[发明专利]曲面精整加工装置

说明书

技术领域

曲面精整加工装置是用于加工三维曲面工件表面的设备，属于机械工程领域。

背景技术

目前，三维曲面工件的表面加工主要通过各种研磨机实现。由于三维曲面工件的表面起伏不平，传统的打磨方法往往采用手工操作，存在工件表面受力不均、打磨耗时耗力等缺点，导致打磨质量差、生产效率低、劳动强度大。

发明内容

本发明提供一种使用柔性轴与表面加工工具精整或光整工件三维表面的加工装置，其目的在于改变传统的通过刚性轴带动表面加工工具精整平面工件的加工方式，并为三维曲面工件的表面精整加工提供解决方案。

本发明的上述目的是这样实现的，结合附图说明如下：

一种曲面精整加工装置，包括柔性轴、柔性轴支撑机构、表面加工工具、支架、底座以及工作台，所述的柔性轴1至少一组，每组柔性轴1上装有多个表面加工工具3，柔性轴1通过多个柔性轴支撑机构2装在支架4上，柔性轴1的轴线随着待加工工件5的表面被动弯曲；所述的表面加工工具3由柔性轴1带动旋转，表面加工工具3由一个或多个为一组，在不同组表面加工工具3之间设置柔性轴支撑机构2，表面加工工具3为抛光轮研具，即砂轮、砂带、磨条、毛刷、钢丝刷或铣刀工具。

所述的柔性轴1由钢丝、软轴、钢丝绳、螺旋弹簧或聚氨酯橡胶等弹性元件中的一种或数种组成。

所述的柔性轴支撑机构2由气缸、液压缸或弹簧实现其伸缩功能。

所述的工作台7在驱动机构作用下带动待加工工件5前后移动或旋转。

所述的支架4可以带动柔性轴1及柔性轴支撑机构2前后移动。

当柔性轴支撑机构2采用弹簧结构时，将弹簧结构安装于活动梁9上，活动梁9可以沿支架4上下移动。

所述的柔性轴1由若干个刚性短轴10组成，相邻的刚性短轴10之间通过万向节连接，每个刚性短轴10上装有两个或多个表面加工工具3，并在每个刚性短轴10上分别设置支撑机构2，所述刚性短轴10的高度与摆角可以变化。

所述的柔性轴支撑机构2采用伺服控制，通过数控系统与检测机构实现闭环精整加工或超精加工。

本发明主要是把传统的刚性传动轴柔性化，以实现三维曲面工件的表面加工。加工工件时，电机带动柔性轴与表面加工工具旋转；柔性轴的轴线弯曲度由待加工工件表面形状决定；靠支架的前后移动或工作台的前后移动或旋转实现表面加工。待加工工件可以是机械零件或者模具，也可以是任何需要进行表面精整的三维曲面材料。这种技术与传统的表面加工技术相比，工件适应性广、加工过程连续、加工效率高、工件表面受力均匀且表面精度高，使生产成本大大降低。

附图说明

图1a是采用气缸或液压缸支撑柔性轴的曲面精整加工装置结构示意图，柔性轴上安装的表面加工工具为抛光轮，支架固定，工作台可平移；

图1b是图1a的A-A剖面示意图；

图2是采用气缸或液压缸支撑柔性轴的曲面精整加工装置结构示意图，支架固定，工作台可旋转；

图3是采用弹簧结构支撑柔性轴的曲面精整加工装置结构示意图，工作台固定，支架可平移，活动梁可上下移动；

图4是由若干个刚性短轴构成柔性轴的曲面精整加工装置局部结构示意图；

图5是一种手持式曲面精整加工装置的结构示意图，采用气缸作为柔性轴支撑机构，柔性轴由小型电机驱动旋转。

图中：1.柔性轴 2.柔性轴支撑机构 3.表面加工工具 4.支架 5.待加工工件 6.底座7.工作台 8.旋转驱动机构 9.活动梁 10.刚性短轴 11.小型电机 12.软轴固定座

具体实施方式

下面结合附图所示实施例进一步说明本发明的具体内容及其工作过程。

曲面精整加工装置由柔性轴、柔性轴支撑机构、表面加工工具、支架、底座以及工作台构成，所述的柔性轴由电机驱动旋转，柔性轴的轴线可以随着待加工工件表面被动弯曲。

所述的柔性轴由钢丝、软轴、钢丝绳、螺旋弹簧、聚氨酯橡胶等弹性元件中的一种或数种组成，也可由若干个刚性短轴组成，相邻的刚性短轴之间通过万向节连接，刚性短轴的高度与摆角可以变化。在所述的柔性轴或刚性短轴上设置若干个支撑机构，柔性轴与不同高度的待加工工件表面作用时，支撑机构产生相应的被动伸缩，从而促使柔性轴上的表面加工工具与待加工工件表面贴合。

所述的表面加工工具可以是抛光轮等研具，也可以是砂轮、砂带、磨条、毛刷、钢丝刷、铣刀等工具。