一種適用于輪盤(pán)類(lèi)零件的錐旋運(yùn)動(dòng)式光整加工裝置及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種光整加工的機(jī)械裝置及其加工方法，具體來(lái)說(shuō)，主要用于對(duì)輪盤(pán) 類(lèi)零件表面進(jìn)行自由磨具光整加工的一種裝置及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 自由磨具光整加工方法以其工藝簡(jiǎn)潔、適應(yīng)性強(qiáng)，加工質(zhì)量好、工作效率高等突出 的優(yōu)點(diǎn)越來(lái)越受到業(yè)界的重視，許多行業(yè)原來(lái)采用手工方式對(duì)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(lái)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(dòng)的磨輪上進(jìn)行加 工，勞動(dòng)強(qiáng)度很大，對(duì)工人的熟練程度要求高，同時(shí)效率低下，手工方式的輪轂拋光質(zhì)量參 差不齊?！稄?qiáng)力全方位滾磨加工設(shè)備》（專(zhuān)利號(hào)：ZL96122289. 1)公開(kāi)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(shí)主軸的擺 角α也在一定范圍內(nèi)可調(diào)，加工時(shí)，根據(jù)具體工件和加工要求，確定好α和β兩個(gè)角度 后，主軸和滾筒旋轉(zhuǎn)，對(duì)輪轂進(jìn)行光整加工。但在加工過(guò)程中，這兩個(gè)角度不能實(shí)時(shí)調(diào)整，輪 轂與磨料的迎砂面不會(huì)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(guò)深入的研究，公開(kāi)了實(shí)用新型專(zhuān)利《一種圓環(huán)形 布局輪盤(pán)類(lèi)零件光整加工與清洗間歇式生產(chǎn)線》（專(zhuān)利號(hào)：ZL201320149094. X)，該專(zhuān)利設(shè)計(jì) 了一種對(duì)鋁合金輪轂進(jìn)行自動(dòng)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(guò)實(shí) 驗(yàn)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(gè)實(shí)用新型專(zhuān)利《一種傳 動(dòng)主軸結(jié)構(gòu)及其多維調(diào)整裝置》（專(zhuān)利號(hào)：ZL201320239711. 5)和《一種大型立式多邊環(huán)形 滾筒及其回轉(zhuǎn)裝置》（專(zhuān)利號(hào)：ZL201320239713. 4)公開(kāi)了一種可在一個(gè)大型環(huán)形滾筒內(nèi)同 時(shí)進(jìn)行四個(gè)輪轂光整加工的裝置。但使用該裝置光整加工輪轂時(shí)，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(wèn)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(shí)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(gè)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(guò)量，且 相應(yīng)的加工時(shí)間增長(zhǎng)，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及方 法。在提高輪轂等輪盤(pán)類(lèi)零件光整加工質(zhì)量的同時(shí)，進(jìn)一步提高加工效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 基于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的主要缺陷，本發(fā)明提出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)約、適用于輪盤(pán)類(lèi)零 件表面光整加工的新型裝置及加工方法，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(shí)大幅提高光整加工效率。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下的技術(shù)方案：一種適用于輪盤(pán)類(lèi)零件的錐 旋運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(guò)第一電機(jī)（11)驅(qū)動(dòng)偏心拐（12)旋轉(zhuǎn)，所述錐旋臂（16) -端通過(guò) 萬(wàn)向節(jié)（13)與偏心拐（12)的拐臂聯(lián)接，萬(wàn)向節(jié)（13)可在偏心拐（12)拐臂的滑槽內(nèi)移動(dòng)， 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(tái)（14)聯(lián)接并且可繞連接 臺(tái)（14)的軸線旋轉(zhuǎn)，連接臺(tái)（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(guò)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(guò)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(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)（6)進(jìn)而驅(qū)動(dòng)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(dòng)裝 置（103)、轉(zhuǎn)盤(pán)軸承（104)、容器底座（102)組成，容器驅(qū)動(dòng)裝置（103)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)軸承（104) 進(jìn)而驅(qū)動(dòng)磨料容器（101)旋轉(zhuǎn)。
[0007] 作為優(yōu)選，至少4個(gè)所述主機(jī)裝置均勻圍繞布置在磨料容器裝置（1)周?chē)?br>[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(wàn)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(yùn)動(dòng)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(dòng)裝置（103)可采用齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0013] 本發(fā)明利用上述的一種適用于輪盤(pán)類(lèi)零件的錐旋運(yùn)動(dòng)式光整加工裝置對(duì)工件進(jìn) 行光整加工的方法，其特征在于：第一步：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。第二步：將工件（19)固定至夾具（18)上，驅(qū)動(dòng)升降裝置（8) 下降將錐旋臂（16)調(diào)整到水平位置；第三步：?jiǎn)?dòng)第三電機(jī)（4)，旋轉(zhuǎn)板（7)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) 45度后停止；第四步：驅(qū)動(dòng)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(dòng)第二電機(jī)（2)，帶動(dòng)工件（19)旋轉(zhuǎn)，啟動(dòng)第一電機(jī)（11)，驅(qū)動(dòng)錐旋臂（16) 進(jìn)而帶動(dòng)主軸裝置做錐旋運(yùn)動(dòng)，同時(shí)啟動(dòng)容器驅(qū)動(dòng)裝置（103)，使磨料容器（101)旋轉(zhuǎn)；第 五步：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(duì)運(yùn)動(dòng)，在力和相對(duì)運(yùn) 動(dòng)的作用下實(shí)現(xiàn)對(duì)工件（19)的加工面的光整加工；第六步：設(shè)定的加工時(shí)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);第 七步：?jiǎn)?dòng)第三電機(jī)（4)，旋轉(zhuǎn)板（7)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)45度后停止，此時(shí)主軸裝置移出磨料容器 (101)之外，此時(shí)可卸下工件（19)，完成光整加工。
[0014] 本發(fā)明一種適用于輪盤(pán)類(lèi)零件的錐旋運(yùn)動(dòng)式光整加工裝置及其方法的優(yōu)點(diǎn)為：
[0015] (1)光整加工時(shí)，待加工的輪盤(pán)類(lèi)工件在主軸的帶動(dòng)下繞軸心旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，在整體 上，零件還以錐旋臂中部的鉸座為中心支點(diǎn)作錐旋式的運(yùn)動(dòng)，工件的這種復(fù)合運(yùn)動(dòng)方式配 合磨料容器的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)磨料的運(yùn)動(dòng)，同時(shí)配合轉(zhuǎn)速參數(shù)的匹配調(diào)整，輪盤(pán)類(lèi)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(yùn)動(dòng)的時(shí)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方法加工時(shí)，輪盤(pán)類(lèi)零件的中 心和邊緣的光整加工質(zhì)量存在差異的難題。
[0016] (2)由于本發(fā)明光整加工輪盤(pán)類(lèi)工件時(shí)，能使中心和邊緣部位產(chǎn)生均勻一致的加 工質(zhì)量。與以往光整加工方法相比，在達(dá)到相同的加工質(zhì)量要求的同時(shí)，所需的加工時(shí)間更 短，即加工效率大大提高，同時(shí)杜絕了 "中心加工不到位"或"邊緣出現(xiàn)磨削過(guò)量"的質(zhì)量難 題。
【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1是本發(fā)明一種適用于輪盤(pán)類(lèi)零件的錐旋運(yùn)動(dòng)式光整加工裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018] 圖2是磨料容器裝置沿直徑剖切的剖面圖。
[0019] 圖3是錐旋運(yùn)動(dòng)示意圖。
[0020] 圖4是本發(fā)明一種適用于輪盤(pán)類(lèi)零件的錐旋運(yùn)動(dòng)式光整加工裝置實(shí)施例的俯視 圖。
[0021] 圖5是光整加工時(shí)，工件與磨料的迎砂角度示意圖。
[0022] 圖中17.主軸，19.工件，105.磨料。 圖6是輪轂光整加工前的外觀效果圖片。 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(shí)施方式】
[0023] 下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。
[0024] 如圖1至圖4所示，一種適用于輪盤(pán)類(lèi)零件的錐旋運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(guò)第一電機(jī)（11) 驅(qū)動(dòng)偏心拐（12)旋轉(zhuǎn)，所述錐旋臂（16) -端通過(guò)萬(wàn)向節(jié)（13)與偏心拐（12)的拐臂聯(lián)接， 萬(wàn)向節(jié)（13)可在偏心拐（12)拐臂的滑槽內(nèi)移動(dòng)，所述錐旋臂（16)的另一端與主軸