[实用新型]一种柔性可控环形气压砂轮光整工具

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种柔性可控环形气压砂轮光整工具，尤其涉及一种与机器人技术相结合，特别应用于小曲率、较大面积自由曲面，模具表面存在内倒角、凹槽等难加工曲面及激光强化表面，能有效改善抛光受力分布情况，提高抛光效率和质量的抛光工具。

背景技术

光整加工是指不切除或从工件上切除极薄材料层，以减小工件表面粗糙度为目的的加工方法，通常采用抛光或者研磨的方法。根据待加工工件尺寸、加工表面形状、加工表面特性和实际的加工需求，选取适当的方法和工艺极为重要，直接影响到模具的质量。随着工业的发展，模具行业也日新月异，光整加工难度也日益增加，而其中自由曲面占了绝大部分。同时，有些模具表面部分或者整体经过工艺处理，例如激光强化处理，使之具有很高的硬度和耐磨性。部分模具同一表面甚至呈现不同的特性，为光整加工带来了更大的挑战。

传统的抛光方法主要是利用弹簧或柔性抛光材料获得工具与抛光表面之间的柔性接触，大多采用游离磨料，因此，在光整加工的过程中，抛光在自由曲面加工中体现了极大的优势，主要表现在其柔性接触，使加工工具对自由曲面具有很高的适应性和仿形度。然而游离磨料固着力低，导致对加工表面的材料去除量较低，因而加工效率低。相反，传统的研磨方法则通过介于工件和硬质研具之间的磨料或研磨液的流动产生机械摩擦和化学作用去除微小加工余量，该方法大多采用固着磨粒，磨粒具有较高的固着力，加工效率明显提高。但由于工具的特点限制其无法广泛应用于自由曲面。两种光整加工的方法在应用上都有其优势和难以解决的不足。

发明内容

为了克服现有的抛光方法中磨粒固着力低、抛光效率不高，以及研磨方法中模具适应性、仿形度不高的缺点，本实用新型提供了一种磨粒固着力高、抛光效率高，以及模具适应性、仿形度高的柔性可控环形气压砂轮光整工具。

本实用新型的技术方案：

一种柔性可控环形气压砂轮光整工具，其特征在于：包括环状柔性气压砂轮、气控轴、旋转驱动装置，所述环状柔性气压砂轮是圆环中空结构，其包括弹性支架和连接在所述弹性支架上的磨抛层，所述环状柔性气压砂轮安装在砂轮支撑体上，并与砂轮支撑体形成一内腔；所述砂轮支撑体是圆盘结构，其径向开有与内腔连通的第一通孔，所述砂轮支撑体的中心与气控轴连接，所述气控轴与砂轮支撑体连接端开有深孔，所述深孔与第一通孔连通，所述深孔的另一端与将气体输送给气控轴的入气口相通；所述气控轴的另一端与旋转驱动装置连接。

进一步，所述砂轮支撑体的中心开有螺纹通孔，其与所述气控轴螺纹连接。

进一步，所述砂轮支撑体内开有多个第一通孔，所述第一通孔在所述螺纹通孔位置处开有圆形凹槽，所述圆形凹槽的宽度大于所述第一通孔的直径，所述气控轴在所述圆形凹槽处开有将第一通孔与深孔连通的第二通孔。

进一步，所述气控轴在所述深孔的另一端处开有第三通孔，所述第三通孔与入气口连通。

进一步，所述环状柔性气压砂轮是可更换模块，其通过砂轮卡箍安装在砂轮支撑体上。

进一步，所述环状柔性气压砂轮为球冠形或者多边形结构，所述磨抛层由催化磨粒和切削磨粒组成，所述弹性支架是由橡胶制成，所述磨抛层粘结在所述弹性支架上。

本实用新型的技术构思为：按抛光件尺寸和实际的抛光需求，在满足技术指标的前提下设计和制作环状柔性气压砂轮以及砂轮支撑体，用砂轮卡箍密封固定，并形成内腔。气控轴一端通过螺纹结构与砂轮支撑体连接，另一端与旋转驱动装置连接，带动环状柔性气压砂轮旋转。入气口与气压控制系统相连，将气体通过与入气口相连的气控轴深孔进入气控轴，再经由砂轮支撑体的第一通孔到达环状柔性气压砂轮与砂轮支撑体密封形成的内腔，从而根据待加工工件的表面特性和加工要求对环状柔性气压砂轮内部气压进行调节，提高或降低磨粒的固着力和环状柔性气压砂轮的硬度，提高光整加工的效率和质量。在光整加工过程中，由于磨粒为多层结构粘结于橡胶，随着外层磨粒与抛光件不同旋转方式的接触，会产生自砺效果，并最终耗尽或脱落，此时相对内层的磨粒又不断出现，从而实现一次性长时间、高效率抛光。