一种隔振弹簧的专用强化研磨设备及研磨方法

1.本发明涉及一种研磨设备，具体涉及一种隔振弹簧的专用强化研磨设备及研磨方法。


背景技术：

2.隔振弹簧的适用范围广，安装方便，并且具有良好的隔振和减振效果；同时，隔振弹簧具有良好的机械性能，耐受油、水等侵蚀，不受温度变化影响等。强化研磨机，是一种某零部件进行性能优化和增强的设备，经过研磨后的零件能够进一步提升零部件的性能，从而提高零部件的使用效果和寿命。现有技术中，缺少针对隔振弹簧进行强化研磨的机器，因此有必要提出一种隔振弹簧的专用强化研磨设备。


技术实现要素：

3.本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种隔振弹簧的专用强化研磨设备，该设备实现隔振弹簧的研磨强化加工，进一步提高隔振弹簧的性能。
4.本发明的另一目的在于提供一种隔振弹簧的专用强化研磨方法。
5.本发明的目的通过以下技术方案实现：
6.一种隔振弹簧的专用强化研磨设备，包括外箱、滚筒以及驱动滚筒旋转的研磨驱动机构，所述滚筒转动连接在所述外箱上，所述滚筒上设有用于隔振弹簧进出滚筒的取放口，所述取放口上设有可拆卸连接在滚筒上的取放板；其特征在于，所述滚筒内设有用于装夹隔振弹簧的夹紧机构，该夹紧机构包括固定锁紧卡盘、移动锁紧卡盘以及驱动所述移动锁紧卡盘移动的伸缩驱动机构，所述固定锁紧卡盘固定连接在所述滚筒中，所述移动锁紧卡盘与所述固定锁紧卡盘相对设置且滑动设置在所述滚筒中，在所述伸缩驱动机构的驱动下，所述移动锁紧卡盘沿着滚筒的轴向方向靠近或远离所述固定锁紧卡盘；还包括用于驱动所述外箱摆动的摆动驱动机构，在摆动驱动机构的驱动下，所述外箱及所述滚筒绕着所述外箱的横向轴摆动，所述横向轴与所述滚筒的轴线相互垂直。
7.上述隔振弹簧的专用强化研磨设备的工作原理是：
8.首先，打开取放板，将待研磨的隔振弹簧放进滚筒中，并通过伸缩驱动机构驱动所述移动锁紧卡盘，调整移动锁紧卡盘与固定锁紧卡盘之间的距离，从而使得所述固定锁紧卡盘和移动锁紧卡盘将隔振弹簧的两端夹住锁紧；接着，向滚筒内加入对应的研磨料，随后装上所述取放板；紧接着，在研磨驱动机构的驱动下，所述滚筒旋转，在旋转过程中，被夹紧在固定锁紧卡盘和移动锁紧卡盘上的隔振弹簧一起转动，滚筒内的研磨料通过摩擦或砸或其他方式对隔振弹簧进行研磨强化加工；与此同时，在研磨过程中，所述伸缩驱动机构驱动所述移动锁紧卡盘往复移动，从而对隔振弹簧进行在一定长度范围内的拉伸和收缩，实现对隔振弹簧的全方位和精细化的研磨强化处理；所述摆动驱动机构驱动所述外箱前后摆动，使得滚筒内的研磨料具有轴向加速度，并且使得研磨料能够从不同角度与隔振弹簧发生碰撞，进行研磨强化，进一步提高研磨质量，有利于提高隔振弹簧的使用寿命、可靠性以
及其他机械性能。
9.本发明的一个优选方案，所述外箱的底部设有支撑底座，该支撑底座固定设置在机架上，所述外箱底部与所述支撑底座转动连接，所述外箱底部与支撑底座的转动连接处构成所述横向轴。
10.本发明的一个优选方案，所述外箱与机架之间设有摆动导向机构，该摆动导向机构包括竖向延伸设置的导轨以及滑块，所述滑块匹配设置在所述导轨上，所述滑块与外箱转动连接。
11.优选地，所述摆动导向机构设有四组，该四组摆动导向机构与所述外箱的底部的拐角一一对应设置。
12.优选地，位于同一侧的两组摆动导向机构之间均设有联动组件，该联动组件包括支撑杆以及联动摆杆，所述支撑杆设置在位于同一侧的两组摆动导向机构之间，所述联动摆杆的两端分别与两组摆动导向机构的滑块转动连接，且联动摆杆的中部与所述支撑杆转动连接。
13.优选地，所述摆动驱动机构包括转盘、驱动转盘转动的摆动动力源以及驱动连杆，所述驱动连杆的一端与所述滑块转动连接，驱动连杆的另一端与所述转盘转动连接，且所述驱动连杆与转盘的转动连接点与转盘的圆心偏心设置。
14.优选地，所述转盘上设有连接轴，所述驱动连杆的端部与所述连接轴转动连接；所述转盘上设有多个用于安装连接轴的安装孔，该多个安装孔沿径向方向排列设置。
15.本发明的一个优选方案，所述固定锁紧卡盘上设有定位支撑件，该定位支撑件沿着滚筒的轴承方向延伸设置，且定位支撑件的外端设有用于支撑隔振弹簧的支撑部；所述定位支撑件构成所述固定锁紧卡盘的其中一个卡爪。
16.优选地，所述移动锁紧卡盘上设有辅助支撑件，该辅助支撑件通过连接杆与移动锁紧卡盘的其中一个卡爪连接；所述辅助支撑件的支撑方向与所述定位支撑件的支撑部的支撑方向相对设置。
17.一种隔振弹簧的专用强化研磨方法，其特征在于，包括以下步骤：
18.(1)将待加工的隔振弹簧放进滚筒内，并通过夹紧机构对隔振弹簧进行定位夹紧；
19.(2)向滚筒内加入混合好的研磨料，研磨料包括研磨钢球、研磨粉以及强化研磨改性液，装上取放板；
20.(3)研磨驱动机构对滚筒进行旋转驱动，摆动驱动机构驱动外箱和滚筒进行往复摇摆，伸缩驱动机构驱动夹紧机构中的移动锁紧卡盘前后移动，在研磨过程中带动隔振弹簧进行拉伸和收缩；
21.(4)加工指定时间后，研磨驱动机构、摆动驱动机构以及伸缩驱动机构停止驱动，打开取放板，夹紧机构松开隔振弹簧后，将隔振弹簧取出，完成强化研磨加工。
22.本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
23.1、本发明通过伸缩驱动机构对移动锁紧卡盘的驱动，实现在研磨过程中对隔振弹簧进行拉伸和收缩，实现隔振弹簧侧面的强化研磨处理，并且有利于提高研磨的均匀度，让隔振弹簧充分接受研磨料的研磨，进而实现隔振弹簧的性能强化。
24.2、本发明摆动驱动机构的设置，使得在研磨过程中，对滚筒进行前后摆动，使得滚筒内的研磨料具有轴向加速度，提高对隔振弹簧的研磨冲击力，并且使得研磨料能够从不
同角度与隔振弹簧发生碰撞，进行研磨强化，进一步提高研磨质量，有利于提高隔振弹簧的使用寿命、可靠性以及其他机械性能等。
附图说明
25.图1
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图2为本发明的隔振弹簧的专用强化研磨设备的其中一种具体实施方式的结构示意图，其中，图1为主视图，图2为立体图。
26.图3为摆动驱动机构和摆动导向机构的局部放大图。
27.图4为外箱、滚筒及研磨驱动机构的立体图。
28.图5
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图6为滚筒的结构示意图，其中，图5为立体图，图6为立体透视图。
29.图7
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图8为夹紧机构的结构示意图，其中，图7为第一视角立体图，图8为另一视角的立体图。
30.图9
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图10为移动锁紧卡盘和伸缩驱动机构的结构示意图，其中，图9为第一视角立体图，图10为第二视角立体图。
具体实施方式
31.下面结合实施例和附图对本发明作进一步描述，但本发明的实施方式不仅限于此。
32.参见图1
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图10，本实施例的隔振弹簧的专用强化研磨设备，包括外箱1、滚筒2以及驱动滚筒2旋转的研磨驱动机构，所述滚筒2转动连接在所述外箱1上，所述滚筒2上设有用于隔振弹簧进出滚筒2的取放口，所述取放口上设有可拆卸连接在滚筒2上的取放板3；所述滚筒2内设有用于装夹隔振弹簧的夹紧机构，该夹紧机构包括固定锁紧卡盘14、移动锁紧卡盘13以及驱动所述移动锁紧卡盘13移动的伸缩驱动机构，所述固定锁紧卡盘14固定连接在所述滚筒2中，所述移动锁紧卡盘13与所述固定锁紧卡盘14相对设置且滑动设置在所述滚筒2中，在所述伸缩驱动机构的驱动下，所述移动锁紧卡盘13沿着滚筒2的轴向方向靠近或远离所述固定锁紧卡盘14；还包括用于驱动所述外箱1摆动的摆动驱动机构，在摆动驱动机构的驱动下，所述外箱1及所述滚筒2绕着所述外箱1的横向轴摆动，所述横向轴与所述滚筒2的轴线相互垂直。
33.参见图1
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图2，所述外箱1的底部设有支撑底座3a，该支撑底座3a固定设置在机架上，所述外箱1底部与所述支撑底座3a转动连接，所述外箱1底部与支撑底座3a的转动连接处构成所述横向轴。通过支撑底座3a的设置，实现对外箱1的支撑，有利于提高外箱1和滚筒2摆动时的稳定性。
34.参见图1
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图3，所述外箱1与机架之间设有摆动导向机构，该摆动导向机构包括竖向延伸设置的导轨2a以及滑块11a，所述滑块11a匹配设置在所述导轨2a上，所述滑块11a与外箱1转动连接。
35.参见图1
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图2，所述摆动导向机构设有四组，该四组摆动导向机构与所述外箱1的底部的拐角一一对应设置。设置四组摆动导向机构，结合支撑底座3a，使得外箱1和滚筒2的摆动稳定性有效提高，并且摆动精度高。
36.参见图1
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图3，位于同一侧的两组摆动导向机构之间均设有联动组件，该联动组件包括支撑杆1a以及联动摆杆8a，所述支撑杆1a设置在位于同一侧的两组摆动导向机构之
间，所述联动摆杆8a的两端分别与两组摆动导向机构的滑块11a转动连接，且联动摆杆8a的中部与所述支撑杆1a转动连接。
37.参见图3，本实施例中，所述滑块11a上设有两个横向延伸设置的滑动杆9a，该两个滑动杆9a上下设置，所述联动摆杆8a的两端均设有长圆形的滑行槽，位于下方的滑动杆9a设置在所述滑动槽中实现转动连接；所述外箱1底部在滑块11a的对应处均设有长圆形的连接环10a，位于上方的滑动杆9a对应设置在所述连接环10a中。
38.参见图1
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图3，所述摆动驱动机构包括转盘5a、驱动转盘5a转动的摆动动力源4a以及驱动连杆6a，所述驱动连杆6a的一端与所述滑块11a转动连接，驱动连杆6a的另一端与所述转盘5a转动连接，且所述驱动连杆6a与转盘5a的转动连接点与转盘5a的圆心偏心设置。通过设置这样的摆动驱动机构，实现对外箱1和滚筒2的柔和且往复的摆动驱动，通过转盘5a的持续转动，通过驱动连杆6a的连接，在滑块11a的带动下，外箱1和滚筒2进行快慢有序且较为柔和的摆动，使得滚筒2内的研磨料能够与隔振弹簧进行充分且全方位的接触和研磨，有利于提高隔振弹簧的研磨强化加工质量。所述摆动动力源4a为电机。
39.参见图3，所述转盘5a上设有连接轴7a，所述驱动连杆6a的端部与所述连接轴7a转动连接；所述转盘5a上设有多个用于安装连接轴7a的安装孔8a，该多个安装孔8a沿径向方向排列设置。通过对连接轴7a的位置调整，改变连接轴7a在转盘5a上的径向位置，从而对驱动连杆6a与转盘5a的连接点进行改变，进而实现外箱1和滚筒2的摆动幅度的调整，以适应不同研磨加工需求，灵活性好。
40.参见6
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图10，所述固定锁紧卡盘14上设有定位支撑件，该定位支撑件沿着滚筒2的轴承方向延伸设置，且定位支撑件的外端设有用于支撑隔振弹簧的支撑部15；所述定位支撑件构成所述固定锁紧卡盘14的其中一个卡爪17。通过定位支撑件的设置，使得在将待加工的隔振弹簧放进滚筒2时，先放置在所述定位支撑件上，初步保持隔振弹簧的位置，接着再通过伸缩驱动机构驱动让移动锁紧卡盘13靠近，最终将隔振弹簧的两端锁紧夹住。定位支撑件的设置，便于隔振弹簧的上料，以便对隔振弹簧的装夹锁紧，从而有利于提高夹紧精度，进而提高后续的研磨精度。
41.参见6
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图10，所述移动锁紧卡盘13上设有辅助支撑件16，该辅助支撑件16通过连接杆与移动锁紧卡盘13的其中一个卡爪17连接；所述辅助支撑件16的支撑方向与所述定位支撑件的支撑部15的支撑方向相对设置。通过辅助支撑件16的设置，与定位支撑件的支撑部15形成配合，在隔振弹簧夹紧后，实现对隔振弹簧的中部进行支撑保护，避免在研磨加工过程中隔振弹簧由于自身的弹力而发生剧烈的晃动，在提高加工安全性的同时，保持隔振弹簧的加工时的姿态，提高研磨加工精度，并且有利于降低噪声。
42.参见6
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图10，所述支撑部15和辅助支撑件16均呈“v”型设置，所述支撑部15和辅助支撑件16的开口方向相对设置。通过设置这样的支撑部15和辅助支撑件16，有利于将隔振弹簧的中部侧面包住，从而实现对隔振弹簧的大范围支撑保护，有利于提高防晃动效果；同时，在取放隔振弹簧时，能够稳定地支撑隔振弹簧，以防隔振弹簧掉落。其中的支撑部15，在放入隔振弹簧时，一方面实现对隔振弹簧的支撑，另一方面，“v”型设置，实现对隔振弹簧的定位，以提高夹紧精度。
43.参见6
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图10，所述支撑部15和辅助支撑件16的内侧均设有多个滚轮18，所述滚轮18的轴线与滚筒2的轴线垂直设置。通过滚轮18的设置，有利于提高对隔振弹簧的夹紧支撑
力，同时，在研磨过程中对隔振弹簧进行拉伸收缩时，便于隔振弹簧在支撑部15和辅助支撑件16上滑动，降低对隔振弹簧表面的损耗。另外，滚轮18的转动方向与隔振弹簧的延伸方向垂直，在拉伸或收缩隔振弹簧时，滚轮18能够对隔振弹簧的表面进行清洁处理，具有清洁功能，以便将隔振弹簧表面粘附的研磨料或其他杂质进行清除。
44.参见6
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图10，所述固定锁紧卡盘14和移动锁紧卡盘13上的卡爪17均设有夹紧部20，所述夹紧部20沿径向方向延伸设置；所述固定锁紧卡盘14和移动锁紧卡盘13上的所有卡爪17的夹紧部20与卡盘座形成用于夹紧隔振弹簧的夹紧槽。通过设置这样的卡爪17，便于对隔振弹簧的两端的金属环进行夹紧，有利于提高夹紧力，从而提高旋转研磨时的稳定性。本实施例中，所述定位支撑件的内端构成所述卡爪17，该卡爪17平滑设置，与定位支撑件的支撑部15形成配合，以便稳定支撑夹紧前的隔振弹簧。
45.参见6
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图10，所述固定锁紧卡盘14设置在所述滚筒2的内腔一侧，所述滚筒2的内腔另一侧设有安装架，所述伸缩驱动机构设置在所述安装架上，所述移动锁紧卡盘13与所述伸缩驱动机构的动力输出件连接。本实施例中，所述安装架包括两个相对设置固定板11，该两个固定板11的内侧均设有滑行导向槽19。所述伸缩驱动机构包括电机21和丝杆传动机构，所述电机21滑动设置在所述两个固定板11之间，且与所诉滑行导向槽19配合；所述丝杆传动机构的滑块11a22固定连接在所述两个固定板11之间，所述丝杆传动机构的丝杆23的端部设有隔离连接板12，所述移动锁紧卡盘13固定设置在所述隔离连接板12上。
46.参见图6，所述滚筒2内设有卡板10，所述卡板10设置在滚筒2的内壁上，且沿轴向方向延伸设置。本实施例中，所述卡板10设有两个；所述隔离连接板12滑动设置在所述两个卡板10上。通过卡板10的设置，实现对滚筒2内的研磨料进行刮扫，以便将位于滚筒2底部的研磨料刮扫带动至滚筒2顶部，从而使得研磨料从上方的不同角度砸向隔振弹簧表面，并且具有加速功能，增强研磨料对隔振弹簧的冲击能力，实现对隔振弹簧表面进行微纳研磨强化改性处理。
47.参见图4
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图6，所述滚筒2上还设有用于研磨料排出的卸料口，滚筒2上在所述卸料口处设有卸料挡板9，该卸料挡板9可拆卸连接在滚筒2上。通过卸料口的设置，便于在研磨加工完毕后，将滚筒2内的研磨料卸下，以便后期的回收处理。本实施例中的卸料挡板9和取放板3均通过螺栓实现可拆卸连接。
48.本实施例中，所述固定锁紧卡盘14和移动锁紧卡盘13均为电动锁紧卡盘。采用电动锁紧卡盘，灵活性好，便于控制操作，且锁紧力稳定均匀。
49.参见图4，本实施例中，所述研磨驱动机构包括电机4、减速器5、齿轮传动机构6以及皮带传动机构7，电机4的动力最终通过皮带传动机构7传输至所述转动轴8上，实现对滚筒2的转动。
50.参见图1
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图10，本实施例的隔振弹簧的专用强化研磨设备的工作原理是：
51.首先，打开取放板3，将待研磨的隔振弹簧放进滚筒2中，并通过伸缩驱动机构驱动所述移动锁紧卡盘13，调整移动锁紧卡盘13与固定锁紧卡盘14之间的距离，从而使得所述固定锁紧卡盘14和移动锁紧卡盘13将隔振弹簧的两端夹住锁紧。接着，向滚筒2内加入对应的研磨料，随后装上所述取放板3；紧接着，在研磨驱动机构的驱动下，所述滚筒2旋转，在旋转过程中，被夹紧在固定锁紧卡盘14和移动锁紧卡盘13上的隔振弹簧一起转动，滚筒2内的研磨料通过摩擦或砸或其他方式对隔振弹簧进行研磨强化加工。与此同时，在研磨过程中，
所述伸缩驱动机构驱动所述移动锁紧卡盘往复移动，从而对隔振弹簧进行在一定长度范围内的拉伸和收缩，实现对隔振弹簧的全方位和精细化的研磨强化处理；另外，在隔振弹簧进行伸缩时，可以改变支撑部15和辅助支撑件16的支撑位置，从而可以对原来被遮挡的位置进行加工，而且隔振弹簧往复的伸缩可以增大与研磨料碰撞的概率。所述摆动驱动机构驱动所述外箱1前后摆动，使得滚筒2内的研磨料具有轴向加速度，并且使得研磨料能够从不同角度与隔振弹簧发生碰撞，进行研磨强化，进一步提高研磨质量，有利于提高隔振弹簧的使用寿命、可靠性以及其他机械性能。
52.本实施例的隔振弹簧的专用强化研磨方法，包括以下步骤：
53.(1)通过人工或机械臂将待加工的隔振弹簧放进滚筒内，并通过夹紧机构对隔振弹簧进行定位夹紧。其中，先将隔振弹簧放在支撑部上，接着通过伸缩驱动机构驱动移动锁紧卡盘移动至隔振弹簧端部，与固定锁紧卡盘夹紧隔振弹簧后，对隔振弹簧的两端进行锁紧。
54.(2)向滚筒内加入混合好的研磨料，研磨料包括研磨钢球、研磨粉以及强化研磨改性液，装上取放板。其中，研磨钢球、研磨粉和强化研磨改性液的比例为5:1:1，研磨钢珠直径在0.8～1.5mm，研磨粉为棕刚玉，棕刚玉80目～220目；强化研磨改性液的成份由下述重量配比的原料制成：特种极压添加剂18～20％、分散剂0.1～1％、附着力促进剂1.5～2.5％、高分子水溶性防腐剂5～7％、渗透剂13～17％、ph调节剂4～6％、表面活性剂4～6％、ph缓冲剂4～6％、软化剂4～6％，剩余为水。
55.(3)研磨驱动机构对滚筒进行旋转驱动，摆动驱动机构驱动外箱和滚筒进行往复摇摆，伸缩驱动机构驱动夹紧机构中的移动锁紧卡盘前后移动，在研磨过程中带动隔振弹簧进行拉伸和收缩。具体地，滚筒旋转速度为每分钟10～20转；摆动驱动机构驱动外箱和滚筒摆动的往复摆动频率为每分钟20～40次；伸缩驱动机构驱动移动锁紧卡盘的伸缩频率为每分钟2～6次，伸缩范围为隔振弹簧长度的20％；滚筒的旋转和摆动运动与隔振弹簧的伸缩运动相结合，使得研磨料在滚筒对隔振弹簧各表面进行大范围随机碰撞加工，使得隔振弹簧表面加工出具有“表面类织构层、n—m络合物表面强化层”的双层复合结构以及残余压应力。
56.(4)加工1.5～3小时后，研磨驱动机构、摆动驱动机构以及伸缩驱动机构停止驱动，打开取放板，夹紧机构松开隔振弹簧后，将隔振弹簧取出；接着打开卸料挡板，卸下研磨料，进行回收处理，完成强化研磨加工。
57.上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。