一种去除表面料纹的装置及精抛光方法与流程

本发明涉及不锈钢制造领域，特别涉及一种去除表面料纹的装置及精抛光方法。

背景技术：

在不锈钢制品的加工过程中，拉伸成型时会产生大量热量，由于散热不均或热量太集中，会引起工件表面开裂或堆积的现象，挤压成型容易形成拉伸料纹的表面特征，后工序中通常需要对工件内壁进行多次砂磨和抛光，对工件外壁则要进行多次砂磨和抛光，不仅造成大量粉尘污染空气，而且加工繁琐且周期长，成本较高，生产效率低，难以满足产品的性能要求和外观要求。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供了一种能同时消除内、外侧壁料纹的去除表面料纹的装置及精抛光方法。

本发明的技术方案如下：

一种去除表面料纹的装置，包括机床、机械手以及设置在机床尾座上的推料块，在所述机床的主轴上设有胀筒，在所述胀筒内设有连接着第七气缸的丝锥柱，在该胀筒与丝锥柱之间设有过渡斜段，在所述丝锥柱内穿设有顶料柱，所述顶料柱与第一气缸连接，所述第一气缸和第七气缸均固设在机床上；

在所述机床上对应胀筒位置处的一侧还设有底座，在所述底座上设有第二气缸，该底座的一侧设有第六气缸，在所述第二气缸的输出端设有托板，在所述托板上从右往左依次设有丝锥块、挤压块和研磨块，所述挤压块连接有弹簧，所述弹簧连接有第三气缸，所述第三气缸上设有连接板，所述连接板连接有固设在机床上的电机，所述研磨块连接有第四气缸；所述推料块连接有固设在尾座上的第五气缸，所述第六气缸的输出端与底座连接，所述机械手用于抱箍工件以便给机床送件，七个所述气缸均与plc控制器连接；在所述机床的滑轨上设有第一传感器，在所述推料块的对应侧设有第二传感器，在所述机械手上设有第三传感器，在托板上设有第四传感器，四个所述传感器均与plc控制器连接。

采用上述结构，机械手的设置，送件和取件的位置统一，用力适中，不易对工件外表产生二次损坏，操作稳定，设置第三传感器和第四传感器，在零件送件到位后，能帮助控制器启动加工；利用丝锥杆和丝锥块同时且分别对工件内、外侧壁整体进行沟槽，沟槽是对表层料纹结构的损坏，并把料纹分成一段一段的截断式结构，给抹平料纹突出位置增加了填充的空间，同时降低了料纹位置受挤压变形的阻力，提高了挤压块挤压抹平的效率；最后由研磨块抵接工件，结合胀筒在工件内侧的撑胀作用，对工件的内、外侧壁同时进行研磨，以达到对工件料纹处理的一致性，即，不论料纹是什么样式，工件内、外侧壁的整体都要由沟槽、挤压和研磨三个处理步骤进行加工；第一传感器和第二传感器的设置，在推料块和丝锥块移动到位后，为避免加工干涉，由控制器启动第六气缸带动底座移开，待加工完成后，第一气缸推动顶料柱，把工件从胀筒上推出，在工件脱离胀筒之前，由机械手抱箍，并随推料块的速率移动，最后从胀筒上取下工件，操作便捷，提高了去除料纹的效率，提高了外观合格率。

为了便于挤压和研磨，作为优选，所述丝锥柱的丝牙间距为0.3mm～0.8mm，每个丝牙的牙尖位置均为r0.1mm～0.5mm的圆角设置；所述丝锥块上的丝牙间距为0.3mm～0.8mm，每个丝牙的牙尖位置均为r0.1mm～0.5mm的圆角设置，该丝锥柱和丝锥块上的丝牙之间为对称设置。

为了便于调整丝锥块的加工位置，作为优选，在所述托板上对应丝锥块的位置处设有固定孔，在所述丝锥块上设有条形通槽，用螺栓穿设过条形通槽，螺栓的穿出端与固定孔螺接固定。

为了便于胀形固定，并便于受力挤压和研磨，作为优选，所述过渡斜段的长度为10mm，该过渡斜段与水平面之间的夹角为3°～5°。

为了简化结构，同时便于安装，作为优选，在所述托板上设有一段导轨，在所述第三气缸上设有向下穿设过托板的连接块，在所述连接块上对应导轨的位置处设有凹槽，该凹槽与导轨滑动连接；在所述连接块上转动设有连接板，该连接板的另一端与电机连接，在所述连接板上设有条形槽，在所述连接块上设有导向柱，所述导向柱穿设在条形槽内，在所述托板上对应连接板的位置处设有通槽；电机往复转动时，带动连接板往复转动，并使第三气缸在导轨上做轴向往复移动。

一种该装置去除表面料纹的精抛光方法，所述精抛光方法包括：

在控制器上，依据工件尺寸和加工要求，设置电机和七个气缸的对应加工参数，包括启动延时等，当机械手抱箍工件给机床送件时，使工件的中心与丝锥柱的轴向中心处于同一直线上，此时，第三传感器移动到第四传感器位置处并响应，由控制器启动第五气缸，第五气缸带动推料块顶着工件往机床主轴方向移动，使工件内侧壁与丝锥柱的外侧接触，与此同时，控制器启动第二气缸推动托板水平移向主轴方向，丝锥块也与工件外侧壁接触，由于丝锥柱和丝锥块上的丝牙之间为对称设置，随着主轴转动和推料块的继续推动，工件内、外侧壁同时被丝锥柱沟槽和丝锥块沟槽，且内、外沟槽结构一致，而料纹是沿工件的轴向方向形成，沟槽所形成的槽体则是沿工件壁螺旋排布，这样就将挤压加工形成的料纹被截成一段一段的样式；

随着推料块的继续推动，已沟槽的工件位置经过渡斜段，套在胀筒的外侧壁上，工件的内壁与胀筒的外侧壁贴合，此时，对应胀筒位置的挤压块，在第三气缸的推动下挤压贴合到工件外壁上，并由电机带动，在工件外侧壁上做轴向的往复移动，随着工件的旋转，料纹位置的凸起部分受挤压被抹平到沟槽或料纹的低端位置，已被截成一段一段的料纹之间，沟槽增大了填充空间，沟槽形成的间距使得受挤压变形的阻力减小，且是能被挤压传递的，加上弹簧的弹性作用，料纹的凸起部分被抹平，而较低位置也被填充，而第六气缸拉动底座向尾座方向移动；

接着，工件挤压后的位置移动到研磨块的位置，第四气缸推动研磨块直接对工件的外侧壁进行研磨，与此同时，工件的内侧壁在胀筒的贴合抵接下，借第四气缸的推动力，对工件的内侧壁也进行研磨处理；研磨完成后，第二气缸带动托板回位，第一气缸推动顶料柱，把工件从胀筒上推出，在工件脱离胀筒之前，由机械手抱箍，并随顶料柱的速率移动，最后从胀筒上取下工件，第七气缸推动丝锥柱回到初始位置，第六气缸推动底座回到初始位置；

在此过程中，当第二传感器移动到第一传感器位置时，此时的丝锥柱已收缩到胀筒内，推料块不再抵接工件，控制器启动第五气缸收回推料块，工件完全套在胀筒上，此时，由控制器7启动第六气缸拉动底座向尾座方向移动，持续对工件挤压和研磨。

为了利于沟槽对料纹的截断，作为优选，所述主轴的转速为800～1000r/min，所述第六气缸的移动速率为1～3mm/s，沟槽形成的所述槽体的槽深为0.3～0.5mm。

为了在较短周期抹平、修复沟槽槽体以及料纹，作为优选，所述挤压块的宽度为15～20mm，所述第三气缸的推力大小为1960n，所述电机的转动频率为2500～3000hz，在该电机的带动下，所述第三气缸往复移动的距离为10～15mm，

为了保证研磨效果，作为优选，所述第四气缸的推力为8200～9800n。

有益效果：本发明在挤压成型后，用丝锥柱和丝锥块加工沟槽划割料纹样式，利用胀筒和挤压块胀形挤压抹平沟槽的槽体，最后对抹平后的槽体位置再进行研磨，能去除不锈钢工件内、外壁全部的拉伸料纹，节能减排，精简了大部分内、外壁的砂磨工序，节约了近30％的加工成本，并提高内、外壁的外观以及粗糙度质量。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1中的a处放大图。

图3为第三气缸与电机的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

由图1、图2和图3所示，本发明由机床1、机械手6以及设置在机床1尾座上的推料块5等组成，在所述机床1的主轴上设有胀筒11，在所述胀筒11内设有连接着第七气缸27的丝锥柱12，在该胀筒11与丝锥柱12之间设有过渡斜段121，所述过渡斜段121的长度为10mm，该过渡斜段121与水平面之间的夹角为3°～5°，优选为3°；在所述丝锥柱12内穿设有顶料柱13，所述顶料柱13与第一气缸21连接，所述第一气缸21和第七气缸27均固设在机床1上。

在所述机床1上对应胀筒11位置处的一侧设有底座31，在所述底座31上设有第二气缸22，该底座31的一侧设有第六气缸26，在所述第二气缸22的输出端设有托板41，在所述托板41上从右往左依次设有丝锥块32、挤压块33和研磨块34，所述丝锥柱12的丝牙间距为0.3mm～0.8mm，优选为0.5mm，每个丝牙的牙尖位置均为r0.1mm～0.5mm的圆角设置，优选为r0.3mm；所述丝锥块32上的丝牙间距为0.3mm～0.8mm，优选为0.5mm，每个丝牙的牙尖位置均为r0.1mm～0.5mm的圆角设置，优选为r0.3mm，该丝锥柱12和丝锥块32上的丝牙之间为对称设置；在所述托板41上对应丝锥块32的位置处设有固定孔，在所述丝锥块12上设有条形通槽，用螺栓穿设过条形通槽，螺栓的穿出端与固定孔螺接固定。

所述挤压块33连接有弹簧8，所述弹簧8连接有第三气缸23，所述第三气缸23上设有连接板42，所述连接板42连接有固设在机床1上的电机43，在所述托板41上设有一段导轨411，在所述导轨411上设有连接块44，在所述连接块44上对应导轨411的位置处设有凹槽，该凹槽与导轨411滑动连接；在所述连接块44上转动设有连接板42，该连接板42的另一端与电机43连接，在所述连接板42上设有条形槽421，在所述连接块44上设有导向柱441，所述导向柱441穿设在条形槽421内，在所述托板41上对应连接板42的位置处设有通槽；电机43往复转动时，带动连接板42往复转动，并使连接块44在导轨411上做轴向往复移动。

所述研磨块34连接有第四气缸24；所述推料块5连接有固设在尾座上的第五气缸25，所述第六气缸26的输出端与底座31连接，所述机械手6用于抱箍工件以便给机床1送件，七个所述气缸均与plc控制器7连接；在所述机床1的滑轨上设有第一传感器71，在所述推料块5的对应侧设有第二传感器72，在所述机械手6上设有第三传感器73，在托板41上设有第四传感器74，四个所述传感器均与plc控制器7连接。

在工件拉伸成型，再挤压模挤压后，利用该装置去除表面料纹的精抛光，该精抛光方法包括：

机械手6抱箍工件给机床1送件，并使工件的中心与丝锥柱12的轴向中心处于同一直线上，此时，第三传感器73移动到第四传感器74位置处并响应，由控制器7启动第五气缸25，第五气缸25带动推料块5顶着工件往机床1主轴方向移动，使工件内侧壁与丝锥柱12的外侧接触，与此同时，丝锥块32也与工件外侧壁接触，随着主轴转动和推料块5的继续推动，工件内、外侧壁同时被丝锥柱12沟槽和丝锥块32沟槽，所述主轴的转速为800～1000r/min，优选为800r/min，所述第六气缸26的移动速率为1～3mm/s，优选为2mm/s，沟槽形成的所述槽体的槽深为0.3～0.5mm，优选为0.3mm；由于料纹是沿工件的轴向方向形成，沟槽所形成的槽体则是沿工件壁螺旋排布，这样就将挤压加工形成的料纹截成一段一段的样式。

随着推料块5的继续推动，丝锥柱12也由第七气缸27带动往胀筒11内移动，已沟槽的工件位置经过与水平面的夹角为3°的过渡斜段121，套在胀筒11的外侧壁上，工件的内壁与胀筒11的外侧壁贴合，此时，对应胀筒11位置的挤压块33，在第三气缸23的推动下挤压贴合到工件外壁上，并由电机43带动，在工件外侧壁上做轴向的往复移动，所述挤压块33的宽度为15～20mm，优选为20mm，所述第三气缸23的推力大小为1960n，所述电机43的转动频率为2500～3000hz，优选为2800hz，在该电机43的带动下，所述第三气缸23往复移动的距离为10～15mm，优选为15mm，随着工件的旋转，料纹位置的凸起部分受挤压被抹平到沟槽或料纹的低端位置，已被截成一段一段的料纹之间，沟槽增大了填充空间，沟槽形成的间距使得受挤压变形的阻力减小，且是能被挤压传递的，加上弹簧8的弹性作用，料纹的凸起部分被抹平，而较低位置也被填充，而第六气缸26拉动底座31向尾座方向移动。

接着，工件挤压后的位置移动到研磨块34的位置，第四气缸24推动研磨块34直接对工件的外侧壁进行研磨，所述第四气缸24的推力为8200～9800n，优选为9500n，与此同时，工件的内侧壁在胀筒11的贴合抵接下，借第四气缸24的推动力，对工件的内侧壁也进行研磨处理；研磨完成后，第二气缸22带动托板41回位，第一气缸21推动顶料柱13，把工件从胀筒11上推出，在工件脱离胀筒11之前，由机械手6抱箍，并随顶料柱13的速率移动，最后从胀筒11上取下工件，第七气缸27推动丝锥柱12回到初始位置，第六气缸27推动底座31回到初始位置。

在上述过程中，当第二传感器72移动到第一传感器71位置时，此时的丝锥柱12已收缩到胀筒11内，推料块5不再抵接工件，工件完全套在胀筒11上，控制器7启动第五气缸25收回推料块5，同时，控制器7还启动第六气缸26拉动底座31向尾座方向移动，持续对工件挤压和研磨。

本发明的使用方法如下：

如图1到图3所示，在工件拉伸成型，再挤压模挤压后，在控制器7上，依据工件尺寸和加工要求，设置电机43和七个气缸的对应加工参数，包括启动延时等；机械手6抱箍工件给机床1送件，并使工件的中心与丝锥柱12的轴向中心处于同一直线上，此时，第三传感器73移动到第四传感器74位置处并响应，由控制器7启动第五气缸25，第五气缸25推出推料块5，推料块5顶着工件往机床1主轴方向移动，并使工件内侧壁与丝锥柱12的外侧接触，与此同时，丝锥块32也与工件外侧壁接触，随着主轴转动和推料块5的继续推动，工件内、外侧壁同时被丝锥柱12沟槽和丝锥块32沟槽，所述主轴的转速为800r/min，所述第六气缸26的移动速率为2mm/s，沟槽形成的所述槽体的槽深为0.3mm；由于料纹是沿工件的轴向方向形成，沟槽所形成的槽体则是沿工件壁螺旋排布，这样就将挤压加工形成的料纹截成一段一段的样式。

随着推料块5的继续推动，已沟槽的工件位置经过与水平面夹角为3°的过渡斜段121，套在胀筒11的外侧壁上，工件的内壁与胀筒11的外侧壁贴合，此时，对应胀筒11位置的挤压块33，在第三气缸23的推动下挤压贴合到工件外壁上，并由控制器7带动电机43做往复转动，带动连接板42往复转动，导向柱441在条形槽421的作用下，由连接块44带动第三气缸23在导轨411上做轴向往复移动，所述挤压块33的宽度为20mm，所述第三气缸23的推力大小为1960n，所述电机43的转动频率为2800hz，在该电机43的带动下，所述第三气缸23往复移动的距离为15mm，随着工件的旋转，料纹位置的凸起部分受挤压被抹平到沟槽或料纹的低端位置，已被截成一段一段的料纹之间，沟槽增大了填充空间，沟槽形成的间距使得受挤压变形的阻力减小，且是能被挤压传递的，加上弹簧8的弹性作用，内、外侧壁料纹的凸起部分被抹平，而较低位置也被填充，而第六气缸26拉动底座31向尾座方向移动。

接着，工件挤压后的位置移动到研磨块34的位置，控制器7启动第四气缸24推动研磨块34直接对工件的外侧壁进行研磨，第四气缸24施加的推力为9500n，与此同时，工件的内侧壁在胀筒11的贴合抵接下，借第四气缸24的推力，对工件的内侧壁也同时进行研磨处理；研磨完成后，控制器7启动第一气缸21推动顶料柱13，把工件从胀筒11上推出，在工件脱离胀筒11之前，由机械手6抱箍，并随顶料柱13的速率移动，最后从胀筒11上取下工件，控制器7启动第七气缸27推动丝锥柱12回到初始位置，同时启动第六气缸27推动底座31回到初始位置，再由机械手6送件，如此反复。

在上述过程中，当第二传感器72移动到第一传感器71位置时，此时的丝锥柱12已收缩到胀筒11内，推料块5不再抵接工件，工件完全套在胀筒11上，此时，控制器7启动第五气缸25收回推料块5，控制器7同时还启动第六气缸26拉动底座31向尾座方向移动，持续对工件挤压和研磨，直到工件被研磨完毕。

在所述托板41上对应丝锥块32的位置处设有固定孔，在所述丝锥块12上设有条形通槽，用螺栓穿设过条形通槽，螺栓的穿出端与固定孔螺接固定，根据料纹的深浅状态，便于调整丝锥块32的位置，以便达到更好的去除料纹的精抛光效果。

本实施例中所列数据不具有唯一性，结合生产具体要求可以进行适配调节，本发明未描述部分与现有技术一致，在此不作赘述。

以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明的专利保护范围之内。