一种自动抛光机的制作方法

本发明属于机械加工技术领域，涉及一种抛光设备，具体涉及一种自动抛光机，尤其是一种能够实现异形管制轴件的粗磨、细磨和抛光的自动抛光机。

背景技术：

异形管制轴件是一种常用的零部件。为了保证其精度等，需要对异形管制轴件进行打磨抛光等。对于业界来说，异形管制轴件的打磨抛光，现有两种方法：一种是用手工打磨抛光。但是，这种方法完全依赖于操作工的手工技术水平来决定产品外形的打磨质量，对员工要求高，容易把产品异形部分磨塌，抛塌，无法控制品质，且生产效率不高，品质不稳定。另一种是直接用机器人打磨抛光。但是，这种方法完全靠机器人来仿人手的动作进行加工，工作效率低。另外，因产品外形是异形的，要保证产品打磨后的外观轮廓度，所以对机器人转背轴的控制精度要求比较高，单位加工成本比较高，不适合大批量生产。同时，对工作场地要求也比较高，还需要配套的冷却装置。

鉴于现有技术的上述缺陷，迫切需要一种新型的适于抛光打磨异形管制轴件的抛光机。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种自动抛光机，其能实现异形管制轴件的自动抛光，并能提高生产效率和产品品质直通率，降低损耗，降低工艺成本。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种自动抛光机，其包括机架，其特征是，所述机架上设置有工作台转盘模组机构，所述工作台转盘模组机构的工作台转盘上固定有四个均匀设置的治具系统，所述工作台转盘模组机构的工作台转盘的周围设置有三个分别用于粗磨、细磨和抛光的碟机抛光系统，其中，所述工作台转盘模组机构能够带动所述四个治具系统转动，所述治具系统用于固定产品和与所述产品的形状完全相同的仿形限位凸轮块并带动所述产品和所述仿形限位凸轮块转动，三个所述碟机抛光系统分别设置有一个磨盘和一个限位平块并能带动所述磨盘靠近所述产品以通过所述磨盘对所述产品进行粗磨、细磨和抛光，并通过所述限位平块与所述仿形限位凸轮块的接触实现所述产品的仿形加工。

进一步地，其中，所述治具系统包括实心导向板，所述实心导向板的上端设置有第一驱动气缸，所述第一驱动气缸的气缸杆与压头相连从而能够带动所述压头压着所述实心导向板中的竖向槽上下移动，所述实心导向板的下端设置有固定板，所述固定板上安装有夹具，所述夹具的上端夹持所述产品、下端夹持所述仿形限位凸轮块，所述夹具套设在芯轴上，所述芯轴用于将所述治具系统固定在所述工作台转盘上，所述夹具上还设置有第一伞齿轮，所述治具系统还包括固定在所述工作台转盘下侧上的动力框架，所述动力框架上设置有第二驱动气缸和第一驱动马达，所述第一驱动马达的输出轴上设置有第二伞齿轮，所述第二驱动气缸的气缸杆与所述第一驱动马达相连使所述第一驱动马达能够在所述第二驱动气缸的驱动下移动从而使所述第二伞齿轮与所述第一伞齿轮啮合或分离。

更进一步地，其中，所述碟机抛光系统包括底座，所述底座用于将所述碟机抛光系统固定在所述机架上，所述底座上设置有第三驱动气缸且所述底座的顶面上设置有两个滑槽，所述第三驱动气缸的气缸杆上连接有驱动板，所述限位平块设置在所述驱动板的前端并且所述驱动板与平板相连，所述平板的底面上设置有两个分别位于所述两个滑槽内的滑轨从而使所述平板能够在所述第三驱动气缸的驱动下滑动，所述平板的顶面上设置有第二驱动马达和磨盘支架，所述磨盘支架上设置有磨盘转轴，所述第二驱动马达的输出轴上设置有第一皮带轮，所述磨盘设置在所述磨盘转轴的一端，所述磨盘转轴的另一端设置有第二皮带轮，所述第一皮带轮与所述第二皮带轮通过第一皮带相连使所述磨盘能够在所述第二驱动马达的驱动下转动。

再进一步地，其中，所述工作台转盘模组机构包括第三驱动马达和第一驱动轴，所述第三驱动马达的输出轴上设置有第三皮带轮，所述第一驱动轴的一端设置有第四皮带轮，所述第三皮带轮与第四皮带轮通过第二皮带相连从而使所述第三驱动马达能够驱动所述第一驱动轴转动，所述第一驱动轴能够带动工作台转轴转动，所述工作台转盘固定在所述工作台转轴的上端上，并且所述工作台转盘上有四个均匀设置有安装孔，所述芯轴安装在所述安装孔中。

再更进一步地，其中，所述机架的底箱内设置有PLC控制系统，所述第一驱动气缸、第二驱动气缸、第三驱动气缸、第一驱动马达、第二驱动马达和第三驱动马达都与所述PLC控制系统相连。

此外，所述自动抛光机进一步包括设置在所述机架上方并罩住所述工作台转盘模组机构、治具系统和碟机抛光系统的机罩。

进一步地，其中，所述自动抛光机进一步包括设置在所述机罩上的PLC控制面板，所述PLC控制面板与所述PLC控制系统相连。

更进一步地，其中所述自动抛光机进一步包括设置在所述机罩上的报警装置，所述报警装置与所述PLC控制系统相连。

再进一步地，其中，每个所述碟机抛光系统上都设置有一个抛光冷却液喷射装置。

再更进一步地，其中，所述抛光冷却液喷射装置与所述PLC系统相连。

与现有的抛光方法相比，本发明的自动抛光机具有如下有益技术效果：

1、其能够实现异形管制轴件的仿形加工，从而保证异形管制轴件满足加工精度等要求。

2、其能够同时实现粗磨、细磨和抛光，提供了生产效率。

3、其提高了生产效率和产品品质直通率，降低了损耗，降低工艺成本。

4、其打磨抛光过程中始终有抛光冷却液喷出，全部采用湿抛工艺，对空气没有粉尘污染，可以达到环保要求。

附图说明

图1是本发明的自动抛光机的轴测图。

图2是本发明的自动抛光机去除掉机罩后的轴测图。

图3是本发明的工作台转盘模组机构的轴测图。

图4是本发明的工作台转盘模组机构的正视图。

图5是本发明的治具系统的一个正视图。其中，第一伞齿轮和第二伞齿轮处于分离状态。

图6是本发明的治具系统的另一正视图。其中，第一伞齿轮和第二伞齿轮处于啮合状态。

图7是本发明的碟机抛光系统的一个轴测图。

图8是本发明的碟机抛光系统的另一轴测图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，实施例的内容不作为对本发明的保护范围的限制。

为了能解决异形管制轴件打磨抛光中存在的上述技术问题，根据磨削原理，本发明设计了一种专用的自动抛光机。其设计原理是按以下要求展开的。

首先，要确保产品抛光后的外形能达到产品的外形轮毂精度要求。也就是说，成品尺寸要能够得到保证，所以要保证在打磨时磨削量是可以控制的。其次，还需要能利用此工艺消除在加工装夹、物料周转过程中对产品外观造成的刮碰伤缺陷。按以上两点要求，所设计的自动抛光机就必须要满足两点要求：1、采用硬接触的磨削加工（类似无心磨床）；2、磨削加工过程中必须可控且能根据产品的不规则外形做仿形运动，实现磨削量的精确控制。

为实现第一点要求，发明人利用传统碟机打磨工艺，将磨料装在高速转动的碟盘上形成磨盘，产品直接靠到磨盘的磨料上来实现磨削加工。

为实现第二点要求，需要解决磨盘或者产品能按产品的外形进行仿形进给，运动轨迹完全联动产品外形，所以，发明人设计了跟产品外形完全相同的仿形凸轮机构来控制。并且，需要实现产品在慢速回转磨削时，高速转动的磨盘能与产品外形相同的仿形凸轮的联动进给。

此外，考虑到磨削精度，发明人将打磨抛光过程分为粗磨、精磨和抛光三个工序。其中粗磨、精磨和抛光的联动方式完全相同，只是磨料和进给量不同而已。粗磨时用切削量比较粗的磨料，精磨则用比较精细的、外观效果能满足产品要求的磨料。另加上装卸料工位，所以设计成产品装夹在可以转动的工作台转盘上，分4个位置。

为此，如图2所示，本发明的自动抛光机包括机架1。所述机架1是整个机构的支撑部分，必须保证刚性和稳定性。

所述机架1上设置有工作台转盘模组机构5。所述工作台转盘模组机构5的工作台转盘5-7上固定有四个均匀设置的治具系统6。每个所述治具同6能够夹持一个产品A，这样，能够具有四个工位，分别为粗磨工位、精磨工位、抛光工位和装卸料工位。

所述工作台转盘模组机构5的工作台转盘5-7的周围设置有三个分别用于粗磨、细磨和抛光的碟机抛光系统7。三个所述碟机抛光系统7的结构完全相同，只是根据粗磨、精磨和抛光的需要不同，其上的磨盘7-8上的磨料的粗细不同。

其中，所述工作台转盘模组机构5能够带动所述四个治具系统6转动，从而将所述治具系统6上所夹持的产品A带动相应的工位。所述治具系统6用于固定产品A和与所述产品A的形状完全相同的仿形限位凸轮块6-8并带动所述产品A和所述仿形限位凸轮块6-8转动。三个所述碟机抛光系统7分别设置有一个磨盘7-8和一个限位平块7-7并能带动所述磨盘7-8靠近所述产品A以通过所述磨盘7-8对所述产品A进行粗磨、细磨和抛光。并且，通过所述限位平块7-7与所述仿形限位凸轮块6-8的接触实现所述产品A的仿形加工。

如图3和4所示，在本发明中，所述工作台转盘模组机构5包括第三驱动马达5-1和第一驱动轴5-5。所述第三驱动马达5-1和第一驱动轴5-5可以安装在安装板上。所述安装板可以安装在所述机架1上，从而将所述工作台转盘模组机构5安装在所述机架1上。

所述第三驱动马达5-1的输出轴上设置有第三皮带轮5-2。所述第一驱动轴5-5的一端设置有第四皮带轮5-4。所述第三皮带轮5-2与第四皮带轮5-4通过第二皮带5-3相连从而使所述第三驱动马达5-1能够驱动所述第一驱动轴5-5转动。

所述第一驱动轴5-5能够带动工作台转轴5-6转动。例如，所述第一驱动轴5-5的另一端安装有一个伞形齿轮，所述工作台转轴5-6的下端安装有一个与所述伞形齿轮相啮合的伞形齿轮。这样，通过伞形齿轮组的传动，使所述第一驱动轴5-5能够带动工作台转轴5-6转动。

所述工作台转盘5-7固定在所述工作台转轴5-6的上端上。所述工作台转盘5-7上有四个均匀设置有安装孔5-8。所述安装孔5-8用于安装所述治具系统6。这样，这样，所述工作台转轴5-6的转动能够带动所述工作台转盘5-7的转动，从而带动安装在所述工作台转盘5-7上的治具系统6转动。

如图5-6所示，在本发明中，所述治具系统6包括实心导向板6-1。所述实心导向板6-1的上端设置有第一驱动气缸6-2。所述第一驱动气缸6-2的气缸杆与压头6-3相连从而能够带动所述压头6-3压着所述实心导向板6-1中的竖向槽上下移动。

所述实心导向板6-1的下端设置有固定板6-4。所述固定板6-4上安装有夹具6-5。所述夹具6-5的上端夹持所述产品A、下端夹持所述仿形限位凸轮块6-8。所述夹具6-5套设在芯轴6-6上，使所述夹持6-5能在所述芯轴6-6内转动。通过将所述芯轴6-6安装在所述安装孔5-8中而将所述治具系统6固定在所述工作台转盘5-7上。所述夹具6-5上还设置有第一伞齿轮6-7。

在本发明中，由于所述产品A是空心轴件，所以利用所述治具系统将产品A安装在夹具6-5上，并确保产品在磨削时不会相对于所述夹具6-5转动。因产品A是套在夹具6-5上，夹具6-5是竖直立起来的，因产品A在与磨盘接触时磨盘会有推动力，易将夹具6-5推变形，所以夹具6-5两端必须进行固定。底部本身已固定在工作台转盘上了，现在只需要将顶部固定，因此我们设计了下压气缸（所述第一驱动气缸6-2），压住产品A。为确保刚性，采用了实心导向板6-1，其不容易变形。

所述治具系统6还包括固定在所述工作台转盘5-7下侧上的动力框架6-9。所述动力框架6-9上设置有第二驱动气缸6-10和第一驱动马达6-11。所述第一驱动马达6-11的输出轴上设置有第二伞齿轮6-12。所述第二驱动气缸6-10的气缸杆与所述第一驱动马达6-11相连，例如，所述第一驱动马达6-11的外壳上设置有推板，所述第二驱动气缸6-10的气缸杆与所述推板相连，使所述第一驱动马达6-11能够在所述第二驱动气缸6-10的驱动下移动从而使所述第二伞齿轮6-12与所述第一伞齿轮6-7啮合或分离。这样，能够实现是否通过所述第一驱动马达6-11带动所述产品A和所述仿形限位凸轮块6-8转动。

如图7-8所示，在本发明中，所述碟机抛光系统7包括底座7-1。所述底座7-1用于将所述碟机抛光系统7固定在所述机架1上。

所述底座7-1上设置有第三驱动气缸7-2且所述底座7-1的顶面上设置有两个滑槽7-3。所述第三驱动气缸7-2的气缸杆上连接有驱动板7-4。所述限位平块7-7设置在所述驱动板7-4的前端并且所述驱动板7-4与平板7-5相连。所述平板7-5的底面上设置有两个分别位于所述两个滑槽7-3内的滑轨7-6，从而使所述平板7-5能够在所述第三驱动气缸7-2的驱动下滑动。

所述平板7-5的顶面上设置有第二驱动马达7-9和磨盘支架7-11。所述磨盘支架7-11上设置有磨盘转轴7-12。所述第二驱动马达7-9的输出轴上设置有第一皮带轮7-10。所述磨盘7-8设置在所述磨盘转轴7-12的一端。所述磨盘转轴7-12的另一端设置有第二皮带轮7-13。所述第一皮带轮7-10与所述第二皮带轮7-13通过第一皮带相连使所述磨盘7-8能够在所述第二驱动马达7-9的驱动下转动。

因考虑到产品A装夹在工作台转盘5-7上按工位转动，要实现产品A按仿形限位凸轮块6-8往复运动比较困难，所以本发明利用高速转动的磨盘仿形进给来实现。也就是，带动磨盘7-8转动的第二驱动马达7-9与磨盘7-8安装在一个平板7-5上，组装成碟机机构。该碟机机构再整体安装在能往复运动的滑轨7-6上，碟机机构的进给与往复运动用第三驱动气缸7-2与限位平块7-7来推动，运动轨迹通过与产品A同步转动的仿形限位凸轮块6-8和限位平块7-7的接触来控制，也就是说产品A转到异形的地方，仿形限位凸轮块6-8就会推动所述限位平块7-7，所述限位平块7-7是与碟机机构固定了的，所以所述限位平块7-7就会推动碟机机构在滑槽7-3上滑动。

当然，为实现精确磨削，在本发明中，优选地，可以在碟机机构的平板7-5上增加微调机构。在实际磨削时，可以通过所述微调机构精确控制磨削量。

在本发明中，所述机架1的底箱内设置有PLC控制系统。所述第一驱动气缸6-2、第二驱动气缸6-10、第三驱动气缸7-2、第一驱动马达6-11、第二驱动马达7-9和第三驱动马达5-1都与所述PLC控制系统相连。通过所述PLC控制系统，实现自动进给、自动磨削。优选地，所述底箱采用8开门结构，四周都可以打开，方便调试与检修。

同时，如图1所示，在本发明中，优选地，所述自动抛光机进一步包括设置在所述机架1上方并罩住所述工作台转盘模组机构5、治具系统6和碟机抛光系统7的机罩2。所述机罩2用于防止磨削粉尘和冷却液抛光飞溅到机罩2外，起保护其它机构与防水作用。更优选地，在所述机罩2采用4边开门结构，方便调机与检修，并且整体全部密封，防止漏水。

此外，如图1所示，在本发明中，优选地，所述自动抛光机进一步包括设置在所述机罩2上的PLC控制面板3。所述PLC控制面板3与所述PLC控制系统相连。所述PLC控制面板3在所述机罩2的正面左上角，高度刚好控制在人适合操作的高度。加工启动按钮可以采用双按钮启动，防止单手操作失误。同时，在正面装夹位置，确保装夹完成后再启动工作台转盘。

而且，如图1所示，在本发明中，优选地，所述自动抛光机可以进一步包括设置在所述机罩2上的报警装置4。所述报警装置4与所述PLC控制系统相连。这样，在操作不当或者操作失误时，可以通过所述报警装置4报警。

最后，在本发明中，虽然在图中未示出，但是，每个所述碟机抛光系统7上都可以设置有一个抛光冷却液喷射装置。并且，所述抛光冷却液喷射装置可以与所述PLC系统相连。这样，在打磨抛光过程中，始终有抛光冷却液喷出，全部采用湿抛工艺，对空气没有粉尘污染。可以达到环保要求。

在使用本发明的自动抛光机时，先将产品A装到夹具6-5，然后产品A与夹具6-5一起装到工作台转盘5-7上。完成后，双手按下启动按钮，PLC控制系统启动，第三驱动马达5-1驱动工作台转盘5-7转动将装夹好产品A的治具系统6转到碟机抛光系统7的位置。所述治具系统6转动到位后，所述治具系统6启动，所述第一驱动气缸6-2下压，固定产品A，第二驱动气缸6-10启动，推动第一驱动马达6-11和第二伞齿轮6-12与夹具6-5上的第一伞齿轮6-7啮合。接着，所述第一驱动马达6-11启动，通过伞齿啮合，带动产品A旋转。同时，第三驱动气缸7-2启动，推动碟机系统，装有磨料的碟盘7-8靠近转动的产品A，同时碟机的限位平块7-7接触到仿形限位凸轮块6-8。产品A在转动到异形部分的时候，限位仿形凸轮6-8也转到异形部分，则仿形异形部分反过来克服第三驱动气缸7-2的压力，将碟机模组反向推动。这样通过第三驱动气缸13与限位平块的相互推动，使得磨盘7-8也一起根据产品A的异形面联动起来。达到了粗磨的目的。完成后，经PLC控制旋转到精磨工序，以上的动作同步循环一次。同时在装夹位装第二个产品。重复上述动作完成产品的自动打磨抛光工艺。

本发明的自动抛光机所能完成的以上工序与性能，在实际生产加工中已得到良好的验证，解决了产品的初始加工要求。按此设计，可以推广到所有异形管制件的外观处理。且自动化效率高，因在打磨抛光过程中，始终有抛光冷却液喷出，全部采用湿抛工艺，对空气没有粉尘污染。可以达到环保要求。

本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。