CN108942631A - 超声复合振动抛光设备 - Google Patents
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Abstract
本发明超声复合振动抛光设备，包括底座和设置在底座上的立柱，在底座上端面设置抛光槽机构，立柱上设置有可沿立柱上下移动的工件装夹机构；抛光槽机构包括抛光槽和设置在抛光槽内的搅拌机构，工件装夹机构包括夹爪机构和与夹爪机构相连的夹爪振动机构；抛光槽内盛装精细磨料；工件装夹机构可沿立柱向下移动，夹爪机构夹持被抛光件伸入抛光槽内在夹爪振动机构驱动下振动，搅拌机构搅拌精细磨料对被抛光件抛光；在抛光槽内底部设置若干个超声波振子。本发明待加工工件高速纵向往复振动、抛光槽内部磨料悬浮液旋转和超声波发生器使磨料悬浮液产生纵向的高频振动以实现对工件的加工，可以经济的实现对工件表面的精细加工。
Description
技术领域
本发明主要涉及表面精加工领域，具体涉及一种超声复合振动抛光设备。
背景技术
为了实现工件的高效抛光和对超声复合振动抛光技术的应用与拓展，设计了一种超声复合振动抛光设备。针对这一领域，已有开发的超声抛光设备，但这些抛光设备体积大，搭建过程复杂，且极大多数的超声复合游离磨料抛光设备对磨料的搅拌部分没有进行设计。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超声复合振动抛光设备，解决现有抛光设备体积大，搭建过程复杂且加工精度不高的问题。
为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种超声复合振动抛光设备，包括底座和设置在底座上的立柱，在底座上端面设置抛光槽机构，立柱上设置有可沿立柱上下移动的工件装夹机构；抛光槽机构包括抛光槽和设置在抛光槽内的搅拌机构，工件装夹机构包括夹爪机构和与夹爪机构相连的夹爪振动机构；抛光槽内盛装精细磨料；工件装夹机构沿立柱向下移动，夹爪机构夹持被抛光件伸入抛光槽内通过夹爪振动机构驱动振动，搅拌机构搅拌精细磨料和/或混合磨料对被抛光件抛光；在抛光槽内底部设置若干个超声波振子。
进一步的，搅拌机构包括搅拌电机、减速器、联轴器、传动轴、搅拌轴、滚动轴承、搅拌轴固定螺母、搅拌轴和搅拌轴叶片；搅拌电机的输出轴与减速器连接，减速器输出端连接联轴器，联轴器连接传动轴的一端，传动轴的另一端通过滚动轴承和搅拌轴固定螺母连接若干搅拌轴，每个搅拌轴上均设置搅拌轴叶片。
进一步的，在立柱内设置Z向电机、Z向位移同步带轮A、Z向位移同步带轮B、Z向位移同步带、丝杆和螺母副； Z向电机的输出轴连接Z向位移同步带轮B， Z向位移同步带轮B通过Z向位移同步带连接Z向位移同步带轮A， Z向位移同步带轮A连接丝杆，丝杆上螺纹配合螺母副，螺母副上固定连接工件装夹机构。
进一步的，夹爪机构包括缸体、夹具体头、夹具连接杆和夹头；夹具体头上设置若干根通过多节机关构成的夹具连接杆，每根夹具连接杆的末端设置夹头；夹爪振动机构包括主轴电机、主轴同步带轮B、主轴同步带、主轴同步带轮A、主轴、锥柄、曲轴、连杆和活塞；主轴电机的输出轴连接主轴同步带轮B，主轴同步带轮B通过主轴同步带连接主轴同步带轮A，主轴同步带轮A连接主轴，主轴通过锥柄连接曲轴，曲轴连接连杆，连杆的末端通过活塞销连接活塞，活塞设置在夹爪机构的缸体内。
进一步的，夹爪振动机构安装在主轴箱内，主轴箱与螺母副固定连接，曲轴外侧设置滑动轴承，滑动轴承安装在主轴箱内壁上。
进一步的，主轴同步带轮A连接气动元件。
进一步的，超声波振子设置数目为两个、三个、四个或六个，它们等间隔设置在抛光槽内底部。
进一步的，抛光槽为上端开口的圆筒结构。
进一步的，精细磨料包括磨料和混合溶液，磨料包括三氧化二铝粉末、二氧化硅粉、二氧化钛粉、金刚石粉、碳化硅粉、四氧化三硅粉、氧化铁粉、白刚玉粉和碳化硼粉的一种或多种，混合溶液包括水、丙三醇、环乙烷、酒精、四氯化碳、煤油、甘油酯以及各自相对应的一种或多种。
本发明的有益效果是，
本发明采用流体作为抛光工作的主体，并添加相应的高速机械振动以及超声振动对工件施加相应的抛光作用力，本发明中选择的磨料较为精细，因此表面成型效果较为良好，其精度可达到微米级水平；本发明中的复合振动与研磨液的水平旋转可形成稳定的工作振场，使得该研磨液可以以一种较为稳定的速度冲击工件表面，实现对于表面精细加工的目的；本发明中添加了超声波作为振动来源之一，而超声波振动具备一定的清洁能力，可对工件表面的污染物进行清洁，且有利于研磨液的均匀分布，可形成较高的工作效率。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明搅拌机构的结构示意图；
图3是本发明Z向位移机构的结构示意图；
图4是本发明夹爪振动机构的结构示意图；
图中，1-底座、2-立柱、3-抛光槽机构、4-工件装夹机构、5-搅拌电机、6-减速器、7-联轴器、8-传动轴、9-支脚、10-滚动轴承、11-搅拌轴固定螺母、12-搅拌轴、13-搅拌轴叶片、14-Z向电机、15-Z向位移同步带轮A、16-Z向位移同步带轮B、17-Z向位移同步带、18-丝杆、19-螺母副、20-缸体、21-夹具体头、22-夹具连接杆、23-夹头、24-主轴电机、25-主轴同步带轮B、26-主轴同步带、27-主轴同步带轮A、28-主轴、29-锥柄、30-曲轴、31-连杆、32-活塞、33-活塞销，34-主轴箱，35-滑动轴承，36-气动元件，37-超声波振子。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
参加图1-图4所示的一种超声复合振动抛光设备，包括底座1和设置在底座1上的立柱2，在底座1上端面设置抛光槽机构3，立柱2上设置有可沿立柱2上下移动的工件装夹机构4；抛光槽机构3包括抛光槽和设置在抛光槽内的搅拌机构，工件装夹机构4包括夹爪机构和与夹爪机构相连的夹爪振动机构；抛光槽内盛装精细磨料；工件装夹机构4可沿立柱2向下移动，夹爪机构夹持被抛光件伸入抛光槽内在夹爪振动机构驱动下振动，搅拌机构搅拌精细磨料对被抛光件抛光；在抛光槽内底部设置若干个超声波振子37。
搅拌机构包括搅拌电机5、减速器6、联轴器7、传动轴8、滚动轴承10、搅拌轴固定螺母11、搅拌轴12和搅拌轴叶片13；搅拌电机5的输出轴与减速器6连接，减速器6输出端连接联轴器7，联轴器7连接传动轴8的一端，传动轴8的另一端通过滚动轴承10和搅拌轴固定螺母11连接若干搅拌轴12，每个搅拌轴12上均设置搅拌轴叶片13。
在立柱2内设置Z向电机14、Z向位移同步带轮A15、Z向位移同步带轮B16、Z向位移同步带17、丝杆18和螺母副19；Z向电机14的输出轴连接Z向位移同步带轮B16，Z向位移同步带轮B16通过Z向位移同步带17连接Z向位移同步带轮A15，Z向位移同步带轮A15连接丝杆18，丝杆18上螺纹配合螺母副19，螺母副19上固定连接工件装夹机构4，以上构成Z向位移机构。
夹爪机构包括缸体20、夹具体头21、夹具连接杆22和夹头23；夹具体头21上设置若干根夹具连接杆22，每根夹具连接杆22的末端设置夹头23；夹爪振动机构包括主轴电机24、主轴同步带轮B25、主轴同步带26、主轴同步带轮A27、主轴28、锥柄29、曲轴30、连杆31和活塞32；主轴电机24的输出轴连接主轴同步带轮B25，主轴同步带轮B25通过主轴同步带26连接主轴同步带轮A27，主轴同步带轮A27连接主轴28，主轴28通过锥柄29连接曲轴30，曲轴30连接连杆31，连杆31的末端通过活塞销33连接活塞21，活塞21设置在夹爪机构的缸体20内。
夹爪振动机构安装在主轴箱34内，主轴箱34与螺母副19固定连接，曲轴外侧设置滑动轴承35，滑动轴承35安装在主轴箱34内壁上。
主轴同步带轮A27连接气动元件36。
超声波振子37设置数目为两个、三个、四个或六个，它们等间隔设置在抛光槽内底部。
的抛光槽为上端开口的圆筒结构。
夹具连接杆22由多根关节构成，具有较强的爪持能力。
底座采用铸铁制成，在底座1上设置有四个支脚，可以方便的调节支座平衡。
精细磨料包括磨料和混合溶液，磨料包括三氧化二铝粉末、二氧化硅粉、二氧化钛粉、金刚石粉、碳化硅粉、四氧化三硅粉、氧化铁粉、白刚玉粉和碳化硼粉的一种或多种，混合溶液包括水、丙三醇、环乙烷、酒精、四氯化碳、煤油、甘油酯以及各自相对应的一种或多种。
下面介绍本发明的工作过程：
本设备在工作过程中待加工工件安装在夹头23，通过防松螺母进行固定连接，当完成该项工作之后，Z向电机14启动，带动主轴箱34 Z向运动，运动方向朝着地面，直到夹头23进入到抛光槽底部三分之一处；在下一个工作时刻，位于主轴箱34左侧的主轴电机24启动，曲轴30的连接紧固方式依靠气动元件36进行夹紧，曲轴30进行旋转，其原理是主要利用锥柄29的自锁性和气动元件36的夹紧来实现，曲轴30另外一端依靠滑动轴承35来进行定位和支承（选择原因是便于安装和拆卸），曲轴30上安装有连杆31（该连杆31大头分开成两个部分用以与曲轴30配合），连杆31小头与活塞32连接，活塞32依靠活塞销20进行固定（该部分连杆31根据实际不能与活塞32发生干涉现象），该活塞32在缸体20内进行往复的直线运动，夹头23随活塞32进行Z向往复振动。在该过程中，相应的磨料和混合溶液依据加工要求按照比例进行加入，搅拌电机5启动，动力经过减速器6、联轴器7、传动轴8传递至搅拌轴12和搅拌轴叶片13，实现对精细磨料的搅拌作用（保证磨料的均匀一致性），在抛光槽底部安装有多个超声波振子37，实现对于精细磨料的振动抛光作用，从而满足设计要求，完成复合振动抛光工作对于工件表面的精细化要求。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。
Claims (10)
1.超声复合振动抛光设备，其特征在于：包括底座（1）和设置在底座（1）上的立柱（2），在所述底座（1）上端面设置抛光槽机构（3），所述立柱（2）上设置有可沿立柱（2）上下移动的工件装夹机构（4）；所述抛光槽机构（3）包括抛光槽和设置在抛光槽内的搅拌机构，所述工件装夹机构（4）包括夹爪机构和与夹爪机构相连的夹爪振动机构；所述抛光槽内盛装精细磨料；所述工件装夹机构（4）可沿立柱（2）向下移动，所述夹爪机构夹持被抛光件伸入抛光槽内在夹爪振动机构驱动下振动，所述搅拌机构搅拌所述精细磨料对被抛光件抛光；在所述抛光槽内底部设置若干个超声波振子（37）。
2.根据权利要求1所述超声复合振动抛光设备，其特征在于：所述搅拌机构包括搅拌电机（5）、减速器（6）、联轴器（7）、传动（8）、滚动轴承（10）、搅拌轴固定螺母（11）、搅拌轴（12）和搅拌轴叶片（13）；所述搅拌电机（5）的输出轴与减速器（6）连接，所述减速器（6）输出端连接联轴器（7），所述联轴器（7）连接传动轴（8）的一端，所述传动轴（8）的另一端通过滚动轴承（10）和搅拌轴固定螺母（11）连接若干搅拌轴（12），每个所述搅拌轴（12）上均设置搅拌轴叶片（13）。
3.根据权利要求1或2所述超声复合振动抛光设备，其特征在于：在所述立柱（2）内设置Z向电机（14）、Z向位移同步带轮A（15）、Z向位移同步带轮B（16）、Z向位移同步带（17）、丝杆（18）和螺母副（19）；所述Z向电机（14）的输出轴连接Z向位移同步带轮B（16），所述Z向位移同步带轮B（16）通过Z向位移同步带（17）连接Z向位移同步带轮A（15），所述Z向位移同步带轮A（15）连接丝杆（18），所述丝杆（18）上螺纹配合螺母副（19），所述螺母副（19）上固定连接所述工件装夹机构（4）。
4.根据权利要求3所述超声复合振动抛光设备，其特征在于：所述夹爪机构包括缸体（20）、夹具体头（21）、夹具连接杆（22）和夹头（23）；所述夹具体头（21）上设置若干根夹具连接杆（22），每根所述夹具连接杆（22）的末端设置夹头（23）；所述夹爪振动机构包括主轴电机（24）、主轴同步带轮B（25）、主轴同步带（26）、主轴同步带轮A（27）、主轴（28）、锥柄（29）、曲轴（30）、连杆（31）和活塞（32）；所述主轴电机（24）的输出轴连接主轴同步带轮B（25），所述主轴同步带轮B（25）通过主轴同步带（26）连接主轴同步带轮A（27），所述主轴同步带轮A（27）连接主轴（28），所述主轴（28）通过锥柄（29）连接曲轴（30），所述曲轴（30）连接连杆（31），所述连杆（31）的末端通过活塞销（33）连接活塞（21），所述活塞（21）设置在夹爪机构的缸体（20）内。
5.根据权利要求4所述超声复合振动抛光设备，其特征在于：所述夹爪振动机构安装在主轴箱（34）内，所述主轴箱（34）与所述螺母副（19）固定连接，所述曲轴外侧设置滑动轴承（35），所述滑动轴承（35）安装在主轴箱（34）内壁上。
6.根据权利要求5所述超声复合振动抛光设备，其特征在于：所述主轴同步带轮A（27）连接气动元件（36）。
7.根据权利要求6所述超声复合振动抛光设备，其特征在于：所述超声波振子（37）设置数目为两个、三个、四个或六个，它们等间隔设置在抛光槽内底部。
8.根据权利要求7所述超声复合振动抛光设备，其特征在于：所述的抛光槽为上端开口的圆筒结构。
9.根据权利要求8所述超声复合振动抛光设备，其特征在于：所述夹具连接杆（22）由多根关节构成。
10.根据权利要求9所述超声复合振动抛光设备，其特征在于：所述精细磨料包括磨料和混合溶液，所述磨料包括三氧化二铝粉末、二氧化硅粉、二氧化钛粉、金刚石粉、碳化硅粉、四氧化三硅粉、氧化铁粉、白刚玉粉和碳化硼粉的一种或多种，所述混合溶液包括水、丙三醇、环乙烷、酒精、四氯化碳、煤油、甘油酯以及各自相对应的一种或多种。
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