[发明专利]模具自由曲面柔性抛光机

说明书

技术领域

本发明涉及抛光机领域，尤其是一种模具自由曲面柔性抛光机。

背景技术

近年来，模具制造业的发展日趋迅猛，涉及面日益广泛。诸如汽车、航空、船舶、玩具、电子产品、民用家电等，几乎无所不及。在模具制造中，塑料模、压铸模、锻造模等模具型腔的表面复杂，自由曲面所占的比例高，加工工艺难度最大，对其表面粗糙度要求很高，所以必须进行型腔抛光处理，以提高模具的使用寿命。而目前，完成形状加工所采用的方法主要是铣削与电加工方法，这些方法往往不能满足加工要求，为此必需进行后加工，一般采用手工抛光进行后加工，且要消耗许多工时和费用。对一些锻模生产成本的分析表明，目前30％以上的费用都耗费在后加工上(主要是手工抛光)。目前，只有少数大的模具公司采用全自动研磨抛光机。其原因主要为自动抛光机价格昂贵，实现预定抛光目的的控制比较困难，且只适用于平面或简单曲面的均匀抛光，故投资回报率低。抛光作为模具型腔加工的一道重要工序，其加工时间占整个模具制造时间的30％～50％，其成本占全部制造成本的5％～30％，抛光已成为模具制造过程中的瓶颈。

模具抛光直接影响模具质量的好坏，目前自由曲面模具最主要的抛光方式还是手工抛光，存在加工能力差、抛光效率低、劳动强度大，对抛光工人的经验、技术要求高等缺点。查阅现有的传统和新型的自由曲面抛光设备存在以下缺点：1、抛光设备的抛光头与自由曲面接触面积小，抛光效率较低；2、传统柔性抛光工具一般是利用弹簧或柔性抛光材料获得与被抛工件曲面之间的柔性接触，与自由曲面的适应性差；3、抛光设备抛光的自由度比较单一，难以实现多自由度的抛光；4、抛光磨料施加困难，所用装置复杂；5、超声机械抛光设备由于受超声振幅和功率的限制，仅适于窄、深槽、圆角、棱角等局部加工，大面积抛光效率低；7、已有的柔性抛光技术，具有较高的抛光精度，但由于抛光垫材料、抛光囊刚度的变化范围小，以及实时控制性差的原因，还不能实现对模具自由曲面的尺寸修正以及高效率精抛等功能。

发明内容

为了克服已有的模具自由曲面柔性抛光机的只适合平面或简单曲面、抛光效率低、抛光品质低、不能进行在线控制、局部形面精密修正比较麻烦的不足，本发明提供一种适合于各种曲面、抛光效率高、抛光品质高、便于实现在线控制、便于进行局部形面精密修正的模具自由曲面柔性抛光机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种模具自由曲面柔性抛光机，包括床身和工作台，所述抛光机还包括运动机构和磨头部件，所述运动机构包括X轴传动机构、Y轴传动机构和Z轴传动机构，所述工作台通过X轴传动机构安装在床身上，所述Z轴传动机构通过Z轴支座安装在Y轴传动机构上，所述Y轴传动机构安装在Y轴支座上，所述Y轴支座安装在立柱支座上，所述立柱支座安装工作台上；

所述的X传动机构包括X轴控制电机、X轴滚珠丝杠、X轴导轨滑块以及两根X轴水平导轨，所述X轴控制电机安装在床身上，两根所述X轴水平导轨固定安装在所述床身上，所述X轴导轨滑块可滑动地安装在X轴水平导轨上，所述的X轴滚珠丝杠位于两根X轴水平导轨之间，所述X轴滚珠丝杠通过X轴丝杠支撑座固定安装在床身上，所述X轴控制电机的输出轴通过联轴器连接X轴滚珠丝杠，所述X轴滚珠丝杠通过X轴丝杠圆螺母与X轴丝杠螺母座连接，所述X轴导轨滑块和X轴丝杠螺母座固定安装在工作台的底部；

所述的Z轴传动机构包括Z轴控制电机、Z轴滚珠丝杠、Z轴导轨滑块以及两根Z轴垂直导轨，所述Z轴控制电机安装在Z轴支座上，两根所述Z轴垂直导轨固定安装在所述Z轴支座上，所述Z轴导轨滑块可滑动地安装在Z轴垂直导轨上，所述的Z轴滚珠丝杠位于两根Z轴垂直导轨之间，所述Z轴滚珠丝杠与Z轴丝杠圆螺母连接，所述Z轴控制电机的输出轴通过联轴器连接Z轴滚珠丝杠，所述Z轴导轨滑块和Z轴丝杠圆螺母座固定安装在抛光机的磨头部件上；

所述的Y轴传动机构包括Y轴控制电机、Y轴滚珠丝杠、Y轴导轨滑块以及两根Y轴导轨，所述Y轴控制电机安装在Y轴支座上，两根所述Y轴水平导轨固定安装在所述Y轴支座上，所述Y轴导轨滑块可滑动地安装在Y轴导轨上，所述的Y轴滚珠丝杠位于两根Y轴导轨之间，所述Y轴滚珠丝杠通过Y轴丝杠圆螺母和Y轴丝杠圆螺母座连接，所述Y轴控制电机的输出轴通过联轴器连接Y轴滚珠丝杠，所述Y轴导轨滑块和丝杠圆螺母座固定安装在Z轴支座上。

进一步，所述X轴控制电机、Y轴控制电机和Z轴控制电机均为步进电机。