[發明專利]一種螺旋復雜曲面粘彈性磨料流動拋光方法及裝置

在審

• 申請號: 201410233780.4
• 申請日: 2014-05-30
• 公開（公告）號: CN104029109A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 朱從容;呂冰海;董晨晨
• 申請（專利權）人: 浙江海洋學院
• 主分類號: B24B31/00
• 分類號: B24B31/00
• 代理公司: 寧波市鄞州甬致專利代理事務所(普通合伙) 33228
• 代理人: 王樹鏞

技術領域

本發明涉及一種螺旋復雜曲面粘彈性磨料流動拋光方法及裝置，屬于機械設備領域。

背景技術

螺旋曲面是一種的復雜曲面，復雜曲面類零件加工設備的結構復雜、成本高，其表面拋光技術已成為精密加工領域的一大熱點。其中，螺桿是一種典型的具有螺旋曲面的工件。近年來，螺桿在空壓機、冷凍機、工業泵、塑料機械中的應用越來越廣泛。螺桿是塑料機械的“心臟”部件，其質量的高低，直接影響到機器的壽命與成型制品的質量。怎樣加工出高質量的螺桿，使其達到設計要求，成為國內外塑料機械制造業的一個重要課題。

目前塑料機械螺桿的典型工藝是：鍛坯→車削→粗銑→熱處理（淬火）→外圓磨削→數控螺桿磨削→拋光。其中，拋光工序是螺桿制造的最后一道工序，目的是實現降低螺桿表面粗糙度、減少螺旋表面加工缺陷和殘余應力，保證螺桿表面質量達到設計和使用要求。由于螺桿表面質量的高低直接影響塑機的使用壽命與成型制品的質量，因此螺桿拋光工藝越來越受到生產廠家的重視。但是，螺桿螺旋曲面是一種典型的復雜曲面，很難實現加工過程的自動化。目前的中小型螺桿生產企業基本上都是采用砂帶拋光和手工拋光的方式完成。其中，砂帶拋光需要專用的機床，拋光過程中容易產生塵埃，并且砂帶易損耗，加工成本高；手工拋光，勞動強度大，工作環境差，其加工質量直接受工人技術熟練程度的影響，工藝穩定性和一致性較差，難以滿足精密塑料機械的使用要求。

隨著螺桿產品性能要求的不斷提高和市場競爭的日益激烈，要求生產企業淘汰中低檔次、精度較差、產品附加值較低的產品，提升精深加工水平，更新工藝與裝備，開發生產新的高附加值螺桿產品。

目前還沒有針對螺旋復雜曲面的加工特點的拋光技術及裝備。因此，迫切需要一種新的自動化拋光技術，以實現螺旋復雜曲面高效、高一致性、低成本的拋光。

發明內容

針對目前的螺旋復雜曲面拋光過程中拋光效果差、成本高的問題，本發明提出了一種加工能力強、效率高、成本低、高效環保的螺旋復雜曲面的拋光方法及

裝置。

一種螺旋復雜曲面粘彈性磨料流動拋光裝置，包括被加工螺桿、磨料、密封箱、固定模具、間隙和螺桿驅動裝置，所述的被加工螺桿一端與螺桿驅動裝置連接，另一端浸入磨料中，螺桿驅動裝置安裝在密封箱上部，固定模具通過支桿安裝在密封箱內部，磨料為粘彈性磨料，固定模具為管狀中空模具。

所述的磨料由高粘度的溶液、混合液加入微細磨粒組成粘彈性磨料。

所述的固定模具長度大于被加工螺桿的螺旋面的長度，被加工螺桿的螺旋面部位置位于固定模具的中間位置。

所述的固定模具與被加工螺桿之間有0.1-5mm的加工間隙。

所述固定模具下方中部設有滾動定位塊，用于定位連接被加工螺桿。

高粘度的溶液、混合液可由聚氧化乙烯、硅油、NaOH等混合而成，亦可由航空煤油、硅膠、三乙醇胺等油脂組成。

微細磨料為以下一種或兩種以上混合物：金剛石、立方氮化硼、碳化硅、氧化鋁、氧化鈰、氧化硅、氧化鋯等。

加工時，被加工螺桿由螺桿驅動裝置驅動高速旋轉，當螺桿高速旋轉時，磨料將順著螺桿的螺旋溝槽朝上移動，被傳動的磨料直接高速拋光被加工工件。為了使加工中的磨料能夠不斷循環動作與重復使用，因此將固定模具設計成一中空模具。實際進行拋光時，由于磨料封閉于本體內，所以不會有外泄，可不斷重復循環使用，當螺桿高速旋轉帶動磨料螺旋運動時，磨料會一面擠壓被加工的螺桿表面，一面進行高速螺旋轉動，由于磨料是一種適合精微加工的粘彈性磨料，在磨料快速螺旋轉動通過螺桿表面時，即會對螺桿表面進行極微量拋光；而通過螺桿的磨料，達到模具頂部后無法再向上攀升，便被隨之而來的磨料推擠向側邊流動；當磨料遠離轉動中的螺桿，螺桿所提供的向上支撐力便大大降低，此時由于重力的影響而開始向下落，如此周期性的運動即完成循環利用的目的。螺旋拋光的運動行程較傳統往復式磨料流動拋光的行程長，能使螺旋表面獲得均勻的拋光作用。由于拋光裝置內的磨料具有循環流動的功能，粘彈性磨料成本低且消耗量少，具有低成本、高效率、能去除毛邊、變質層等功能，達到被加工件快速拋光的加工效果。