專利名稱：一種機(jī)械表面自動強(qiáng)化研磨加工設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)械表面加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種金屬工件表面尤其是回轉(zhuǎn)體工 件表面的自動強(qiáng)化研磨加工設(shè)備。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代工業(yè)化、自動化程度的飛速發(fā)展，對機(jī)械表面質(zhì)量提出了更高的要求，表面的 質(zhì)量好壞不僅影響到產(chǎn)品的外觀，而且還直接關(guān)系到產(chǎn)品甚至整個(gè)機(jī)械設(shè)備的壽命和可靠 性，如在航空、航天裝備和國防、軍事裝備中，某個(gè)關(guān)鍵零部件的失效就可能導(dǎo)致整個(gè)設(shè)備 不能運(yùn)行，甚至造成嚴(yán)重的事故和災(zāi)難。機(jī)械零部件一般需要經(jīng)過切削(包含車削、銑削、磨削等)加工才能生產(chǎn)出來，然 而，在切削加工過程中，由于切削熱而不可避免要在機(jī)械加工表面產(chǎn)生變質(zhì)層，可使機(jī)械加 工表面層硬度下降，而且是拉應(yīng)力層，易產(chǎn)生疲勞裂紋，從而降低機(jī)械零部件特別是關(guān)鍵滑 動件(包括軸承、絲杠、導(dǎo)軌等)的疲勞壽命和可靠性；在一般硬切削中，機(jī)械加工表面也 會出現(xiàn)殘余拉應(yīng)力而且也難于主動控制；在采用液氮作為冷卻介質(zhì)的強(qiáng)冷切削中，其效果 依然不夠理想，且加工成本也較高；而在采用預(yù)應(yīng)力硬切削方法加工中，雖然這種加工方法 可以使機(jī)械加工表面產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力，但是這種基于機(jī)械零部件施加預(yù)應(yīng)力進(jìn)行切削加工 的方法，有如下幾個(gè)問題難以解決(1)特殊形狀及尺寸的工件難以進(jìn)行預(yù)應(yīng)力切削加工； (2)預(yù)應(yīng)力的施加將使機(jī)加工件產(chǎn)生較大的彈塑性變形，難以提高加工精度和表面質(zhì)量。為了改善切削加工產(chǎn)生的殘余拉應(yīng)力，提高機(jī)械零部件的疲勞壽命，目前廣泛使 用的是表面強(qiáng)化技術(shù)，主要包括表面覆層、表面改性和表面機(jī)械強(qiáng)化。然而，在諸如精密器 械、醫(yī)療設(shè)備等工業(yè)中對表面粗糙度又有較高要求時(shí)，表面強(qiáng)化后的機(jī)械零部件還需要增 加一道重要的表面研磨工序，甚至是需要有經(jīng)驗(yàn)的工程師傅進(jìn)行手動研磨，不僅加工能力 差，效率低，而且勞動強(qiáng)度大，不易實(shí)現(xiàn)自動化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述機(jī)械加工易產(chǎn)生有害的表面殘余拉應(yīng)力以及現(xiàn)有表面 加工技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)自動強(qiáng)化研磨的不足，提供了一種機(jī)械表面尤其是回轉(zhuǎn)體金屬工件表面 自動強(qiáng)化研磨加工的設(shè)備。為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用的方案是一種機(jī)械表面自動強(qiáng)化研磨加工設(shè)備，其 結(jié)構(gòu)包括機(jī)架(1)，及設(shè)置在機(jī)架(1)上的用于自動傳輸工件的上料裝置(2)，及與上料裝 置(2)相連的用于自動裝夾工件和驅(qū)動工件同步旋轉(zhuǎn)的主軸驅(qū)動裝置(3)，及設(shè)置在主軸 驅(qū)動裝置(3)上側(cè)的用于把強(qiáng)化研磨料噴射到旋轉(zhuǎn)工件表面上的高壓噴射裝置(4)，及設(shè) 置在主軸驅(qū)動裝置(3)旁邊的用于自動把加工后的工件裝入成品存放箱的下料裝置(5)， 及設(shè)置在主軸驅(qū)動裝置(3)下方的強(qiáng)化研磨料回收裝置(6)。所述的上料裝置(2)包括用于排列工件的振動盤(7)，及與振動盤(7)相連的用于 傳輸工件的傳輸機(jī)構(gòu)(8)，及與傳輸機(jī)構(gòu)(8)相連的用于轉(zhuǎn)換工件角度的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(9)，及設(shè)置在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(9) 一端的用于把工件推到裝夾位置的推料機(jī)構(gòu)(10)，它們共同實(shí)現(xiàn)了自 動上料的功能。所述的主軸驅(qū)動裝置(3)包括用于驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn)的伺服馬達(dá)(17)，及通過聯(lián)軸器 與伺服馬達(dá)(17)連接的用于裝夾工件的電磁無心夾具(18)，及設(shè)置在電磁無心夾具(18) 下方的用于支撐工件的前支撐(19)和后支撐(20)，它們共同實(shí)現(xiàn)了工件的自動裝夾和同 步旋轉(zhuǎn)的功能。所述的高壓噴射裝置(4)包括用于儲存強(qiáng)化研磨料的儲料罐(21)，及與儲料罐通 過連接管(24)相連的噴頭(22)，及設(shè)置在機(jī)架一端的用于調(diào)整和固定噴頭的噴頭固定機(jī) 構(gòu)(23)，它們共同實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)化研磨料噴射到工件表面的功能。所述的下料裝置(5)包括用于向上頂已加工工件的頂料機(jī)構(gòu)(25)，及設(shè)置在頂料 機(jī)構(gòu)一側(cè)的用于把已加工工件推到下料流道(26)的推料機(jī)構(gòu)(10)，及設(shè)置在頂料機(jī)構(gòu)另 一側(cè)的用于把已加工工件流到成品存放箱的下料流道(26)，它們共同實(shí)現(xiàn)了自動下料的功 能。所述的強(qiáng)化研磨料回收裝置(6)包括設(shè)置在機(jī)架內(nèi)的分選器(28)，及設(shè)置在分選 器下方的用于存儲廢強(qiáng)化研磨料的廢品存放桶(29)和用于存儲可再使用的強(qiáng)化研磨料的 回收品存放桶(30)，它們共同實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)化研磨料的回收再利用。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案為將待加工工件(13)通過上料裝置(2)自動裝夾到主軸 驅(qū)動裝置(3)上，一方面工件(13)隨主軸驅(qū)動裝置(3)同步旋轉(zhuǎn)，另一方面高壓噴射裝置
(4)噴射強(qiáng)化研磨料于工件(13)表面上，對工件(13)進(jìn)行強(qiáng)化研磨加工，加工完成后，已加 工工件通過下料裝置自動進(jìn)入成品存放箱，新的待加工工件又通過上述步驟進(jìn)行自動強(qiáng)化 研磨加工，同時(shí)，強(qiáng)化研磨加工后的強(qiáng)化研磨料通過強(qiáng)化研磨料回收裝置進(jìn)行分選回收再 利用，如此反復(fù)，實(shí)現(xiàn)了工件表面強(qiáng)化研磨加工的自動化。本發(fā)明的有益效果是，采用本發(fā)明設(shè)備對回轉(zhuǎn)體金屬工件表面進(jìn)行強(qiáng)化研磨加 工，實(shí)現(xiàn)了加工的自動化，不僅提高了加工效率，保證了加工品質(zhì)，而且降低了勞動強(qiáng)度和 人力成本。


圖1為機(jī)械表面自動強(qiáng)化研磨加工設(shè)備總裝示意圖；圖2為本發(fā)明上料裝置放大示意圖；圖3為本發(fā)明主軸驅(qū)動裝置放大示意圖；圖4為本發(fā)明高壓噴射裝置放大示意圖；圖5為本發(fā)明下料裝置放大示意圖；圖6為本發(fā)明強(qiáng)化研磨料回收裝置放大示意圖。以上附圖中(1)、機(jī)架；⑵、上料裝置；(3)、主軸驅(qū)動裝置；(4)、高壓噴射裝置；
(5)、下料裝置；(6)、強(qiáng)化研磨料回收裝置；(7)、振動盤；(8)、傳輸機(jī)構(gòu)；(9)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)； (10)、推料機(jī)構(gòu)；(11)、流道；(12)、傳送帶；(13)、工件；(14)、感應(yīng)馬達(dá)；(15)、旋轉(zhuǎn)汽缸； (16)、推料汽缸；(17)、伺服馬達(dá)；(18)、電磁無心夾具；(19)、前支撐；(20)、后支撐；(21)、 儲料罐；(22)、噴頭；(23)、噴頭固定機(jī)構(gòu)；(24)、連接管；(25)、頂料機(jī)構(gòu)；(26)、下料流道； (27)、頂料汽缸；(28)、分選器；(29)、廢品存放桶；(30)、回收品存放桶。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說明結(jié)合附圖1，一種機(jī)械表面自動強(qiáng)化研磨加工設(shè)備，其結(jié)構(gòu)包括機(jī)架(1)，及設(shè)置 在機(jī)架(1)上的用于自動傳輸工件的上料裝置(2)，及與上料裝置(2)相連的用于自動裝夾 工件和驅(qū)動工件同步旋轉(zhuǎn)的主軸驅(qū)動裝置(3)，及設(shè)置在主軸驅(qū)動裝置(3)上側(cè)的用于把 強(qiáng)化研磨料噴射到旋轉(zhuǎn)工件表面上的高壓噴射裝置(4)，及設(shè)置在主軸驅(qū)動裝置(3)旁邊 的用于自動把加工后的工件裝入成品存放箱的下料裝置(5)，及設(shè)置在主軸驅(qū)動裝置(3) 下方的強(qiáng)化研磨料回收裝置(6)。其工作流程為將待加工工件(13)通過上料裝置(2)自 動裝夾到主軸驅(qū)動裝置(3)上，一方面工件(13)隨主軸驅(qū)動裝置(3)同步旋轉(zhuǎn)，另一方面 高壓噴射裝置(4)噴射強(qiáng)化研磨料于工件(13)表面上，對工件(13)進(jìn)行強(qiáng)化研磨加工，加 工完成后，已加工工件通過下料裝置自動進(jìn)入成品存放箱，新的待加工工件又通過上述步 驟進(jìn)行自動強(qiáng)化研磨加工，同時(shí)，強(qiáng)化研磨加工后的強(qiáng)化研磨料通過強(qiáng)化研磨料回收裝置 進(jìn)行分選回收再利用，如此反復(fù)，實(shí)現(xiàn)了工件表面強(qiáng)化研磨加工的自動化。下面在結(jié)合本發(fā)明的各個(gè)部分附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述結(jié)合附圖2，本發(fā)明的上料裝置(2)，它包括用于排列工件的振動盤(7)，及與振動 盤(7)相連的用于傳輸工件的傳輸機(jī)構(gòu)(8)，及與傳輸機(jī)構(gòu)(8)相連的用于轉(zhuǎn)換工件角度 的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(9)，及設(shè)置在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(9) 一端的用于把工件推到裝夾位置的推料機(jī)構(gòu)(10)。 其工作流程為待加工工件(13)在振動盤(7)的振動作用下，通過流道(11)進(jìn)入傳輸機(jī)構(gòu) (8)的傳送帶(12)上，傳輸機(jī)構(gòu)(8)的感應(yīng)馬達(dá)(14)帶動傳送帶(12)不斷旋轉(zhuǎn)從而傳輸工 件(13)到旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(9)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(9)的傳感器感測到工件(13)到達(dá)時(shí)，振動盤(7)及 傳輸機(jī)構(gòu)(8)停止工作，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(9)的旋轉(zhuǎn)汽缸(15)開始工作，把工件(13)旋轉(zhuǎn)90°， 然后推料機(jī)構(gòu)(10)的推料汽缸(16)開始工作，把工件(13)推到裝夾位置，實(shí)現(xiàn)了自動上 料功能。結(jié)合附圖3，本發(fā)明的主軸驅(qū)動裝置(3)，它包括用于驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn)的伺服馬達(dá) (17)，及通過聯(lián)軸器與伺服馬達(dá)(17)連接的用于裝夾工件的電磁無心夾具(18)，及設(shè)置在 電磁無心夾具(18)下方的用于支撐工件的前支撐(19)和后支撐(20)。其工作流程為當(dāng) 待加工工件(13)由上料裝置(1)送到裝夾位置時(shí)，電磁無心夾具(18)開始帶電，利用磁 性吸住工件(13)的端面，同時(shí)前支撐(19)、后支撐(20)也對工件進(jìn)行支撐，然后伺服馬達(dá) (17)啟動，帶動工件(13)進(jìn)行同步旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了工件的自動裝夾和同步旋轉(zhuǎn)的功能。結(jié)合附圖4，本發(fā)明的高壓噴射裝置(4)，它包括用于儲存強(qiáng)化研磨料的儲料罐 (21)，及與儲料罐通過連接管(24)相連的噴頭(22)，及設(shè)置在機(jī)架一端的用于調(diào)整和固定 噴頭的噴頭固定機(jī)構(gòu)(23)，它們共同實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)化研磨料噴射到工件表面的功能。其工作流 程為噴頭(22)通過噴頭固定機(jī)構(gòu)(23)進(jìn)行固定，并指向待加工工件(13)的加工表面，當(dāng) 主軸驅(qū)動裝置(3)工作時(shí)，高壓噴射裝置(4)啟動壓縮氣體把儲料罐(21)的強(qiáng)化研磨料抽 到連接管(24)并到達(dá)噴頭(22)噴向工件(13)的表面，實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)化研磨料噴射到工件表面 的功能。結(jié)合附圖5，本發(fā)明的下料裝置(5)，它包括用于向上頂已加工工件的頂料機(jī)構(gòu) (25)，及設(shè)置在頂料機(jī)構(gòu)一側(cè)的用于把已加工工件推到下料流道(26)的推料機(jī)構(gòu)(10)，及設(shè)置在頂料機(jī)構(gòu)另一側(cè)的用于把已加工工件流到成品存放箱的下料流道(26)。其工作流程 為當(dāng)強(qiáng)化研磨加工完成后，頂料機(jī)構(gòu)(25)的頂料汽缸(27)開始工作，把已加工工件向上 頂?shù)较铝狭鞯?26) 口，這時(shí)，推料機(jī)構(gòu)(10)的推料汽缸(26)工作，把下一個(gè)待加工工件推 到裝夾位置并使已加工工件(13)進(jìn)入下料流道(26)，實(shí)現(xiàn)了自動下料的功能。
結(jié)合附圖6，本發(fā)明的強(qiáng)化研磨料回收裝置5，它包括設(shè)置在機(jī)架內(nèi)的分選器
(28)，及設(shè)置在分選器下方的用于存儲廢強(qiáng)化研磨料的廢品存放桶(29)和用于存儲可再 使用的強(qiáng)化研磨料的回收品存放桶(30)。其工作流程為加工后的強(qiáng)化研磨料通過分選器
(29)把符合尺寸要求的強(qiáng)化研磨料流入回收品存放桶(30)，而把尺寸較小及不符合要求 的流入廢品存放桶(29)，實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)化研磨料的回收再利用。 應(yīng)該說明的是，以上實(shí)施例僅用于本發(fā)明的技術(shù)方案，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技 術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡對本發(fā) 明的技術(shù)方案進(jìn)行各種變動和等效替換，而不背離本發(fā)明技術(shù)方案的原理及范圍，均應(yīng)涵 蓋在本發(fā)明權(quán)利要求的范圍之中。
權(quán)利要求
一種機(jī)械表面自動強(qiáng)化研磨加工設(shè)備，其特征在于其結(jié)構(gòu)包括機(jī)架(1)，及設(shè)置在機(jī)架(1)上的用于自動傳輸工件的上料裝置(2)，及與上料裝置(2)相連的用于自動裝夾工件和驅(qū)動工件同步旋轉(zhuǎn)的主軸驅(qū)動裝置(3)，及設(shè)置在主軸驅(qū)動裝置(3)上側(cè)的用于把強(qiáng)化研磨料噴射到旋轉(zhuǎn)工件表面上的高壓噴射裝置(4)，及設(shè)置在主軸驅(qū)動裝置(3)旁邊的用于自動把加工后的工件裝入成品存放箱的下料裝置(5)，及設(shè)置在主軸驅(qū)動裝置(3)下方的強(qiáng)化研磨料回收裝置(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)械表面自動強(qiáng)化研磨加工設(shè)備，其特征在于所述的上 料裝置(2)包括用于排列工件的振動盤(7)，及與振動盤(7)相連的用于傳輸工件的傳輸 機(jī)構(gòu)(8)，及與傳輸機(jī)構(gòu)(8)相連的用于轉(zhuǎn)換工件角度的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(9)，及設(shè)置在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) (9) 一端的用于把工件推到裝夾位置的推料機(jī)構(gòu)(10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)械表面自動強(qiáng)化研磨加工設(shè)備，其特征在于所述的主 軸驅(qū)動裝置(3)包括用于驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn)的伺服馬達(dá)(17)，及通過聯(lián)軸器與伺服馬達(dá)(17)連 接的用于裝夾工件的電磁無心夾具(18)，及設(shè)置在電磁無心夾具(18)下方的用于支撐工 件的前支撐(19)和后支撐(20)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)械表面自動強(qiáng)化研磨加工設(shè)備，其特征在于所述的高 壓噴射裝置(4)包括用于儲存強(qiáng)化研磨料的儲料罐(21)，及與儲料罐通過連接管(24)相連 的噴頭(22)，及設(shè)置在機(jī)架一端的用于調(diào)整和固定噴頭的噴頭固定機(jī)構(gòu)(23)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)械表面自動強(qiáng)化研磨加工設(shè)備，其特征在于所述的下 料裝置(5)包括用于向上頂已加工工件的頂料機(jī)構(gòu)(25)，及設(shè)置在頂料機(jī)構(gòu)一側(cè)的用于把 已加工工件推到下料流道(26)的推料機(jī)構(gòu)(10)，及設(shè)置在頂料機(jī)構(gòu)另一側(cè)的用于把已加 工工件流到成品存放箱的下料流道(26)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)械表面自動強(qiáng)化研磨加工設(shè)備，其特征在于所述的 強(qiáng)化研磨料回收裝置(6)包括設(shè)置在機(jī)架內(nèi)的分選器(28)，及設(shè)置在分選器下方的用于 存儲廢強(qiáng)化研磨料的廢品存放桶(29)和用于存儲可再使用的強(qiáng)化研磨料的回收品存放桶 (30)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種機(jī)械表面自動強(qiáng)化研磨加工設(shè)備，屬于機(jī)械表面加工技術(shù)領(lǐng)域。其結(jié)構(gòu)包括機(jī)架(1)，及設(shè)置在機(jī)架(1)上的用于自動傳輸工件的上料裝置(2)，及與上料裝置(2)相連的用于自動裝夾工件和驅(qū)動工件同步旋轉(zhuǎn)的主軸驅(qū)動裝置(3)，及設(shè)置在主軸驅(qū)動裝置(3)上側(cè)的用于把強(qiáng)化研磨料噴射到旋轉(zhuǎn)工件表面上的高壓噴射裝置(4)，及設(shè)置在主軸驅(qū)動裝置(3)旁邊的用于自動把加工后的工件裝入成品存放箱的下料裝置(5)，及設(shè)置在主軸驅(qū)動裝置(3)下方的強(qiáng)化研磨料回收裝置(6)。采用本發(fā)明設(shè)備對回轉(zhuǎn)體金屬工件表面進(jìn)行強(qiáng)化研磨加工，實(shí)現(xiàn)了加工的自動化，不僅提高了加工效率，保證了加工品質(zhì)，而且降低了勞動強(qiáng)度和人力成本。
文檔編號B24B37/00GK101972980SQ201010283848
公開日2011年2月16日 申請日期2010年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月15日
發(fā)明者劉傳劍, 劉曉初 申請人:廣州大學(xué)