一种内部曲面抛光机器及其工作方法与流程

本发明属于表面处理领域，具体涉及一种内部曲面抛光机器及其工作方法。

背景技术：

抛光技术，又称镜面加工，是为了得到光亮表面而采用的加工工艺，其加工特点，是加工基本不改变工件形状，旨在提高表面粗糙度。抛光不仅增加工件的美观，而且能够改善材料表面的耐腐蚀性、耐磨性及其他特殊性能。在生活、生产中的各个领域都有广泛应用。抛光既可作为零件的最终工序，也可作为镀膜前的表面预处理工序。

传统的抛光设备，在传统的制造过程中，为了满足设备的升降精度需求和平面度的需求，常规的抛光机器的升降装置中用于固定升降电机、行程导轨或者丝杆的连接板（底板、固定座等）固定板大都采用整体加工，整板的加工，虽然升降精度和平面度得到了满足，但是加工成本较高，而且装配人员在安装连接板时需要浪费大量的劳动力，由于连接板是一个大的整体，然后重量很重，装配人员在安装时比较困难。

技术实现要素：

发明目的：提供一种内部曲面抛光机器及其工作方法及其工作方法，解决了现有技术存在的上述问题。

技术方案：一种内部曲面抛光机器，包括；

矩形基座，包括矩形基座本体，设置在所述矩形基座本体上面的工作台面，设置在所述矩形基座本体上面的上框架，以及设置在所述矩形基座本体内部的控制箱；

升降装置，包括两端同时设置在所述上框架上面的第一连接板、第二连接板和第三连接板，同时设置在第一、第二、第三连接板上面的调整垫块，固定安装在所述调整垫块上面的底支板，固定安装在所述底支板上面的第一导轨，滑动配合设置在所述第一导轨上面的第一滑块，设置在所述第一滑块上面的安装底板，设置在所述第一连接板上面的第一电机安装座，设置在所述电机安装座上面的伺服电机，设置在所述伺服电机一端的联轴器，同轴设置在所述连接器上面的丝杆，同轴设置在所述丝杆上面的连接轴，固定安装在所述连接轴端面的，并且顶面与所述安装底板连接的方板，以及设置在所述丝杆两端的支块和挡块；

弧面分度装置，包括设置在所述安装底板上面的用于左右运动的直线行走机构，设设置在所述直线行走机构上面的过渡板，固定安装在所述过渡板上面的电机安装座，固定安装在所述电机安装座上面的调速电机，同轴设置在所述调速电机转动端的偏心凸轮，固定安装在所述第二电机安装座底部的固定板，设置在所述固定板上面的导杆支架，固定安装所述导杆支架上面的第二导杆，设置在所述第二导杆上面的第二滑块，设置在所述第二滑块上面的长板，固定设置在所述长板两端的下方块，以及设置所述下方块上面的万向调节杆的压力传感器；

抛光组件，设置在所述万向调节杆的一端。

在进一步实例中，所述上框架呈矩形框架结构，包括设置在矩形基座本体侧面，且位于矩形结构长度方向的垫板、设置在所述垫板上面方管，以及两边同时连接着所述方管的，用于防护的防护件，所述防护件采用亚克力板，采用亚克力材料的防护板，能够方便工作人员实时检测工作状态，并且保护工作人员。

在进一步实例中，所述安装底板设呈凸型，所述安装底板中心位置设有矩形凹槽，所述矩形凹槽大小尺寸比方板顶部的尺寸大0.02~0.15mm，设计的矩形凹槽能够方便安装人员快速且简单的安装方板，且安装的位置精确，提高安装效率。

所述电机安装座的底部设有槽口，槽口能够快速的安装电机安装座，且槽口具有定位和限位的作用。

在进一步实例中，所述矩形基座本体呈中空结构，在所述矩形基座本体的内部设有用于旋转工件的旋转组件，能够合理的利用矩形基座的内部空间，减少空间的浪费。

在进一步实例中，所述弧面分度装置设有一端连接第二电机座，另一端连接第二滑块的弹性件；能够实现抛光组件来回往复运动。

偏心凸轮分为大轮和小轮，所述小轮的侧面设有锁紧孔，能够优化并且进一步将偏心凸轮固定住，防止调速电机转动产生偏心凸轮松动的出现。

在进一步实例中，所述万向调节杆，包括设置在下方块一端的齿轮轴，与所述齿轮轴啮合的内齿件，设置在所述内齿件上面的钢球、包裹所述钢球并与所述内齿件滑动配合的内衬件，转动包裹所述钢球和所述内衬件的转动轴；所述内衬件呈手镯状，并所述内衬件的轴向面设置了和所述钢球同等数量的腰形槽，能够实现抛光组件万向调节转动工作。

在进一步实例中，所述齿轮轴的一端有齿牙，另一端为螺纹，有所述齿牙的那一端轴向方向设有两个凹槽，顶端的凹槽设有垫片，另一个凹槽中设有卡簧，能够防止钢球和内齿件在运动中上下滑动，预防内衬件脱落的现象发生。

在进一步实例中，所述内齿件的轴向设有用于钢球滚动的弧形槽；能够给钢球一个限定的滑动轨迹。

转动轴的一端呈半球状，半球状的内部同样设有弧形槽，能够增加其万向调节杆的转动效率，转速更加顺畅。

在进一步实例中，一种内部曲面抛光机器的工作方法，包括如下步骤；

s1、将需要抛光的工件固定安装在旋转组件上;

s2、启动机器；

s3、旋转组件带动工件转动；

s4、同时升降装置中的伺服电机工作，带动丝杆旋转，且丝杆连接着连接轴，由于连接轴又连着方板，同时方板同时连接着连接轴和安装底板，所以丝杆旋转的同时带动着安装底板上面的弧面分度装置下降至预设的位置；

s5、弧面分度装置的调速电机启动；

s6、带动偏心凸轮来回螺旋运动工作，同时带动着抛光组件螺旋运功抛开工件内部的毛刺等；

s7、抛光组件螺旋工作的同时，同时升降装置向下运动至设定的位置；

s8、调速电机停止工作，然后升降装置带动抛光组件向上运动，至起点；

s9、旋转组件停止旋转，工件抛光结束。

有益效果：一种内部曲面抛光机器及其工作方法，通过将第一连接板、第二连接板和第三连接板分散加工，加工方便，且在装配人员在安装过程中比较轻便，节省力气，提高了装配效率，更是节省了加工成本，通过在所述第一连接板、第二连接板和第三连接板上面设置调整垫块，调整了整个升降的面的平面度，满足升降平面度的要求，进一步的节省了加工成本。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的右视图。

图3为本发明中升降装置的结构示意图。

图4为本发明中升降装置的结构示意图。

图5为本发明中升降装置的俯视图。

图6为本发明中升降装置的侧视图。

图7为本发明中弧面分度装置的结构示意图。

图8为本发明中弧面分度装置的结构示意图。

图9为本发明中弧面分度装置的截面图。

图10为本发明中安装底板的主视图。

图11为本发明中偏心凸轮的结构示意图。

图12为本发明中万向调节杆的爆炸图。

图中各附图标记为：矩形基座1、工作台面101、上框架2、垫板201、方管202、升降装置3、第一连接板301、调整垫块302、第二连接板303、第三连接板304、第一电机安装座305、伺服电机306、底支板307、支块308、第一导轨309、第一滑块310、方板311、连接轴312、挡块313、联轴器314、安装底板315、丝杆316、防护件4、旋转组件6、过渡板501、调速电机502、偏心凸轮503、第二电机安装座504、固定板505、长板506、下方块507、万向调节杆508、第二滑块509、第二导杆510、导杆支架511、弧面分度装置5、抛光组件7、矩形凹槽8、弹性件9、大轮10、小轮11、锁紧孔12、齿轮轴5081、内齿件5082、钢球5083、转动轴5080、腰型槽5085、齿牙5086、凹槽5087、垫片5088、卡簧5089、弧形槽5180、压力传感器512、控制箱14。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1至图12所示，一种内部曲面抛光机器，包括矩形基座1、升降装置3、弧面分度装置5和万向调节杆508等几部分。

如图1所示，矩形基座1，包括矩形基座1本体、工作台面101、上框架2和控制箱14；矩形基座1本体安置在地面上，工作台面101设置在所述矩形基座1本体的上面，上框架2安装在所述矩形基座1本体上面，控制箱14设置在所述矩形基座1本体的内部。为了合理的利用的矩形基座1的空间，矩形基座1为中空结构的设计，而且中空结构设计的矩形基座1具有收纳的价值，能够将控制柜收纳其中，不用单独的再单独的做一个控制柜，合理的利用了矩形基座1的空间，有节省了单独做控制箱14的费用。

在进一步实例中，上框架2呈矩形框架结构，为了方便装配人员将上框架2装配安装到矩形基座1本体的上面，上框架2包括，垫板201、防护件4和方管202；垫板201螺纹设置在所述矩形基座1本体的上面，且位于矩形结构长度方向，方管202安装在所述垫板201上面，防护件4设置在方管202上面，并且防护件4的两端同时分别连接在方管202上面。在安装上框架2前，装配人员现将多个方管202剪裁至设定尺寸，然后将每个方管202拼焊成一个矩形结构的框架，众所周知，如果将拼焊好的矩形框架直接拼焊安装在矩形基座1本体上面，在拼焊时，需要借助外力或者工装才能将由方管202拼焊成矩形框架，安装到矩形基座1本体上面，一旦拼焊完成，后面想要拆卸，非常困难。为了解决拆卸困难的问题，同时不借助外力和工装也可以完成装配工装，在方管202拼焊成的矩形结构的长度方向设置了垫板201，并且在垫板201的上面设置至少四个螺纹孔，通过螺栓将上框架2螺接在矩形基座1上面。

在进一步实例中，如果在上框架2的方管202上面直接打孔攻丝，也可以满足安装简单，拆卸方便的需求，但是方管202上面打孔，方管202的承载力大大下降，而且由于选用的方管202的是一个空心的结构无缝矩形方管202，在方管202上打孔攻丝，其有效的螺纹较少，在设备工作时，可能会产生振动，或者搬运时产生的振动，振动容易产生将方管202上面的螺纹产生滑丝，从而使得螺纹失效。容易造成机器在工作时，带动上框架2晃动的现象的发生，因此在垫板201固定在方管202上，并在垫板201上面打孔攻丝，为最优方案。同时为了方便观测机器工作的实时状态，也为了发生危险情况时增加操作人员的安全性能，在由方管202拼焊成的矩形框架上面安装了防护件4，为了监测的便利性和透明性、同时也为了安全性，防止在发生危险时防护件4四溅，给操作员造成危险，防护件4采用透明性和透光性较好的亚克力板，选用亚克力板作为防护件4，其亚克力板的抗冲击能力较强，和同等透光性和透明性较好的玻璃相比而言，亚克力板的抗冲击性能是玻璃的16倍，即使发生冲击，其压力板不会想玻璃一样四溅。

如图3至图6所述，升降装置3，包括第一连接板301、调整垫块302、第二连接板303、第三连接板304、第一电机安装座305、伺服电机306、底支板307、支块308、第一导轨309、第一滑块310、方板311、连接轴312、挡块313、联轴器314、矩形凹槽8、安装底板315和丝杆316;第一连接板301、第二连接板303和第三连接板304同时设置在上框架2上面，且所述第一连接板301、第二连接板303和第三连接板304每个板的间距等分布置在所述上框架2的上面，并且位于所述工作台面101的上方，位于操作面的对立的方向，调整垫块302分别同时安装在第一连接板301、第二连接板303和第三连接板304的上面，底支板307安装在所述调整垫块302的上面，第一导杆固定安装在所述底支板307的上面，且第一导杆分别安装在底支板307的两端，第一滑块310滑动配合设置在第一导杆上面，每个第一导杆上面滑动配合两个第一滑块310，安装底板315安装在所述第一滑块310上面，第一电机安装座305设置在所述第一连接板301的上面，同时第一电机安装座305位于安装底板315的端部，联轴器314安装在所述伺服电机306的一端，丝杆316同轴固定在所述联轴器314的另一端，连接轴312同轴设置在所述丝杆316的上面，方板311固定安装在所述连接轴312端面的，并且方板311的顶面与所述安装底板315相连接，支块308设置在是丝杆316的一端，挡块313设置在丝杆316的另一端，并且支块308位于第一连接板301的上方，挡块313位于第三连接板304的上方。且所述第一导杆的长度与底支板307的长度相同，同时第一连接板301的一面分别和调整垫块302的一面、第一导杆的端面和底支板307的一面同处于同一水平面，且第三连接板304的一面分别同时和调整垫块302的一面、第一导杆的端面和底支板307的一面也同处于同一水平面，两端对齐。

在进一步实例中，将第一连接板301、第二连接板303和第三连接板304分散加工，每个连接板独立加工方便，且在装配人员在安装过程中比较轻便，节省力气，提高了装配效率，更是节省了加工成本，通过在所述第一连接板301、第二连接板303和第三连接板304上面设置调整垫块302，由于方管202的出厂的一致性，有可能存在差异，在第一连接板301、第二连接板303和第三连接板304的上面设置调整垫块302，当某一点平面度不满足设计的平面度精度时，差多少尺寸安装多少尺寸的调整垫块302，这样既升降的面的平面度，满足升降平面度的要求，升降的精度得到满足。同时也节省了加工成本。

为了第一电机安装座305安装准确，第一电机安装座305的底部设有槽口，槽口能够快速的安装电机安装座，且槽口启动有定位和限位的作用，节省了装配人员划线定位安装的时间，人工划线定位，装配误差大，而且费时间。且槽口的设计安装定位更加准确，误差极小，快捷方便。

如图10所示，在进一步实例中，为了方便装配人员在装配安装底板315和方板311更加快速，提高装配效率，同时能够保证装配的精度符合设计要求，所述安装底板315设呈凸型，安装底板315中心位置设了矩形凹槽8，所述矩形凹槽8大小尺寸比方板311顶部的尺寸大0.02~0.15mm，装配时只需要将支板放置在矩形凹槽8中，然后加以固定即可。第一滑块310设置在所述第一导轨309上面，同时第一滑块310的一端与安装底板315设置在一起，为了安装定位准备，安装底板315设呈凸型的两边连接着第一滑块310，凸型的设计，及起到了限位作用，也方便装配安装，进一步的提高了装配效率。

在进一步实例中，当工作时，由于安装底板315分别和第一滑块310和支板固定在一起，且第一滑块310布置安装底板315的四边，支板位于安装底板315的中心位置，每个第一滑块310和支板都有一个面与安装底板315接触并固定在一起，多个面连接在一起，即结构牢靠，保证了运动时稳定性。

如图7至图9所示，弧面分度装置5，包括直线行走机构、过渡板501、调速电机502、偏心凸轮503、第二电机安装座504、固定板505、长板506、下方块507、万向调节杆508、第二滑块509、抛光组件7、弹性件9、第二导杆510和导杆支架511；其直线行走机构设置在所述安装底板315的上面可以左右运动，过渡板501设置在所述直线行走机构的上面，第二电机安装座504固定安装在所述过渡板501的上面，调速电机502固定安装在所述第二电机安装座504的上面，偏心凸轮503同轴设置在所述调速电机502的转动端，固定板505固定安装在所述第二电机安装座504的底部，导杆支架511设置在所述固定板505的上面，第二导杆510固定安装所述导杆支架511的上面，第二滑块509滑动配合设置在所述第二导杆510的上面，长板506设置在所述第二滑块509的上面，所述长板506的中间位置有一个凸台，长板506的凸台与偏心凸轮503轴向相互平行，下方块507固定设置在所述长板506的两端，万向调节杆508设置所述下方块507的上面，压力传感器512所述下方块507的上面，位于所述万向调节杆508的侧面，弹性件9的一端与第二电机安装座504连接，另一端连接着第二滑块509，抛光组件7设置在所述万向调节杆508的一端。

在进一步实例中，当调速电机502启动时，调速电机502带动着偏心凸轮503转动，由于偏心凸轮503设计成一个偏心结构，且偏心凸轮503分为大轮10和小轮11，小轮11的侧面设有锁紧孔12，并且所述小轮11的一端与所述调速电机502的转动端相连接，为了防止调速电机502转动产生偏心凸轮503松动的出现，设计的锁紧孔12进一步的锁紧了偏心凸轮503，运动时由于长板506的凸台与偏心凸轮503轴向相互平行，调速电机502转动一圈，由于偏心凸轮503的偏心设计，偏心凸轮503运转时运转一个椭圆形的轨迹，运转至偏心凸轮503的最大半径处，偏心凸轮503与长板506的凸轮相抵触，并且连接着长板506上面的零部件行走一个椭圆形的轨迹，同时由于弹性件9的一端与第二电机安装座504连接，另一端连接着第二滑块509，弹性件9完成来回将长板506上面的零部件回归到原点，能够实现抛光组件7来回往复运动。

在进一步实例中，在抛光时，同时在所述下方块507的设置了压力传感器512，实时工作，工作过程中，装在下方块507的力传感器感应抛光的压力，并将此压力信号经a/d转换器转换为离散信号，plc控制箱14读取该信号后，比较抛光的压力值与预设压力值，进行力补偿，从而实现被动力控实现了在抛光过程中工件与抛光组件7之间压力恒定且可控，适用范围更广且更加安全可靠。

如图12所示，万向调节杆508，包括齿轮轴5081、内齿件5082、钢球5083、转动轴5080、腰型槽5085、齿牙5086、凹槽5087、垫片5088、卡簧5089、弧形槽5180；其齿轮轴5081设置在下方块507的一端，内齿件5082与所述齿轮轴5081相互啮合，钢球5083设置在所述内齿件5082的上面，内衬件包裹所述钢球5083并与所述内齿件5082滑动配合，转动轴5080转动包裹所述钢球5083和内衬件；内衬件设计成呈手镯状，并所述内衬件的轴向面设置了和所述钢球5083同等数量的腰形槽；其齿轮轴5081的一端有齿牙5086，另一端为螺纹，所述齿牙5086的那一端轴向方向设有两个凹槽5087，顶端的凹槽5087设有垫片5088，另一个凹槽5087中设有卡簧5089。在工作时，齿轮轴5081与内衬件相互啮合，但是齿轮轴5081垂直于工作台面101的，齿轮轴5081上面的凹槽5087，一个凹槽5087安装了垫片5088，另一个安装了卡簧5089，且给内衬件限位，又防护了钢球5083和内齿件5082在运动中上下滑动，预防内衬件脱落的现象发生。转动轴5080的一端设计半球状，半球状的内部同样设有弧形槽5180，弧形槽5180和钢球5083滑动配合，钢球5083同时与弧形槽5180、内齿件5082、转动轴5080、腰型槽5085相互配合。转动轴5080的弧形槽5180与钢球5083形成一个球形结构，弧形槽5180作为一个路径，钢球5083在球形结构内部360转动，从而带动着转动轴5080万向转动，同时球形的结构转动转速更加顺畅。

在进一步实例中，在需要抛光的工件在成型时，由于压力、磨具磨损等外部因素容易造成产品表面出现如：毛刺、颗粒等，这些表面的缺陷是随机产生，当抛光机器的轨迹固定和压力固定的情况下，其磨抛力会随着工件表面的凹凸不平产生波动，无法满足产品表面打磨的均匀性要求。该机器与万向调节杆508进行连接，针对一些表面复杂的工件的抛光时，根据工件表面情况进行浮动，由于转动轴5080的弧形槽5180与钢球5083形成一个球形结构，弧形槽5180作为一个路径，钢球5083在球形结构内部360转动，从而带动着转动轴5080万向转动，当遇到毛刺或者颗粒时，抛光与工件之间磨抛力的恒定，从而实现工件磨削量的一致。同时压力传感器512实时感应抛光的压力，完成了同一工件不同位置不同打磨压力的调整，打磨效果大幅度提升，提升打磨效率。

在进一步实例中，一种内部曲面抛光机器的工作方法，包括如下步骤；将需要抛光的工件固定安装在旋转组件6上;启动机器；旋转组件6带动工件转动；同时升降装置3中的伺服电机306工作，带动丝杆316旋转，且丝杆316连接着连接轴312，由于连接轴312又连着方板311，同时方板311同时连接着连接轴312和安装底板315，所以丝杆316旋转的同时带动着安装底板315上面的弧面分度装置5下降至预设的位置；弧面分度装置5的调速电机502启动；带动偏心凸轮503来回螺旋运动工作，同时带动着抛光组件7螺旋运功抛开工件内部的毛刺等；抛光组件7螺旋工作的同时，同时升降装置3向下运动至设定的位置；调速电机502停止工作，然后升降装置3带动抛光组件7向上运动，至起点；旋转组件6停止旋转，工件抛光结束。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化。