本發(fā)明涉及一種具有仿形磨粒群的拋光裝置。

背景技術(shù)：

鈷基合金是一種高硬度難加工材料，往往被作為自熔性材料用于激光熔覆于模具表面?，F(xiàn)有傳統(tǒng)的加工方法難以試用，除傳統(tǒng)的機(jī)械方法外，還有超聲波拋光、化學(xué)拋光、電化學(xué)拋光及電化學(xué)機(jī)械復(fù)合加工等。目前，針對于表面體的拋光方法主要是應(yīng)用于平面，而對于表面形態(tài)復(fù)雜的工件多采用流體混合加工方法，即利用氣流或者液體中添加磨料，對待加工表面進(jìn)行拋光。這種方法加工成本較高，操作復(fù)雜，而且也難以應(yīng)用于高硬度高耐磨表面。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，提供一種測度點精度高，面形精度高，操作簡單且成本低的具有仿形磨粒群的拋光裝置。

本發(fā)明所述的一種具有仿形磨粒群的拋光裝置，其特征在于：包括用于向工件提供六自由度運動的工業(yè)機(jī)器人、工件夾持裝置、拋光裝置以及拋光液添加裝置，工業(yè)機(jī)器人機(jī)械手的動作端安裝工件夾持裝置；所述拋光液添加裝置的加液口始終位于所述拋光裝置的正上方；

所述工件夾持裝置包括用于提供旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力的伺服電機(jī)、用于夾緊工件的夾具以及安裝板，所述伺服電機(jī)的驅(qū)動軸通過聯(lián)軸器架設(shè)在所述安裝板上，并與之轉(zhuǎn)動連接；所述驅(qū)動軸的軸端與所述夾具固接；所述安裝板的底部與所述工業(yè)機(jī)器人機(jī)械手的動作端固接；

所述拋光裝置包括拋光盤本體、用于緩沖的錐形螺旋彈簧陣列、用于支撐磨粒的彈性層，所述拋光盤本體的上部設(shè)有拋光腔，所述拋光盤本體底部與受電機(jī)驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)工作臺固接，實現(xiàn)拋光盤本體繞其中心軸周向旋轉(zhuǎn)；所述拋光腔內(nèi)底面裝有錐形螺旋彈簧陣列；所述錐形螺旋彈簧陣列上表面從下到上依次為彈性層和磨粒層，磨粒層上填充用于潤滑和散熱的拋光液；所述錐形螺旋彈簧陣列包括若干相互獨立的錐形螺旋彈簧，所述錐形螺旋彈簧的小口徑端與所述拋光盤本體的內(nèi)底面固接，所述錐形螺旋彈簧的大口徑端連有一個半球形支架，所述半球形支架的弧形曲線與彈性層的下表面接觸；所述彈性層的邊沿與所述拋光盤本體的拋光腔內(nèi)壁密封貼合。

所述伺服電機(jī)的驅(qū)動軸外部同軸套接與之間隙配合的氣管；氣管的兩端分別與相應(yīng)的聯(lián)軸器外壁密封相連，其中所述氣管的進(jìn)氣口與外界氣源相連通，出氣口與夾具的進(jìn)氣口連通。

所述拋光盤本體的拋光腔設(shè)有紫外燈，所述紫外燈固定在旋轉(zhuǎn)工作臺中心，保證紫外燈始終照射在工件加工區(qū)，相應(yīng)的拋光液中富含能促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的光催化劑。

所述錐形螺旋彈簧的縱向高度一致，并且所述錐形螺旋彈簧沿其軸向從上到下相鄰節(jié)距漸減，相鄰螺旋升角漸減。

所述錐形螺旋彈簧均勻分布在拋光盤本體的內(nèi)底面。

相鄰兩個所述半球形支架弧形曲面之間存在用于容納彈性層冗余部分的空間。

所述彈性層為復(fù)合薄膜，復(fù)合薄膜是由聚合有機(jī)硅和無機(jī)多聚體構(gòu)成，厚度為0.5mm～2mm。

磨粒層表面形態(tài)隨著待加工工件的表面形態(tài)變化，彈性層提供復(fù)原力；所述拋光液加入在磨粒層上面，液面高度高于磨粒層。拋光液浸入到磨粒層以及彈性層里面，當(dāng)磨粒層受到工件的擠壓，拋光液能被動放出對工件待加工表面體進(jìn)行濕潤。所述拋光液中加入了TiO₂以及堿性黃40。所述拋光液的添加裝置放置于整個拋光盤的上側(cè)，通過重力作用加進(jìn)加工區(qū)內(nèi)，根據(jù)拋光液由于加工、揮發(fā)減少量，拋光液自動添加補(bǔ)充。所述紫外燈光放置于拋光盤的中央位置，并且固定在旋轉(zhuǎn)工作臺中心位置，不隨著旋轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動運動，一直對加工區(qū)域進(jìn)行照射。凸模工件安裝在夾具上，凸模的旋轉(zhuǎn)角度由伺服電機(jī)提供進(jìn)行微調(diào)。所述安裝固定板安裝在工業(yè)機(jī)器人的頭部的動作端。

所述彈性層的驅(qū)動力也可為彈簧或者氣體、液體提供。

彈性層的設(shè)計可以根據(jù)待加工表面的形態(tài)進(jìn)行微小分割拋光。

拋光液的添加過濾裝置用泵進(jìn)行動力。

本發(fā)明的有益效果是：由于磨粒層與凸模表面形態(tài)能夠完全覆蓋，因此可以采用整體拋光的方式一次性拋光完成，而不需要單點拋光，設(shè)備的操作較為便捷，降低了生產(chǎn)成本，且拋光的測度點和整體面形與設(shè)計要求誤差控制較小，解決了不規(guī)則表面難加工的問題。另外，采用TiO₂以及堿性黃40，使鈷基合金中的鈷元素從難溶性物質(zhì)變?yōu)榭扇苄缘拟掻}物質(zhì)，并通過紫外光催化的方式，加速了這一進(jìn)程，從而提升了加工效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的整體示意圖。

圖2是本發(fā)明控制機(jī)械臂示意圖。

圖3是本發(fā)明的加工示意圖。

圖4是本發(fā)明變剛度錐形彈簧結(jié)構(gòu)簡圖。

圖5是本發(fā)明變剛度錐形彈簧受力簡圖。

圖6是本發(fā)明彈簧陣列拋光盤(實心箭頭為拋光盤的轉(zhuǎn)動方向)。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明

參照附圖：

實施例1本發(fā)明所述的一種具有仿形磨粒群的拋光裝置，包括用于向工件提供六自由度運動的工業(yè)機(jī)器人1、工件夾持裝置2、拋光裝置3以及拋光液添加裝置4，工業(yè)機(jī)器人1機(jī)械手的動作端安裝工件夾持裝置2；所述拋光液添加裝置4的加液口始終位于所述拋光裝置3的正上方；

所述工件夾持裝置2包括用于提供旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力的伺服電機(jī)201、用于夾緊工件的夾具203以及安裝板205，所述伺服電機(jī)201的驅(qū)動軸通過聯(lián)軸器架設(shè)在所述安裝板205上，并與之轉(zhuǎn)動連接；所述驅(qū)動軸的軸端與所述夾具203固接；所述安裝板205的底部與所述工業(yè)機(jī)器人1機(jī)械手的動作端固接；

所述拋光裝置3包括拋光盤本體306、用于緩沖的錐形螺旋彈簧陣列304、用于支撐磨粒的彈性層305，所述拋光盤本體306的上部設(shè)有拋光腔，所述拋光盤本體306底部與受電機(jī)驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)工作臺固接，實現(xiàn)拋光盤本體306繞其中心軸周向旋轉(zhuǎn)；所述拋光腔內(nèi)底面裝有錐形螺旋彈簧陣列304；所述錐形螺旋彈簧陣列304上表面從下到上依次為彈性層305和磨粒層303，磨粒層303上填充用于潤滑和散熱的拋光液301；所述錐形螺旋彈簧陣列304包括若干相互獨立的錐形螺旋彈簧，所述錐形螺旋彈簧的小口徑端與所述拋光盤本體306的內(nèi)底面固接，所述錐形螺旋彈簧的大口徑端連有一個半球形支架，所述半球形支架的弧形曲線與彈性層305的下表面接觸；所述彈性層305的邊沿與所述拋光盤本體306的拋光腔內(nèi)壁密封貼合。

所述伺服電機(jī)的驅(qū)動軸外部同軸套接與之間隙配合的氣管；氣管的兩端分別與相應(yīng)的聯(lián)軸器外壁密封相連，其中所述氣管的進(jìn)氣口與外界氣源相連通，出氣口與夾具203的進(jìn)氣口連通；通過氣體的緩沖，減少工件204加工過程中的震動以及碰撞，可進(jìn)行吸震。

所述拋光盤本體306的拋光腔設(shè)有紫外燈302，所述紫外燈302固定在旋轉(zhuǎn)工作臺中心，保證紫外燈302始終照射在工件204加工區(qū)，相應(yīng)的拋光液301中富含能促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的光催化劑。

所述錐形螺旋彈簧的縱向高度一致，并且所述錐形螺旋彈簧沿其軸向從上到下相鄰節(jié)距漸減，相鄰螺旋升角漸減。

所述錐形螺旋彈簧均勻分布在拋光盤本體306的內(nèi)底面。

相鄰兩個所述半球形支架弧形曲面之間存在用于容納彈性層305冗余部分的空間。

所述彈性層305為復(fù)合薄膜，復(fù)合薄膜是由聚合有機(jī)硅和無機(jī)多聚體構(gòu)成，厚度為0.5mm～2mm。

磨粒層303表面形態(tài)隨著待加工工件204的表面形態(tài)變化，彈性層305提供復(fù)原力；所述拋光液301加入在磨粒層303上面，液面高度高于磨粒層303。拋光液301浸入到磨粒層303以及彈性層305里面，當(dāng)磨粒層303受到工件204的擠壓，拋光液301能被動放出對工件204待加工表面體進(jìn)行濕潤。所述拋光液301中加入了TiO₂以及堿性黃40。所述拋光液301的添加裝置放置于整個拋光盤的上側(cè)，通過重力作用加進(jìn)加工區(qū)內(nèi)，根據(jù)拋光液301由于加工、揮發(fā)減少量，拋光液301自動添加補(bǔ)充。所述紫外燈302光放置于拋光盤的中央位置，并且固定在旋轉(zhuǎn)工作臺中心位置，不隨著旋轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動運動，一直對加工區(qū)域進(jìn)行照射。凸模工件204安裝在夾具203上，凸模的旋轉(zhuǎn)角度由伺服電機(jī)提供進(jìn)行微調(diào)。所述安裝固定板安裝在工業(yè)機(jī)器人的頭部的動作端。

所述彈性層305的驅(qū)動力也可為彈簧或者氣體、液體提供。

彈性層305的設(shè)計可以根據(jù)待加工表面的形態(tài)進(jìn)行微小分割拋光。

拋光液301的添加過濾裝置用泵進(jìn)行動力。

圖4、5所示的錐形螺旋彈簧以兩級螺旋為例，定義錐形螺旋彈簧小口徑端為下，大口徑端為上，即錐形螺旋彈簧的外輪廓所在的錐形為倒錐型，從上到下依次命名為第一級螺旋、第二級螺旋，并且第一級螺旋的節(jié)距Z₁大于第二級螺旋的節(jié)距Z₂；相應(yīng)的第一級螺旋對應(yīng)的螺旋升角θ₁大于第二級螺旋對應(yīng)的螺旋升角θ₂；D1為錐形螺旋彈簧大口徑端所在切面對應(yīng)的倒錐型的直徑；D2為錐形螺旋彈簧小口徑端所在切面對應(yīng)的倒錐型的直徑。

圖5所示：F_a、F_b分別為施加在錐形螺旋彈簧大口徑端的外力，α為錐形螺旋彈簧的微調(diào)角。

本說明書實施例所述的內(nèi)容僅僅是對發(fā)明構(gòu)思的實現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護(hù)范圍不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護(hù)范圍也包括本領(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。