一种高性能模具制备专用高精度表面处理设备的制作方法

1.本发明属于模具表面处理技术领域，尤其涉及一种高性能模具制备专用高精度表面处理设备。


背景技术：

2.在在制备模具时，难免在模具表面残留痕迹或毛刺，在使用前通常需要对模具表层进行化学热处理工艺，经氮化处理的模具表面具有优异的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性及耐高温的特性；而在氮化处理之前需要对模具的型腔进行表面处理，即抛光与去杂。现有的模具表面处理设备在对模具进行抛光时抛光头型号单一，表面抛光精度较低，需要频繁更换来满足抛光等级需求，同时抛光完成后产生的碎屑难以彻底清理；因此，亟需一种有效提升模具表面处理精度的且保持有效提升清洁度的高性能模具制备专用高精度表面处理设备。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种高性能模具制备专用高精度表面处理设备，以解决上述问题，达到有效提高模具表面精度以及清洁度的目的。
4.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：一种高性能模具制备专用高精度表面处理设备，包括箱体总成，所述箱体总成内设置有可竖向移动的加工平台，所述加工平台通过升降单元驱动，所述箱体总成内侧顶部滑动设置有抛光机构，所述抛光机构的一侧设置有清洁机构，所述抛光机构与所述清洁机构对应设置在所述加工平台的上方；所述抛光机构包括滑动连接在所述箱体总成内侧顶壁的第一支撑臂，所述第一支撑臂的底部周向设置有若干不同型号的抛光组件，所述第一支撑臂内设置有驱动若干所述抛光组件滑动的第一驱动单元，所述第一支撑臂内还设置有驱动其中一组所述抛光组件转动的第二驱动单元；所述清洁机构包括竖向滑动连接在所述第一支撑臂一侧的第二支撑臂，所述第二支撑臂的底部设置有擦拭组件，所述擦拭组件内侧设置有清理碎屑的负压单元。
5.优选的，所述第一驱动单元包括固定连接在所述第一支撑臂侧壁上的第五伺服电机、与所述第五伺服电机的旋转轴键连接的第四斜齿轮、竖向固定连接在所述第一支撑臂内的第一固定柱、套设在所述第一固定柱外侧的第一传动套、轴向滑动套设在所述第一传动套外侧的第三斜齿轮、啮合传动在所述第一传动套外侧底部的第二传动盘，所述第三斜齿轮转动连接在所述第一支撑臂内侧，所述第三斜齿轮与所述第四斜齿轮啮合，所述抛光组件穿过所述第二传动盘，所述抛光组件与所述第一支撑臂的底部之间设置有滑动组件，所述抛光组件的抛光端与所述加工平台顶面对应设置。
6.优选的，所述第二驱动单元包括两组竖向固定连接在所述第一支撑臂内侧顶壁的电动推杆、固定套设在所述第一传动套外侧顶部的第二固定支架、转动连接在所述第一支撑臂内侧壁上的第一传动盘、固定连接在所述第一传动套底端且套设在所述第一固定柱外侧的第三传动套、轴向等间距设置在所述第一传动盘内侧的若干齿，两组所述电动推杆的
底端滑动连接在所述第二固定支架的顶面边部，所述第三传动套外侧壁与所述第一传动盘内侧的若干所述齿相适配，所述第一传动盘底部边侧与所述抛光组件对应设置且相适配。
7.优选的，所述擦拭组件包括固定连接在所述第二支撑臂外侧面上的第六伺服电机，所述第六伺服电机的旋转轴键连接有第三齿轮，所述第二支撑臂内竖向固定连接有第二固定柱，所述第二固定柱外侧周向转动套设有第二传动套，所述第三齿轮与所述第二传动套的外侧壁啮合设置，所述第二传动套的底端通过固定块固定连接有擦拭块，所述固定块的顶面边部与所述第二支撑臂的底面转动连接。
8.优选的，所述负压单元包括轴向滑动连接在所述第二固定柱内侧的负压管，靠近所述负压管的外侧中端套设有第二螺纹套，所述负压管的外侧套设有第一弹簧且位于所述第二螺纹套上方，所述第一弹簧的顶端固定连接在所述第二固定柱内侧顶壁，所述第一弹簧的底端固定连接在所述第二螺纹套的顶部，所述负压管的底部内轴向滑动连接有负压吸头，所述负压吸头的顶部与所述负压管的底部内侧壁之间固定连接有第三弹簧，所述擦拭块的底部中心开设有豁口，所述负压吸头的底端与所述豁口对应设置；所述固定块的内侧固定连接有第三螺纹套，所述第三螺纹套位于所述第二螺纹套的下方，所述第二螺纹套的外侧壁与所述第三螺纹套的内侧壁分别设置有螺纹，且两部分所述螺纹相适配。
9.优选的，所述抛光组件包括连杆，所述连杆的顶端固定连接有第五斜齿轮，所述连杆靠近所述第五斜齿轮的一端固定贯穿有滚动体，所述连杆的底端固定连接有抛光头，所述连杆的中端外侧周向转动套设有转动套，所述第五斜齿轮与所述第一传动盘底部边侧对应设置且相适配，所述抛光头与所述加工平台的顶面对应设置，所述第二传动盘顶面周向等间距开设有若干限位滑道，位于所述第五斜齿轮与所述滚动体之间的所述连杆接触设置在其中一组所述限位滑道内相对侧壁之间，所述第五斜齿轮与所述限位滑道内侧的向心端相适配。
10.优选的，所述滑动组件包括底座，所述底座的顶端固定连接在所述第一固定柱的底端，所述底座的顶部位于所述第一支撑臂的底部内侧，所述底座的顶部边侧与所述第一支撑臂的底部内侧之间开设有球形滑道，所述滚动体滑动且限位在所述球形滑道内，所述底座的底部边侧与所述第一支撑臂的底部内侧之间开设有异形滑道，所述转动套滑动且限位在所述异形滑道内。
11.优选的，所述异形滑道的最低点为抛光位置且与模具的待加工处对应设置。
12.优选的，所述第三传动套与所述第二传动盘之间传动啮合有若干第四齿轮，若干所述第四齿轮分别转动连接在所述底座的顶面。
13.本发明具有如下技术效果：设置若干不同型号的抛光组件的主要作用是为了适用不同抛光等级需求的模具，避免频繁更换抛光组件，影响定位、抛光基准以及处理效率；通过第一驱动单元能够驱动所有的抛光组件移动，使其中一组抛光组件移动至待抛光的位置，然后通过第二驱动单元驱动抛光组件，再通过升降单元驱动调节模具加工高度；擦拭组件的主要作用是擦拭模具表面的油污碎屑，负压单元的主要作用是将位于模具型腔内边角的碎屑进行清理，这样设置可以更深层次的清理模具型腔，有助于后续的氮化处理，为氮化处理提供良好的条件，也有助于减少氮化处理的不良频率；整体上本发明能够采用多种型号的抛光组件的对模具型腔进行抛光，有效增加表面处理效率，有效提升模具表面精度，同时通过清洁机构还有效提升氮化处理前的清洁度。
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。
15.图1为本发明主视方向剖视示意图；图2为本发明抛光机构主视方向剖视示意图；图3为本发明清洁机构主视方向剖视示意图；图4为本发明抛光组件结构示意图；图5为本发明第二传动盘俯视方向示意图；图6为图1中的a局部放大图；图7为图2中的b局部放大图；图8为图3中的c局部放大图；其中，1、箱体总成；2、导向柱；3、第一螺纹套；4、第一丝杠；5、第一齿轮；6、第二齿轮；7、第一斜齿轮；8、第二斜齿轮；9、第一伺服电机；10、加工平台；11、模具；12、第二伺服电机；13、第一支撑臂；14、第三伺服电机；15、第一固定支架；16、第二支撑臂；17、第四伺服电机；18、擦拭块；19、电动推杆；20、第一固定柱；21、第二固定支架；22、第一传动套；23、第三斜齿轮；24、第一传动盘；25、第五斜齿轮；26、第二传动盘；27、滚动体；28、连杆；29、转动套；30、抛光头；31、异形滑道；32、第四斜齿轮；33、第五伺服电机；34、第二固定柱；35、第二传动套；36、负压管；37、第一弹簧；38、第二螺纹套；39、固定块；40、第三齿轮；41、第六伺服电机；42、底座；43、限位滑道；44、第四齿轮；45、限位滑套；46、第二弹簧；47、球形滑道；48、第三螺纹套；49、第三弹簧；50、负压吸头；51、第三传动套。
具体实施方式
16.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。
17.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。
18.参照图1-8所示，本发明提供了一种高性能模具制备专用高精度表面处理设备，包括箱体总成1，箱体总成1内设置有可竖向移动的加工平台10，加工平台10通过升降单元驱动，箱体总成1内侧顶部滑动设置有抛光机构，抛光机构的一侧设置有清洁机构，抛光机构与清洁机构对应设置在加工平台10的上方；抛光机构包括滑动连接在箱体总成1内侧顶壁的第一支撑臂13，第一支撑臂13的底部周向设置有若干不同型号的抛光组件，第一支撑臂13内设置有驱动若干抛光组件滑动的第一驱动单元，第一支撑臂13内还设置有驱动其中一组抛光组件转动的第二驱动单元；清洁机构包括通过第一固定支架15竖向滑动连接在第一支撑臂13一侧的第二支撑臂16，第二支撑臂16的底部设置有擦拭组件，擦拭组件内侧设置有清理碎屑的负压单元。
19.设置若干不同型号的抛光组件的主要作用是为了适用不同抛光等级需求的模具11，避免频繁更换抛光组件，影响定位、抛光基准以及处理效率；通过第一驱动单元能够驱动所有的抛光组件移动，使其中一组抛光组件移动至待抛光的位置，然后通过第二驱动单元驱动抛光组件，再通过升降单元驱动调节模具11加工高度；擦拭组件的主要作用是擦拭模具11表面的油污碎屑，负压单元的主要作用是将位于模具11型腔内边角的碎屑进行清理，这样设置可以更深层次的清理模具11型腔，有助于后续的氮化处理，为氮化处理提供良好的条件，也有助于减少氮化处理的不良频率；整体上本发明能够采用多种型号的抛光组件的对模具11型腔进行抛光，增加表面处理效率，有效提升氮化处理前的清洁度。
20.进一步优化方案，第一驱动单元包括固定连接在第一支撑臂13侧壁上的第五伺服电机33、与第五伺服电机33的旋转轴键连接的第四斜齿轮32、竖向固定连接在第一支撑臂13内的第一固定柱20、套设在第一固定柱20外侧的第一传动套22、轴向滑动套设在第一传动套22外侧的第三斜齿轮23、啮合传动在第一传动套22外侧底部的第二传动盘26，第三斜齿轮23转动连接在第一支撑臂13内侧，第三斜齿轮23与第四斜齿轮32啮合，抛光组件穿过第二传动盘26，抛光组件与第一支撑臂13的底部之间设置有滑动组件，抛光组件的抛光端与加工平台10顶面对应设置。
21.启动第五伺服电机33，依次带动第四斜齿轮32、第三斜齿轮23、第一传动套22以及第二传动盘26，最终实现通过第二传动盘26驱动所有的抛光组件移动，进而挑选合适型号的抛光组件与加工平台10顶面对应。
22.进一步优化方案，第二驱动单元包括两组竖向固定连接在第一支撑臂13内侧顶壁的电动推杆19、固定套设在第一传动套22外侧顶部的第二固定支架21、转动连接在第一支撑臂13内侧壁上的第一传动盘24、固定连接在第一传动套22底端且套设在第一固定柱20外侧的第三传动套51、轴向等间距设置在第一传动盘24内侧的若干齿（图中未显示），两组电动推杆19的底端滑动连接在第二固定支架21的顶面边部，第三传动套51外侧壁与第一传动盘24内侧的若干齿相适配，第一传动盘24底部边侧与抛光组件对应设置且相适配；当第三传动套51位于第一传动盘24内侧，第三传动套51外侧壁与第一传动盘24内侧轴向滑动连接且与若干齿啮合。
23.当选择需求型号的抛光组件后，同时启动两组电动推杆19并收缩，带动第二固定支架21与第一传动套22同步上移，从而使第三传动套51滑入第一传动盘24内侧，使第三传动套51外侧壁与若干齿啮合，从而使抛光组件与第一传动盘24底部边侧对应，驱动抛光组件转动。
24.进一步优化方案，擦拭组件包括固定连接在第二支撑臂16外侧面上的第六伺服电机41，第六伺服电机41的旋转轴键连接有第三齿轮40，第二支撑臂16内竖向固定连接有第二固定柱34，第二固定柱34外侧周向转动套设有第二传动套35，第三齿轮40与第二传动套35的外侧壁啮合设置，第二传动套35的底端通过固定块39固定连接有擦拭块18，固定块39的顶面边部与第二支撑臂16的底面转动连接。
25.当模具11抛光完成后，需要对型腔内进行清洁，启动第六伺服电机41，依次带动第三齿轮40、第二传动套35、固定块39以及擦拭块18转动，并将擦拭块18调节至模具11的待清洁位置。
26.进一步优化方案，负压单元包括轴向滑动连接在第二固定柱34内侧的负压管36，
靠近负压管36的外侧中端套设有第二螺纹套38，负压管36的外侧套设有第一弹簧37且位于第二螺纹套38上方，第一弹簧37的顶端固定连接在第二固定柱34内侧顶壁，第一弹簧37的底端固定连接在第二螺纹套38的顶部，负压管36的底部内轴向滑动连接有负压吸头50，负压吸头50的顶部与负压管36的底部内侧壁之间固定连接有第三弹簧49，擦拭块18的底部中心开设有豁口，负压吸头50的底端与豁口对应设置；固定块39的内侧固定连接有第三螺纹套48，第三螺纹套48位于第二螺纹套38的下方，第二螺纹套38的外侧壁与第三螺纹套48的内侧壁分别设置有螺纹，且两部分螺纹相适配；负压管36的进端连通有负压设备。
27.当模具11型腔内擦拭完成后，需要对型腔内的碎屑进行最后的清洁，此时反向启动第六伺服电机41，在第一弹簧37的弹力作用下，第二螺纹套38外侧的螺纹旋入第三螺纹套48的螺纹内（当第六伺服电机41正向启动时，第二螺纹套38无法进入第三螺纹套48，此时第一弹簧37为压缩状态），直至第二螺纹套38从第三螺纹套48底部移出，此时停止第六伺服电机41，第一弹簧37为拉伸状态，将负压吸头50抵接在模具11的型腔内；由于型腔内会出现曲面，高低起伏，为了适应高低起伏的曲面并使负压吸头50时刻贴紧在型腔内表面，第三弹簧49随着曲面的变化而被负压吸头50不同程度的挤压，从而达到快速清洁的目的，避免使用更多的电机来驱动负压吸头50与模具11之间的相对移动。
28.进一步优化方案，抛光组件包括连杆28，连杆28的顶端固定连接有第五斜齿轮25，连杆28靠近第五斜齿轮25的一端固定贯穿有滚动体27，连杆28的底端固定连接有抛光头30，连杆28的中端外侧周向转动套设有转动套29，第五斜齿轮25与第一传动盘24底部边侧对应设置且相适配，抛光头30与加工平台10的顶面对应设置，第二传动盘26顶面周向等间距开设有若干限位滑道43，位于第五斜齿轮25与滚动体27之间的连杆28接触设置在其中一组限位滑道43内相对侧壁之间，第五斜齿轮25与限位滑道43内侧的向心端相适配；抛光头30采用多种型号，用来满足不同抛光等级需求。
29.进一步优化方案，滑动组件包括底座42，底座42的顶端固定连接在第一固定柱20的底端，底座42的顶部位于第一支撑臂13的底部内侧，底座42的顶部边侧与第一支撑臂13的底部内侧之间开设有球形滑道47，滚动体27滑动且限位在球形滑道47内，底座42的底部边侧与第一支撑臂13的底部内侧之间开设有异形滑道31，转动套29滑动且限位在异形滑道31内。
30.进一步优化方案，异形滑道31的最低点为抛光位置且与模具11的待加工处对应设置。
31.当第二传动盘26转动推动连杆28移动、带动滚动体27在球形滑道47滑动、带动转动套29在异形滑道31内滑动并位于最低点，从而达到使需求型号的抛光头30位于异形滑道31的最低点，将抛光头30与模具11的带抛光位置对应；当转动套29在异形滑道31内最低点时，第五斜齿轮25绕滚动体27的球心向上转动，从限位滑道43向心端内脱离，直至第五斜齿轮25与第一传动盘24底部边侧啮合，此时，第一传动盘24底部边侧转动会带动第五斜齿轮25、抛光头30同步转动。
32.进一步优化方案，第三传动套51与第二传动盘26之间传动啮合有若干第四齿轮44，若干第四齿轮44分别转动连接在底座42的顶面。
33.进一步优化方案，为了防止第三传动套51脱离第二传动盘26后，无法限制第二传动盘26转动，在底座42的顶部与第三传动套51之间设置有限位滑套45，限位滑套45轴向滑
动套设在第一固定柱20外侧，限位滑套45轴向滑动连接在底座42的顶部，限位滑套45的顶部与第三传动套51的底部抵接设置，限位滑套45的底部底座42的顶部之间固定连接有第二弹簧46，限位滑套45的外侧壁与若干第四齿轮44的齿相适配。
34.当第三传动套51脱离第二传动盘26，在第二弹簧46弹力作用下限位滑套45进入若干第四齿轮44之间，且与若干第四齿轮44啮合，由于限位滑套45轴向滑动连接在底座42的顶部，无法周向转动，从而达到了限制第二传动盘26转动的目的。
35.进一步优化方案，升降单元驱动包括竖向固定连接在加工平台10底部的第一螺纹套3与两组导向柱2，两组导向柱2对称设置在第一螺纹套3的两侧且竖向滑动连接在箱体总成1的内侧底部，第一螺纹套3的螺纹套设有第一丝杠4，箱体总成1的底部固定连接有第一伺服电机9，第一伺服电机9与第一丝杠4的底端之间通过齿轮组件传动。
36.进一步优化方案，齿轮组件包括键连接在第一丝杠4底端的第一齿轮5，箱体总成1的底部内侧竖向依次同轴心转动连接有第一斜齿轮7与第二齿轮6，第一伺服电机9的旋转轴键连接有第二斜齿轮8，第二斜齿轮8与第一斜齿轮7啮合，第一齿轮5与第二齿轮6啮合。
37.进一步优化方案，第一支撑臂13的顶部固定连接有第三伺服电机14，第三伺服电机14的轴接有第二丝杠，第二丝杠的外侧螺纹套设有第一滑块，第一滑块滑动连接在第一支撑臂13内侧，第一固定支架15的一端穿入第一支撑臂13与第一滑块固定连接且轴向滑动连接在第一支撑臂13的侧壁上，第一固定支架15的另一端固定连接在第二支撑臂16的侧壁。
38.进一步优化方案，第一支撑臂13通过两组相互垂直设置的丝杆滑块组件驱动，进行水平方向的移动；丝杆滑块组件包括滑动连接在箱体总成1顶壁上的第三丝杠和滑动连接在箱体总成1顶壁上的第二滑块，第二滑块螺纹套设在第三丝杠外侧，第三丝杠通过第七伺服电机驱动。
39.进一步优化方案，加工平台10顶面设置有转动平台，模具11通过螺栓固定连接在转动平台的顶面，转动平台采用现有技术中能够驱动模具11转动的装置中的一种，如现有技术中的一种转动型支撑平台（申请号：cn200910202124.7）。
40.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，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。
41.以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。