專利名稱：磨粒軟固結(jié)氣壓砂輪的制備裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及軟固結(jié)磨粒氣壓砂輪精密加工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
針對模具自由曲面光整過程中，選擇軟固結(jié)磨粒群氣壓砂輪作為拋光工具，結(jié)合機械人控制系統(tǒng)，可提供一種高效的自動化光整方法。一般情況下，模具表面與拋光工具間的接觸為非一致曲率接觸狀態(tài)。通過優(yōu)化拋光工具的設(shè)計方案，探究不同接觸條件下的材料去除機理，以及研究不同拋光條件組合下的磨粒運動狀態(tài)和分布特性都是為了在拋光時獲得理想磨粒特性，從而獲得較優(yōu)表面質(zhì)量和較高拋光效率。所謂軟固結(jié)磨粒群氣壓砂輪拋光工具是指以半球形橡膠材質(zhì)為供力基體，內(nèi)部可通過調(diào)節(jié)充氣壓カ控制加工應(yīng)カ，在橡膠表面通過高聚物粘結(jié)劑均勻涂覆磨粒層從而對加工表面起到切削作用。到目前為止，尚無有效方法能夠使磨粒穩(wěn)定而又均勻地固結(jié)于半球型橡膠表面，從而形成有利于材料去除的磨粒運動狀態(tài)和分布特性。鑒于該工具在拋光過程中扮演的重要角色，設(shè)計和開發(fā)軟固結(jié)磨粒氣壓砂輪制備裝置是ー項有意義和深度的工作。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)不能在半球形或者球冠形氣壓砂輪表面通過高聚物粘結(jié)劑固結(jié)ー層厚度均勻、粘結(jié)性能穩(wěn)定的磨粒群的缺點，本發(fā)明提供了一種便于直接觀測調(diào)整且操作便捷的磨粒固結(jié)裝置。磨粒軟固結(jié)氣壓砂輪的制備裝置，其特征在于主要包括磨粒固化平臺、涂膠裝置和噴砂裝置；所述磨粒固化平臺分為上層平臺和下層平臺，所述的下層平臺支撐在底座上，所述的上層平臺設(shè)置涂膠裝置和噴砂裝置；所述涂膠裝置，主要運用于液態(tài)粘結(jié)劑，由進膠ロ、膠桶、出膠開關(guān)、輸膠管和噴膠頭構(gòu)成；所述噴砂裝置主要由塑料砂囊，噴砂推力器、輸砂管和噴頭構(gòu)成；所述磨粒固化平臺保持水平；所述仿形支架可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在所述的旋轉(zhuǎn)架上，所述仿形支架一端成半球形用于配合氣壓砂輪，另一端則固定于下層平臺；所述旋轉(zhuǎn)架通過齒輪機構(gòu)連接調(diào)位手柄。進ー步，所述涂膠裝置垂直安裝于所述的上層平臺，噴膠頭中心軸與所述的仿形支架對稱中心軸保持在同一條直線上。再進ー步，所述噴砂裝置安裝于所述的上層平臺，噴頭與砂輪成15度至45度角所述的砂囊的上下兩部分通過螺紋連接，推力器裝于所述的砂囊末端，所述的噴頭裝有柔性 關(guān)節(jié)。更進一歩，所述的噴膠管通過第二滑動套連接所述的上層平臺；所述的輸砂管通過第一滑動套連接所述的上層平臺。本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思為將半球形砂輪裝配于仿形支架上，要求仿形支架尺寸與砂輪內(nèi)徑尺寸一致，以至于當砂輪裝配在支架上時，支架外表面將于砂輪內(nèi)表面緊密貼合，為任意局部區(qū)域提供剛性支撐，使砂輪外部表面處于伸展姿態(tài)，且無任何擠壓折皺。調(diào)整砂輪位置，使得中心對稱軸保持垂直狀態(tài)，其中心點與噴頭中心點連線成垂直狀態(tài)。添加液態(tài)粘結(jié)劑于膠桶中，保持噴膠口中心線與砂輪中心線處于同一條直線，且按照上述砂輪尺寸調(diào)整噴頭至砂輪的距離，出膠開關(guān)為旋鈕式，可控制出膠量的多少。當出膠開關(guān)打開時，液態(tài)粘結(jié)劑通過噴頭流向砂輪頂部，通過重力原理使粘結(jié)劑覆蓋砂輪外表面，且通過調(diào)位手柄控制砂輪旋轉(zhuǎn)，使得粘結(jié)劑均勻涂覆與砂輪整個外表面，損耗的粘結(jié)劑將通過回收流道被重新收集。在這個過程中需要注意的是，通過調(diào)整噴膠頭高度保證粘結(jié)劑下流距離從而獲得理想的涂膠效果，通過調(diào)位手柄實時控制砂輪旋轉(zhuǎn)姿態(tài)，使得當粘結(jié)劑在砂輪表面涂覆時，可獲得均勻效果。
隨后將磨粒裝入砂腔中，構(gòu)成氣固混合物，控制推力器將帶有磨粒的內(nèi)腔氣體從噴頭噴至砂輪表面進行固化。這個過程分為三個階段1，調(diào)整噴頭姿態(tài)，使其與砂輪中心線成15-20度角，對半球形砂輪頂部進行磨粒植入；2，調(diào)整噴頭姿態(tài)，使其與砂輪中心線成20-30度角，對砂輪下層球冠部分進行磨粒植入；3，調(diào)整噴頭姿態(tài)，使其與砂輪中心線成30-40度角，對砂輪根部球冠部分進行磨粒植入。通過控制推力器能夠?qū)⑶粌?nèi)氣固混合物等速等量地植入砂輪表面，在這個過程中，通過調(diào)位手柄控制砂輪旋轉(zhuǎn)，使得磨粒能夠均勻固化于砂輪表面，并可對缺陷表面進行修復(fù)。本發(fā)明的有益效果在于針對球面形表面難以進行磨粒均勻固化的難點，給出了一種較為理想的手動制備方案；通過涂膠裝置的設(shè)計，利用重力原理，可使任意液態(tài)粘結(jié)劑均勻涂覆于砂輪球面；通過噴砂裝置的設(shè)計，能夠按照砂輪的設(shè)計要求，植入不同粒度的磨粒；該方案便于試驗操作和處理、控制方法準確度高、適用面廣；能夠為軟固結(jié)磨粒群氣壓砂輪精密光整提供了エ藝保障；為該拋光技術(shù)在模具拋光領(lǐng)域發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢和應(yīng)用潛力奠定重要基礎(chǔ)。


圖I是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明涂膠裝置的結(jié)構(gòu)示意透視圖。圖3是本發(fā)明噴砂裝置的結(jié)構(gòu)示意透視圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進ー步描述。參照附圖1-3 磨粒軟固結(jié)氣壓砂輪的制備裝置，主要包括磨粒固化平臺、涂膠裝置和噴砂裝置；所述磨粒固化平臺分為上層平臺8和下層平臺2，所述的下層平臺2支撐在底座I上，所述的上層平臺8設(shè)置涂膠裝置和噴砂裝置；所述涂膠裝置主要運用于液態(tài)粘結(jié)劑，由進膠ロ、膠桶65、出膠開關(guān)66、輸膠管62和噴膠頭61構(gòu)成；所述噴砂裝置主要由塑料砂囊54、噴砂推力器55、輸砂管53、開關(guān)57和噴頭51構(gòu)成；所述磨粒固化平臺保持水平；所述仿形支架9可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在所述的旋轉(zhuǎn)架11上，所述仿形支架9 一端成半球形用于配合氣壓砂輪，另一端則固定于下層平臺2 ；
所述旋轉(zhuǎn)架11通過齒輪配合連接調(diào)位手柄3。所述涂膠裝置6垂直安裝于所述的上層平臺8，噴膠頭61中心軸與所述的仿形支架9對稱中心軸保持在同一條直線上。所述噴砂裝置5安裝于所述的上層平臺4，噴頭51與砂輪成15度至45度角，所述的砂囊54的上下兩部分通過螺紋56連接，推力器裝55于所述的砂囊54末端，所述的噴頭51裝有柔性關(guān)節(jié)52。所述的噴膠管61通過第二滑動套7連接所 述的上層平臺8 ;所述的輸砂管53通過第一滑動套4連接所述的上層平臺8。參照圖1，下層平臺2安裝于平臺底座I上方，兩者選取同一對稱中心，在兩側(cè)安裝固定支撐架用干支撐上層平臺8，在內(nèi)側(cè)中心區(qū)域搭建旋轉(zhuǎn)架，其內(nèi)側(cè)開有引流槽，用于粘結(jié)劑回收利用。調(diào)位手柄3連接小齒輪，并通過嚙合的大齒輪11操控9仿形支架，在大齒輪11上端部設(shè)有引流槽10，該引流槽10與下層平臺2內(nèi)部引流槽相通，仿形支架9固定于大齒輪11上端，保持垂直向上，其上端表面呈球面狀。在上層平臺8中心位置安裝涂膠裝置6，其噴膠頭61位置處于仿形支架9正上方，且保證兩者中心線在同一條直線上，噴膠頭61與支架9間的距離通過滑動套筒7控制。噴砂裝置5安裝在涂膠裝置ー側(cè)，并通過滑動套筒4實現(xiàn)上下移動，其噴頭51可安設(shè)計需求調(diào)整角度。所述涂膠裝置，參照圖2，噴膠頭61開ロ朝下，其口徑大小以及噴頭端面與砂輪間距應(yīng)與砂輪直徑大小相對應(yīng)。輸膠管62的長度決定了噴頭下移的距離，并由第二滑動套筒7夾緊后對整個裝置起固定支撐作用。膠桶65的內(nèi)腔由上下兩半部分構(gòu)成，通過內(nèi)螺紋63連接，其大小可根據(jù)磨粒固化密度而定。推力器64安裝在膠桶65的正上方，在膠桶65的下半部分安裝66出膠開關(guān)。參照圖3，所述噴砂裝置5的噴頭51呈傾斜狀對朝砂輪表面，其口徑大小由固化磨粒大小而定。柔性關(guān)節(jié)52用于調(diào)節(jié)噴頭與中心軸間的角度，便于磨粒能夠均勻涂覆。輸砂管53由第二滑動套筒7夾緊固定，并提供不同深度的噴砂條件。砂囊54分為上下兩部分，并可通過螺紋56打開，進行磨粒裝備。開關(guān)57安裝在砂囊下部分，可控制噴砂的數(shù)量與速度，噴砂推柄55則安裝在頂部，主要起提供動カ的作用。本發(fā)明的工作過程是將半球形氣壓砂輪裝配在9仿形支架上方，使其表面無擠壓變形。打開膠桶進行裝膠過程，并將涂膠裝置穩(wěn)定地固定在上層平臺，根據(jù)砂輪的大小選取合適的噴頭，并使噴頭成垂直狀正對于氣壓砂輪上表面，通過滑動套筒控制兩者間距，分三個類別A,用于磨粒固化直徑為IOmm至30mm范圍內(nèi)的砂輪,設(shè)計噴頭口徑大小為2mm,噴頭與砂輪距離控制在5mm左右；B，用于磨粒固化直徑為30mm-45mm范圍內(nèi)的砂輪，設(shè)計噴頭口徑大小為4mm,噴頭與砂輪距離控制在15mm左右；C,用于磨粒固化直徑為45mm-70mm范圍內(nèi)的砂輪，設(shè)計噴頭口徑大小為6mm，噴頭與砂輪距離控制在25mm左右。由出膠開關(guān)控制涂膠量和涂膠速度。將磨粒裝入噴砂裝置，通過滑動套筒確定噴砂距離，通過柔性關(guān)節(jié)控制噴砂角度。進ー步在涂膠過程中，打開開關(guān)66，使用推力器64將膠桶65內(nèi)的液態(tài)粘結(jié)劑通過噴膠頭61注入砂輪表面，通過調(diào)位手柄3控制仿形支架9旋轉(zhuǎn)，粘結(jié)劑在球面砂輪通過重力作用流向砂輪根部，結(jié)合仿形支架9旋轉(zhuǎn)作用，使得粘結(jié)劑均勻涂覆于砂輪表面，當粘結(jié)劑在表面構(gòu)成ー層薄薄的凝聚物時，可進行下一歩的噴砂過程。
打開噴 砂開關(guān)57，通過噴砂推柄55，磨粒與空氣混合物通過噴頭51注入砂輪表面。將噴砂過程分為三步A調(diào)整柔性關(guān)節(jié)52，使噴頭51與砂輪中心線成15-20度角，對砂輪頂部進行磨粒植入調(diào)整噴頭姿態(tài)，使其與砂輪中心線成20-30度角，對砂輪下層球冠部分進行磨粒植入；C調(diào)整噴頭姿態(tài)，使其與砂輪中心線成30-40度角，對砂輪根部球冠部分進行磨粒植入。在進行上述三步過程的同時，需轉(zhuǎn)動調(diào)位手柄，使得砂輪做旋轉(zhuǎn)運動。當磨粒在砂輪表面形成一層均勻的磨粒層時，關(guān)閉噴砂開關(guān)。本說明書實施例所述內(nèi)容僅僅是對發(fā)明構(gòu)思所實現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護范圍不應(yīng)當僅局限于實施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護范圍及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思所能想到的等同技術(shù)手段。
權(quán)利要求
1.磨粒軟固結(jié)氣壓砂輪的制備裝置，其特征在于主要包括磨粒固化平臺、涂膠裝置和噴砂裝置；所述磨粒固化平臺分為上層平臺和下層平臺，所述的下層平臺支撐在底座上，所述的上層平臺設(shè)置涂膠裝置和噴砂裝置；所述涂膠裝置，主要運用于液態(tài)粘結(jié)劑，由進膠ロ、膠桶、出膠開關(guān)和噴膠管、噴膠頭構(gòu)成；所述噴砂裝置主要由砂囊，噴砂推力器、輸砂管、開關(guān)和噴頭構(gòu)成； 所述磨粒固化平臺保持水平；所述仿形支架可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在所述的旋轉(zhuǎn)架上，所述仿形支架一端成半球形用于配合氣壓砂輪，另一端則固定于下層平臺；所述旋轉(zhuǎn)架通過齒輪機構(gòu)連接調(diào)位手柄。
2.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于所述涂膠裝置垂直安裝于所述的上層平臺，噴膠頭中心軸與所述的仿形支架對稱中心軸保持在同一條直線上。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述噴砂裝置安裝于所述的上層平臺，噴頭與砂輪成15度至45度角所述的砂囊的上下兩部分通過螺紋連接，推力器裝于所述的砂囊末端，所述的噴頭裝有柔性關(guān)節(jié)。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述的噴膠管通過第二滑動套連接所述的上層平臺；所述的輸砂管通過第一滑動套連接所述的上層平臺。
全文摘要
磨粒軟固結(jié)氣壓砂輪的制備裝置，主要包括磨粒固化平臺、涂膠裝置和噴砂裝置；所述磨粒固化平臺分為上層平臺和下層平臺，所述的下層平臺支撐在底座上，所述的上層平臺設(shè)置涂膠裝置和噴砂裝置；所述涂膠裝置，主要運用于液態(tài)粘結(jié)劑，由進膠口、膠桶、出膠開關(guān)和噴膠管、噴膠頭構(gòu)成；所述噴砂裝置主要由砂囊，噴砂推力器、輸砂管、開關(guān)和噴頭構(gòu)成；所述磨粒固化平臺保持水平；所述仿形支架可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在所述的旋轉(zhuǎn)架上，所述仿形支架一端成半球形用于配合氣壓砂輪，另一端則固定于下層平臺；所述旋轉(zhuǎn)架通過齒輪機構(gòu)連接調(diào)位手柄。
文檔編號B24D18/00GK102642183SQ201210116560
公開日2012年8月22日 申請日期2012年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月19日
發(fā)明者曾晰, 蔡姚杰, 計時鳴, 金明生 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)