CN104690633B - 一种工位半自动式流道抛光机及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种工位半自动式流道抛光机及方法。其技术方案是在第一横向移动轴和第二横向移动轴上分别设有多组横向移动轴套，竖向移动轴安装在横向移动轴套之间，在竖向移动轴套上固定电机，左右移动液压缸通过电机驱动实现左右移动，上下移动液压缸通过副皮带轮驱动，并带动主轴实现上下移动，主轴的底部固定有零件夹持位置；竖架、第二横向移动轴和底座之间的空腔安装多组零件筒，且在竖架上设有可旋转的零件托盘。有益效果是：可以明显的提高生产效率，将磨料的运动转换为工件的转动，由工件带动磨料进行表面抛光；该设备制作的产品表面质量高；生产周期大幅缩短，工人的劳动强度降低、安全性提高，产品的质量有明显的提升。

Description

一种工位半自动式流道抛光机及方法

技术领域

本发明涉及一种精密铸造行业的表面处理装置及方法，特别涉及一种工位半自动式流道抛光机及方法。

背景技术

精密铸造行业生产的叶轮及导叶，在流道表面有毛刺或裂纹、氧化皮等杂质，这些杂质对于叶轮产品的使用效果有非常大的影响，为满足叶轮产品的使用要求，需要对叶轮的流道部分进行抛光处理。常规的操作方式有两种，一种是使用手持式的修磨工具，对叶轮流道部位进行抛光处理，该种方法的使用有很大的局限性，在叶轮流道的拐角部位无法进行抛光，而且使用的工具多为气动工具，损坏率高，效率低，工作劳动强度大。另外一种是使用研磨材料，将待处理的叶轮产品放入震动研磨机中，加入水和研磨机后，震动研磨机开始震动，带动磨料不断的翻滚，叶轮随磨料的翻滚同时运动，此时磨料不断的在叶轮流道中挤压、磕碰，去除流道表面的凸起物，并进行抛光处理，然后再使用不锈钢钢珠等对叶轮进行精抛光处理。操作过程中需要工作人员搬运工件，而且研磨的时间偏长，在叶轮的拐角部位同样存在不能抛光的问题，同时该操作方式对于设备的要求较高，如设备动力小，就会出现叶轮在研磨机内静置不动，依靠研磨石的流动进行微处理的现象，研磨效果不佳，同时在一些表面会出现表面粗糙度差的问题。

综上所述，采用现在的表面处理工艺存在几点缺陷：一是对操作工具的要求较高，普通设备无法满足要求；二是操作时间长，生产效率低，制作的产品表面存在不合格的区域；三是过程中需要工作人员搬动产品，劳动强度大，安全系数低。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种工位半自动式流道抛光机及方法，其操作简单，只需工人安装、拆卸零件两步即可，其余的工作由PLC集中控制箱操作，对操作工的技能水平要求低，操作方便、快捷，能有效的提高叶轮产品的流道表面质量，产品表面质量保障性更强。

其技术方案是包括零件托盘、零件筒、零件夹持位置、底座、上下移动液压缸、竖向移动轴、竖向移动轴套、左右移动液压缸、电机、主皮带轮、横向移动轴套、第一横向移动轴、副皮带轮、主轴、竖架，在底座的两侧分别固定竖架，在竖架的顶部通过第一横向移动轴连接，中部通过第二横向移动轴连接，在第一横向移动轴和第二横向移动轴上分别设有多组横向移动轴套，竖向移动轴安装在横向移动轴套之间，竖向移动轴套套在竖向移动轴的外壁可上下移动，且在竖向移动轴套上固定电机，电机的输出轴连接主皮带轮，左右移动液压缸通过电机驱动实现左右移动，上下移动液压缸通过副皮带轮驱动，并带动主轴实现上下移动，所述的主轴的底部固定有零件夹持位置；所述的竖架、第二横向移动轴和底座之间的空腔安装多组零件筒，且在竖架上设有可旋转的零件托盘。

上述的零件托盘的一端套在竖架上，另一端为弧形结构，且在一侧设有缺口。

上述的零件夹持位置的下端设有螺孔加工装置，并安装有锁紧螺母，对工件实行螺孔加工并安装锁紧螺母固定。

上述的第一横向移动轴和第二横向移动轴上分别设有两组横向移动轴套，且每组横向移动轴套上固定一套电机、主轴和零件夹持位置；在所述的竖架、第二横向移动轴和底座之间的空腔安装三组零件筒。

本发明提到的一种工位半自动式流道抛光机的方法，包括以下步骤：

（a）首先在需要进行流道抛光的工件上加工通孔，加工的孔与轴之间采用间隙配合；

（b）将孔加工完成的工件上分别放置在两侧的零件托盘上，转动零件托盘至零件夹持位置，通过电机控制主轴下降，***已加工的通孔中，同时拧上锁紧螺母，此时，通过电机控制主轴上升，将零件托盘复位，工件加载完成；

（c）分别在三个零件桶中加入研磨材料，其中，两侧筒中加入棕刚玉石，中间桶中加入不锈钢钢珠；

（d）启动主轴旋转，由电机、主皮带轮、副皮带轮带动主轴，通过上下移动液压缸和竖向移动轴套，使工件沉入侧面的零件桶的研磨材料中，开始进行粗抛光；

（e）设备工作一段时间后，通过电机控制主轴上升，观察工件的流道是否还存在凸起物，如有凸起物，重复上述d再次进行抛光，如流道内没有凸起物，此时通过电机控制左右液压缸启动，由左右液压缸推动主轴、电机、主皮带轮、副皮带轮至中间工位，重复步骤d，进行精抛光操作；

（f）当其中一个零件的流道抛光完成后，反操作执行步骤e，将零件移至两侧工位，零件托盘就位，卸载零件，同时，另一工位的零件可以移至中间工位，进行精抛光操作；侧工位可以再次装载零件，进行下一零件的处理。

本发明的有益效果是：与传统工工艺相比，使用该设备可以明显的提高生产效率，将磨料的运动转换为工件的转动，由工件带动磨料进行表面抛光；该设备制作的产品表面质量高，最高可达到Ra0.6；与原有技术相比，生产周期大幅缩短，操作时间缩短了一倍，工人的劳动强度降低、安全性提高，产品的质量有明显的提升。

附图说明

附图1是本发明的结构示意图；

附图2是本发明的侧视图；

附图3是本发明的俯视图；

上图中：零件托盘1、零件筒2、零件夹持位置3、架体4、上下移动液压缸5、竖向移动轴6、竖向移动轴套7、左右移动液压缸8、电机9、主皮带轮10、横向移动轴套11、横向移动轴12、副皮带轮13、主轴14、竖架15、第二横向移动轴16。

具体实施方式

结合附图1-3，对本发明作进一步的描述：

实施例1，本发明包括零件托盘1、零件筒2、零件夹持位置3、底座4、上下移动液压缸5、竖向移动轴6、竖向移动轴套7、左右移动液压缸8、电机9、主皮带轮10、横向移动轴套11、第一横向移动轴12、副皮带轮13、主轴14、竖架15，在底座4的两侧分别固定竖架15，在竖架15的顶部通过第一横向移动轴12连接，中部通过第二横向移动轴16连接，在第一横向移动轴12和第二横向移动轴16上分别设有多组横向移动轴套11，竖向移动轴6安装在横向移动轴套11之间，竖向移动轴套7套在竖向移动轴6的外壁可上下移动，且在竖向移动轴套7上固定电机9，电机9的输出轴连接主皮带轮10，左右移动液压缸8通过电机9驱动实现左右移动，上下移动液压缸5通过副皮带轮13驱动，并带动主轴14实现上下移动，所述的主轴14的底部固定有零件夹持位置3；所述的竖架15、第二横向移动轴16和底座4之间的空腔安装多组零件筒2，且在竖架15上设有可旋转的零件托盘1。

其中，零件托盘1的一端套在竖架15上，另一端为弧形结构，且在一侧设有缺口。

另外，零件夹持位置3的下端设有螺孔加工装置，并安装有锁紧螺母，对工件实行螺孔加工并安装锁紧螺母固定。

另外，第一横向移动轴12和第二横向移动轴16上分别设有两组横向移动轴套11，且每组横向移动轴套11上固定一套电机9、主轴14和零件夹持位置3；在所述的竖架15、第二横向移动轴16和底座4之间的空腔安装三组零件筒2。

本发明提到的一种工位半自动式流道抛光机的方法，包括以下步骤：

（a）首先在需要进行流道抛光的工件上加工通孔，加工的孔与轴之间采用间隙配合；

（b）将孔加工完成的工件上分别放置在两侧的零件托盘1上，转动零件托盘1至零件夹持位置3，通过电机控制主轴14下降，***已加工的通孔中，同时拧上锁紧螺母，此时，通过电机控制主轴14上升，将零件托盘1复位，工件加载完成；

（c）分别在三个零件桶中加入研磨材料，其中，两侧筒中加入棕刚玉石，中间桶中加入不锈钢钢珠；

（d）启动主轴旋转，由电机9、主皮带轮10、副皮带轮13带动主轴14，通过上下移动液压缸5和竖向移动轴套7，使工件沉入侧面的零件桶2的研磨材料中，开始进行粗抛光；

（e）设备工作一段时间后，通过电机控制主轴14上升，观察工件的流道是否还存在凸起物，如有凸起物，重复上述d再次进行抛光，如流道内没有凸起物，此时通过电机控制左右液压缸8启动，由左右液压缸8推动主轴14、电机9、主皮带轮10、副皮带轮13至中间工位，重复步骤d，进行精抛光操作；

（f）当其中一个零件的流道抛光完成后，反操作执行步骤e，将零件移至两侧工位，零件托盘1就位，卸载零件，同时，另一工位的零件可以移至中间工位，进行精抛光操作；侧工位可以再次装载零件，进行下一零件的处理。

实施例2，本发明结合实例对本发明做进一步的说明：

一种水泵上使用的密封式叶轮，流道的宽度为30mm，流道曲度大，叶轮外径450mm，单重40Kg，在未使用三工位半自动式流道抛光机前，处理的方式如下：

1.使用气动工具进行抛光操作

由于没有专门的抛光工具，需要先购买专门的工具，有一些工具需要由供应商单 独制作，然后再由我们使用，周期长，严重影响叶轮产品交货期。由于叶轮尺寸较大且比较 重，需要两名操作工同时进行操作，生产效率统计见下表

操作时间	使用人员	使用工具数量	表面质量	操作效率	劳动强度
						4h	2人	6-8把	一般，在流道的拐角部位存在无法抛光的区域，抛光面粗糙度可达到Ra3.2	低	高，过程中需要反转叶轮，抛光另一面，而且需要不断进行检查

2.使用研磨机进行处理

将叶轮放置在震动研磨机内先进行粗抛光，然后在流动研磨机中进行精抛光。由 于叶轮的重量大，需要使用专门的设备进行处理，由于企业内部没有该种设备，需要由供应 商进行处置，而且流动研磨机没有合适的，无法进行精抛光,震动研磨机的效率对比如下：

操作时间	使用人员	使用工具数量	表面质量	操作效率	劳动强度
						10h	1人	1	差，在流道里面存在无法抛光的区域，同时在叶轮外侧出现了粗糙度非常差的现象	低	低

3.使用三工位半自动式流道抛光机进行处理

（1）首先在机加工工序加工孔，孔直径为20mm；

（2）将孔加工完成的2件叶轮分别放置在两侧的零件托盘1上，转动零件托盘1至零件夹持位置3，按控制开关，控制主轴14下降，***叶轮加工孔中，同时拧上锁紧螺母，此时，按控制开关，主轴14上升。此时将零件托盘1复位，零件加载完成；

（3）分别在三个零件桶中加入研磨材料，其中，两侧筒中加入棕刚玉石，中间桶中加入不锈钢钢珠；

（4）启动主轴旋转，由7.5-8电机9、Φ120 B-5皮带轮10、Φ240 B-5皮带轮13带动主轴14。通过上下移动液压缸5和竖向移动轴6、竖向移动轴套7，使零件沉入零件桶2的研磨材料中，开始进行粗抛光；

（5）设备工作4h后，按控制开关，主轴14上升，观察零件的流道是否还存在凸起物，如有凸起物，重复上述4再次进行抛光。如流道内没有凸起物，此时按控制开关，左右液压缸8启动，由左右液压缸8推动主轴14、7.5-8电机9、Φ120 B-5皮带轮10、Φ240 B-5皮带轮13至中间工位，重复步骤4，进行精抛光操作。

（6）当其中一个零件的流道抛光完成后，反操作执行步骤5，将零件移至两侧工位，零件托盘1就位，卸载零件。同时，另一工位的零件可以移至中间工位，进行精抛光操作。侧工位可以再次装载零件，进行下一零件的处理。

（7）效率对比如下：

操作时间	使用人员	使用工具数量	表面质量	操作效率	劳动强度
						4h	1人	1	良	高	低

Claims (4)

1.一种工位半自动式流道抛光机，包括上下移动液压缸（5）、左右移动液压缸（8）、电机（9）、主皮带轮（10）、副皮带轮（13），左右移动液压缸（8）通过电机（9）驱动实现左右移动，上下移动液压缸（5）通过副皮带轮（13）驱动，并带动主轴（14）实现上下移动，电机（9）的输出轴连接主皮带轮（10），其特征是：还包括零件托盘（1）、零件筒（2）、零件夹持位置（3）、底座（4）、竖向移动轴（6）、竖向移动轴套（7）、横向移动轴套（11）、第一横向移动轴（12）、主轴（14）、竖架（15），在底座（4）的两侧分别固定竖架（15），在竖架（15）的顶部通过第一横向移动轴（12）连接，中部通过第二横向移动轴（16）连接，在第一横向移动轴（12）和第二横向移动轴（16）上分别设有多组横向移动轴套（11），竖向移动轴（6）安装在横向移动轴套（11）之间，竖向移动轴套（7）套在竖向移动轴（6）的外壁可上下移动，且在竖向移动轴套（7）上固定电机（9），所述的主轴（14）的底部固定有零件夹持位置（3）；所述的竖架（15）、第二横向移动轴（16）和底座（4）之间的空腔安装多组零件筒（2），且在竖架（15）上设有可旋转的零件托盘（1）。

2.根据权利要求1所述的工位半自动式流道抛光机，其特征是：所述的零件托盘（1）的一端套在竖架（15）上，另一端为弧形结构，且在一侧设有缺口。

3.根据权利要求1所述的工位半自动式流道抛光机，其特征是：所述的第一横向移动轴（12）和第二横向移动轴（16）上分别设有两组横向移动轴套（11），且每组横向移动轴套（11）上固定一套电机（9）、主轴（14）和零件夹持位置（3）；在所述的竖架（15）、第二横向移动轴（16）和底座（4）之间的空腔安装三组零件筒（2）。

4.一种采用如权利要求1-3中任一项所述的工位半自动式流道抛光机的使用方法，其特征是：包括以下步骤：

（a）首先在需要进行流道抛光的工件上加工通孔，加工的通孔与主轴之间采用间隙配合；

（b）将孔加工完成的工件上分别放置在两侧的零件托盘（1）上，转动零件托盘（1）至零件夹持位置（3），通过电机控制主轴（14）下降，***已加工的通孔中，同时拧上锁紧螺母，此时，通过电机控制主轴（14）上升，将零件托盘（1）复位，工件加载完成；

（c）分别在三个零件桶中加入研磨材料，其中，两侧筒中加入棕刚玉石，中间桶中加入不锈钢钢珠；

（d）启动主轴旋转，由电机（9）、主皮带轮（10）、副皮带轮（13）带动主轴（14），通过上下移动液压缸（5）和竖向移动轴套（7），使工件沉入侧面的零件桶（2）的研磨材料中，开始进行粗抛光；

（e）设备工作一段时间后，通过电机控制主轴（14）上升，观察工件的流道是否还存在凸起物，如有凸起物，重复上述d再次进行抛光，如流道内没有凸起物，此时通过电机控制左右液压缸（8）启动，由左右液压缸（8）推动主轴（14）、电机（9）、主皮带轮（10）、副皮带轮（13）至中间工位，重复步骤d，进行精抛光操作；

（f）当其中一个零件的流道抛光完成后，反操作执行步骤e，将零件移至两侧工位，零件托盘（1）就位，卸载零件，同时，另一工位的零件可以移至中间工位，进行精抛光操作；侧工位可以再次装载零件，进行下一零件的处理。