一种大批量复杂曲面磁力化学机械抛光装备的制作方法

1.在本发明属于抛光装备技术领域，具体涉及一种大批量复杂曲面磁力化学机械抛光装备。


背景技术：

2.复杂曲面零件广泛应用于国防军工、航空航天、车辆船舶、能源装备等领域，复杂曲面零件的精密抛光是加工业内公认的难题。目前复杂曲面零件的抛光一般都采用传统的应力去除材料的抛光方式，这种抛光方式不可避免的会留下加工刀纹，留下疲劳损伤源。化学机械抛光是最佳的全局平坦化工艺，抛光精度可以达到亚纳米级别，能实现超光滑表面，但是目前只适用于平面抛光。针对复杂曲面的化学机械抛光装备在国内外都鲜有报道。因此，设计一种可以批量抛光复杂曲面零件的化学机械抛光装备对曲面零件的精密制造乃至我国制造业的发展具有重要意义。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，如：复杂曲面金属零件抛光难度大，传统方法抛光精度低，不能批量抛光，抛光效率低下，需要大量人工参与等，为此设计一种大批量复杂曲面磁力化学机械抛光装备。
4.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种大批量复杂曲面磁力化学机械抛光装备，包括传送带、机械爪、抛光盘、抛光机和翻面装置，所述的传送带用于工件的进料，所述的机械爪、翻面装置用于工件的出料，所述的抛光盘作为工件的抛光加工容器，所述的抛光机用于提供变化磁场。
5.进一步地，所述的机械爪包括机械爪支架、机械爪主轴、机械爪悬臂、机械爪伸缩轴和爪体，所述的机械爪主轴可以在180
°
范围内旋转，从而完成工件的转移，所述的机械爪伸缩轴可以根据工件的尺寸进行伸缩，从而使爪体完成工件的夹持。
6.进一步地，所述的抛光盘包括抛光盆、四周支撑转轴、抛光盘主轴、主轴电动机和定位轨道，所述的抛光盆用于容纳工件、化学机械抛光液和小磁钉，所述的四周支撑转轴、抛光盘主轴和主轴电动机用于带动抛光盆缓慢匀速转动。
7.进一步地，所述的抛光机包括磁盘、电机、电机侧支撑、底部支撑、大磁铁和小磁体，所述的磁盘上装有若干个大磁铁和小磁体，所述的电机用于带动磁盘转动，以此产生变化磁场。
8.进一步地，所述的翻面装置包括主动旋转轴和被动旋转轴，所述旋转轴缓慢转动，配合被动旋转轴使工件翻面。
9.本发明还公开了一种大批量复杂曲面磁力化学机械抛光方法，包括如下步骤：步骤1、工件自传送带落入抛光盘中；步骤2、抛光盘下设有抛光机，在抛光机提供的变化磁场中，抛光盆中的小磁钉开始运动，对工件表面进行磨抛，抛光盆中的化学机械抛光液对工件表面进行腐蚀氧化，同时
抛光盆在主轴电动机的动力下，缓慢匀速转动；步骤3、处于抛光盆的工件，在转至机械爪下方时，由于机械爪下方未设置抛光机，变化磁场消失，抛光结束，工件由机械爪取出并放置在传送带上；步骤4、工件经传送带到达翻面装置的旋转轴处，在旋转轴的带动下，完成翻面并落在传送带上，传送带和传送带相连，使翻面后的工件二次抛光，工件经二次抛光后，由机械爪取出，抛光结束。
10.本发明采用化学机械抛光原理，将其运用到复杂曲面的零件抛光中，克服了传统应力去除材料的缺点；通过耦合磁场，能实现任意复杂曲面零件的大批量精密抛光；能同时抛光同种曲面类型的零件，也能同时抛光不同曲面类型的零件；通过改变抛光盘和抛光机的尺寸等，可以改变一次抛光零件的个数和大小，可以大幅度提高生产效率；该装备可实现大批量复杂曲面零件的磁力化学机械抛光。
11.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：1.本发明可以基于化学机械抛光原理批量精密抛光不同的复杂曲面金属零件，与传统的应力去除材料的抛光方式相比，不会产生刀痕，具有较高的抛光表面质量。
12.2.本发明可以通过改变抛光盘和抛光机的尺寸等，改变一次抛光零件的个数和大小，适用于同种类型和不同类型复杂曲面零件同时抛光，可以大幅度提高生产效率。并且基本全程不需要人工调节抛光机的布置位置，有利于工厂智能化的发展。
13.3.本发明具有通用性强、操作方便、动作快速等优点。
附图说明
14.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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1（a）是本发明装备的三维总装示意图。
16.图1（b）是本发明装备的三维总装仰视图。
17.图2 是机械爪示意图。
18.图3（a）是抛光盘示意图。
19.图3（b）是主轴电动机示意图。
20.图4是抛光机示意图。
21.图5是翻面装置示意图。
22.图中：传送带101；机械爪102；抛光盘103；抛光机104；翻面装置105；传送带106；传送带107；机械爪支架201；机械爪主轴202；机械爪悬臂203；机械爪伸缩轴204；爪体205；抛光盆301；四周支撑转轴302；抛光盘主轴303；主轴电动机304；定位轨道305；磁盘401；电机402；电机侧支撑403；底部支撑404；大磁铁405；小磁体406；旋转轴501；被动旋转轴502。
具体实施方式
23.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
24.如图1（a）所示，本发明实施例公开了一种大批量复杂曲面磁力化学机械抛光装备，包括传送带101、机械爪102、抛光盘103、抛光机104、翻面装置105、传送带106和传送带107，所述的传送带101用于工件的进料，所述的机械爪102、翻面装置105、传送带106、传送带107用于工件的出料，所述的抛光盘103作为工件的抛光加工容器，所述的抛光机104用于提供变化磁场。
25.如图2所示，本实施例中，所述机械爪102包括机械爪支架201、机械爪主轴202、机械爪悬臂203、机械爪伸缩轴204和爪体205，所述的机械爪主轴202可以在180
°
范围内旋转，从而完成工件的转移，所述的机械爪伸缩轴204可以根据工件的尺寸进行伸缩，从而使爪体205完成工件的夹持。
26.如图3（a）所示，本实施例中所述抛光盘103包括抛光盆301、四周支撑转轴302、抛光盘主轴303、主轴电动机304和定位轨道305，所述的抛光盆301用于容纳工件、化学机械抛光液和小磁钉，所述的四周支撑转轴302、抛光盘主轴303和主轴电动机304用于带动抛光盆301缓慢匀速转动。
27.如图4所示，本实施例中所述抛光机104包括磁盘401、电机402、电机侧支撑403、底部支撑404、大磁铁405和小磁体406，所述的磁盘401上装有若干个大磁铁405和小磁体406，所述的电机402用于带动磁盘401转动，以此产生变化磁场。
28.如图5所示，本实施例中所述翻面装置105包括旋转轴501和被动旋转轴502，所述旋转轴501缓慢转动，配合被动旋转轴502使工件翻面。所述传送带107与传送带101相连，可使翻面后的工件二次抛光。
29.本发明的整体加工过程如下：步骤1、工件自传送带101落入抛光盘103中；步骤2、抛光盘103下设有抛光机104，在抛光机104提供的变化磁场中，抛光盆301中的小磁钉开始运动，对工件表面进行磨抛，抛光盆301中的化学机械抛光液对工件表面进行腐蚀氧化，同时抛光盆301在主轴电动机304的动力下，缓慢匀速转动；步骤3、处于抛光盆301的工件，在转至机械爪102下方时，由于机械爪102下方未设置抛光机104，变化磁场消失，抛光结束，工件由机械爪102取出并放置在传送带106上；步骤4、工件经传送带106到达翻面装置105的旋转轴501 处，在旋转轴501的带动下，完成翻面并落在传送带107上，传送带107和传送带101相连，使翻面后的工件二次抛光，工件经二次抛光后，由机械爪102取出，抛光结束。
30.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。