一种自适应膨胀机构及其自适应膨胀打磨机构的制作方法

1.本发明涉及打磨工具技术领域，特别是涉及一种自适应膨胀机构及其自适应膨胀打磨机构。


背景技术：

2.用于注塑行业的流道件表面螺旋布置有多条“u”型沟槽，该“u”型沟槽加工后，还需对沟槽表面进行打磨，以达到工业要求的光洁度。传统方法多为人工手工打磨，工人使用缠绕了砂纸的打磨头或砂轮盘等工具手动打磨“u”型沟槽的内部。为了实现沟槽内部的全方位打磨，打磨工具的外径必须小于沟槽的内径，期间还需要不断的变换打磨工具的角度及位置，导致效率低下，且容易造成打磨不均匀。
3.打磨的理想状态为使得打磨工具外形跟“u”型沟槽尺寸完全契合，然后沿着沟槽走向，一遍即可打磨完成。但打磨工具不易做到与沟槽内壁完全契合，尺寸稍微偏大，便放不进沟槽，尺寸偏小，便无法打磨到沟槽的全部位置；另外，打磨工具会在与被打磨件接触打磨的过程中产生磨损，即便是轻微的磨损，打磨工具也不能再与沟槽达到完全契合；此时，打磨不到的面，就需要通过调整打磨工具的角度和位置，重新进行多次打磨，同样会很大程度上降低打磨效率。
4.授权公告号为cn 2363833y的中国专利公开了一种气鼓式抛光辊，在中轴上设置有气室，通过气嘴向气室注气造成气鼓橡胶胆膨胀，使抛光辊盘紧固在气鼓橡胶胆上，该方案能够对弯曲木件或其他弯曲不平整表面进行抛光，但是，能够对曲面进行抛光利用的是气鼓橡胶胆的柔性固定作用，其外径大小在气鼓橡胶胆充气后并不能在打磨过程中进行调整，在对现有的“u”型沟槽等结构进行打磨时，仍旧面临不能与被打磨面完全贴合的问题，将会需要调整打磨工具的角度和位置，最终造成打磨效率低下。
5.申请公布号为cn 111331458的中国专利公开了一种3d打印成品打磨组件及打磨装置，在气囊外部间隔设置有若干个凸起，气囊放置在打印成品内侧，气囊一端连接有气泵，通过气泵对气囊内间歇性充入气体，气体的压力或/和流量能够调整，通过控制气泵的进气量能够使气囊内的气体发生震颤；气囊震颤过程中，气囊一处气压增加时，使气囊本身发生凸起，气囊外壁与打印成品内壁贴合摩擦，也就是说，该方案通过设置气泵，并改变气泵的压力和/或流量来控制气囊凸起的大小来实现对被打磨面的贴合摩擦，但是，该方案必须设置气泵，而且要求压力和流量可调，因此，该方案结构复杂，应用繁琐。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种自适应膨胀机构及其自适应膨胀打磨机构，以解决上述现有技术存在的问题，在旋转轮外圈设置弹性皮腔，在旋转轮内沿辐向设置活塞，通过旋转轮自身的旋转使得活塞能够离心运动并向弹性皮腔内补充气体，从而能够通过调整转速来调整活塞离心力的大小，进而能够调整弹性皮腔的膨胀状态，最终达到一个自适应的状态。
7.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
8.本发明提供一种自适应膨胀机构，包括旋转轮以及连接在所述旋转轮外圈的弹性皮腔，所述旋转轮内部沿辐向均匀设置有若干活塞腔，所述活塞腔的外径侧开口连通所述弹性皮腔，内径侧开口连通大气，且在所述内径侧开口处设置有限位结构，所述活塞腔内安装有可离心滑动的活塞，所述活塞离心滑动时能够向所述弹性皮腔内补充气体并使其达到膨胀状态。
9.优选地，所述旋转轮沿轴向设置有中央通孔，所述中央通孔连通所述内径侧开口。
10.优选地，所述外径侧开口的直径等于所述活塞的直径，且在所述外径侧开口的外侧设置有镂空挡片，所述内径侧开口的直径小于所述活塞的直径，所述内径侧开口形成所述限位结构。
11.优选地，所述活塞的两端部在外径上设置有密封圈。
12.优选地，所述中央通孔的四周沿轴向设置有若干减重孔。
13.优选地，所述减重孔为腰型孔，所述弹性皮腔的气门嘴设置在其中一个所述腰型孔内。
14.优选地，所述腰型孔与所述活塞腔沿周向间隔设置，且分别设置有四个。
15.优选地，所述旋转轮连接有夹持杆，所述夹持杆的端部连接有法兰盘，所述法兰盘连接在所述中央通孔的端面上。
16.本发明还提供一种自适应膨胀打磨机构，包括前文记载的所述的自适应膨胀机构，所述弹性皮腔的外圈连接有侧砂纸。
17.优选地，所述弹性皮腔的两端面分别连接有底砂纸。
18.本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
19.(1)本发明在旋转轮外圈设置有弹性皮腔，在旋转轮内沿辐向设置有活塞腔以及滑动设置在活塞腔内的活塞，活塞腔和弹性皮腔相连通，能够通过调整转速来调整活塞离心力的大小，转速大时，离心力大，则活塞向弹性皮腔方向移动的压力增大，进而能够提高弹性皮腔的膨胀状态，反之，则会降低弹性皮腔的膨胀状态，在弹性皮腔有所泄漏时，其压力会降低，此时，活塞会向弹性皮腔方向移动直到活塞离心力的大小与弹性皮腔内气体施加给活塞的压力的大小平衡时稳定，因此，本发明能够根据转速大小和弹性皮腔是否泄漏等状况使得整个装置达到一个自适应的状态；
20.(2)本发明在活塞腔的外经侧开口的外侧设置有镂空挡片，镂空挡片能够保证活塞腔和弹性皮腔之间的连通，还能够对活塞的移动进行限位，避免其离心力过大时甩出旋转轮造成对弹性皮腔的损坏，保证操作者的人身安全；
21.(3)本发明通过在旋转轮上设置减重孔，能够降低旋转轮本身的重力，降低旋转轮的转动惯量，从而能够减小空转时的能量损耗，另外，减重孔内还可以设置有与弹性皮腔贯通的气门安装孔，从而能够将弹性皮腔的气门嘴设置在减重孔内，便于气门嘴的安装和设置；
22.(4)本发明在弹性皮腔的外圈设置有侧砂纸，在两端面设置有底砂纸，能够对u型槽口等结构进行打磨，并且能够根据打磨深度和磨损状况等调整转速来调整弹性皮腔的膨胀状态，进而能够贴合被打磨面的形状，保证打磨精度，避免了需要通过调整打磨工具的角度和位置、重新进行多次打磨的状况，能够提高打磨的效率。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本发明整体结构示意图；
25.图2为图1的剖视图；
26.图3为图1隐藏弹性皮腔、侧砂纸、底砂纸后的爆炸示意图；
27.其中，1、夹持杆；2、旋转轮；21、透气孔；22、活塞腔；23、气门安装孔；24、减重孔；25、中央通孔；3、活塞；31、密封圈；4、镂空挡片；5、弹性皮腔；6、侧砂纸；7、底砂纸；8、气门嘴。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.本发明的目的是提供一种自适应膨胀机构及其自适应膨胀打磨机构，以解决上述现有技术存在的问题，在旋转轮外圈设置弹性皮腔，在旋转轮内沿辐向设置活塞，通过旋转轮自身的旋转使得活塞能够离心运动并向弹性皮腔内补充气体，从而能够通过调整转速来调整活塞离心力的大小，进而能够调整弹性皮腔的膨胀状态，最终达到一个自适应的状态。
30.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
31.如图1～3所示，本发明提供一种自适应膨胀机构，包括旋转轮2以及连接在旋转轮2外圈的弹性皮腔5，其中，旋转轮2为圆形结构，质量分布均匀，能够通过夹持杆1连接在旋转机构上或者通过中间的中央通孔25安装在旋转轴上实现旋转；弹性皮腔5可以为橡胶材质，具备一定的弹性，与旋转轮2密封连接，在充气后能够膨胀，泄气后能够收缩；并安装有气门嘴8，通过气门嘴8进行充放气。需要说明的是，旋转轮2的直径大小以及弹性皮腔5的直径大小可以根据需要进行选择，在充气后能够持续膨胀直到极限状态，并且，在有部分气体泄漏时能够进行充气，以补偿弹性皮腔5的变形量。旋转轮2内部沿辐向均匀设置有若干活塞腔22，活塞腔22的外径侧开口连通弹性皮腔5，内径侧开口连通大气，也就是说，弹性皮腔5除了通过气门嘴8进行充放气之外，还通过活塞腔22与大气连通。对于活塞腔22连通大气的位置，可以在旋转轮2端面上设置开孔，该开孔与活塞腔22的内径侧开口连通，或者，在旋转轮2的中心设置中央通孔25，并在中央通孔25的内壁上设置透气孔21，使得透气孔21与活塞腔22连通。活塞腔22的数量可以为两个、三个或者更多个，且均匀分散布置，以保证旋转状态的稳定性。活塞腔22内安装有可离心滑动的活塞3，活塞3与活塞腔22的内壁滑动密封，从而通过活塞3将弹性皮腔5与外界大气隔断。需要说明的是，活塞3应具备一定的质量，在旋转过程中能够产生足够的离心力抵抗弹性皮腔5所传递的压力，并且，质量也不易过大，否则达不到规定的转速时则可能产生较大的离心力而使弹性皮腔5过度膨胀。对于活塞3材
料的选择、旋转轮2的转速以及弹性皮腔5的弹力大小之间的关系是本领域技术人员能够根据本发明的技术方案构思进行合理选择和设定的，不作为本发明的创造性特征，此处不再赘述。在活塞腔22的内径侧开口处设置有限位结构，当弹性皮腔5内充满气体后，由于活塞腔22与弹性皮腔5连通，气体会推动活塞3向心移动，直至碰到限位结构后停止，进而达到未旋转前初始状态时活塞腔22和弹性皮腔5的平衡状态。在工作状态时，活塞3受离心力的作用会向弹性皮腔5方向作离心滑动，此时，在活塞3的挤压作用下，气体被从活塞腔22内挤压进入到弹性皮腔5内部，从而向弹性皮腔5内补充气体并使其达到另一膨胀状态。本发明在旋转轮2外圈设置有弹性皮腔5，在旋转轮2内沿辐向设置有活塞腔22以及滑动设置在活塞腔22内的活塞3，活塞腔22和弹性皮腔5相连通，能够通过调整转速来调整活塞3离心力的大小，转速大时，离心力大，则活塞3向弹性皮腔5方向移动的压力增大，进而能够提高弹性皮腔5的膨胀状态，反之，则会降低弹性皮腔5的膨胀状态，在弹性皮腔5有所泄漏时，其压力会降低，此时，活塞3会向弹性皮腔5方向移动直到活塞3离心力的大小与弹性皮腔5内气体施加给活塞3的压力的大小平衡时稳定，因此，本发明能够根据转速大小和弹性皮腔5是否泄漏等状况使得整个装置达到一个自适应的状态。
32.如图2～3所示，旋转轮2可以沿轴向设置有中央通孔25，中央通孔25设置在旋转轮2的正中心位置，中央通孔25能够通过透气孔21连通所有的活塞腔22的内径侧开口。因此，由于所有的活塞腔22均为向心设置的，只需要设置一个中央通孔25即可以与所有的活塞腔22连通，省却了在旋转轮2上开设多个连通大气开孔的做法，并且，透气孔21与活塞腔22轴向相同，有利于活塞3移动时向内补充外界空气，即有利于活塞3受离心力的作用离心运动。
33.如图2所示，活塞腔22外径侧开口的直径等于活塞3的直径，通过外经侧开口可以将活塞3顺利的安装进活塞腔22内。在外径侧开口的外侧设置有镂空挡片4，镂空挡片4能够在安装活塞3后在外经侧开口处形成限位，避免活塞3脱离活塞腔22。镂空挡片4可以具有一定的弧度，能够贴合旋转轮2的外径侧弧度，在镂空挡片4的两侧设置有通孔，可以将螺钉穿过通孔后安装在旋转轮2上。因此，本发明的镂空挡片4能够保证活塞腔22和弹性皮腔5之间的连通，还能够对活塞3的移动进行限位，避免其离心力过大时甩出旋转轮2造成对弹性皮腔5的损坏，保证操作者的人身安全。活塞腔22内径侧开口的直径小于活塞3的直径，从而在内径侧开口处能够形成对于活塞3向心运动的限位结构，避免弹性皮腔5内压力增大导致活塞3向心运动脱离活塞腔22。
34.如图3所示，活塞3的两端部在外径上还可以设置有密封圈31，密封圈31的设置能够进一步的保证活塞3与活塞腔22的内壁之间的密封性，避免弹性皮腔5内的气体通过活塞腔22向外泄露。密封圈31可以在活塞3的长度方向上设置有多个，优选设置两个，即在靠近两端部的位置各设置一个密封圈31。
35.如图1和图3所示，在旋转轮2上，沿中央通孔25的四周设置有若干减重孔24，减重孔24沿旋转轮2的轴向方向设置，并且，减重孔24应均匀分散布置，大小根据旋转轮2的大小和转动惯量进行相应的设定。另外，减重孔24可以为通孔也可以为盲孔，根据加工方案和减重需求进行合理设计，优选为通孔，方便加工和成型。本发明通过在旋转轮2上设置减重孔24，能够降低旋转轮2本身的重力，降低旋转轮2的转动惯量，从而能够减小旋转轮2空转时的能量损耗。
36.减重孔24可以为腰型孔，在同等数量的前提下，腰型孔相对于圆形孔能够在旋转
轮2的环形空间内开设更大面积。弹性皮腔5的气门嘴8可以设置在其中一个腰型孔内，具体的，腰型孔的侧壁上设置有气门安装孔23，气门嘴8穿过气门安装孔23后与弹性皮腔5连通，需要说明的是，气门嘴8应与气门安装孔23密封，避免气体泄漏。将弹性皮腔5的气门嘴8设置在减重孔24内，能够为气门嘴8的设置预留位置，从而便于气门嘴8的安装和设置。
37.由于减重孔24会占用旋转轮2轴向方向的部分空间，因此，活塞腔22应避开减重孔24进行设置，为使得旋转轮2整体分布均匀，可以使得减重孔24和活塞腔22间隔设置。对于减重孔24以及活塞腔22的数量，可以依照重量、转动惯量、开孔大小等因素进行合理设置，并且，二者的数量在间隔设置时应保持对等，即设置有多少减重孔24就设置有多少活塞腔22。例如，可以分别设置有四个。
38.如图1～3所示，为避免在中央通孔25内设置旋转轴可能造成的对于透气孔21的堵塞或者所增加旋转轴设置难度，可以通过夹持杆1连接旋转轮2，夹持杆1包括直杆和连接在直杆端部的法兰盘，直杆和法兰盘可以通过焊接的方式连接在一起，也可以整体锻造或车削加工而成。法兰盘的另一端面连接在中央通孔25的端面上，具体的，在中央通孔25的端面四周设置多个螺钉孔，在法兰盘上穿过设置多个螺钉后将夹持杆1安装在旋转轮2上。
39.再次参考图1～3所示，本发明还提供一种自适应膨胀打磨机构，可以包括前文记载的自适应膨胀机构，在弹性皮腔5的外圈连接有侧砂纸6，连接时，可以在弹性皮腔5表面设置挂钩层，侧砂纸6一面设置植绒层，从而可以直接将侧砂纸6贴敷在弹性皮腔5的表面。在侧砂纸6磨损后可以随时进行更换，且更换较为便捷。
40.由于将侧砂纸6安装在了弹性皮腔5上，所以打磨面是弹性的，当向弹性皮腔5内部充入一定压力气体后，便可以很好的贴合“u”型被打磨面。不旋转时，活塞3被压力气体压到活塞腔22内径侧位置，打磨时整个打磨机构旋转，活塞3由于离心力作用，将远离旋转轮2中心位置，离心力与弹性皮腔5内压力达到平衡时，活塞3便处于平衡位置。当转速提高时，离心力增大，活塞3向外经侧移动，弹性皮腔5内压力增大，弹性皮腔5表面贴敷的侧砂纸6对“u”型沟槽表面产生的压力增加，从而增大打磨深度，进而提高了打磨效率。另外，当弹性皮腔5或活塞腔22内的气体发生一定量泄露时，弹性皮腔5内压力减小，活塞3可进一步向弹性皮腔5方向移动，以保证弹性皮腔5内压力与离心力平衡。最终，整个系统便可达到一个自适应状态。
41.为了对弹性皮腔5进行更好的保护，且进一步的提高打磨接触的面积和打磨效果，弹性皮腔5的两端面可以分别连接有底砂纸7。
42.本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。