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(dòng)拋光方法對(duì)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(guò)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(wú)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(jī)械 拋光的方法，但機(jī)械拋光時(shí)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(guò) 熱現(xiàn)象，常導(dǎo)致拋光墊損壞，而且機(jī)械拋光后的表面應(yīng)力大、異物多、耐蝕性下降，因此使用 時(shí)易造成局部點(diǎn)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(guò)去常用的 機(jī)械拋光實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)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(lái)，例如 振動(dòng)拋光、磨液拋光、超聲波拋光、電解擦拭或電解復(fù)合拋光、無(wú)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(lái)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(guò)來(lái)又推動(dòng)了新產(chǎn)品的批量化生產(chǎn)。中國(guó)專利CN101612719公開(kāi)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(gè)層疊式膜；測(cè)量部分，其被構(gòu)造成測(cè)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(yùn)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(cè)量部分的信號(hào)來(lái)計(jì)算用于所述多個(gè)層疊式膜中的至少一個(gè)的拋光 速度和最佳拋光時(shí)間。還公開(kāi)了一種拋光方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械拋光方法存在的缺點(diǎn)，提供一種采用超聲振動(dòng)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(dòng)進(jìn)料機(jī)構(gòu)、研拋機(jī)構(gòu)和回料機(jī)構(gòu)。所述自動(dòng)進(jìn)料機(jī)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(jī)構(gòu)設(shè)有升降與夾緊裝置、壓強(qiáng)保持上蓋板、壓強(qiáng)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(dòng)發(fā)生裝置和轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，升降與夾緊裝置安裝于 強(qiáng)制冷卻室的外面，通過(guò)一根軸與壓強(qiáng)保持上蓋板相連，壓強(qiáng)保持上蓋板設(shè)有一個(gè)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(qiáng)保持上蓋板與上內(nèi)凹拋光墊之間，壓力傳感器與壓強(qiáng)保持上蓋板之 間留有間隙，上內(nèi)凹拋光墊隨壓強(qiáng)保持上蓋板進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)，下內(nèi)凹拋光墊隨壓強(qiáng)保持下 蓋板進(jìn)行超聲振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)；超聲振動(dòng)發(fā)生裝置通過(guò)一根軸與壓強(qiáng)保持下蓋板相連，轉(zhuǎn)動(dòng)裝 置帶動(dòng)下蓋板轉(zhuǎn)動(dòng)和下內(nèi)凹拋光墊轉(zhuǎn)動(dòng)。所述回料機(jī)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(gè)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(gè)孔的長(zhǎng)方體底座。所述壓力傳感器可采用設(shè)有陣列式長(zhǎng)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(gè)，底部為開(kāi)有一個(gè)孔的長(zhǎng)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(dòng)進(jìn)料機(jī)構(gòu)進(jìn)入研拋機(jī)構(gòu)的加工球體數(shù)量為1個(gè)。原料箱中的加工球體進(jìn)入轉(zhuǎn)盤的 孔里，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)后，加工球體通過(guò)底座的孔進(jìn)入送料管，送入研拋機(jī)構(gòu)。升降與夾緊裝置安 裝于強(qiáng)制冷卻室的外面，通過(guò)一根軸與壓強(qiáng)保持上蓋板相連；陣列式壓力傳感器是開(kāi)有陣 列式長(zhǎng)方形孔的壓力傳感器，安裝在壓強(qiáng)保持上蓋板和上內(nèi)凹拋光墊之間，并與壓強(qiáng)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(qiáng)的大小，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)升降與夾 緊裝置上下精確運(yùn)動(dòng)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(qiáng)保持上蓋板進(jìn)行上下精確運(yùn)動(dòng)，下內(nèi)凹拋光墊隨壓強(qiáng)保持下蓋板進(jìn)行超聲振動(dòng)和 轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)凹拋光墊用于球體的精密研拋；超聲振動(dòng)發(fā)生裝置通過(guò)一根軸與壓強(qiáng)保持下蓋板 相連，用于產(chǎn)生一維超聲振動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)裝置使壓強(qiáng)保持下蓋板轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)下內(nèi)凹拋光墊轉(zhuǎn) 動(dòng)。加工球體進(jìn)入研拋機(jī)構(gòu)后，升降與夾緊裝置向下運(yùn)動(dòng)，壓力傳感器反饋拋光壓強(qiáng)的大 小，由升降與夾緊裝置微調(diào)實(shí)現(xiàn)上下精確運(yùn)動(dòng)，達(dá)到精密研拋所需的位置，超聲振動(dòng)發(fā)生裝 置和轉(zhuǎn)動(dòng)裝置控制下內(nèi)凹拋光墊的一維超聲振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)加工球體的精密研拋?；?料機(jī)構(gòu)由一個(gè)傾斜的平面和一個(gè)無(wú)蓋的長(zhǎng)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(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)壓強(qiáng)保持上蓋板向上運(yùn)動(dòng)，吹入的超冷氮?dú)鈱⑶蝮w吹出研拋機(jī)構(gòu)， 球體滾入斜面后至回料箱。為了保證球體在加工過(guò)程中維持固體的屬性，整個(gè)過(guò)程要不斷 地吹入超冷氮?dú)狻＜庸み^(guò)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(shí)，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(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，送料、研拋和回料過(guò)程的實(shí)現(xiàn)，都是按照預(yù)先設(shè) 置好的參數(shù)及程序自動(dòng)進(jìn)行。由于使用了超聲振動(dòng)拋光的加工方法，因此克服了傳統(tǒng)機(jī)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(shí)易造成 局部點(diǎn)蝕等缺點(diǎn)。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?dú)鉁囟葹開(kāi)174°C。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)組成側(cè)視示意圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例的自動(dòng)進(jìn)料機(jī)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(shí)施例的研拋機(jī)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(hào)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(qiáng)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(qiáng)保持下蓋板，11.超聲振動(dòng)發(fā)聲裝置，12.轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，13.斜面，14.回料箱，15.微塵處理系 統(tǒng)，16.強(qiáng)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(dòng)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)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(shí)施例設(shè)有自動(dòng)進(jìn)料機(jī)構(gòu)、研拋機(jī)構(gòu)和回料機(jī)構(gòu)。所述自動(dòng)進(jìn)料機(jī)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(gè)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(zhǎng)方體底座)3設(shè)有1個(gè)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(jī)構(gòu)設(shè)有升降與夾緊裝置5、壓強(qiáng)保持上蓋板6、壓強(qiáng)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(dòng)發(fā)生裝置11和轉(zhuǎn)動(dòng)裝置12， 升降與夾緊裝置5安裝于強(qiáng)制冷卻室16的外面，通過(guò)一根軸與壓強(qiáng)保持上蓋板6相連，壓 強(qiáng)保持上蓋板6設(shè)有一個(gè)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(qiáng)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(qiáng)保持上蓋板6之間留有間隙，上內(nèi)凹拋光墊8隨壓強(qiáng) 保持上蓋板6進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)，下內(nèi)凹拋光墊9隨壓強(qiáng)保持下蓋板10進(jìn)行超聲振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)； 超聲振動(dòng)發(fā)生裝置11通過(guò)一根軸與壓強(qiáng)保持下蓋板10相連，轉(zhuǎn)動(dòng)裝置12帶動(dòng)壓強(qiáng)保持下 蓋板10轉(zhuǎn)動(dòng)和下內(nèi)凹拋光墊9轉(zhuǎn)動(dòng)。所述回料機(jī)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(zhǎng)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(dòng)后，加工球體P通 過(guò)底座3的孔進(jìn)入送料管4，送入研拋機(jī)構(gòu)，每次從自動(dòng)進(jìn)料機(jī)構(gòu)進(jìn)入研拋機(jī)構(gòu)的加工球體 數(shù)量為1個(gè)。加工球體P進(jìn)入研拋機(jī)構(gòu)后，升降與夾緊裝置5向下運(yùn)動(dòng)，壓力傳感器7反饋 拋光壓強(qiáng)的大小，由升降與夾緊裝置5微調(diào)實(shí)現(xiàn)上下精確運(yùn)動(dòng)，達(dá)到精密研拋所需的位置， 超聲振動(dòng)發(fā)生裝置11和轉(zhuǎn)動(dòng)裝置12控制下內(nèi)凹拋光墊9的一維超聲振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì) 加工球體的精密研拋?；亓蠙C(jī)構(gòu)由一個(gè)斜面13和一個(gè)無(wú)蓋的長(zhǎng)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(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)上蓋板6向上運(yùn)動(dòng)，吹入的超冷氮?dú)鈱?加工球體吹出研拋機(jī)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(guò)程中維持固體的屬性，整個(gè)過(guò)程要不斷地吹入超冷氮?dú)?。加工過(guò)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(dòng)進(jìn)料機(jī)構(gòu)、研拋機(jī)構(gòu)和回 料機(jī)構(gòu)；所述自動(dòng)進(jìn)料機(jī)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(jī)構(gòu)設(shè)有升降與夾緊裝置、壓強(qiáng)保持上蓋板、壓強(qiáng)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(dòng)發(fā)生裝置和轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，升降與夾緊裝置安裝于強(qiáng)制 冷卻室的外面，通過(guò)一根軸與壓強(qiáng)保持上蓋板相連，壓強(qiáng)保持上蓋板設(shè)有一個(gè)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(qiáng)保持上蓋板與上內(nèi)凹拋光墊之間，壓力傳感器與壓強(qiáng)保持上蓋板之間留 有間隙，上內(nèi)凹拋光墊隨壓強(qiáng)保持上蓋板進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)，下內(nèi)凹拋光墊隨壓強(qiáng)保持下蓋板 進(jìn)行超聲振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)；超聲振動(dòng)發(fā)生裝置通過(guò)一根軸與壓強(qiáng)保持下蓋板相連，轉(zhuǎn)動(dòng)裝置帶 動(dòng)下蓋板轉(zhuǎn)動(dòng)和下內(nèi)凹拋光墊轉(zhuǎn)動(dòng)；所述回料機(jī)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(gè)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(gè)孔的長(zhǎng)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(zhǎng)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(dòng)進(jìn)料機(jī)構(gòu)、研拋機(jī)構(gòu)和回料機(jī)構(gòu)。自動(dòng)進(jìn)料機(jī)構(gòu)設(shè)有原料箱、轉(zhuǎn)盤、底座和送料管，研拋機(jī)構(gòu)設(shè)有升降與夾緊裝置、壓強(qiáng)保持上下蓋板、壓力傳感器、上下內(nèi)凹拋光墊、超聲振動(dòng)發(fā)生裝置和轉(zhuǎn)動(dòng)裝置?；亓蠙C(jī)構(gòu)設(shè)有斜面和回料箱，斜面與回料箱連接。加工時(shí)，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(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，送料、研拋和回料過(guò)程的實(shí)現(xiàn)都是按預(yù)先設(shè)置的參數(shù)及程序自動(dòng)進(jìn)行。由于使用超聲振動(dòng)拋光的加工方法，因此克服傳統(tǒng)機(jī)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(shí)易造成局部點(diǎn)蝕等缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)B24B1/04GK102049706SQ20101051723
公開(kāi)日2011年5月11日 申請(qǐng)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(qǐng)人:廈門大學(xué)