專利名稱：剛性散體柔度可調(diào)拋光磨頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種與多自由度數(shù)控機(jī)床配合使用的模具自由曲 面拋光工具，可應(yīng)用于模具拋光自動(dòng)化的場(chǎng)合。(二) 背景技術(shù)近年來(lái)，模具制造業(yè)的發(fā)展日趨迅猛，涉及面日益廣泛。諸如汽 車、航空、船舶、玩具、電子產(chǎn)品、民用家電等，幾乎無(wú)所不及。在 模具制造中，塑料模、壓鑄模、鍛造模等模具型腔的表面復(fù)雜，自由 曲面所占的比例高，加工工藝難度最大，對(duì)其表面粗糙度要求很高， 所以必須進(jìn)行型腔拋光處理，以提高模具的使用壽命。拋光作為模具型腔加工的一道重要工序，其加工時(shí)間占整個(gè)模具制造時(shí)間的30% 50%，其成本占全部制造成本的5% 30%。拋光已成為模具制造過(guò)程中 的瓶頸。模具拋光直接影響模具質(zhì)量的好壞，目前自由曲面模具最主要的 拋光方式還是手工拋光，存在加工能力差、拋光效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大， 對(duì)拋光工人的經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)要求高等缺點(diǎn)。查閱現(xiàn)有的傳統(tǒng)和新型的自 由曲面拋光工具存在以下缺點(diǎn)1、拋光工具與自由曲面接觸面積小， 拋光效率較低；2、傳統(tǒng)柔性拋光工具一般是利用彈簧或柔性拋光材料 獲得與被拋工件曲面之間的柔性接觸，與自由曲面的適應(yīng)性差；3、不 能實(shí)時(shí)在線調(diào)節(jié)拋光囊的剛度，根據(jù)自由曲面特性局部精確拋光或修 正；4、拋光磨料施加困難，所用裝置復(fù)雜；5、普通氣囊拋光工具受 氣囊本身?xiàng)l件的限制，不可高精度實(shí)時(shí)控制拋光囊形狀，與曲面適應(yīng)性差；6、超聲機(jī)械拋光工具由于受超聲振幅和功率的限制，僅適于窄、 深槽、圓角、棱角等局部加工，大面積拋光效率低；7、已有的柔性拋 光技術(shù)，具有較高的拋光精度，但由于拋光墊材料、拋光囊剛度的變 化范圍小，以及實(shí)時(shí)控制性差的原因，還不能實(shí)現(xiàn)對(duì)模具自由曲面的 尺寸修正以及高效率粗拋等功能。 (三)實(shí)用新型內(nèi)容為了克服己有模具自由曲面拋光工具存在的拋光囊部分柔性接觸 對(duì)自由曲面適應(yīng)性差、不可實(shí)時(shí)控制拋光囊剛度、曲面拋光效率低、 不可進(jìn)行曲面尺寸修正等缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供一種對(duì)自由曲面適應(yīng) 性好、可實(shí)時(shí)控制拋光囊剛度、曲面拋光效率高、可進(jìn)行曲面尺寸修 正的剛性散體柔度可調(diào)拋光磨頭。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是-剛性散體柔度可調(diào)拋光磨頭，所述的拋光磨頭包括以皮制材料作 為工作面的拋光囊，拋光囊內(nèi)填充有導(dǎo)磁剛性顆粒，所述拋光囊的安 裝支架連接一導(dǎo)磁的空心轉(zhuǎn)軸，所述空心轉(zhuǎn)軸通過(guò)軸承裝在套筒內(nèi)， 所述空心轉(zhuǎn)軸外裝有電感線圈，轉(zhuǎn)軸的空腔連接有輸入拋光磨粒的管 路，所述的拋光囊支架的中心孔連通所述轉(zhuǎn)軸的空腔，所述拋光囊的 工作面上開有與所述支架的中心孔連通的拋光磨粒溢出開口。進(jìn)一步，所述的拋光囊的工作面為牛皮制成的環(huán)狀曲面體拋光墊， 拋光囊內(nèi)設(shè)有與所述拋光墊形狀配合的橡膠內(nèi)襯，所述的拋光磨粒溢 出開口開在所述環(huán)狀曲面體拋光墊的內(nèi)凹陷處。進(jìn)一步，所述空心轉(zhuǎn)軸上支撐有兩個(gè)軸承支座，近拋光囊側(cè)的前 軸承支座內(nèi)裝有用于空心轉(zhuǎn)軸軸向定位的角接觸球軸承，遠(yuǎn)離拋光囊 側(cè)的后軸承支座內(nèi)裝有向心球軸承，所述的后端軸承支座內(nèi)留有空心轉(zhuǎn)軸熱漲時(shí)，向心球軸承軸向游動(dòng)的空間。優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)軸與所述安裝支架之間的過(guò)渡面為錐面。 優(yōu)選的，所述的電感線圈為直流線圈。 所述的空心轉(zhuǎn)軸上裝有用于拋光囊拆卸的拆卸螺母。 本實(shí)用新型的基本原理是剛性散體柔度可調(diào)拋光磨頭可夾持在 數(shù)控機(jī)床，如工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控加工中心等的動(dòng)力頭上進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn); 通過(guò)調(diào)節(jié)線圈的電流改變拋光囊周圍磁場(chǎng)的強(qiáng)度和分布，進(jìn)而調(diào)節(jié)拋 光囊內(nèi)部剛性導(dǎo)磁散體的分布狀態(tài)和剪切模量來(lái)調(diào)節(jié)拋光囊剛度，使 拋光壓力發(fā)生變化，形成柔性拋光工作面；牛皮制成的帶孔環(huán)狀曲面 體拋光墊在工作時(shí)形成環(huán)形柔性拋光工作面可方便地與被拋光工件的 自由曲面形成大面積均勻柔性接觸；空心轉(zhuǎn)軸中流下的拋光磨料在拋 光囊旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力以及拋光墊和工件之間產(chǎn)生的擠壓力的共同作 用下，磨料在拋光墊和工件之間均勻分布，可改善拋光的精度和紋理 的均勻性，同時(shí)提高了拋光時(shí)的材料去除率；機(jī)床具有的多自由度控 制系統(tǒng)可調(diào)節(jié)磨頭的拋光姿態(tài)，實(shí)現(xiàn)拋光的自動(dòng)化。本實(shí)用新型所述的剛性散體柔度可調(diào)拋光磨頭的有益效果主要表 現(xiàn)在(1) 可以通過(guò)調(diào)節(jié)線圈上的電流大小、方向?qū)崟r(shí)在線控制拋光囊 內(nèi)部的剛性散體的分布狀態(tài)和剪切模量，改變拋光囊剛度，進(jìn)而改變 拋光工作面與被拋光工件的自由曲面之間正壓力，改善拋光效果和拋 光效率；(2) 由牛皮制成的帶孔環(huán)狀曲面體拋光墊、橡膠內(nèi)襯、安裝支架 以及導(dǎo)磁剛性顆粒組成的拋光囊結(jié)合空心軸可使拋光磨料順利流入，均勻的分布在拋光工作面上，改善拋光的精度和紋理的均勻性，同時(shí)
提高了拋光時(shí)的材料去除率，提高拋光的效率；
(3 )可以方便地與多種機(jī)床配合使用，采用不同的磨料或拋光粉， 可分別實(shí)現(xiàn)粗拋和精拋，實(shí)現(xiàn)拋光的自動(dòng)化，有效提高拋光效率和經(jīng) 濟(jì)效益；
(4)可根據(jù)自由曲面的特性實(shí)時(shí)改變拋光囊的剛度、拋光壓力，
進(jìn)行局部拋光或修整。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
參照附圖剛性散體柔度可調(diào)拋光磨頭，所述的拋光磨頭包括以 皮制材料作為工作面的拋光囊，拋光囊內(nèi)填充有導(dǎo)磁剛性顆粒3，所 述拋光囊的安裝支架4連接一導(dǎo)磁的空心轉(zhuǎn)軸11，所述空心轉(zhuǎn)軸11 通過(guò)軸承裝在套筒9內(nèi)，所述空心轉(zhuǎn)軸11外裝有電感線圈8,轉(zhuǎn)軸11 的空腔連接有輸入拋光磨粒的管路，所述的拋光囊支架4的中心孔連 通所述轉(zhuǎn)軸11的空腔，所述拋光囊的工作面上開有與所述支架4的中 心孔連通的拋光磨粒溢出開口 10。
所述的拋光囊的工作面為牛皮制成的環(huán)狀曲面體拋光墊1，拋光 囊內(nèi)設(shè)有與所述拋光墊1形狀配合的橡膠內(nèi)襯2，所述的拋光磨粒溢 出開口 10開在所述環(huán)狀曲面體拋光墊1的內(nèi)凹陷處。
所述空心轉(zhuǎn)軸11上支撐有兩個(gè)軸承支座，近拋光囊側(cè)的前軸承支 座6內(nèi)裝有用于空心轉(zhuǎn)軸11軸向定位的兩個(gè)角接觸球軸承7，遠(yuǎn)離拋
6光囊側(cè)的后軸承支座12內(nèi)裝有一個(gè)向心球軸承13，所述的后端軸承 支座12內(nèi)留有空心轉(zhuǎn)軸11熱漲時(shí)，向心球軸承13軸向游動(dòng)的空間。 優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)軸11與所述安裝支架4之間的過(guò)渡面為錐面。 優(yōu)選的，所述的電感線圈8為直流線圈。 所述的空心轉(zhuǎn)軸11上裝有用于拋光囊拆卸的拆卸螺母5。 其工作原理為拋光囊的外表面覆蓋著一層牛皮制成的帶孔環(huán)狀 曲面體拋光墊1，在空心轉(zhuǎn)軸11的帶動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)，拋光磨料從空心 轉(zhuǎn)軸11中順利流下，在拋光囊旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力以及拋光墊1和工件 之間產(chǎn)生的擠壓力的共同作用下，均勻分布在拋光墊1和工件之間， 拋光墊1與被拋光工件的自由曲面形成大面積均勻柔性接觸形成柔性 拋光工作面，通過(guò)調(diào)節(jié)電感線圈4的電流改變拋光囊周圍磁場(chǎng)的強(qiáng)度 和分布，進(jìn)而調(diào)節(jié)拋光囊內(nèi)部導(dǎo)磁剛性顆粒3的分布狀態(tài)和剪切模量 來(lái)調(diào)節(jié)拋光囊剛度，使拋光壓力發(fā)生變化，根據(jù)曲面特性進(jìn)行實(shí)時(shí)控 制，實(shí)現(xiàn)粗拋、精拋和局部修整，改善拋光的效果提高拋光效率。
權(quán)利要求1、剛性散體柔度可調(diào)拋光磨頭，其特征在于所述的拋光磨頭包括以皮制材料作為工作面的拋光囊，拋光囊內(nèi)填充有導(dǎo)磁剛性顆粒，所述拋光囊的安裝支架連接一導(dǎo)磁的空心轉(zhuǎn)軸，所述空心轉(zhuǎn)軸通過(guò)軸承裝在套筒內(nèi)，所述空心轉(zhuǎn)軸外裝有電感線圈，轉(zhuǎn)軸的空腔連接有輸入拋光磨粒的管路，所述的拋光囊支架的中心孔連通所述轉(zhuǎn)軸的空腔，所述拋光囊的工作面上開有與所述支架的中心孔連通的拋光磨粒溢出開口。
2、 如權(quán)利要求1所述的剛性散體柔度可調(diào)拋光磨頭，其特征在于 所述的拋光囊的工作面為牛皮制成的環(huán)狀曲面體拋光墊，拋光囊內(nèi)設(shè) 有與所述拋光墊形狀配合的橡膠內(nèi)襯，所述的拋光磨粒溢出開口開在 所述環(huán)狀曲面體拋光墊的內(nèi)凹陷處。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的剛性散體柔度可調(diào)拋光磨頭，其特征 在于所述空心轉(zhuǎn)軸上支撐有兩個(gè)軸承支座，近拋光囊側(cè)的前軸承支 座內(nèi)裝有用于空心轉(zhuǎn)軸軸向定位的角接觸球軸承，遠(yuǎn)離拋光囊側(cè)的后 軸承支座內(nèi)裝有向心球軸承，所述的后端軸承支座內(nèi)留有空心轉(zhuǎn)軸熱 漲時(shí)，向心球軸承軸向游動(dòng)的空間。
4、 如權(quán)利要求3所述的剛性散體柔度可調(diào)拋光磨頭，其特征在于 所述轉(zhuǎn)軸與所述安裝支架之間的過(guò)渡面為錐面。
5、 如權(quán)利要求4所述的剛性散體柔度可調(diào)拋光磨頭，其特征在 于所述的電感線圈為直流線圈。
6、 如權(quán)利要求5所述的剛性散體柔度可調(diào)拋光磨頭，其特征在于 所述的空心轉(zhuǎn)軸上裝有用于拋光囊拆卸的拆卸螺母。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種剛性散體柔度可調(diào)拋光磨頭，所述的拋光磨頭包括以皮制材料作為工作面的拋光囊，拋光囊內(nèi)填充有導(dǎo)磁剛性顆粒，所述拋光囊的安裝支架連接一導(dǎo)磁的空心轉(zhuǎn)軸，所述空心轉(zhuǎn)軸通過(guò)軸承裝在套筒內(nèi)，所述空心轉(zhuǎn)軸外裝有電感線圈，轉(zhuǎn)軸的空腔連接有輸入拋光磨粒的管路，所述的拋光囊支架的中心孔連通所述轉(zhuǎn)軸的空腔，所述拋光囊的工作面上開有與所述支架的中心孔連通的拋光磨粒溢出開口。本實(shí)用新型提供一種對(duì)自由曲面適應(yīng)性好、可實(shí)時(shí)控制拋光囊剛度、曲面拋光效率高、可進(jìn)行曲面尺寸修正的剛性散體柔度可調(diào)拋光磨頭。
文檔編號(hào)B24B41/04GK201140361SQ20072018395
公開日2008年10月29日 申請(qǐng)日期2007年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月30日
發(fā)明者洋 何, 憲 張, 王揚(yáng)渝, 林 石, 趙章風(fēng) 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)