形、冠形或者圓柱形結(jié)構(gòu)，所述磨拋層52是由催化磨粒和切削磨粒組成，所述彈性支架51是由橡膠制成，所述磨拋層52粘結(jié)在所述彈性支架51上。本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思為按拋光件尺寸和實(shí)際的拋光需求，在滿足技術(shù)指標(biāo)的前提下設(shè)計(jì)和制作柔性球形氣壓砂輪5以及砂輪支架6，特別是柔性球形氣壓砂輪5的外形結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì)，并用砂輪卡箍7密封固定，形成內(nèi)腔4。氣控軸3 —端通過螺紋結(jié)構(gòu)與砂輪支架6連接，另一端與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置1連接，帶動柔性球形氣壓砂輪5旋轉(zhuǎn)。入氣口 2與氣壓控制系統(tǒng)相連，將氣體通過與入氣口 2相連的氣控軸通孔31進(jìn)入氣控軸3，再經(jīng)深孔32由砂輪支架6到達(dá)柔性球形氣壓砂輪5與砂輪支架6密封形成的內(nèi)腔4，從而根據(jù)待加工工件的表面特性和加工要求對柔性球形氣壓砂輪5內(nèi)部氣壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，提高或降低磨粒的固著力和柔性球形氣壓砂輪的硬度，提高光整加工的效率和質(zhì)量。在光整加工過程中，由于磨粒為多層結(jié)構(gòu)粘結(jié)于橡膠，隨著外層磨粒與拋光件不同旋轉(zhuǎn)方式的接觸，會產(chǎn)生自礪效果，并最終耗盡或脫落，此時相對內(nèi)層的磨料又不斷出現(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)一次性長時間、高效率拋光。本說明書實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對發(fā)明構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護(hù)范圍的不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實(shí)施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護(hù)范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
權(quán)利要求
1.一種柔性可控球形氣壓砂輪光整工具，其特征在于包括柔性球形氣壓砂輪、氣控軸、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，所述柔性球形氣壓砂輪是中空結(jié)構(gòu)，其包括彈性支架和連接在所述彈性支架上的磨拋層，所述柔性球形氣壓砂輪安裝在砂輪支架上，并與砂輪支架形成一內(nèi)腔；所述砂輪支架是Y字形結(jié)構(gòu)，其與所述氣控軸下端連接，所述氣控軸的下端開有深孔，所述深孔與內(nèi)腔連通，所述氣控軸在所述深孔的上端開有第一通孔，所述第一通孔與將氣體輸送給氣控軸的入氣口相通；所述氣控軸的上端與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柔性可控球形氣壓砂輪光整工具，其特征在于所述砂輪支架的一端開有螺紋孔和第二通孔，其通過螺紋孔與所述氣控軸的下端螺紋連接，所述深孔與內(nèi)腔經(jīng)第二通孔連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種柔性可控球形氣壓砂輪光整工具，其特征在于所述柔性球形氣壓砂輪是可更換模塊，其通過砂輪卡箍安裝在砂輪支架上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種柔性可控球形氣壓砂輪光整工具，其特征在于所述柔性球形氣壓砂輪為球形、冠形或者圓柱形結(jié)構(gòu)，所述磨拋層由催化磨粒和切削磨粒組成，所述彈性支架是由橡膠制成，所述磨拋層粘結(jié)在所述彈性支架上。
全文摘要
一種柔性可控球形氣壓砂輪光整工具，包括柔性球形氣壓砂輪、氣控軸、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，所述柔性球形氣壓砂輪是中空結(jié)構(gòu)，其包括彈性支架和連接在所述彈性支架上的磨拋層，所述柔性球形氣壓砂輪安裝在砂輪支架上，并與砂輪支架形成一內(nèi)腔；所述砂輪支架是Y字形結(jié)構(gòu)，其余所述氣控軸下端連接，所述氣控軸的下端開有深孔，所述深孔與內(nèi)腔連通，所述氣控軸在所述深孔的上端開有第一通孔，所述第一通孔與將氣體輸送給氣控軸的入氣口相通；所述氣控軸的上端與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置連接。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)有較高自適應(yīng)性及材料去除率；可加工同一工件表面呈不同特性的模具；一次光整加工時間長，加工效率高；結(jié)構(gòu)簡單、易于設(shè)計(jì)和制造，自動化程度高，易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
文檔編號B24B29/00GK102179758SQ20111005117
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月3日
發(fā)明者張利, 蔡東海, 袁巧玲, 計(jì)時鳴, 許亞敏, 金明生 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)