一种螺旋复杂曲面粘弹性磨料流动抛光方法及装置制造方法
【专利摘要】一种螺旋复杂曲面粘弹性磨料流动抛光方法及装置，属于机械设备领域，包括被加工螺杆、磨料、密封箱、固定模具、间隙和螺杆驱动装置，所述的被加工螺杆一端与螺杆驱动装置连接，一端浸入磨料中，螺杆驱动装置安装在密封箱上部，固定模具通过支杆安装在密封箱内部，磨料为粘弹性磨料，固定模具为管状中空模具；当螺杆驱动装置带动被加工螺杆高速旋转时，磨料沿着螺旋面向上运动，同时磨料受到固定模具的约束挤压螺杆表面并对螺杆表面进行抛光，磨料到达固定模具顶端后流回密封箱，实现循环抛光。因此，本发明可以实现螺杆高效率、高质量和高一致性的抛光。
【专利说明】一种螺旋复杂曲面粘弹性磨料流动抛光方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种螺旋复杂曲面粘弹性磨料流动抛光方法及装置，属于机械设备领域。
【背景技术】
[0002]螺旋曲面是一种的复杂曲面，复杂曲面类零件加工设备的结构复杂、成本高，其表面抛光技术已成为精密加工领域的一大热点。其中，螺杆是一种典型的具有螺旋曲面的工件。近年来，螺杆在空压机、冷冻机、工业泵、塑料机械中的应用越来越广泛。螺杆是塑料机械的“心脏”部件，其质量的高低，直接影响到机器的寿命与成型制品的质量。怎样加工出高质量的螺杆，使其达到设计要求，成为国内外塑料机械制造业的一个重要课题。
[0003]目前塑料机械螺杆的典型工艺是:锻坯一车削一粗铣一热处理(淬火)一外圆磨削—数控螺杆磨削一抛光。其中，抛光工序是螺杆制造的最后一道工序，目的是实现降低螺杆表面粗糙度、减少螺旋表面加工缺陷和残余应力，保证螺杆表面质量达到设计和使用要求。由于螺杆表面质量的高低直接影响塑机的使用寿命与成型制品的质量，因此螺杆抛光工艺越来越受到生产厂家的重视。但是，螺杆螺旋曲面是一种典型的复杂曲面，很难实现加工过程的自动化。目前的中小型螺杆生产企业基本上都是采用砂带抛光和手工抛光的方式完成。其中，砂带抛光需要专用的机床，抛光过程中容易产生尘埃，并且砂带易损耗，加工成本高；手工抛光，劳动强度大，工作环境差，其加工质量直接受工人技术熟练程度的影响，工艺稳定性和一致性较差，难以满足精密塑料机械的使用要求。 [0004]随着螺杆产品性能要求的不断提高和市场竞争的日益激烈，要求生产企业淘汰中低档次、精度较差、产品附加值较低的产品，提升精深加工水平，更新工艺与装备，开发生产新的高附加值螺杆产品。
[0005]目前还没有针对螺旋复杂曲面的加工特点的抛光技术及装备。因此，迫切需要一种新的自动化抛光技术，以实现螺旋复杂曲面高效、高一致性、低成本的抛光。
【发明内容】
[0006]针对目前的螺旋复杂曲面抛光过程中抛光效果差、成本高的问题，本发明提出了一种加工能力强、效率高、成本低、高效环保的螺旋复杂曲面的抛光方法及
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[0007]一种螺旋复杂曲面粘弹性磨料流动抛光装置，包括被加工螺杆、磨料、密封箱、固定模具、间隙和螺杆驱动装置，所述的被加工螺杆一端与螺杆驱动装置连接，另一端浸入磨料中，螺杆驱动装置安装在密封箱上部，固定模具通过支杆安装在密封箱内部，磨料为粘弹性磨料，固定模具为管状中空模具。
[0008]所述的磨料由高粘度的溶液、混合液加入微细磨粒组成粘弹性磨料。
[0009]所述的固定模具长度大于被加工螺杆的螺旋面的长度，被加工螺杆的螺旋面部位置位于固定模具的中间位置。[0010]所述的固定模具与被加工螺杆之间有0.1-5mm的加工间隙。
[0011]所述固定模具下方中部设有滚动定位块，用于定位连接被加工螺杆。
[0012]高粘度的溶液、混合液可由聚氧化乙烯、硅油、NaOH等混合而成，亦可由航空煤油、硅胶、三乙醇胺等油脂组成。
[0013]微细磨料为以下一种或两种以上混合物:金刚石、立方氮化硼、碳化硅、氧化铝、氧化铈、氧化硅、氧化锆等。
[0014]加工时，被加工螺杆由螺杆驱动装置驱动高速旋转，当螺杆高速旋转时，磨料将顺着螺杆的螺旋沟槽朝上移动，被传动的磨料直接高速抛光被加工工件。为了使加工中的磨料能够不断循环动作与重复使用，因此将固定模具设计成一中空模具。实际进行抛光时，由于磨料封闭于本体内，所以不会有外泄，可不断重复循环使用，当螺杆高速旋转带动磨料螺旋运动时，磨料会一面挤压被加工的螺杆表面，一面进行高速螺旋转动，由于磨料是一种适合精微加工的粘弹性磨料，在磨料快速螺旋转动通过螺杆表面时，即会对螺杆表面进行极微量抛光；而通过螺杆的磨料，达到模具顶部后无法再向上攀升，便被随之而来的磨料推挤向侧边流动；当磨料远离转动中的螺杆，螺杆所提供的向上支撑力便大大降低，此时由于重力的影响而开始向下落，如此周期性的运动即完成循环利用的目的。螺旋抛光的运动行程较传统往复式磨料流动抛光的行程长，能使螺旋表面获得均匀的抛光作用。由于抛光装置内的磨料具有循环流动的功能，粘弹性磨料成本低且消耗量少，具有低成本、高效率、能去除毛边、变质层等功能，达到被加工件快速抛光的加工效果。
[0015]本发明的有益效果是:1.由于这种抛光加工过程与螺杆的工作过程类似，可使加工效果更加符合螺杆的工作需要，因此这种抛光方法可以实现螺旋表面这种复杂形面的抛光而无需复杂的高精度机床来保证成形运动。2.不需要高精度和高刚度的机床，没有传统精密设备的刚度、精度、振动或颤动等问题。磨料与工件表面之间并非刚性接触，所以即使有少数大磨粒存在或工件表面偶然出现不均匀硬质点，也不会因为切削力突然改变而划伤工件表面。3.粘弹性磨料具有粘度变化效果，极适合精抛，抛光压力分布均匀，所以工件不会变形与过量切削。4.螺旋式磨料流动抛光装置可架设于普通或数控机床(车床、铣床)上，互换性高，能达到全面自动化，节省设备投资，符合经济效益。5.磨料可重复使用且消耗量小、操作维修简便、成本低、生产率高。因此，该抛光技术具有很好的可实现性，可以实现螺杆高效率、高质量和高一致性的抛光。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明一种螺旋复杂曲面粘弹性磨料流动抛光装置的示意图；
图中:1、被加工螺杆2、磨料3、密封箱4、固定模具5、间隙6、螺杆驱动装置。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图进一步说明本发明。
[0018]一种螺旋复杂曲面粘弹性磨料流动抛光装置，包括被加工螺杆1、磨料2、密封箱
3、固定模具4、间隙5和螺杆驱动装置6，所述的被加工螺杆I 一端与螺杆驱动装置6连接，实现动力的传输，另一端浸入磨料2中，螺杆驱动装置6安装在密封箱3上部，固定模具4通过支杆安装在密封箱3内部，实现定位，磨料2为粘弹性磨料，固定模具4为管状中空模具，用于放置被加工螺杆I。
[0019]所述的磨料2由高粘度的溶液、混合液加入微细磨粒组成粘弹性磨料。
[0020]所述的固定模具4长度大于被加工螺杆I的螺旋面的长度，被加工螺杆的螺旋面部位置位于固定模具的中间位置。
[0021]所述的固定模具4与被加工螺杆I之间有5mm的加工间隙5，使得磨料2在其空间内流动。
[0022]所述固定模具4下方中部设有滚动定位块，用于定位连接被加工螺杆I。
[0023]高粘度的溶液由航空煤油、硅胶、三乙醇胺等油脂组成，微细磨料选用1200#、1500#、2000# 碳化硅。
[0024]当被加工螺杆I高速旋转带动磨料2螺旋运动时，磨料2受到固定模具4的约束，磨料2会一面挤压被加工螺杆I表面，一面进行高速螺旋转动，由于磨料2是一种适合精微加工的粘弹性磨料，在磨料2快速螺旋转动通过被加工螺杆I表面时，即会对被加工螺杆I表面进行极微量抛光。而通过被加工螺杆I的磨料2，达到固定模具4顶部后无法再向上攀升，便被随之而来的磨料2推挤向侧边流动；当磨料2远离转动中的被加工螺杆1，被加工螺杆I所提供的向上支撑力便大大降低，此时由于重力的影响而开始向下落，如此周期性的运动即完成循环利用的目的。实际进行抛光时，由于磨料2封闭于密封箱3内，所以不会有外泄，可不断重复循环使用。
[0025]本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
【权利要求】
1.一种螺旋复杂曲面粘弹性磨料流动抛光装置，其特征在于:包括被加工螺杆(I)、磨料(2)、密封箱(3)、固定模具(4)、间隙(5)和螺杆驱动装置(6)，所述的被加工螺杆(I) 一端与螺杆驱动装置(6)连接，另一端浸入磨料(2)中，螺杆驱动装置(6)安装在密封箱(3)上部，固定模具(4)通过支杆安装在密封箱(3)内部，磨料(2)为粘弹性磨料，固定模具(4)为管状中空模具。
2.如权利要求1所述的一种螺旋复杂曲面粘弹性磨料流动抛光装置，其特征在于:所述的磨料(2)由高粘度的溶液、混合液加入微细磨粒组成粘弹性磨料。
3.如权利要求1所述的一种螺旋复杂曲面粘弹性磨料流动抛光装置，其特征在于:所述的固定模具(4)长度大于被加工螺杆(I)的螺旋面的长度，被加工螺杆(I)的螺旋面部位置于固定模具(4)中间位置。
4.如权利要求1所述的一种螺旋复杂曲面粘弹性磨料流动抛光装置，其特征在于:所述的固定模具(4)与被加工螺杆(I)之间有0.l-5mm的加工间隙(5)。
5.如权利要求1所述的一种螺旋复杂曲面粘弹性磨料流动抛光装置，其特征在于:所述固定模具(4)下方中部设有滚动定位块，用于定位连接被加工螺杆(I)。
6.如权利要求1所述的一种螺旋复杂曲面粘弹性磨料流动抛光装置，其特征在于:当螺杆驱动装置(6)带动被加工螺杆(I)高速旋转时，磨料(2)沿着螺旋面向上运动，同时磨料(2)受到固定模具(4)的约束挤压并对螺杆表面进行抛光，磨料到达固定模具(4)顶端后流回密封箱(3 )，实现循环抛光。
【文档编号】B24B31/00GK104029109SQ201410233780
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2014年5月30日
【发明者】朱从容, 吕冰海, 董晨晨 申请人:浙江海洋学院