一种研磨抛光机及其方法与流程

本发明属于精密加工研磨抛光领域，涉及一种研磨抛光机及其方法。

背景技术：

随着科学技术的进步，研磨抛光机在精密加工抛光领域扮演者越来越重要的角色。

抛光机是一种对产品表面进行研磨获取表面精度更高的产品的抛光设备。传统的研磨抛光机以机械抛光为主，由机架、机架上的抛光轮、抛光轮上的抛光织物及驱动抛光轮的驱动电机等组成，但是在加工过程中其表现出效率低下、加工精度、稳定性差等状况，很难达到所希望的高品质无划伤外观。现阶段市面上平面抛光机大致有摆臂式平面抛光机、砝码加压抛光机、行星式平面抛光机等，前者工件夹具有偏转力矩，采用气缸倾斜加压，在高速研磨时，易造成工件跑飞造成伤害；砝码加压抛光机适用于实验室精密加工；后者是目前应用最广泛的行星式平面抛光机，它可以完成对陶瓷、蓝宝石等材料的精密研磨加工，但是在加工大型工件方面仍有所欠缺。

查阅相关专利，公开号为cn103862355a的中国专利申请公开了一种抛光机，其整体采用龙门式结构，包括砂带机构、柔性磨头、直线轴、摆动轴和旋转轴，变频电机驱动砂带机构上砂带运动；公开号为cn205799205u的中国专利申请公开了一种抛光机，包括:壳体，研磨座，研磨座设置在壳体上，均压装置，均压装置包括至少四压头、驱动件和至少两从动件。

技术实现要素：

本发明提供了一种研磨抛光机，其技术方案如下：

一种研磨抛光机，包括底部研磨机构和顶部加压机构两部分，研磨机构由机架、电机、联轴器、固定支架、运动工作台、凸轮机构、研磨盘、悬臂梁、第一连杆、第三连杆、第二连杆构成；加压机构由施压顶针、固定卡针、旋转砝码架、砝码转动杆、螺旋砝码、夹具组成；

机架上固定了两个悬臂梁，每个悬臂梁上分别安装有一个加压机构，两个加压机构分别在夹具的左右两边施加压力，每个悬臂梁前端固定有两个伸出杆，伸出杆与旋转砝码架铰接，旋转砝码架一端有螺纹，两个螺旋砝码通过螺旋连接方式连接在旋转砝码架上，旋转砝码架上侧固定有砝码转动杆，转动砝码转动杆可以带动旋转砝码架旋转，悬臂梁前端有一个孔，孔中放置有一根施压顶针，旋转砝码架通过砝码转动杆放下时，将施压顶针往下顶住夹具，旋转砝码架通过砝码转动杆抬起时，悬臂梁孔中的弹簧将施压顶针顶起，螺旋砝码往前后两个方向旋可以改变旋转砝码架上的力矩，进而改变旋转砝码架对施压顶针的压力，从而控制加工载荷的变化，悬臂梁前端还固定有固定卡针用于卡住夹具；

电机通过固定支架固定在机架上，电机通过联轴器连接凸轮机构，电机转动带动凸轮机构转动，机架上平面安装有运动工作台，运动工作台可以在机架上平面做平面运动，运动工作台中间开孔，孔中设置凸轮机构，凸轮机构外侧曲线和运动工作台内孔曲线在凸轮机构旋转中间隔接触，凸轮机构转动带动运动工作台运动，运动工作台上侧安装了研磨盘，运动工作台内侧两边分别通过第一连杆、第二连杆连接机架，第三连杆则在第一连杆、第二连杆的铰链中间将两侧连杆连接起来，该连杆组用于限定运动工作台的运动范围。

夹具特征在于，夹具两侧分别有顶针孔和卡位孔，施压顶针顶在顶针孔中，实现给夹具施加压力，固定卡针卡在卡位孔中，限制了夹具的自由度，防止移动，夹具对工件的夹持可以是机械夹持也可以是粘结夹持。

底部研磨机构第一连杆、第三连杆、第二连杆、以及凸轮机构组成的机构限制运动工作台的转动范围；工作时电机通过联轴器提供动力源带动凸轮机构实现回转运动，凸轮机构带动运动工作台平面曲线运动，此时安装于运动工作台之上的研磨盘平面曲线运动完成对工件的研磨抛光工作；加压机构设于两侧悬臂梁上端满足对夹具的夹紧要求，在操作时将砝码转动杆旋转抬起，夹持工件后的夹具放在研磨盘上，施压顶针顶住夹具的顶针孔，固定卡针卡入夹具的卡位孔，限制夹具自由度，放下砝码转动杆，将螺旋砝码前后旋转，给定压力，完成加压工作。

所述的底部研磨机构中的运动工作台平面可以是正方形、长方形、圆、正五边形、正六边形、多边形等，中间的开孔可以是正方形，圆形，多边形，曲线形，多选段形中的一种。

顶部加压机构砝码可以前后移动改变力矩进而改变施压顶针对夹具的压力，以满足不同场合对加工载荷不同的要求。

底部研磨机构中的运动工作台(4)平面可以是正方形、长方形、圆形、正五边形、正六边形、多边形中的一种，中间的开孔可以是正方形，圆形，多边形，曲线形，多选段形中的一种。

本研磨抛光机独特的研磨连杆构件的设计使得工件在整个加工过程中更趋于平稳状态具有结构简单、研磨盘稳定性高、加工精度高、性能优良等特点。所使用的加压机构与回转机构能更好的精确地保持加工过程的稳定性与通过不断调整适应加工过程压力的不断变化。

附图说明

图1为研磨抛光机的结构示意图(立体图一)；

图2为研磨抛光机的结构示意图(立体图二)；

图3为研磨抛光机工件夹紧与整体示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。

如图1-3所示的一种研磨抛光机，主要包括研磨机构和加压机构两部分。研磨机构由机架1、电机2、联轴器16、固定支架3、运动工作台4、凸轮机构15、研磨盘5、悬臂梁11、第一连杆12、第三连杆13、第二连杆14构成；加压机构由施压顶针6、固定卡针7、旋转砝码架8、砝码转动杆9、螺旋砝码10、夹具17组成。

加压机构特征在于，机架1上固定了两个悬臂梁11，每个悬臂梁11分别安装了一个加压机构，两个加压机构分别在夹具的左右两边施加压力，每个悬臂梁11前端固定了两个伸出杆，伸出杆通过螺旋机构连接旋转砝码架8，旋转砝码架8一端有螺纹，两个螺旋砝码10通过螺旋连接方式连接在旋转砝码架8上，在旋转砝码架8上一端上侧固定有砝码转动杆9，转动砝码转动杆9可以带动旋转砝码架8旋转，悬臂梁11前端有一个孔，孔中放置了一根施压顶针6，旋转砝码架8通过砝码转动杆9放下时，将施压顶针6往下顶住夹具，旋转砝码架8通过砝码转动杆9抬起时，悬臂梁11孔中的弹簧将施压顶针6顶起，螺旋砝码10往前后两个方向旋可以改变旋转砝码架8上的力矩，进而改变旋转砝码架8对施压顶针6的压力，从而控制加工载荷的变化，悬臂梁11前端还固定了固定卡针7用于卡住夹具。

研磨机构特征在于，电机2通过固定支架3固定在机架1上，电机2通过联轴器16连接了凸轮机构15，电机2转动带动了凸轮机构15转动，机架上平面通过平面连接方式安装了运动工作台4，即运动工作台4可以在机架上平面平面运动，运动工作台4中间开孔，孔中配合了凸轮机构15，凸轮机构15外侧曲线和运动工作台4内孔曲线，旋转中在不同地方接触，凸轮机构15转动带动了运动工作台4，由于凸轮和运动工作台4中的凸轮配合孔可以任意形状，运动工作台4的平面运动方式也将随凸轮曲线发生变化，运动工作台4上侧安装了研磨盘5，进而研磨盘5的运动轨迹发生变化；运动工作台4内侧两边分别通过第一连杆12、第二连杆14连接了机架，第三连杆13则在第一连杆12、第二连杆14的铰链中间将两侧连杆连接起来，该连杆组可以限定运动工作台4的运动范围。

夹具17特征在于，夹具17两侧分别有顶针孔和卡位孔，施压顶针6顶在顶针孔中，实现给夹具施加压力，固定卡针7卡在卡位孔中，限制了夹具的自由度，防止移动，夹具对工件的夹持为机械夹持。

其中研磨机构中的运动工作台4平面可以是正方形、长方形、圆、正五边形、正六边形等，在本实施例中采取正方形平面运动工作台。

其具体操作步骤为：

1)操作时将夹持工件后的夹具放在研磨盘上，施压顶针6顶住夹具的顶针孔，固定卡针7卡入夹具的卡位孔，限制夹具自由度，放下砝码转动杆9，将螺旋砝码10前后旋转，给定压力，完成加压工作；

2)按下电源开关，电机2通过联轴器(16)提供动力源带动凸轮机构15做回转运动，凸轮机构(15)带动运动工作台(4)平面曲线运动，此时安装于运动工作台(4)之上的研磨盘5平面曲线运动完成对工件的研磨抛光工作。