一种大型球体抛光装置的制作方法

本发明涉及机加工技术领域，特别是一种大型球体抛光装置。

背景技术：

随着人们生活水平的提高，石球经常被用于各类园艺景观中，如风水球、假山或柱等。原生态的大型石球不好制造，重量大，为了减少重量，有的采用将实心球切割呈多部分，然后掏空，最后用特殊工艺将各部分粘连固定，形成球壳，最终经过抛光。除了石材，其他材质如不锈钢、各种合金等，这些大球制作采用冲压工艺，然后将多部分焊接固定，最后抛光。目前，抛光时多采用设备结合人力模式，具体的：将球体下端固定在设备的主轴上，主轴带动球体转动，然后人手持抛光盘在球面上移动，实现打磨。此中操作方式除了效率低下，还极其依赖于工人的操作水平，在球面容易形成纹理，而且如果控制不好，球面各部分的打磨程度出现差别，则导致球体就会变呈橄榄球状，严重影响加工效果，不美观，效率低下。最后但依然重要的是，由于球体下端是固定的，所以固定处的打磨量相对于其他部位较少，若想全面打磨，只能是再重新固定，然后打磨。

技术实现要素：

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供了一种大型球体抛光装置，有效的解决了现有技术中对于大型球体抛光打磨时，球面各处的抛光程度不均匀，球体易变形，需要多次重复固定，效率低下，人力劳动量大的问题。

其解决的技术方案是，包括机架，机架腔内下端有水平状且能主动转动的圆盘，圆盘四周圆周均布有多个拨动单元，机架内放置球体，多个拨动单元能带动球体在水平方向转动的同时也能在竖直方向上转动，机架上端有与球体同心的弧形板，弧形板上安装有抛光盘，弧形板左右两端与机架铰接，弧形板能前后摆动，弧形板前后摆动能带动抛光盘对球体抛光打磨；

所述的机架下侧板上有与转轴同轴且能主动转动的第一齿圈，所述的拨动单元包括矩形盒，矩形盒与圆盘固定，矩形盒内下端有第一蜗轮蜗杆机构，其中第一蜗杆靠近机架中心的一端上固定有与第一齿圈啮合的第一锥齿轮，第一蜗轮与矩形盒侧壁转动固定，矩形盒两侧有与第一蜗轮同轴固定的第二齿圈，矩形盒上端安装有第二蜗轮蜗杆机构，其中第二蜗杆与第一蜗杆呈空间垂直，第二蜗杆两端固定有与第二齿圈啮合的小齿轮，第二蜗轮与矩形盒转动固定，第二蜗轮两侧固定有与其同轴的小轮。

本发明结构巧妙，在不需要固定球体的情况下，能够实现球体表面的均匀打磨，球面各处的抛光程度保持一致，球体不易变形，打磨效率高，能够大大降低人力劳动，除此外，还能对球面局部进行打磨，适应性广。

附图说明

图1为本发明主视剖视图。

图2为本发明中拨动单元的主视剖视图。

图3为本发明中拨动单元的侧视剖视图。

图4为本发明中拨动单元的俯视剖视图。

图5为本发明中第三齿圈与传动齿轮之间传动关系示意图。

图6为本发明中弧形板及其上零部件结构图。

图7为本发明中第三齿圈的结构图。

图8为当加工下部为锥形的工艺品时，小轮、第二齿圈的状态示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式做出进一步详细说明。

由图1至图8给出，本发明包括机架1，机架1腔内下端有水平状且能主动转动的圆盘2，圆盘2四周圆周均布有多个拨动单元，机架1内放置球体3，多个拨动单元能带动球体3在水平方向转动的同时也能在竖直方向上转动，机架1上端有与球体3同心的弧形板4，弧形板4上安装有抛光盘5，弧形板4左右两端与机架1铰接，弧形板4能前后摆动，弧形板4前后摆动能带动抛光盘5对球体3抛光打磨；

所述的机架1下侧板上有与转轴同轴且能主动转动的第一齿圈6，所述的拨动单元包括矩形盒7，矩形盒7与圆盘2固定，矩形盒7内下端有第一蜗轮蜗杆机构，其中第一蜗杆9靠近机架1中心的一端上固定有与第一齿圈6啮合的第一锥齿轮10，第一蜗轮8与矩形盒7侧壁转动固定，矩形盒7两侧有与第一蜗轮8同轴固定的第二齿圈11，矩形盒7上端安装有第二蜗轮蜗杆机构，其中第二蜗杆13与第一蜗杆9呈空间垂直，第二蜗杆13两端固定有与第二齿圈11啮合的小齿轮14，第二蜗轮12与矩形盒7转动固定，第二蜗轮12两侧固定有与其同轴的小轮15。

为了实现弧形板4的前后摆动，所述的机架1腔内上端有能转动的第三齿圈16，第一蜗杆9远离机架1中心的一端上固定有与第三齿圈16啮合的第二锥齿轮，圆盘2转动经拨动单元带动其上第一锥齿轮10沿着第一齿圈6滚动，第一锥齿轮10经第一蜗杆9、第二锥齿轮带动第三齿圈16转动；弧形板4左右两端固定有传动齿轮17，第三齿圈16上端有多段与传动齿轮17啮合的齿牙，同一时间内只有一个传动齿轮17与其中一段齿牙啮合。

为了安装抛光盘5，所述的抛光盘5远离球体3的一侧上有方轴18，方轴18贯穿弧形板4且能在沿弧形板4径向滑动，方轴18远离弧形板4的一端上有环形凸起，环形凸起与弧形板4之间连接有拉簧。

为了实现圆盘2的主动转动，所述的圆盘2下端连接有第一电机19，第一电机19固定在机架1上。

为了实现第一齿圈6的主动转动，所述的机架1下侧板上有与第一齿圈6同轴的圆形凸起20，第一齿圈6套装在圆形凸起20上，第一齿圈6与圆形凸起20之间安装有轴承，第一齿圈6一侧啮合有大齿轮21，大齿轮21上连接有第二电机22，第二电机22固定在机架1上。

为了能使球体3同时有水平与竖直方向的转动，处于同一个拨动单元内的两个小轮15之间的距离等于两个第二齿圈11之间距离，小轮15与第二齿圈11的外缘面的截面均呈半圆形。

在实施中，要考虑到第一蜗杆9的旋向问题。拨动单元的个数为偶数，并且以圆盘2的其中一条直径为分界线，分界线一侧所有第二齿圈11对球体3合力所产生的扭矩与另一侧大小、方向均保持一致，才能保证球体3在上下方向上转动。

值得注意的是，第三齿圈16与机架1之间安装有轴承，第一蜗杆9、第二蜗杆13与矩形盒7之间安装有轴承，第二蜗杆13、第二蜗轮12与矩形盒7侧板之间安装有轴承，机架1下端有多个竖直的支撑杆；机架1可以用栅栏代替，方便清理灰尘及残渣；第一电机与第二电机均为带制动功能的伺服电机。

使用时，将球体3放置在机架1内，由于处于同一个拨动单元内的两个小轮15之间的距离等于两个第二齿圈11之间的距离，所以小轮15与第二齿圈11均能与球体3表面接触，此时启动第一电机19，第一电机19带动圆盘2转动，圆盘2带动四周多个拨动单元转动，拨动单元转动的同时带动其上的第一锥齿轮10沿着第一齿圈6滚动，第一锥齿轮10带动第一蜗杆9转动，第一蜗杆9带动第一蜗轮8转动，第一蜗轮8带动第二齿圈11转动，第二齿圈11带动小球在竖直方向上转动，第二齿圈11转动经小齿轮14带动第二蜗杆13转动，第二蜗杆13带动第二蜗轮12转动，第二蜗轮12转动带动其上的小轮15转动，小轮15转动使得球体3水平转动，与此同时，第一蜗杆9上的第二锥齿轮带动第三齿圈16转动，第三齿圈16转动时，弧形板4两端的传动齿轮17交替与第三齿圈16上端的齿牙啮合，实现了弧形板4的前后摆动，弧形板4前后摆动经方轴18带动抛光盘5在球体3表面上移动，实现抛光。

本发明的突出优点及显著进步：

1.本发明在不需要固定球体3的情况下，实现了对球体3的全方位打磨抛光，相对于现有的技术，对球体3表面的打磨更加均匀合理，尤其是对组装的球体3，在打磨中能保证球体3各个方向上受力均匀，有效防止球体3发生形变。

2.生产中，有的工艺品并不需要整体抛光，只需要对局部区域进行重点抛光即可，现有设备也能实现，但其抛光结果只能依靠工人的操作水平，也是很容易出现打磨不均匀的现象。本发明能实现对球面的局部打磨，具体过程：同时启动第一电机19与第二电机22，当圆盘2与第一齿圈6同速时，球体3只是在水平方向转动，第三齿圈16也在转动使得弧形板4前后摆动，实现了对球面局部打磨抛光。

3.抛光中，抛光盘5与球面的接触部位速度越快，其打磨效果越好。为了控制打磨效果，所述的第一电机19与第二电机22，能控制球体3的转动速度，进而实现了控制球面与抛光盘5接触部位的线速度，最终实现控制打磨效果。

4.生产中，经常会遇到下部是锥形，上部是球面的工艺品，本装置也能适用。具体的，将工艺品的锥面置于机架1内，如图8所示，此时由于只有小轮15子能与工艺品下部的锥面接触，第二齿圈11却不能，所以工艺品只有水平的转动，弧形板4前后摆动使得工艺品上端球面实现打磨抛光。当然对于球壳的一部分，可以制作专门的锥状模具，将部分球壳固定在模具上，然后将模具置于机架1内，最终实现部分球壳表面打磨抛光。

本发明结构巧妙，在不需要固定球体3的情况下，能够实现球体3表面的均匀打磨，球面各处的抛光程度保持一致，球体3不易变形，打磨效率高，能够大大降低人力劳动，除此外，还能对球面局部进行打磨，适应性广。