CN115213787A - 一种金属工件热处理后氧化层打磨装置及打磨方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及金属加工技术领域，且公开了一种金属工件热处理后氧化层打磨装置，包括主传动机构，所述主传动机构的下方设置有可被主传动机构驱动进行往复运动的升降机构，主传动机构的侧边设置有用于清洗工件带走热量的冷却机构，所述升降机构底部设置有工件固定机构。本发明提供的金属工件热处理后氧化层打磨装置及打磨方法，结构紧凑，便于制造，无需供电，磨砂纸磨损后替换方便，相对于传统打磨方式较为省力，效率较高。

Description

一种金属工件热处理后氧化层打磨装置及打磨方法
技术领域
本发明涉及金属加工技术领域，具体涉及一种金属工件热处理后氧化层打磨装置及打磨方法。
背景技术
金属工件在进行热处理后通常会出现一层氧化层，主要是空气中的氧气和工件氧化作用生成的氧化层，加热时间越长温度越高氧化层越厚。通常在金属工件进行热处理之后进行地工序便是硬度检验或者是线切割。硬度检验其原理是维氏硬度计对工件通过步进电机对工件表面进行打压，之后再由读数显微镜测量压痕的对角线的长度，之后利用对角线及试验力的一个换算关系来测得维氏硬度，热处理产生的氧化层碳化层极大的影响了压痕的观察。此外，金属工件表层杂质的存在也会影响待加工工件的导电率，对电火花线切割的工作效率也会有影响。对于热处理硬度检验的工件氧化层打磨，目前通用的方式是使用手持式的砂轮机打磨或是在工作台上用砂纸打磨。专利号CN111360644A的一种热处理硬度检验零件定量打磨装置与打磨方法虽然在传统的砂轮机上提出了改进，精准了其打磨深度但是并未脱离用砂轮的范畴，该装置虽然省力，但是相对的切削热也更高，对工件层的表面烧伤也更严重，不利于后续的金相组织观察工作。传统的在工作台上用砂纸打磨氧化层虽然产生的热量小，对金相组织影响小，但是及费力，对人的手腕关节伤害很大，不符合人体工程学原理，另外在进行打磨工作的时候容易磨破手的表皮，伤口有被感染的危险，为此我们提出了一种金属工件热处理后氧化层打磨装置及打磨方法。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供一种金属工件热处理后氧化层打磨装置及打磨方法，以解决上述的问题。
(二)技术方案
为实现上述所述目的，本发明提供如下技术方案：
一种金属工件热处理后氧化层打磨装置，包括主传动机构，所述主传动机构的下方设置有可被主传动机构驱动进行往复运动的升降机构，主传动机构的侧边设置有用于清洗工件带走热量的冷却机构，所述升降机构底部设置有工件固定机构。
优选的，所述主传动机构包括顶部箱体、第一摇轮、第一圆柱凸块、轴承、第二圆柱凸块、固定板以及横杆，所述第一摇轮转动安装在顶部箱体的内部，所述第一摇轮通过外界的驱动源进行驱动，所述顶部箱体的内壁上固定安装四个轴承，上下两侧的两个轴承相互对应，上下两侧的两个轴承之间设置有横杆，所述横杆上固定安装有固定板，固定板为T形，所述第一摇轮上安装有两个对称的第一圆柱凸块，所述横杆上设置有联动结构。
优选的，所述联动机构包括异形杆，所述异形杆为L形，所述异形杆转动安装在顶部箱体的内壁，且异形杆的一端位于其中一个第一圆柱凸块的下方，所述横杆上固定安装有第二圆柱凸块，所述异形杆下端对应第二圆柱凸块位置上设置有缺口，所述缺口与第二圆柱凸块卡接在一起，当第一摇轮进行顺时针旋转的时候，第一圆柱凸块与异形杆接触，通过异形杆连接第二圆柱凸块驱动横杆向右运动，随后第一圆柱凸块又会与固定板接触，通过固定板驱动横杆向左运动，这样就把第一摇轮的圆周运动转化为横杆反复运动。
优选的，所述升降机构包括套筒、升降杆、固定架以及凸轮杆，所述套筒的顶端与横杆固定连接在一起，所述升降杆插接在套筒的内部，所述固定架通过螺栓一活动安装在套筒外侧，所述固定架的一侧设置有旋转机构，所述固定架的另外一侧通过螺栓二铰接有凸轮杆，所述升降杆的底部固定安装有打磨板。
优选的，所述旋转机构包括第二摇轮，所述第二摇轮背离固定架一侧安装有转动把手，所述套筒对应第二摇轮一侧开设有缺口，所述升降杆对应缺口一侧开设有齿槽，固定架右侧开设有连接孔，第二摇轮通过连接孔连接在固定架上，第二摇轮对应升降杆一侧呈螺旋线状，二者螺距相等，第二摇轮与升降杆构成齿轮齿条传动，当凸轮杆向右转动靠向套筒，第二摇轮与升降杆啮合，第二摇轮旋转带动升降杆上升下降，当凸轮杆向左转动，第二摇轮与升降杆不再啮合，升降杆可以自由上下移动。
优选的，所述工件固定机构包括出水口、工作池以及磁性开关，所述工作池位于打磨板的正下方，所述出水口连通工作池的内部，所述磁性开关设固定架的侧边。工作池可以通过磁性开关控制磁性的有无，当工件放好时可以打开磁性开关给工作池通磁固定工件，以防止其在进行打磨的时候发生窜动。工作池回收来自冷却机构的水，并通过出水口进行回收。
优选的，所述冷却机构包括塞子、水箱、水管以及水阀开关，所述塞子堵塞在水箱的入水口，水管连接在水箱的出水口，水阀开关安装在水管的出水端，打开塞子可以向水箱中加水，在进行打磨工作的时候，可以打开水阀开关对材料进行适当冲洗，带走一部分热量，防止工件表面层过热烧伤。
一种金属工件热处理后氧化层打磨装置的打磨方法，包括以下步骤：
1、将工件固定在工作池；
2、将磨砂纸固定在在升降杆底部打磨板上；
3、凸轮杆向左转动，使第二摇轮与升降杆脱离啮合，将底部磨砂纸放在待打磨工件表面；
4、凸轮杆向右转动，使第二摇轮与升降杆啮合，转动第二摇轮，使升降杆对工件有一个向下的力的作用；
5、转动第一摇轮、打磨板往复运动，打磨氧化层，适时打开水阀开关对工件表面喷水降温。
优选的，在氧化层打磨完之后，该装置亦可以对工件表面进行更低粗糙度的打磨，更换打磨板底部的磨砂纸，在打磨板向内运动时操作第二摇轮，使升降杆适量向上移动不与工件表面接触，使打磨板的往复运动变成单向运动，即可进行工件表面打磨工作，。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供的金属工件热处理后氧化层打磨装置及打磨方法，具备以下有益效果：
1、该金属工件热处理后氧化层打磨装置及打磨方法，结构紧凑，便于制造，无需供电，磨砂纸磨损后替换方便，相对于传统打磨方式较为省力，效率较高。
2、该金属工件热处理后氧化层打磨装置及打磨方法，与传统的砂轮打磨相比，热量小，对材料表层的伤害小，且有辅助冷却机构。
3、该金属工件热处理后氧化层打磨装置及打磨方法，人体无需直接接触工件或者磨砂纸，安全性高，简单易上手，可以自主控制打磨量。
附图说明
图1为本发明实施例打磨装置的立体外形结构示意图；
图2为本发明实施例打磨装置的侧视结构示意图；
图3为本发明实施例打磨装置的背部结构示意图；
图4为本发明实施例打磨装置的主传动机构剖视示意图；
图5为本发明实施例打磨装置的升降机构的结构示意图；
图6为本发明实施例打磨装置的升降杆与第二摇轮结构示意图；
图7为本发明实施例打磨装置的主传动机构与升降机构连接结构示意图；
图8为本发明本发明实施例打磨方法的执行步骤流程示意图；
图9为本发明实施例打磨装置的传动过程示意图。
图中：1、顶部箱体；2、第一摇轮；3、塞子；4、水箱；5、固定架；6、打磨板；7、出水口；8、工作池；9、磁性开关；10、第二摇轮；11、水管；12、水阀开关；13、凸轮杆；14、第一圆柱凸块；15、异形杆；16、固定板；17、轴承；18、第二圆柱凸块；19、升降杆；20、横杆；21、套筒；22、螺栓一；23、螺栓二。
具体实施方式
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。
实施例
请参阅图1-9，本发明实施例提供的金属工件热处理后氧化层打磨装置，包括主传动机构，主传动机构的下方设置有可被主传动机构驱动进行往复运动的升降机构，主传动机构的侧边设置有用于清洗工件带走热量的冷却机构，升降机构底部设置有工件固定机构。
进一步的，主传动机构包括顶部箱体1、第一摇轮2、第一圆柱凸块14、轴承17、第二圆柱凸块18、固定板16以及横杆20，第一摇轮2转动安装在顶部箱体1的内部，第一摇轮2通过外界的驱动源进行驱动，驱动源为电机，顶部箱体1的内壁上固定安装四个轴承17，上下两侧的两个轴承17相互对应，上下两侧的两个轴承17之间设置有横杆20，横杆20上固定安装有固定板16，固定板16为T形，第一摇轮2上安装有两个对称的第一圆柱凸块14，横杆20上设置有联动结构。
进一步的，联动机构包括异形杆15，异形杆15为L形，异形杆15转动安装在顶部箱体1的内壁，且异形杆15的一端位于其中一个第一圆柱凸块14的下方，横杆20上固定安装有第二圆柱凸块18，异形杆15下端对应第二圆柱凸块18位置上设置有缺口，缺口与第二圆柱凸块18卡接在一起，当第一摇轮2进行顺时针旋转的时候，第一圆柱凸块14与异形杆15接触，通过异形杆15连接第二圆柱凸块18驱动横杆20向右运动，随后第一圆柱凸块14又会与固定板16接触，通过固定板16驱动横杆20向左运动，这样就把第一摇轮2的圆周运动转化为横杆20反复运动。
进一步的，升降机构包括套筒21、升降杆19、固定架5以及凸轮杆13，套筒21的顶端与横杆20固定连接在一起，升降杆19插接在套筒21的内部，固定架5通过螺栓一22活动安装在套筒21外侧，固定架5的一侧设置有旋转机构，固定架5的另外一侧通过螺栓二23铰接有凸轮杆13，升降杆19的底部固定安装有打磨板6。
进一步的，旋转机构包括第二摇轮10，第二摇轮10背离固定架5一侧安装有转动把手，套筒21对应第二摇轮10一侧开设有缺口，升降杆19对应缺口一侧开设有齿槽，固定架5右侧开设有连接孔，第二摇轮10通过连接孔连接在固定架5上，第二摇轮10对应升降杆19一侧呈螺旋线状，二者螺距相等，第二摇轮10与升降杆19构成齿轮齿条传动，当凸轮杆13向右转动靠向套筒21，第二摇轮10与升降杆19啮合，第二摇轮10旋转带动升降杆19上升下降，当凸轮杆13向左转动，第二摇轮10与升降杆19不再啮合，升降杆19可以自由上下移动。
进一步的，工件固定机构包括出水口7、工作池8以及磁性开关9，工作池8位于打磨板6的正下方，出水口7连通工作池8的内部，磁性开关9设固定架5的侧边。工作池8可以通过磁性开关9控制磁性的有无，当工件放好时可以打开磁性开关给工作池8通磁固定工件，以防止其在进行打磨的时候发生窜动。工作池8回收来自冷却机构的水，并通过出水口7进行回收。
进一步的，冷却机构包括塞子3、水箱4、水管11以及水阀开关12，塞子3堵塞在水箱4的入水口，水管11连接在水箱4的出水口，水阀开关12安装在水管11的出水端，打开塞子3可以向水箱4中加水，在进行打磨工作的时候，可以打开水阀开关12对材料进行适当冲洗，带走一部分热量，防止工件表面层过热烧伤。
一种采用金属工件热处理后氧化层打磨装置的打磨方法，包括以下步骤：
1、将工件固定在工作池8；
2、将磨砂纸固定在在升降杆19底部打磨板6上；
3、凸轮杆13向左转动，使第二摇轮10与升降杆19脱离啮合，将底部磨砂纸放在待打磨工件表面；
4、凸轮杆13向右转动，使第二摇轮10与升降杆19啮合，转动第二摇轮10，使升降杆19对工件有一个向下的力的作用；
5、转动第一摇轮10、打磨板6往复运动，打磨氧化层，适时打开水阀开关对工件表面喷水降温。
在氧化层打磨完之后，该装置亦可以对工件表面进行更低粗糙度的打磨，更换打磨板6底部的磨砂纸，在打磨板6向内运动时操作第二摇轮10，使升降杆19适量向上移动不与工件表面接触，使打磨板的往复运动变成单向运动，即可进行工件表面打磨工作。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及等同物限定。

Claims (9)

1.一种金属工件热处理后氧化层打磨装置，包括主传动机构，其特征在于：所述主传动机构的下方设置有可被主传动机构驱动进行往复运动的升降机构，主传动机构的侧边设置有用于清洗工件带走热量的冷却机构，所述升降机构底部设置有工件固定机构。
2.根据权利要求1所述的金属工件热处理后氧化层打磨装置，其特征在于：所述主传动机构包括顶部箱体(1)、第一摇轮(2)、第一圆柱凸块(14)、轴承(17)、第二圆柱凸块(18)、固定板(16)以及横杆(20)，所述第一摇轮(2)转动安装在顶部箱体(1)的内部，所述第一摇轮(2)通过外界的驱动源进行驱动，驱动源为电机，所述顶部箱体(1)的内壁上固定安装四个轴承(17)，上下两侧的两个轴承(17)相互对应，上下两侧的两个轴承(17)之间设置有横杆(20)，所述横杆(20)上固定安装有固定板(16)，固定板(16)为T形，所述第一摇轮(2)上安装有两个对称的第一圆柱凸块(14)，所述横杆(20)上设置有联动结构。
3.根据权利要求2所述的金属工件热处理后氧化层打磨装置，其特征在于：所述联动机构包括异形杆(15)，所述异形杆(15)为L形，所述异形杆(15)转动安装在顶部箱体(1)的内壁，且异形杆(15)的一端位于其中一个第一圆柱凸块(14)的下方，所述横杆(20)上固定安装有第二圆柱凸块(18)，所述异形杆(15)下端对应第二圆柱凸块(18)位置上设置有缺口，所述缺口与第二圆柱凸块(18)卡接在一起。
4.根据权利要求2所述的金属工件热处理后氧化层打磨装置，其特征在于：所述升降机构包括套筒(21)、升降杆(19)、固定架(5)以及凸轮杆(13)，所述套筒(21)的顶端与横杆(20)固定连接在一起，所述升降杆(19)插接在套筒(21)的内部，所述固定架(5)通过螺栓一(22)活动安装在套筒(21)外侧，所述固定架(5)的一侧设置有旋转机构，所述固定架(5)的另外一侧通过螺栓二(23)铰接有凸轮杆(13)，所述升降杆(19)的底部固定安装有打磨板(6)。
5.根据权利要求4所述的金属工件热处理后氧化层打磨装置，其特征在于：所述旋转机构包括第二摇轮(10)，所述第二摇轮(10)背离固定架(5)一侧安装有转动把手，所述套筒(21)对应第二摇轮(10)一侧开设有缺口，所述升降杆(19)对应缺口一侧开设有齿槽，固定架(5)右侧开设有连接孔，第二摇轮(10)通过连接孔连接在固定架(5)上，第二摇轮(10)对应升降杆(19)一侧呈螺旋线状，二者螺距相等，第二摇轮(10)与升降杆(19)构成齿轮齿条传动。
6.根据权利要求4所述的金属工件热处理后氧化层打磨装置，其特征在于：所述工件固定机构包括出水口(7)、工作池(8)以及磁性开关(9)，所述工作池(8)位于打磨板(6)的正下方，所述出水口(7)连通工作池(8)的内部，所述磁性开关(9)设固定架(5)的侧边。
7.根据权利要求4所述的金属工件热处理后氧化层打磨装置，其特征在于：所述冷却机构包括塞子(3)、水箱(4)、水管(11)以及水阀开关(12)，所述塞子(3)堵塞在水箱(4)的入水口，水管(11)连接在水箱(4)的出水口，水阀开关(12)安装在水管(11)的出水端。
8.一种金属工件热处理后氧化层打磨装置的打磨方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：将工件固定在工作池(8)；
第二步：将磨砂纸固定在在升降杆升降杆(19)底部打磨板(6)上；
第三步：凸轮杆(13)向左转动，使第二摇轮(10)与升降杆(19)脱离啮合，将底部磨砂纸放在待打磨工件表面；
第四步：凸轮杆(13)向右转动，使第二摇轮(10)与升降杆(19)啮合，转动第二摇轮(10)，使升降杆(19)对工件有一个向下的力的作用；
第五步：转动第一摇轮(10)、打磨板(6)往复运动，打磨氧化层，适时打开水阀开关对工件表面喷水降温。
9.根据权利要求8所述金属工件热处理后氧化层打磨装置的打磨方法，其特征在于：所述该装置对工件表面进行更低粗糙度的打磨时，更换打磨板(6)底部的磨砂纸，在打磨板(6)向内运动时操作第二摇轮(10)，使升降杆(19)适量向上移动不与工件表面接触，使打磨板的往复运动变成单向运动，进行工件表面打磨工作。
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