用于机器人铸件打磨的砂轮的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及工业机器人铸件加工技术领域，特别地，涉及一种用于机器人铸件打磨的砂轮。
【背景技术】
[0002]铸件清理是铸件从铸型中取出后，清除掉本体以外的多余部分，并打磨精整铸件内外表面的过程。主要工作有清除型芯和芯铁，切除浇口、冒口、拉筋和增肉，清除铸件粘砂和表面异物，铲磨割筋、披缝和毛刺等凸出物。以及打磨和精整铸件表面等。在整个铸件清理过程中，铸件打磨是非常重要的一个环节。目前，铸件打磨仍然主要由人工完成。由铸件打磨工人手持电动或气动打磨工具去除铸件表面多余材料，利用人手臂的灵活性适应不同打磨特征，弥补了工具种类的不足。但是人工打磨加工效率低，长期投入成本较高，工人劳动强度大，工作环境相当恶劣。
[0003]现在已经局部应用工业机器人实现铸件打磨的自动化、流水线化。工业机器人铸件自动化打磨的优点有:①作业效率高、标准化，不会产生遗漏；②减少用工，改善作业环境；③柔性化，更换工装或打磨工具后可适应不同类产品；④适合大批量生产。由于现有技术的不足，机器人铸件自动化打磨仍有以下缺点:①打磨表面质量没有人好，可能需要人工补充辅助打磨对铸件重复性、变形量、飞边的要求高；③不适合小批量生产；@打磨工具须根据不同类产品专门设计。
[0004]铸件产品本身面型较复杂，需去除的残余千差万别，加工过程是非连续加工，工业机器人是非智能化的加工，不能像工人一样针对每一残余做出对应的判断，而是程式化的加工，这就要求打磨用砂轮要有较高的性能，来适应铸件打磨的各种工况，又要适应机器人的工作模式。
【发明内容】
[0005]本发明提供了一种用于机器人铸件打磨的砂轮，以解决现有人工打磨加工效率低，长期投入成本较高，工人劳动强度大，工作环境相当恶劣；现有工业机器人打磨加工采用原有砂轮无法适应于铸件产品表面的复杂面型加工要求的技术问题。
[0006]本发明提供一种用于机器人铸件打磨的砂轮，包括用于单面打磨加工的主工作面以及用于转角磨削的磨削外缘，主工作面包括处于主工作面边缘并沿主工作面周向布置用于铸件复杂型面打磨加工的边缘凸起部以及处于主工作面中部用于防止铸件复杂型面打磨过程中构成阻碍的凹陷部，边缘凸起部的表面设置为沿砂轮径向分布的至少一个用于适应复杂型面表面打磨的弧形打磨面；边缘凸起部与磨削外缘之间设为向砂轮基体外凸出并用于防止打磨干涉的第一弧形过渡面，边缘凸起部与凹陷部之间设为向砂轮基体内凹陷并用于防止打磨干涉的第二弧形过渡面。
[0007]进一步地，第一弧形过渡面的弧形半径r设置为3mm-7mm，以避免尖锐碰撞、降低接触应力，并可便于对第一弧形过渡面及周边表面均匀上沙，避免无磨粒或少磨粒的现象。
[0008]进一步地，第二弧形过渡面的弧角α为130° -160°，以转移在中砂轮打磨过程中出现退让现象时残余的冲击力，消除残余冲击力对砂轮表面结构造成的损害。
[0009]进一步地，弧形打磨面设有多个，相邻弧形打磨面之间采用弧形过渡。
[0010]进一步地，弧形打磨面的弧形半径R为10mm-30mm，以避免与铸件尖锐部位进行直接接触，从而降低冲击荷载以及保护主工作面的表面结构。
[0011]进一步地，边缘凸起部的凸起高度为L2，边缘凸起部的凸起顶点至边缘凸起部边缘的垂直距离为L3，L2与L3的比值即锥度为1:3-1:5，L2的取值范围为3mm-7mm，以减小砂轮的径向压力及提高砂轮的进给速度，避免与铸件的相互冲击，从而减少砂轮打磨过程中的振动。
[0012]进一步地，砂轮上主工作面的对应面为副工作面，主工作面、磨削外缘以及副工作面上镀有镀层，镀层厚度t大于或等于1mm，镀层的磨料粒度为50#-80#。
[0013]进一步地，镀层覆盖于第一弧形过渡面、边缘凸起部、第二弧形过渡面、磨削外缘以及副工作面的外周边缘。
[0014]进一步地，副工作面上沿砂轮径向的镀层宽度小于主工作面上沿砂轮径向的镀层宽度；副工作面上镀层宽度L1为7mm-13mm0
[0015]进一步地，砂轮中部开设有安装孔，安装孔的孔径为D1，砂轮的基体直径D2为5倍-10倍D1 ;砂轮的基体厚度Η为0.1倍-0.2倍D2 ;砂轮的基体直径D2与凹陷部直径D3之比为5:4 ;凹陷部的凹陷深度h为0.2倍-0.3倍Η ;磨削外缘的圆角半径为(H-L2-5)/2。
[0016]本发明具有以下有益效果:
[0017]本发明用于机器人铸件打磨的砂轮，采用边缘凸起部和磨削外缘作为打磨加工的主体，边缘凸起部采用弧型打磨面，可适应于铸件打磨过程中的各种型面，既能加工平面也可以加工曲面。通过在边缘凸起部的边缘设置第一弧形过渡面和第二弧形过渡面，可以减免铸件打磨过程中的干涉，从而减少相互冲击力，抗冲击性能好，适合铸件打磨过程中的非连续加工。适用于复杂工况既能加工飞边、披缝等薄壁特征又可以加工冒口、浇口等实体，可以提高加工效率，使用寿命亦可增长。
[0018]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
【附图说明】
[0019]构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0020]图1是本发明优选实施例的用于机器人铸件打磨的砂轮的剖面结构示意图；
[0021]图2是本发明优选实施例的用于机器人铸件打磨的砂轮的局部剖面结构示意图之一;
[0022]图3是本发明优选实施例的用于机器人铸件打磨的砂轮的局部剖面结构示意图之二。
[0023]图例说明:
[0024]1、主工作面；101、边缘凸起部；102、凹陷部；1021、弧形打磨面；2、磨削外缘；3、第一弧形过渡面；4、第二弧形过渡面；5、镀层；6、副工作面；7、安装孔。
【具体实施方式】
[0025]以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0026]图1是本发明优选实施例的用于机器人铸件打磨的砂轮的剖面结构示意图；图2是本发明优选实施例的用于机器人铸件打磨的砂轮的局部剖面结构示意图之一；图3是本发明优选实施例的用于机器人铸件打磨的砂轮的局部剖面结构示意图之二。
[0027]如图1所示，本实施例的用于机器人铸件打磨的砂轮，包括用于单面打磨加工的主工作面1以及用于转角磨削的磨削外缘2，主工作面1包括处于主工作面1边缘并沿主工作面1周向布置用于铸件复杂型面打磨加工的边缘凸起部101以及处于主工作面1中部用于防止铸件复杂型面打磨过程中构成阻碍的凹陷部102，边缘凸起部101的表面设置为沿砂轮径向分布的至少一个用于适应复杂型面表面打磨的弧形打磨面1021 ;边缘凸起部101与磨削外缘2之间设为向砂轮基体外凸出并用于防止打磨干涉的第一弧形过渡面3，边缘凸起部101与凹陷部102之间设为向砂轮基体内凹陷并用于防止打磨干涉的第二弧形过渡面4。本发明用于机器人铸件打磨的砂轮，采用边缘凸起部101和磨削外缘2作为打磨加工的主体，边缘凸起部101采用弧型打磨面，可适应于铸件打磨过程中的各种型面，既能加工平面也可以加工曲面。通过在边缘凸起部101的边缘设置第一弧形过渡面3和第二弧形过渡面4，可以减免铸件打磨过程中的干涉，从而减少相互冲击力，抗冲击性能好，适合铸件打磨过程中的非连续加工。适用于复杂工况既能加工飞边、披缝等薄壁特征又可以加工冒口、浇口等实体，可以提高加工效率，使用寿命亦可增长。
[0028]如图1、图2和图3所示，本实施例中，第一弧形过渡面3的弧形半径r设置为3_-7_，以避免尖锐碰撞、降低接触应力，并可便于对第一弧形过渡面3及周边表面均匀上沙，避免无磨粒或少磨粒的现象。
[0029]如图1、图2和图3所示，本实施例中，第二弧形过渡面4的弧角α为130° -160°，以转移在中砂轮打磨过程中出现退让现象时残余的冲击力，消除残余冲击力对砂轮表面结构造成的损害。
[0030]如图1、图2和图3所示，本实施例中，弧形打磨面1021设有多个，相邻弧形打磨面1021之间采用弧形过渡。
[0031]如图1、图2和图3所示，本实施例中，弧形打磨面1021的弧形半径R为10mm-30mm,以避免与铸件尖锐部位进行直接接触，从而降低冲击荷载以及保护主工作面1的表面结构。
[0032]如图1、图2和图3所示，本实施例中，边缘凸起部101的凸起高度为L2。边缘凸起部101的凸起顶点至边缘凸起部101边缘的垂直距离为L3。L2与L3的比值即锥度为1:3-1:5。L2的取值范围为3mm-7mm。以减小砂轮的径向压力及提高砂轮的进给速度，避免与铸件的相互冲击，从而减少砂轮打磨过程中的振动。
[0033]如图1、图2和图3所示，本实施例中，砂轮上主工作面1的对应面为副工作面6。主工作面1、磨削外缘2以及副工作面6上镀有镀层5。镀层5厚度t大于或