一种异形工件抛光装置

本发明涉及机械抛光，尤其是对沿径向、轴向形状不规则变化的棒料抛光的一种异形工件抛光装置。

背景技术：

1、抛光是指利用机械、化学或电化学的作用，使工件表面粗糙度降低，以获得光亮、平整表面的加工方法，是利用抛光工具和磨料颗粒或其他抛光介质对工件表面进行的修饰加工。

2、随着科学技术的发展，在对异形工件的抛光加工较难实现，尤其在对沿径向、轴向形状不规则变化的棒料抛光时，往往需要对工件进行多次装夹、多次抛光，或者通过手动抛光，但这种抛光方式的抛光效率较低，质量不稳定，会大大降低该类工件的生产效率。

技术实现思路

1、本发明为了解决现有技术中的问题，提供一种异形工件抛光装置，尤其适用于沿径向、轴向形状不规则变化的棒料抛光。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、一种异形工件抛光装置，包括底座，在底座上从下到上分别设有传动机构、异形工件夹具和抛光头收紧机构，在抛光头收紧机构上还设有抛光头机构，其中：

4、异形工件夹具用于对异形工件进行夹紧，异形工件夹具包括夹具头，夹紧工件时，每一个夹具头所伸出长度会根据工件形状有所不同，以适应夹紧不规则的异形工件；

5、同时，异形工件夹具会在传动机构的作用下进行旋转运动和轴向往复运动；

6、抛光头收紧机构能够带动抛光头机构相对于异形工件进行收紧或张开，抛光头机构具备柔性，使其抛光时能够适应异形工件的表面；

7、同时，抛光头收紧机构和抛光头机构会在传动机构的作用下进行轴向往复运动。

8、进一步的，所述底座包括由上至下依次间隔固定设置的第一层圆盘、第二层圆盘和第三层圆盘；

9、所述传动机构包括电机、大齿轮、小齿轮和内齿轮盘，中心轴垂直安装在第三层圆盘上并可旋转，且中心轴向上依次穿过第二层圆盘和第一层圆盘；大齿轮在第二层圆盘上安装并可旋转，内齿轮盘在第二层圆盘的外圈安装并可旋转，小齿轮固定安装在中心轴上并随中心轴同步旋转，电机在第三层圆盘上固定，电机齿轮和小齿轮啮合，小齿轮同时和大齿轮啮合，大齿轮和内齿轮盘啮合；

10、中心轴上端还固定设有旋转桶，且旋转桶转动放置在底座的第一层圆盘上，随着中心轴转动；

11、内齿轮盘上固定有下螺旋桶，下螺旋桶上同轴固定设有上螺旋桶，内齿轮盘、下螺旋桶和上螺旋桶同时旋转；上螺旋桶和下螺旋桶内壁分别开有双向螺旋槽；

12、在底座的第二层圆盘上左右相对分别固定设有轴向延伸的第一滑轨和第二滑轨，第一滑轮机构安装在第一滑轨上，第二滑轮机构安装在第二滑轨上，第二滑轮机构的滑轮安装在上螺旋筒的双向螺旋槽中，第一滑轮机构的滑轮安装在下螺旋桶的双向螺旋槽中；当螺旋桶旋转时，在其双向螺旋槽中的滑轮会沿着双向螺旋槽移动，并逐渐实现第一滑轮机构/第二滑轮机构在第一滑轨/第二滑轨上的轴向移动，由于螺旋槽为双向螺旋槽，当第一滑轮机构/第二滑轮机构移动到最下端或者最上端时，会沿着另一方向的螺旋槽实现反向的轴向位移，从而实现轴向的往复运动；

13、第一滑轮机构同时与异形工件夹具顶起配合，从而带动异形工件夹具实现轴向往复运动；

14、第二滑轮机构同时与抛光头收紧机构顶起配合，从而带动抛光头收紧机构实现轴向往复运动。

15、进一步的，所述第一滑轮机构包括摩擦轮和滑轮滑块，摩擦轮安装在滑轮滑块右端的凹槽内，且摩擦轮高于滑轮滑块最右侧壁的高度，滑轮安装在滑轮支架上，在滑轮滑块的最左端开设有从左向右的圆形槽，且圆形槽上下开有弧形通孔，圆形槽与滑轮支架右侧的圆形凸起转动连接，使滑轮支架能够旋转；滑轮固定杆穿过滑轮支架右侧的圆形凸起，且滑轮固定杆两端设有左右方向延伸的圆柱，圆柱安装在滑轮滑块的弧形通孔中，使滑轮支架在滑轮滑块中可以进行旋转，从而使滑轮可以适应倾斜的螺旋槽；

16、第一滑轮机构与第一滑轨安装时，滑轮滑块与第一滑轨在轴向上滑动配合，同时摩擦轮部分位于第一滑轨外部，使摩擦轮与异形工件夹具顶起配合；

17、第二滑轮机构和第一滑轮机构的结构相同；第二滑轮机构与第二滑轨安装时，滑轮滑块与第二滑轨在轴向上滑动配合，同时摩擦轮部分位于第二滑轨外部，第二滑轮机构的摩擦轮与抛光头收紧机构顶起配合。

18、进一步的，所述异形工件夹具包括夹具，夹具包括夹具盖、夹具底座和充气气囊，夹具底座上三部分弧形通孔应卡在旋转桶桶身上开设三个弧形槽的对应位置，使夹具底座安装在旋转桶上并可随旋转桶旋转，夹具盖固定在夹具底座上，充气气囊固定在夹具底座中心的圆柱形槽边缘；夹具底座上环绕中心设有多个径向延伸的矩形槽，夹具头分别滑动安装在对应的矩形槽中，在夹具头和矩形槽之间装有夹具压缩弹簧，且充气气囊在夹具头的后面，充气气囊充气后会推动夹具头向中心移动，且每一个夹具头所伸出长度会根据工件形状有所不同，以适应夹紧不规则的异形工件，从而夹紧工件；充气气囊泄气后，夹具头会在夹具压缩弹簧的作用下回到初始位置。

19、进一步的，所述异形工件夹具还包括用于对充气气囊进行充气的充气结构；

20、充气结构包括活塞杆环形槽座和活塞杆，活塞杆环形槽座固定在夹具底座的底面，活塞杆安装在活塞杆环形槽座的环形槽中，活塞杆穿过充气气筒的一端安装有活塞，通过活塞在充气气筒中的运动实现充气，活塞杆的另一端固定有充气弧形板，充气气筒的另一端安装有充气气管，通过带动充气弧形板，然后带动活塞杆在充气气筒中的运动实现充气，并通过充气气管充气进充气气囊中；

21、充气弧形板的突出矩形部分伸至旋转桶桶身上对应的定位槽中，且在旋转桶桶身的弧形槽侧边开有沿周向的弧形夹腔，弧形槽位置安装有弹簧弧形板，弹簧弧形板与弧形夹腔滑动配合；在旋转桶旋转时，一方面旋转桶会带动充气弧形板转动，另一方面弹簧弧形板会顶到夹具底座，使弹簧弧形板被顶回旋转桶桶身的弧形夹腔中，直至弹簧弧形板完全进入旋转桶桶身中，此时完成充气夹紧工件；夹紧工件后，旋转桶继续旋转，此时由旋转桶顶着夹具底座，带动夹具底座旋转，异形工件也进行旋转。

22、进一步的，所述抛光头收紧机构包括虹膜底座和转盘，转盘安装在虹膜底座上面，且转盘能够转动；

23、虹膜底座环绕其中心圆环设有多个虹膜叶片；在转盘的底面上有多个凸起的圆柱，圆柱与虹膜连接杆一端旋转连接，虹膜连接杆另一端与虹膜叶片旋转连接，虹膜叶片转动安装在虹膜底座的圆柱上，转盘转动时会带动虹膜连接杆，从而带动虹膜叶片，实现虹膜叶片的张开与收紧；

24、抛光头机构对应安装在虹膜叶片上。

25、进一步的，所述抛光头收紧机构还包括离心盘，离心盘与虹膜底座转动配合，离心盘底面上装有多个弧形板，多个弧形板分别插进旋转桶桶身从上到下的限位槽中，旋转桶旋转时，会带动离心盘一同旋转；离心弧形滑块安装在离心盘上沿径向开设的导向槽中，且能沿着该导向槽实现向心和离心的运动，在离心盘旋转时，离心弧形滑块一同旋转，且离心弧形滑块会受到离心力的作用产生离心运动，在离心弧形滑块的外沿装有驱动弧形滑块，在离心弧形滑块产生离心运动时会带动驱动弧形滑块一同做离心运动；

26、虹膜底座上对应开有矩形滑槽，且安装有与其滑动配合的固定矩形块，固定矩形块在该矩形滑槽内能够移动，驱动弧形滑块上固定设有圆柱，该圆柱与固定矩形块固定连接，使该圆柱不能发生转动，只能沿矩形滑槽方向直线移动；

27、该圆柱还穿过转盘上开设的弧形通孔；驱动弧形滑块在受到离心弧形滑块的作用下产生离心运动，该运动会带动固定矩形块沿着矩形滑槽直线移动，并在转盘的弧形通孔中移动，因为驱动弧形滑块只能沿着离心方向直线移动，因此会使转盘发生转动，转盘的转动会使虹膜叶片实现收紧，从而保证在抛光过程中抛光头机构始终贴紧异形工件表面。

28、进一步的，所述抛光头机构包括抛光头上底座和抛光头下底座，两个底座中间挖有球形槽，在该球形槽内装有三级抛光球，三级抛光球表面挖有多个球形槽，且槽内分别装有二级抛光球；二级抛光球表面挖有多个球形槽，且槽内装有一级抛光球；上述几种抛光球在球形槽内都能够活动，在抛光时各个抛光球在抛光头收紧机构作用下紧贴旋转中的工件对其进行抛光。

29、进一步的，所述抛光头下底座下侧设有柔性底板，抛光头下底座底面和柔性底板顶面都开有圆形槽，且在圆形槽内装有抛光扭转弹簧，且抛光头下底座底面有凸起小圆柱，卡在柔性底板顶面开设的弧形槽内，使抛光头下底座及以上在柔性底板上能够实现旋转的柔性，且具有一定的活动范围，柔性底板下侧的矩形块部分安装在虹膜叶片表面开的滑槽内，使柔性底板能够沿着滑槽内移动，在柔性底板下侧的矩形块和虹膜叶片的矩形槽壁之间装有压缩弹簧，柔性地板在不受外力时，处于虹膜叶片滑槽的最远端，受到工件异形对抛光头的挤压时弹簧压缩，使抛光球在接触正在旋转中的异形工件时，能够适应异形工件的在加工过程中的形状变化，抛光球表面能够始终贴紧异形工件表面，保证对异形工件抛光工作的顺利进行。

30、进一步的，所述一级抛光球安装在二级抛光球、二级抛光球安装在三级抛光球均通过抛光球安装结构实现安装；

31、抛光球安装结构包括抛光球底座，旋紧螺栓安装在抛光球底座中心的圆形槽内，且旋紧螺栓只能旋转不能移动，旋紧螺栓与升降底盘通过螺纹连接，旋转旋紧螺栓时，升降底盘进行轴向的移动，抛光球叶片安装在抛光球底座外圈开的凹槽中，抛光球叶片位于抛光球底座的部分上开有倾斜的通孔，升降底盘上开有径向的矩形通孔，矩形通孔长度一直到升降底盘的最边缘，并在矩形通孔的外端安装有一圆柱，该圆柱安装在抛光球叶片底部的倾斜通孔内；当升降底盘直线上升时，该圆柱沿着倾斜通孔使抛光球叶片向中心靠拢，直至闭合，当升降底盘直线下降时反之；当抛光球叶片打开时能够将所需安装的抛光球装入其中，且在每一级的抛光球底座外沿有一圈圆柱形凸起，在与其对应的球形槽中同样存在有一圈高度较高的圆柱形凹槽，使该部分凸起卡进凹槽之中，对抛光球的活动进行限位，使抛光球在球形槽中活动时不会整体翻转。

32、本发明的有益效果：

33、（1）本发明通过异形工件夹具、抛光头收紧机构、抛光头机构和传动机构的相互配合，实现了对异形工件的夹紧和快速抛光，大大提高了异形工件的抛光效率，大大减少了该类工件抛光的人力成本。

34、（2）异形工件夹具通过充气的方式夹紧工件，使夹具能够适合各种形状的工件，提高了夹具对各种异形工件的适用性。

35、（3）在本发明中，抛光头底座、柔性底板和虹膜叶片之间安装有弹簧，使三个抛光头在受到异形工件的不同形状变化时，三个抛光头能够针对自身接触情况保持与工件的接触位置，提高了抛光装置针对各种异形工件的抛光效果。

36、（4）在本发明的抛光头收紧机构中，离心收紧机构和虹膜机构的配合，使抛光过程中，工件形状变化时，三个抛光头会根据工件形状的变化同时扩张或收缩，从而进一步提高了装置对各种异形工件的适用性，提高了抛光装置针对异形工件的抛光效率。

37、（5）本发明中异形工件夹具的充气结构和传动机构之间的配合，使装置能够自动夹紧，且能够实现先夹紧工件传动机构再继续工作，保证了工作的先后顺序。

38、（6）本发明中异形工件夹具在工作中既旋转又轴向往复运动，异形工件抛光装置在工作中实现轴向往复运动，且轴向运动经过减速为慢速运动，增大了抛光面积的同时提高了抛光质量。

39、（7）本发明中抛光头包括一级抛光球、二级抛光球和三级抛光球，三种抛光球结合分形原理，将整体的抛光头可以分成数个部分，且每一部分都（至少近似地）是整体缩小后的形状，通过利用分形原理提高了抛光球的活动适应异形工件的能力。