[实用新型]基于工具导向的磨粒流喷涌式抛光装置

说明书

技术领域

本实用新型属于模具抛光领域，具体涉及一种基于工具导向的磨粒流喷涌式抛光装置。

背景技术

随着用户对模具成型产品（如手机壳、车灯和家电外壳等）的表面质量要求越来越高，模具制造企业必须进一步提高模具型腔的表面质量以满足人们的需要，这是因为模具成型产品的表面质量主要取决于模具型腔的表面质量。提高模具型腔表面质量不仅使工件更美观，而且能够增强耐腐蚀性和耐磨性，使成型制品易于脱模，降低了由于局部过载而产生裂纹和脱落的危险等。模具型腔以自由曲面居多，为了获得镜面级模具型腔表面，后续的光整加工（主要是抛光）成为必不可少的重要工艺，目前模具自由曲面抛光主要由手工操作完成，不仅效率低（用时约占整个模具制造时间的40%-50%），劳动强度大，而且难于保证形面精度和稳定的抛光品质。鉴于手工抛光方式效率低、质量低和成本高等方面的缺点，研究针对模具自由曲面的高效、高表面质量自动化抛光方法及装置对于提高模具制造效率和质量具有重要的意义。

国内外研究人员研究了很多抛光方法和装置，如机械抛光方法及装置：主要采用抛光轮、抛光轴和抛光砂轮等进行抛光，磁流变抛光方法及装置：主要采用磁流变液流经模具曲面进行抛光，另外还有气囊抛光、超声抛光、超声波-电化学（电解）抛光、电化学（电解）抛光，电化学（电解）-机械复合抛光，磁力-电解机械复合抛光等。在这些方法及装置中，有的可用于模具自由曲面抛光，但也存在自动化程度低，需要人工辅助完成，效率低、劳动强度大、难于保证形面精度和稳定的抛光品质等缺陷；而另外一些方法及装置由于设备比较复杂、对环境有污染、液体流向不易控制等因素，都没有在模具自由曲面抛光中得到很好应用。

实用新型内容

本实用新型针对上述现有技术的不足，提供了一种自动化程度高、效率高、成本低的基于工具导向的磨粒流喷涌式抛光装置。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种基于工具导向的磨粒流喷涌式抛光装置，包括抛光导向工具、主轴机构和磨粒流机构；

所述抛光导向工具包括一顶端开口、底端呈半球形的空心管道，所述空心管道的底端设置有若干个均匀分布的微细槽；

所述主轴机构包括壳体，以及安装在壳体内的空心主轴、轴套、转子、定子和轴承；所述壳体与多轴联动数控机床相连，所述空心主轴与抛光导向工具的空心管道连通；所述轴套安装在空心主轴的外圆柱面中间部分，所述轴承安装在空心主轴的外圆柱面两端部分，所述转子安装在轴套上，所述定子安装在壳体上。

所述磨粒流机构包括箱体、搅拌器、磨屑吸附器、泵、单向调压阀、回收箱和连接管道；回收箱、箱体、泵和单向调压阀通过连接管道依次连通构成磨粒流流道；所述搅拌器和磨屑吸附器均设置在箱体内；所述磨粒流流道的末端与主轴机构的空心主轴连通。

本实用新型的优选设置为：主轴机构中的空心主轴与抛光导向工具中的空心管道通过螺栓连接。

本实用新型的优选设置为：空心主轴与空心管道的连接处设置有O型密封圈。

本实用新型的优选设置为：所述壳体的上下两端均设置有一端盖，所述端盖通过螺栓与壳体连接。

本实用新型的优选设置为：所述箱体呈圆台形结构。

本实用新型的优选设置为：所述搅拌器为四齿向上倾斜结构的搅拌器。

本实用新型的优选设置为：所述磨屑吸附器包括外壳，以及设置在外壳内的螺旋形线圈和铁芯。

本实用新型的优选设置为：所述箱体的底部设置有一堵头。

本实用新型所述的基于工具导向的磨粒流喷涌式抛光装置，在抛光过程中，磨粒流充满空心管道，并通过下端的微细槽喷涌而出，抛光导向工具随着空心主轴的旋转而高速旋转，带动从微细槽中喷涌而出的磨粒流沿着半球形表面切向运动，形成高速旋转的磨粒场，抛光导向工具半球形表面始终与被抛光模具自由曲面保持一定间距，磨粒场中的微细磨粒高速旋转撞击模具自由曲面上的微纳凸起，在微细磨粒的微力、微量磨削作用下，使模具自由曲面逐步光整，获得镜面级表面光洁度。

本实用新型所述的抛光导向工具不接触工件，磨粒流由抛光导向工具内部经过球头上的狭缝喷涌而出，通过磨粒流对模具自由曲面抛光，因为磨粒流抛光的仿型性能好，因而不受曲面曲率变化的影响。对于曲率变化较大的自由曲面，可以更换球头半径比较合适的抛光导向工具，磨粒流在导向工具的导向和旋转作用下，形成可控旋转磨粒场，通过控制主轴旋转速度、磨粒流压力、导向工具与被抛表面的间距和抛光时间等参数，可以获得不同的抛光质量和效率，具有结构简单，抛光自动化程度高，抛光质量高且稳定等优点。