一種適用于輪盤類零件的錐旋運動式光整加工裝置制造方法
【專利摘要】一種適用于輪盤類零件的錐旋運動式光整加工裝置，主要用于汽車輪轂等大中型輪盤類零件進(jìn)行光整加工。該裝置由主機(jī)裝置和磨料容器裝置組成，主機(jī)裝置由錐旋臂、錐旋驅(qū)動裝置、傾斜板、旋轉(zhuǎn)板、升降裝置等部件組成，升降裝置將傾斜板的一端舉升，帶動其上的傾斜板、錐旋臂、錐旋驅(qū)動裝置進(jìn)而將工件探入磨料容器裝置中進(jìn)行光整加工。工作中，工件不僅繞自身軸線作旋轉(zhuǎn)運動，而且通過錐旋驅(qū)動裝置使工件整體做一定半徑和速度的錐旋運動。本實用新型可有效解決輪盤類零件的中心和邊緣光整加工質(zhì)量存在差異的難題，光整加工質(zhì)量均勻一致，具有裝置簡單、光整加工效率高和加工成本低廉等優(yōu)點。
【專利說明】一種適用于輪盤類零件的錐旋運動式光整加工裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種光整加工的機(jī)械裝置，具體來說，主要用于對輪盤類零件表 面進(jìn)行自由磨具光整加工的一種裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 自由磨具光整加工方法以其工藝簡潔、適應(yīng)性強，加工質(zhì)量好、工作效率高等突出 的優(yōu)點越來越受到業(yè)界的重視，許多行業(yè)原來采用手工方式對零件進(jìn)行去毛刺、打磨、拋光 等光整加工作業(yè)，現(xiàn)在已轉(zhuǎn)而采用高效的自由磨具光整加工方法進(jìn)行作業(yè)。以高端鋁合金 輪轂零件為例，原來普遍采用的拋光作業(yè)形式是工人手持輪轂在電機(jī)帶動的磨輪上進(jìn)行加 工，勞動強度很大，對工人的熟練程度要求高，同時效率低下，手工方式的輪轂拋光質(zhì)量參 差不齊?！稄娏θ轿粷L磨加工設(shè)備》（專利號：ZL96122289. 1)公開了一種全方位的滾磨 光整加工設(shè)備，該設(shè)備的加工主軸與水平面呈一定角度β傾斜插入滾筒內(nèi)，同時主軸的擺 角α也在一定范圍內(nèi)可調(diào)，加工時，根據(jù)具體工件和加工要求，確定好α和β兩個角度 后，主軸和滾筒旋轉(zhuǎn)，對輪轂進(jìn)行光整加工。但在加工過程中，這兩個角度不能實時調(diào)整，輪 轂與磨料的迎砂面不會發(fā)生變化，造成輪轂加工面中心和邊緣的光整加工質(zhì)量的一致性較 差。廊坊市北方天宇機(jī)電技術(shù)有限公司經(jīng)過深入的研究，公開了實用新型專利《一種圓環(huán)形 布局輪盤類零件光整加工與清洗間歇式生產(chǎn)線》（專利號：ZL201320149094. X)，該專利設(shè)計 了一種對鋁合金輪轂進(jìn)行自動化自由磨具光整加工的裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)多工序（工位）的鋁 合金輪轂光整加工流水線作業(yè)，雖然光整加工效果比手工方式有了質(zhì)的提升，但是經(jīng)過實 驗發(fā)現(xiàn)，輪轂中心部位的加工質(zhì)量與輪轂邊緣部位存在差異。另兩個實用新型專利《一種傳 動主軸結(jié)構(gòu)及其多維調(diào)整裝置》（專利號：ZL201320239711. 5)和《一種大型立式多邊環(huán)形 滾筒及其回轉(zhuǎn)裝置》（專利號：ZL201320239713. 4)公開了一種可在一個大型環(huán)形滾筒內(nèi)同 時進(jìn)行四個輪轂光整加工的裝置。但使用該裝置光整加工輪轂時，同樣存在輪轂中心部位 與輪轂邊緣部位的加工質(zhì)量有差異的問題。
[0003] 用于鋁合金輪轂的自由磨具光整加工裝置雖然在加工質(zhì)量、加工效率上比手工方 式有了很大的提升，但在實際生產(chǎn)中，目前這種單純主軸旋轉(zhuǎn)及滾筒旋轉(zhuǎn)相配合的加工工 藝方式均暴露出一個缺陷，就是輪轂中心和邊緣的加工效率不一致。當(dāng)輪轂邊緣光整加工 到位后，輪轂中心加工不到位；當(dāng)輪轂中心光整加工到位后，輪轂邊緣卻出現(xiàn)磨削過量，且 相應(yīng)的加工時間增長，這種效率差造成的后果就是同一輪轂表面的光整加工質(zhì)量存在差 異。
[0004] 因此，亟待找到一種能夠?qū)崿F(xiàn)輪轂加工面的光整質(zhì)量均勻一致的加工裝備，在提 高輪轂等輪盤類零件光整加工質(zhì)量的同時，進(jìn)一步提高加工效率。 實用新型內(nèi)容
[0005] 基于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的主要缺陷，本實用新型提出一種結(jié)構(gòu)簡約、適用于輪盤 類零件表面光整加工的新型裝置，目的在于解決輪轂光整加工面加工效率差異及質(zhì)量差異 的難題，在提升零部件表面質(zhì)量一致性的同時大幅提高光整加工效率。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取了如下的技術(shù)方案：一種適用于輪盤類零件的 錐旋運動式光整加工裝置，由主機(jī)裝置和磨料容器裝置（1)組成，所述主機(jī)裝置包括錐旋 臂（16)、錐旋驅(qū)動裝置、傾斜板（9)、旋轉(zhuǎn)板（7)、升降裝置（8)、底座（5)、主軸裝置組成，其 特征在于：所述錐旋驅(qū)動裝置由第一電機(jī)（11)和偏心拐（12)組成，偏心拐（12)的軸端與 軸承座（10)同心聯(lián)接，軸承座（10)與傾斜板（9)固定，第一電機(jī)（11)的輸出軸與偏心拐 (12)的軸端固定，可通過第一電機(jī)（11)驅(qū)動偏心拐（12)旋轉(zhuǎn)，所述錐旋臂（16) -端通過 萬向節(jié)（13)與偏心拐（12)的拐臂聯(lián)接，萬向節(jié)（13)可在偏心拐（12)拐臂的滑槽內(nèi)移動， 所述錐旋臂（16)的另一端與主軸裝置聯(lián)接，所述主軸裝置由第二電機(jī)（2)、主軸（17)、夾具 (18)和工件（19)組成，夾具（18)夾持固定工件（19)，工件（19)的軸線與錐旋臂（16)平 行，所述錐旋臂（16)的中部聯(lián)接有鉸座（15)，鉸座（15)與連接臺（14)聯(lián)接并且可繞連接 臺（14)的軸線旋轉(zhuǎn)，連接臺（14)與傾斜板（9)固定；所述傾斜板（9)的一端與旋轉(zhuǎn)板（7) 的一端通過鉸座（3)聯(lián)接，傾斜板（9)的另一端與旋轉(zhuǎn)板（7)的另一端之間通過升降裝置 (8)聯(lián)接，升降裝置（8)可將傾斜板（9)的一端舉升，這樣傾斜板（9)及其上所有零部件均 繞鉸座（3)旋轉(zhuǎn)一定角度，使主軸裝置伸入磨料容器（101)中，旋轉(zhuǎn)板（7)與底座（5)之間 有齒輪機(jī)構(gòu)（6)，第三電機(jī)（4)驅(qū)動齒輪機(jī)構(gòu)（6)進(jìn)而驅(qū)動旋轉(zhuǎn)板（7)及其上所有部件旋 轉(zhuǎn)，將主軸裝置移出磨料容器（101)，所述磨料容器裝置（1)由磨料容器（101)、容器驅(qū)動裝 置（103)、轉(zhuǎn)盤軸承（104)、容器底座（102)組成，容器驅(qū)動裝置（103)驅(qū)動轉(zhuǎn)盤軸承（104) 進(jìn)而驅(qū)動磨料容器（101)旋轉(zhuǎn)。
[0007] 作為優(yōu)選，至少4個所述主機(jī)裝置均勻圍繞布置在磨料容器裝置（1)周圍。
[0008] 作為優(yōu)選，所述傾斜板（9)與所述旋轉(zhuǎn)板（7)之間的角度α調(diào)整范圍為30度? 60度。
[0009] 作為優(yōu)選，萬向節(jié)（13)在偏心拐（12)拐臂的滑槽內(nèi)可調(diào)整的距離為e，相應(yīng)使工 件（19)中心的運動直徑D的調(diào)整范圍為90mm?180mm。
[0010] 作為優(yōu)選，所述升降裝置（8)可采用液壓缸。
[0011] 作為優(yōu)選，所述第一電機(jī)（11)和第二電機(jī)（2)可采用伺服電機(jī)或變頻電機(jī)，所述 第三電機(jī)（4)可采用異步電機(jī)。
[0012] 作為優(yōu)選，所述容器驅(qū)動裝置（103)可采用齒輪傳動機(jī)構(gòu)。
[0013] 本實用新型一種適用于輪盤類零件的錐旋運動式光整加工裝置的優(yōu)點為：
[0014] (1)光整加工時，待加工的輪盤類工件在主軸的帶動下繞軸心旋轉(zhuǎn)的同時，在整體 上，零件還以錐旋臂中部的鉸座為中心支點作錐旋式的運動，工件的這種復(fù)合運動方式配 合磨料容器的旋轉(zhuǎn)帶動磨料的運動，同時配合轉(zhuǎn)速參數(shù)的匹配調(diào)整，輪盤類工件加工面的 邊緣部位和中心部位都產(chǎn)生均勻的線速度，這樣工件在磨料中運動的時候，工件加工面沿 徑向上均與磨料進(jìn)行了擠壓、刻劃、滑擦等光整加工作用，使得工件加工面的中心和邊緣部 位的光整加工效果均勻一致，從而克服了采用以往光整加工裝置加工時，輪盤類零件的中 心和邊緣的光整加工質(zhì)量存在差異的難題。
[0015] (2)由于本實用新型光整加工輪盤類工件時，能使中心和邊緣部位產(chǎn)生均勻一致 的加工質(zhì)量。與以往光整加工裝置相比，在達(dá)到相同的加工質(zhì)量要求的同時，所需的加工時 間更短，即加工效率大大提高，同時杜絕了"中心加工不到位"或"邊緣出現(xiàn)磨削過量"的質(zhì) 量難題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1是本實用新型一種適用于輪盤類零件的錐旋運動式光整加工裝置結(jié)構(gòu)示意 圖。
[0017] 圖2是磨料容器裝置沿直徑剖切的剖面圖。
[0018] 圖3是錐旋運動示意圖。
[0019] 圖4是本實用新型一種適用于輪盤類零件的錐旋運動式光整加工裝置實施例的 俯視圖。
[0020] 圖5是光整加工時，工件與磨料的迎砂角度示意圖。
[0021] 圖中17.主軸，19.工件，105.磨料。
[0022] 圖6是輪轂光整加工前的外觀效果圖片。
[0023] 圖7是應(yīng)用本發(fā)明光整加工輪轂之后的外觀效果圖片。

【具體實施方式】
[0024] 下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實用新型的實施例。
[0025] 如圖1至圖4所示，一種適用于輪盤類零件的錐旋運動式光整加工裝置，由主機(jī)裝 置和磨料容器裝置（1)組成，所述主機(jī)裝置包括錐旋臂（16)、錐旋驅(qū)動裝置、傾斜板（9)、旋 轉(zhuǎn)板（7)、升降裝置（8)、底座（5)、主軸裝置組成，其特征在于：所述錐旋驅(qū)動裝置由第一電 機(jī)（11)和偏心拐（12)組成，偏心拐（12)的軸端與軸承座（10)同心聯(lián)接，軸承座（10)與 傾斜板（9)固定，第一電機(jī)（11)的輸出軸與偏心拐（12)的軸端固定，可通過第一電機(jī)（11) 驅(qū)動偏心拐（12)旋轉(zhuǎn)，所述錐旋臂（16) -端通過萬向節(jié)（13)與偏心拐（12)的拐臂聯(lián)接， 萬向節(jié)（13)可在偏心拐（12)拐臂的滑槽內(nèi)移動，所述錐旋臂（16)的另一端與主軸裝置聯(lián) 接，所述主軸裝置由第二電機(jī)（2)、主軸（17)、夾具（18)和工件（19)組成，夾具（18)夾持 固定工件（19)，工件（19)的軸線與錐旋臂（16)平行，所述錐旋臂（16)的中部聯(lián)接有鉸座 (15)，鉸座（15)與連接臺（14)聯(lián)接并且可繞連接臺（14)的軸線旋轉(zhuǎn)，連接臺（14)與傾斜 板（9)固定；所述傾斜板（9)的一端與旋轉(zhuǎn)板（7)的一端通過鉸座（3)聯(lián)接，傾斜板（9)的 另一端與旋轉(zhuǎn)板（7)的另一端之間通過升降裝置（8)聯(lián)接，升降裝置（8)可將傾斜板（9)的 一端舉升，這樣傾斜板（9)及其上所有零部件均繞鉸座（3)旋轉(zhuǎn)一定角度，使主軸裝置伸入 磨料容器（101)中，旋轉(zhuǎn)板（7)與底座（5)之間有齒輪機(jī)構(gòu)（6)，第三電機(jī)⑷驅(qū)動齒輪機(jī) 構(gòu)（6)進(jìn)而驅(qū)動旋轉(zhuǎn)板（7)及其上所有部件旋轉(zhuǎn)，將主軸裝置移出磨料容器（101)，所述磨 料容器裝置（1)由磨料容器（101)、容器驅(qū)動裝置（103)、轉(zhuǎn)盤軸承（104)、容器底座（102) 組成，容器驅(qū)動裝置（103)驅(qū)動轉(zhuǎn)盤軸承（104)進(jìn)而驅(qū)動磨料容器（101)旋轉(zhuǎn)。
[0026] 為最大限度利用磨料容器裝置并提高光整加工效率，如圖4所示，設(shè)置4個所述主 機(jī)裝置均勻圍繞布置在磨料容器裝置（1)周圍。
[0027] 如圖1和圖5所示，為調(diào)整工件加工面插入磨料中的迎砂角度α，以改善工藝性 能，通過調(diào)整所述傾斜板（9)與所述旋轉(zhuǎn)板（7)之間的角度α來實現(xiàn)，α調(diào)整范圍為30 度?60度。
[0028] 加工時為調(diào)節(jié)工件（19)錐旋運動的直徑，通過調(diào)節(jié)圖3中萬向節(jié)（13)在偏心拐 (12)拐臂的滑槽內(nèi)移動的距離e來實現(xiàn)，相應(yīng)使工件（19)的中心的錐旋運動直徑D的調(diào)整 范圍為90mm?180mm。
[0029] 圖1中，所述升降裝置（8)采用的是液壓缸。液壓缸頂升傾斜板（9)的一端進(jìn)而 帶動工件（19)探入磨料容器（101)內(nèi)。
[0030] 所述第一電機(jī)（11)和第二電機(jī)（2)可采用伺服電機(jī)或變頻電機(jī)，所述第三電機(jī) (4)可采用異步電機(jī)。
[0031] 圖2中，所述容器驅(qū)動裝置（103)采用的是齒輪傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動磨料容器（101)旋 轉(zhuǎn)。
[0032] 下面以鋁合金輪轂為例說明本實施例光整輪轂時的工作過程：
[0033] 加工工件：鋁合金輪轂，規(guī)格：18英寸；
[0034] 工件狀態(tài)：開砂后；
[0035] 工序階段：粗磨；
[0036] 主要加工參數(shù)：
[0037] -主軸轉(zhuǎn)速--錐旋轉(zhuǎn)速--錐旋直徑-|迎砂角度"-料箱轉(zhuǎn)速一-光整時間- 鄉(xiāng)數(shù) r/min r/min mm 度 r/min min 數(shù)值__50 45 120 30 30 40
[0038] 加工過程：
[0039] I.向磨料容器（101)內(nèi)添加顆粒狀磨料，加入量約為磨料容器（101)高度的2/3。 [0040] II.將工件（19)固定至夾具（18)上，驅(qū)動升降裝置⑶下降將錐旋臂（16)調(diào)整 到水平位置；
[0041] III.啟動第三電機(jī)（4)，旋轉(zhuǎn)板（7)逆時針旋轉(zhuǎn)45度后停止；
[0042] IV.驅(qū)動升降裝置（8)上升，將錐旋臂（16)傾斜，使主軸裝置伸入磨料容器（101) 內(nèi)，啟動第二電機(jī)（2)，帶動工件（19)旋轉(zhuǎn)，啟動第一電機(jī)（11)，驅(qū)動錐旋臂（16)進(jìn)而帶 動主軸裝置做錐旋運動，同時啟動容器驅(qū)動裝置（103)，使磨料容器（101)旋轉(zhuǎn)；
[0043] V.工件（19)的加工面與磨料容器（101)內(nèi)的磨料接觸并形成相對運動，在力和相 對運動的作用下實現(xiàn)對工件（19)的加工面的光整加工；
[0044] VI.設(shè)定的加工時間到達(dá)后，升降裝置（8)下降將錐旋臂（16)調(diào)整到水平位置； 停止第一電機(jī)（11)，停止第二電機(jī)（2);
[0045] VII.啟動第三電機(jī)（4)，旋轉(zhuǎn)板（7)順時針旋轉(zhuǎn)45度后停止，此時主軸裝置移出 磨料容器（101)之外，此時可卸下工件（19)，完成光整加工。
[0046] 加工效果：
[0047] 附圖6為加工前照片，可以看出工件（19)外表面粗糙，暗淡無光；附圖7為粗磨光 整加工后的照片，可以看出加工后工件（19)表面整體光滑光亮，毛刺去除，初步顯現(xiàn)鏡面 效果，經(jīng)測試，工件表面粗糙度Ra值由3. 39 μ m下降到1. 25 μ m，降低2級左右，且在徑向方 向上，加工后的表面質(zhì)量均勻一致，加工質(zhì)量優(yōu)良。
【權(quán)利要求】
1. 一種適用于輪盤類零件的錐旋運動式光整加工裝置，由主機(jī)裝置和磨料容器裝置 (1)組成，所述主機(jī)裝置包括錐旋臂（16)、錐旋驅(qū)動裝置、傾斜板（9)、旋轉(zhuǎn)板（7)、升降裝 置（8)、底座（5)、主軸裝置組成，其特征在于：所述錐旋驅(qū)動裝置由第一電機(jī)（11)和偏心拐 (12)組成，偏心拐（12)的軸端與軸承座（10)同心聯(lián)接，軸承座（10)與傾斜板（9)固定，第 一電機(jī)（11)的輸出軸與偏心拐（12)的軸端固定，可通過第一電機(jī)（11)驅(qū)動偏心拐（12) 旋轉(zhuǎn)，所述錐旋臂（16) -端通過萬向節(jié)（13)與偏心拐（12)的拐臂聯(lián)接，萬向節(jié)（13)可在 偏心拐（12)拐臂的滑槽內(nèi)移動，所述錐旋臂（16)的另一端與主軸裝置聯(lián)接，所述主軸裝置 由第二電機(jī)（2)、主軸（17)、夾具（18)和工件（19)組成，夾具（18)夾持固定工件（19)，工 件（19)的軸線與錐旋臂（16)平行，所述錐旋臂（16)的中部聯(lián)接有鉸座（15)，鉸座（15)與 連接臺（14)聯(lián)接并且可繞連接臺（14)的軸線旋轉(zhuǎn)，連接臺（14)與傾斜板（9)固定；所述 傾斜板（9)的一端與旋轉(zhuǎn)板（7)的一端通過鉸座（3)聯(lián)接，傾斜板（9)的另一端與旋轉(zhuǎn)板 ⑵的另一端之間通過升降裝置⑶聯(lián)接，升降裝置⑶可將傾斜板（9)的一端舉升，這樣 傾斜板（9)及其上所有零部件均繞鉸座（3)旋轉(zhuǎn)一定角度，使主軸裝置伸入磨料容器（101) 中，旋轉(zhuǎn)板（7)與底座（5)之間有齒輪機(jī)構(gòu)￠)，第三電機(jī)（4)驅(qū)動齒輪機(jī)構(gòu)（6)進(jìn)而驅(qū)動 旋轉(zhuǎn)板（7)及其上所有部件旋轉(zhuǎn)，將主軸裝置移出磨料容器（101)，所述磨料容器裝置（1) 由磨料容器（101)、容器驅(qū)動裝置（103)、轉(zhuǎn)盤軸承（104)、容器底座（102)組成，容器驅(qū)動裝 置（103)驅(qū)動轉(zhuǎn)盤軸承（104)進(jìn)而驅(qū)動磨料容器（101)旋轉(zhuǎn)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于輪盤類零件的錐旋運動式光整加工裝置，其特征 在于至少4個所述主機(jī)裝置均勻圍繞布置在磨料容器裝置（1)周圍。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于輪盤類零件的錐旋運動式光整加工裝置，其特征 在于所述傾斜板（9)與所述旋轉(zhuǎn)板（7)之間的角度α調(diào)整范圍為30度?60度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于輪盤類零件的錐旋運動式光整加工裝置，其特征 在于，所述萬向節(jié)（13)在偏心拐（12)拐臂的滑槽內(nèi)可調(diào)整的距離為e，相應(yīng)使工件（19)中 心的運動直徑D的調(diào)整范圍為90mm?180mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于輪盤類零件的錐旋運動式光整加工裝置，其特征 在于所述升降裝置（8)可采用液壓缸。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于輪盤類零件的錐旋運動式光整加工裝置，其特征 在于所述第一電機(jī)（11)和第二電機(jī)（2)可采用伺服電機(jī)或變頻電機(jī)，所述第三電機(jī)（4)可 采用異步電機(jī)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于輪盤類零件的錐旋運動式光整加工裝置，其特征 在于所述容器驅(qū)動裝置（103)可采用齒輪傳動機(jī)構(gòu)。
【文檔編號】B24B31/12GK203887674SQ201420100963
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年3月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月7日
【發(fā)明者】呂彤, 高云松, 田紅軍, 王立達(dá), 劉長輝, 康佐明, 楊勝強 申請人:廊坊市北方天宇機(jī)電技術(shù)有限公司, 中信戴卡股份有限公司