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振動珩磨設備和振動珩磨方法

815   編輯:中冶有色技術網(wǎng)   來源:徐州錸茲精密數(shù)控機床有限公司  
2023-12-11 11:49:59
權利要求書: 1.一種振動珩磨設備,其特征在于,所述振動珩磨設備包括:容器,所述容器能夠處于密閉狀態(tài);

激振裝置,所述激振裝置的工件連接端位于所述容器的內部;

增壓裝置,所述增壓裝置連通至所述容器的內部,并在所述容器內進行增壓。

2.如權利要求1所述的振動珩磨設備,其特征在于,所述激振裝置包括激振器和連桿,所述激振器設置于所述容器之外,所述連桿的一端與所述激振器相連接,所述連桿的另一端為所述工件連接端,并伸入所述容器的內部。

3.如權利要求2所述的振動珩磨設備,其特征在于,所述激振器為電液式激振器,所述電液式激振器包括伺服閥,所述電液式激振器通過調節(jié)所述伺服閥的輸入電信號,控制所述伺服閥輸出不同頻率的速度響應,驅動所述電液式激振器運動。

4.如權利要求2所述的振動珩磨設備,其特征在于,所述容器包括相對可密封的桶體和頂蓋,所述連桿貫穿所述頂蓋,并相對于所述頂蓋密封連接。

5.如權利要求1所述的振動珩磨設備,其特征在于,所述振動珩磨設備還包括機床結構和橫梁,所述機床結構包括平臺和支撐柱,所述容器設置在所述平臺上;所述支撐柱與所述平臺和所述橫梁相連接,并且所述橫梁沿所述支撐柱的軸向上可以調節(jié)高度;所述橫梁與所述激振裝置相連接。

6.如權利要求5述的振動珩磨設備,其特征在于,所述激振裝置沿所述橫梁可調節(jié)水平位置,所述容器沿所述平臺可調節(jié)水平位置。

7.如權利要求1所述的振動珩磨設備,其特征在于,所述容器的表面具有增壓口,所述增壓口連通至所述容器的內部,并設置在所述容器的底部,所述增壓裝置對接至所述增壓口。

8.一種振動珩磨方法,用于如權利要求1?7中任一項所述的振動珩磨設備,其特征在于,所述振動珩磨方法包括以下步驟:S1、將所述激振裝置的工件連接端與待珩磨工件相連接;

S2、將磨料加入到所述容器之中,并將所述待珩磨工件浸沒在所述磨料之中;

S3、將所述容器設置成密閉狀態(tài);

S4、啟動所述增壓裝置,對所述磨料施加壓力;

S5、啟動所述激振裝置,輸出激振運動,驅動所述工件連接端帶動所述待珩磨工件振動。

9.如權利要求8所述的振動珩磨方法,其特征在于,所述振動珩磨方法的步驟S1之前還包括以下步驟:S0、將所述待珩磨工件不需要珩磨的表面遮蓋。

10.如權利要求8所述的振動珩磨方法,其特征在于,所述振動珩磨方法還包括以下步驟,S6,調節(jié)所述激振裝置的振動幅度和/或振動頻率,和/或調節(jié)對所述磨料施加的壓力。

11.如權利要求8所述的振動珩磨方法,其特征在于,所述容器分為桶體和頂蓋,所述頂蓋能夠蓋在所述桶體的頂部,所述振動珩磨方法在步驟S3中還包括:將所述頂蓋蓋在所述桶體的頂部,以密閉所述容器。

說明書: 振動珩磨設備和振動珩磨方法技術領域[0001] 本發(fā)明涉及珩磨加工技術領域,特別地涉及一種振動珩磨設備和振動珩磨方法。背景技術[0002] 珩磨加工是磨削加工的一種特殊形式,屬于光整加工。通常在磨削或精鏜的基礎上進行,可達較高的尺寸精度、形狀精度和較低的粗糙度。但現(xiàn)在對珩磨加工應用范圍要求更加廣泛,比如精密鑄造、激光增材制造等工件后期都可以列入加工范圍,對珩磨機床的適用性、精度、效率等提出更高要求,特別是大批大量生產中采用專用振動珩磨機更為經濟合理。[0003] 磨粒流是光整加工的一種方式,其利用半液態(tài)的粘彈性基體介質磨料(所以也稱為粘彈磨料,屬于一種半液態(tài)磨料)在一定壓力下通過往復流動方式來摩擦加工表面而達到拋光或去除毛刺作用的特種加工。[0004] 振動光飾是一種較為粗放的光整加工工藝。其原理是將工件和磨粒或磨塊混合放入一個振動容器中,并對整個容器激振,使得磨?;蚰K對工件全方位撞擊摩擦,從而達到光整效果。[0005] 但現(xiàn)有的珩磨加工技術中,工件表面的珩磨去除厚度很不均勻,且會損傷工件的棱邊和銳角,達不到精度要求。對不同形狀工件的適應性較差,加工效率較低。發(fā)明內容[0006] 本發(fā)明要解決的技術問題是為了克服現(xiàn)有珩磨加工技術中珩磨去除厚度不均勻,磨削精度低的缺陷,提供一種振動珩磨設備和振動珩磨方法。[0007] 本發(fā)明是通過下述技術方案來解決上述技術問題:[0008] 一種振動珩磨設備,其特征在于,所述振動珩磨設備包括:[0009] 容器,所述容器能夠處于密閉狀態(tài);[0010] 激振裝置,所述激振裝置的工件連接端位于所述容器的內部;[0011] 增壓裝置,所述增壓裝置連通至所述容器的內部。[0012] 在本方案中,相比于非密閉容器,該振動珩磨設備采用密閉容器,在施加一定壓力的條件下,能夠增大磨粒對待珩磨工件表面的切削力,以獲得更高的加工效率;并且當對容器中的半液態(tài)磨料施加壓力時,該振動珩磨設備通過密閉容器,使得浸沒在半流體磨料之中的待珩磨工件的表面各點能夠獲得均等的壓力,從而獲得均勻的珩磨去除厚度;同時,該振動珩磨設備采用密閉容器,半液態(tài)磨料在加工過程中幾乎沒有流動產生,因此當激振待珩磨工件與半液態(tài)磨料時,此相對位移不會產生粘彈磨料流體的“剪切變稀”現(xiàn)象,有利于提高加工效率;[0013] 當激振工件沖擊磨料,并利用半液態(tài)磨料形狀“恢復滯后”特性產生的空隙來獲得工件相對磨料位移需要的運動空間,該振動珩磨設備通過激振裝置來控制待珩磨工件的激振頻率和幅度,有利于調節(jié)此運動空間的大小和反復打磨工件的頻率,獲得所需要的珩磨效果和精度;[0014] 通過增壓裝置施壓容器內的磨料,使之緊貼工件表面而形成“柔性磨具”,能夠獲得不損傷工件銳角和棱邊的超精珩磨效果。[0015] 較佳地,所述激振裝置包括激振器和連桿,所述激振器設置于所述容器之外,所述連桿的一端與所述激振器相連接,所述連桿的另一端為所述工件連接端,并伸入所述容器的內部。[0016] 在本方案中,采用連桿連接容器外部的激振器和容器內部的待珩磨工件,一方面保護了激振器可以獨立工作,其安裝方便,另一方面,連桿實現(xiàn)了將激振運動傳遞到待珩磨工件上。[0017] 較佳地,所述激振器為電液式激振器,所述電液式激振器包括伺服閥,所述電液式激振器通過調節(jié)所述伺服閥的輸入電信號,控制所述伺服閥輸出不同頻率的速度響應來驅動所述電液式激振器運動。[0018] 在本方案中,通過電液式激振器及其伺服閥,并通過不同的速度、振幅與壓力組合,實現(xiàn)了振動的無級變速效果,在不更換磨料的情況下,也可以獲得多級珩磨效果。[0019] 較佳地,所述容器包括相對可密封的桶體和頂蓋,所述連桿貫穿所述頂蓋,并相對于所述頂蓋密封連接。[0020] 在本方案中,將容器分體為相對可密封的桶體和頂蓋,方便更換不同介質的磨料;將連桿貫穿頂蓋的間隙密封,保證容器的壓力不受影響。

[0021] 較佳地,所述振動珩磨設備還包括機床結構和橫梁,[0022] 所述機床結構包括平臺和支撐柱,所述容器設置在所述平臺上;所述支撐柱與所述平臺和所述橫梁相連接,并且所述橫梁沿所述支撐柱的軸向上可以調節(jié)高度;所述橫梁與所述激振裝置相連接。[0023] 在本方案中,將橫梁設置為可沿支撐柱的軸向上調節(jié)高度,當采用不同容器大小時,有利于調節(jié)激振器與容器之間的距離,使得激振運動不會因為距離過長而影響其激振效果。[0024] 較佳地,所述激振裝置沿所述橫梁可調節(jié)水平位置,所述容器沿所述平臺可調節(jié)水平位置。[0025] 在本方案中,這種設置方式,使得該振動珩磨設備可以根據(jù)不同容器大小和激振器安裝的需要來調節(jié)激振裝置和容器的水平位置。[0026] 較佳地,所述容器的表面具有增壓口,所述增壓口連通至所述容器的內部,并設置在所述容器的底部,所述增壓裝置對接至所述增壓口。[0027] 在本方案中,將增壓口設置在容器的底部,使得增壓時,半液態(tài)磨料是由底部向上部流動,卸壓時磨料液面下降,便于取出工件。[0028] 一種振動珩磨方法,用于上述振動珩磨設備,其特征在于,所述振動珩磨方法包括以下步驟:[0029] S1、將所述激振裝置的工件連接端與待珩磨工件相連接;[0030] S2、將磨料加入到所述容器之中,并將所述待珩磨工件浸沒在所述磨料之中;[0031] S3、將容器設置成密閉狀態(tài);[0032] S4、啟動所述增壓裝置,對所述磨料施加壓力;[0033] S5、啟動所述激振裝置,輸出激振運動,驅動所述工件連接端帶動所述待珩磨工件振動。[0034] 在本方案中,該振動珩磨方法通過上述步驟,使半液態(tài)磨料與待珩磨工件表面完全貼合,形成一個與待珩磨表面形狀完全一致的“柔性磨具”,激振待珩磨工件撞擊半液態(tài)磨料的“柔性磨具”,利用半液態(tài)磨料形狀恢復的“滯后性”生成空隙,使得工件得以在此空隙間產生相對位移,從而磨粒對工件表面便有劃擦珩磨效應,使得待珩磨工件的表面粗糙度降低,達到所需的珩磨精度。并且該振動珩磨方法,可以對多個不同尺寸、形狀的待珩磨工件同時加工,提高了加工效率。[0035] 較佳地,所述振動珩磨方法的步驟S1之前還包括以下步驟:[0036] S0、將所述待珩磨工件不需要珩磨的表面遮蓋。[0037] 在本方案中,通過上述步驟將不需要珩磨加工的表面遮蓋,保護了不需要加工的工件表面。[0038] 較佳地,所述振動珩磨方法還包括以下步驟,[0039] S6,調節(jié)所述激振裝置的振動幅度和/或振動頻率,和/或調節(jié)對所述磨料施加的壓力。[0040] 在本方案中,通過上述步驟產生不同的振動幅度、振動頻率和磨料壓力組合,可以得到不同等級的珩磨效果,并且配合不同粒度的磨料,可以獲得更多等級的珩磨效果,實現(xiàn)更高的珩磨精度。[0041] 較佳地,所述容器分為桶體和頂蓋,所述頂蓋能夠蓋在所述桶體的頂部,所述振動珩磨方法在步驟S3中還包括:將所述頂蓋蓋在所述桶體的頂部,以密閉所述容器。[0042] 在本方案中,當容器是分體時,上述步驟提供了一個具體的容器密封方法。[0043] 本發(fā)明的積極進步效果在于:該振動珩磨設備和該振動珩磨方法,通過在密閉容器對待珩磨工件加壓,增大了磨削力,提高了加工效率,并且在工件表面形成均等壓力,獲得了均勻的珩磨去除厚度;通過調節(jié)激振頻率、幅度和磨料壓力,使之能夠獲得更高的珩磨精度,實現(xiàn)更好的珩磨效果。通過該振動珩磨方法,實現(xiàn)了不同等級的珩磨效果。附圖說明[0044] 圖1為本發(fā)明實施例的振動珩磨設備的結構示意圖。[0045] 圖2為圖1的局部B的放大圖。[0046] 圖3為本發(fā)明實施例的振動珩磨方法的流程圖。[0047] 附圖標記說明:[0048] 桶體1,頂蓋2,待珩磨工件3,電液式激振器4,連桿5,密封件6,橫梁7,平臺8,支撐柱9,通孔10,增壓口11,增壓缸12,活塞13,半液態(tài)磨料14,激振方向A,壓縮方向C。具體實施方式[0049] 下面通過實施例的方式進一步說明本發(fā)明,但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實施例范圍之中。[0050] 如圖1所示,本發(fā)明提供了一種振動珩磨設備,其包括:[0051] 容器,在本實施例中,容器包括桶體1和頂蓋2,桶體1內填充有用于珩磨加工的半液態(tài)磨料,桶體1和頂蓋2之間設置有密封部件(圖中未示出),在頂蓋2蓋在桶體1上時,通過密封部件實現(xiàn)兩者的密封,使該容器處于密閉狀態(tài);在其他實施例中,容器也可以是其他能實現(xiàn)密封效果的容器結構;[0052] 激振裝置,激振裝置包括激振器和連桿5,在本實施例中,激振器具體為電液式激振器4,連桿5的一端與電液式激振器4的振頭相連接,連桿5的另一端為工件連接端,用于連接待珩磨工件3,并一起伸入容器的內部;振動珩磨加工時,將待珩磨工件3完全浸沒在半液態(tài)磨料之中,電液式激振器4驅動連桿5沿激振方向A作激振運動;其中,圖1中所展示的激振方向A僅用于說明示意,在其他實施例中,電液式激振器4也可驅動連桿5沿其他方向作激振運動,激振器也可以是其他能產生激振功能的動力設備;[0053] 增壓裝置,增壓裝置包括增壓缸12和活塞13,增壓缸12通過管道連通至容器,工作時,活塞13沿壓縮方向C,通過壓縮增壓缸12內的磨料,以對密閉容器內的半液體磨料進行加壓,在其他實施例中,增壓裝置也可以采用現(xiàn)有技術其他能實現(xiàn)增壓效果的結構。[0054] 其中,采用連桿5連接容器外部的激振器和容器內部的待珩磨工件3,一方面保護了激振器可以獨立工作,其安裝方便,另一方面,連桿5實現(xiàn)了將激振運動傳遞到待珩磨工件3上。[0055] 相比于非密閉容器,該振動珩磨設備采用密閉容器,在施加一定壓力的條件下,能夠增大磨粒對待珩磨工件3表面的切削力,以獲得更高的加工效率;并且當對容器中的半液態(tài)磨料施加壓力時,該振動珩磨設備通過密閉容器,使得浸沒在半流體磨料之中的待珩磨工件3的表面各點能夠獲得均等的壓力,從而獲得均勻的珩磨去除厚度;同時,該振動珩磨設備采用密閉容器,能夠讓半液態(tài)磨料在加工過程中始終保持幾乎不流動狀態(tài),因此當激振時,待珩磨工件3與半液態(tài)磨料的相對位移不會產生粘彈磨料流體的“剪切變稀”現(xiàn)象,有利于提高加工效率;“剪切變稀”效應是粘彈磨料流體的一個特性,是指如果粘彈流體在管道中或容器中流動時,從管壁到管道中心的各個流動層面速度不一,形成速度梯度,速度梯度引起層面間的剪切效應,造成粘彈磨料中的長鏈高分子團被捋直,從而喪失彈性,出現(xiàn)所謂“剪切變稀”效應,其視覺效果是本來很粘稠的半固體磨料介質,變得像水一樣可以流淌。這種“剪切變稀”效應不利于珩磨加工效果,而該振動珩磨設備能夠避免這種“剪切變稀”效應的情況。

[0056] 當激振工件沖擊磨料,并利用半液態(tài)磨料形狀恢復的“恢復滯后”特性產生的空隙來獲得運動空間時,該振動珩磨設備通過激振裝置來控制待珩磨工件3的激振頻率和幅度,有利于調節(jié)此運動空間的大小和反復打磨工件的頻率,獲得所需要的珩磨效果和精度;“恢復滯后”特性是指半液態(tài)的粘彈磨料由非牛頓流體特性決定,當其受到沖擊后形成的形狀恢復較緩慢,滯后于工件表面的第二次沖擊,而在磨料界面和工件表面間形成空隙。[0057] 通過增壓裝置施壓容器內的磨料,使之緊貼工件表面而形成“柔性磨具”,能夠獲得超精珩磨效果。[0058] 在本實施例中,電液式激振器4包括伺服閥(圖中未顯示),電液式激振器4通過調節(jié)伺服閥的輸入電信號,控制伺服閥輸出不同頻率的速度響應,并通過不同速度、振幅和壓力組合,產生無級變速的效果,在不更換磨料的情況下,也可以獲得多級珩磨效果。[0059] 如圖1和圖2所示,連桿5貫穿頂蓋2,連桿5和頂蓋2之間通過密封件6達到密封效果,并保證連桿5能夠向待珩磨工件3傳遞激振運動,在其他實施例中,其密封方式可以是現(xiàn)有技術已有的其他密封技術手段。將容器分體為相對可密封的桶體1和頂蓋2,方便更換不同介質的磨料;將連桿5貫穿頂蓋2的間隙密封,保證容器的壓力不受影響。[0060] 如圖1所示,振動珩磨設備還包括機床結構和橫梁7,機床結構具體包括平臺8和支撐柱9,橫梁7的一端包括通孔10。其中,容器固定在平臺8上,支撐柱9的一端固定在平臺8上,支撐柱9的另一端穿過橫梁7的通孔10與橫梁7相連接,橫梁7可沿支撐柱9的軸向上自由調節(jié)高度;電液式激振器4安裝在橫梁7上。在其他實施例中,橫梁7也可以采用其他能夠連接支撐柱9并實現(xiàn)上下調節(jié)高度的結構形式。將橫梁7設置為可沿支撐柱9的軸向上調節(jié)高度,當采用不同容器大小時,有利于調節(jié)激振器與容器之間的距離,使得激振運動不會因為距離過長而影響其激振效果。[0061] 在本實施例中,電液式激振器4可以沿橫梁7調節(jié)其水平位置,桶體1也可以沿平臺8調節(jié)其水平位置。這種設置方式,使得該振動珩磨設備可以根據(jù)不同容器大小和激振器安裝的需要來調節(jié)激振器和容器相應的水平位置。

[0062] 如圖1所示,桶體1的底部具有增壓口11,增壓口11連通至桶體1的內部,增壓口11用于供增壓裝置的管路進行對接。將增壓口11設置在容器的底部,使得增壓時,半液態(tài)磨料是由底部向上部流動,卸壓時磨料界面下降,這樣的流動方式,有利于拆卸工件。[0063] 如圖3所示,本發(fā)明還提供了一種能夠應用于該振動珩磨設備的振動珩磨方法,該振動珩磨方法包括以下步驟:[0064] S0、將待珩磨工件3不需要珩磨的表面遮蓋。[0065] S1、將連桿5的一端與電液式激振器4相連接,連桿5的另一端與待珩磨工件3相連接;[0066] S2、將磨料加入到桶體1之中,并將待珩磨工件3浸沒在磨料之中;[0067] S3、將容器設置為密閉狀態(tài);在本實施例中,步驟S3具體為:[0068] S31,在桶體1的頂部蓋上頂蓋2;[0069] S32,將頂蓋2和桶體1之間密封,其密封方式可以是現(xiàn)有密封技術手段,比如用密封條沿桶體1與頂蓋2接觸面的四周密封;[0070] S4、啟動增壓裝置,對磨料施加壓力,使得磨料與待珩磨工件3完全貼合;[0071] S5、啟動電液式激振器4,輸出激振運動,驅動連桿5帶動待珩磨工件3振動;[0072] S6,調節(jié)電液式激振器4的振動幅度和/或振動頻率和/或對磨料施加的壓力,獲得所需要的珩磨效果。[0073] 其中,將不需要珩磨加工的表面遮蓋,保護了不需要加工的工件表面。當然,在其他實施例中,若待珩磨工件3是整個表面都需要加工,則不需要任何遮蓋,此時,步驟S0可以不需要。[0074] 該振動珩磨方法通過上述步驟,使半液態(tài)磨料與待珩磨工件3表面完全貼合,形成一個與待珩磨表面形狀完全一致的“柔性磨具”,激振待珩磨工件3撞擊半液態(tài)磨料的“柔性磨具”,利用半液態(tài)磨料形狀恢復的“滯后性”生成空隙,使得工件得以在此空隙間產生相對位移,從而磨粒對工件表面便有劃擦珩磨效應,使得待珩磨工件3的表面粗糙度降低,達到所需的珩磨精度。該振動珩磨方法,可以對多個不同尺寸、形狀的待珩磨工件同時加工,提高了加工效率和適用性,并且,通過調節(jié)不同的振動幅度、振動頻率和磨料壓力組合,可以得到不同等級的珩磨效果。如果配合不同粒度的磨料,可以獲得更多等級的珩磨效果,實現(xiàn)更高的珩磨精度。[0075] 雖然以上描述了本發(fā)明的具體實施方式,但是本領域的技術人員應當理解,這僅是舉例說明,本發(fā)明的保護范圍是由所附權利要求書限定的。本領域的技術人員在不背離本發(fā)明的原理和實質的前提下,可以對這些實施方式做出多種變更或修改,但這些變更和修改均落入本發(fā)明的保護范圍。



聲明:
“振動珩磨設備和振動珩磨方法” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術所有人。
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