專利名稱：水晶多面體研磨機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于研磨的裝置，尤其是一種采用具有柔性夾持機構的水晶多面體研磨機。
(2)背景技術在燈飾等行業中，需要對大量的水晶多面體進行研磨，除了傳統的人工研磨工藝以外，已有少量的專用研磨設備，它們采用松香將工件粘結在夾具上，由于水晶多面體的形體多異、質脆，難以夾持，又由于上述方法的粘結力小，因此僅能研磨一些加工面面積較小的水晶體，研磨強度受到限制，工件加工后，還要加熱熔化松香，卸下工件，效率不高，而且僅適用于一次粘結多個待加工面的工件，適用范圍受到很大限制。這樣如何解決水晶多面體的夾持問題是研磨機的關鍵。
(3)發明內容本實用新型旨在提供一種研磨強度與工效較高，加工工件形體與加工面面積可較大，適用范圍較廣的水晶多面體研磨機。
水晶多面體研磨機設有支撐固定裝置，用于支撐與固定各部件，設有立柱、框架和頂板；電機與傳動裝置，為水晶多面體研磨機提供動力；平面研磨盤，用于依需要設置不同的磨料對待加工工件進行研磨，平面研磨盤由傳動裝置與電機連接，平面研磨盤設心軸、磨料、軸承、軸承座以及緊固件等，磨盤固定在心軸上作平面旋轉，磨料設于磨盤上方，心軸通過固定板固定在支撐固定裝置上，心軸的下端通過軸承與傳動裝置連接，可采用皮帶輪傳動裝置；夾頭組，用于夾持夾具，設至少4只夾頭，夾頭由垂桿、導桿、彈簧和調整螺母組成，垂桿與導桿由導桿聯塊連接；夾具聯結器，夾具聯結器分別接導桿的下端和夾具；夾頭吊籃，包括吊籃盤、吊桿、吊桿套、調整螺母、導向柱、軸承與軸承座，(吊籃盤通過吊桿懸掛于支撐固定裝置的立柱框架頂板上，軸承設于吊籃盤與吊桿之間，吊桿設于吊桿套內，夾頭組的各垂桿的頂端對稱分布緊固在吊籃盤上；導桿提升裝置，用于提升夾頭的導桿、夾具聯結器、夾具和工件(使工件脫離平面研磨盤)，導桿提升裝置的上部與支撐固定裝置的上頂板連接，導桿提升裝置的下部設于夾頭導桿的上部；導桿懸停裝置，設于夾頭垂桿的上部且處于吊籃盤下方，設有懸掛桿、彈性夾塊和緊固件，懸掛桿彈性夾塊和緊固件固定在夾頭垂桿上；冷卻水裝置，其噴頭設于夾頭吊籃的吊桿下方。
由于采用夾頭吊籃與夾頭組以及專用夾具組成柔性夾持系統，解決了水晶多面體難以夾持的問題，提高了研磨強度和工效，適用范圍較廣。尤其對于現有設備無法加工的一些形體較大，待加工面面積較大的工件，本實用新型的優點更加突出。
(4)
圖1為水晶多面體研磨機實施例的結構圖。
圖2為圖1的俯視圖。
圖3為水晶多面體研磨機的平面研磨盤的結構圖。
圖4為水晶多面體研磨機的夾頭與夾頭吊籃結構圖。
圖5為水晶多面體研磨機的導桿提升裝置結構圖。
圖6為圖5的A-A剖面圖。
圖7為水晶多面體研磨機的導桿懸停裝置結構圖。
圖8為圖7的B-B剖面圖。
圖9為夾具聯結器結構圖。
圖10為圖9的仰視圖。
圖11為夾具實施例的結構圖。
圖12為夾具實施例的安裝圖。
(5)具體實施方式
由圖1，2可知，實施例所提供的水晶多面體研磨機由支撐固定裝置11、平面研磨盤12、夾頭與夾頭吊籃13、導桿提升裝置14、冷卻水裝置15、夾具聯結器16、電機與傳動裝置17和導桿懸停裝置18組成。支撐固定裝置設有立柱111和頂板112等，用于支撐與固定各個相應的部件。電機通過皮帶輪傳動裝置帶動平面研磨盤工作。參見圖3，平面研磨盤在水平平面旋轉，對水晶體待加工面進行研磨，可根據研磨工藝的需要選擇不同的磨料。通過改變皮帶輪的傳動比，可選擇2種不同的轉速，選擇研磨強度。平面研磨盤設有固定板(包括臺板32、槽板33、底板34、壓板36)、磨料37、磨盤38、上蓋板310、軸承313、心軸318、軸承321等。心軸318由臺板、槽板、底板、壓板、上蓋板、軸承等固定在支撐固定裝置的立柱111等上面，磨盤固定在心軸上，磨料設于磨盤上，心軸的下端接傳動裝置的皮帶輪324。
參見圖4，夾頭由垂桿43、導桿414、彈簧413、調整螺母415等組成，垂桿與導桿垂直并排，彈簧套于導桿上，并位于導桿聯塊44與導桿聯塊47之間。夾頭通過設于導桿下端的夾具聯結器夾持專用夾具。當調整螺母415位于垂直方向時，可以改變工件與磨具之間的正壓力，選擇適當的研磨強度。同時在研磨過程中保持工件與磨具之間彈性接觸與正壓力的穩定。夾頭吊籃由吊籃盤41、吊桿418、吊桿套420、調整螺母419、導向柱421、軸承424、軸承座423等組成，由8個夾頭組成的夾頭組的垂桿頂端對稱分布緊固在吊籃盤41的上表面。吊籃盤通過吊桿418懸掛在支撐固定裝置的立柱框架頂板上，吊籃盤41與吊桿之間設有圓錐滾柱軸承，使吊籃盤可繞吊桿旋轉，平面止推軸承可使吊籃盤不會在吊桿上軸向竄動，鎖緊螺母將吊桿、吊籃盤、軸承鎖緊在一起，并可調整軸承間隙。吊桿的懸掛長度由螺母調整，即調整導桿下端與磨盤的垂直距離，以適應不同尺寸的夾具與工件。導向柱使吊桿可以在垂直方向升降，而不發生旋轉。由于工件研磨過程中的正壓力不大，吊籃的自重遠大于研磨的正壓力，吊桿在垂直方向不會產生向上竄動，不設計約束構件。為避免吊籃各向受力不均產生偏擺，設計了較長的吊桿套，吊桿套內的吊桿有一段圓柱面，以防止吊桿作徑向偏擺。
本實用新型對工件的定位采用待加工面自身定位的設計方案(即以待加工面自身為定位基準)，因此工件與磨具之間的彈性接觸與壓力的可調性是工件實現夾具夾持的重要一步。
參見圖4～6，導桿提升裝置由提升螺桿51、螺旋套53、弧形斜鐵54及緊固件組成，螺旋套與弧形斜鐵套于提升螺桿上，用于提升夾頭的導桿。撥動夾頭的垂桿，轉動夾頭吊籃，使夾頭進入操作者位置。當工件進入操作位置時，通過弧形斜鐵54與夾頭導桿上的滾輪410(參見圖4)將工件提升約50mm，使工件脫離平面磨盤，這時操作者可以進行更換工件、變換工件的加工面、調整夾具、裝卸夾具、或其它必要的操作。當工件離開操作位置后，導桿下降，工件進入研磨狀態。這時導桿上彈簧416(見圖4)使工件在下降過程中不會產生沖擊。
參見圖1，4，7～10，導桿懸停裝置設懸掛桿72、彈性夾塊71和緊固件。當夾頭進入操作位置，導桿414提升50mm時，撥動懸掛桿72使其處于水平位置，當導桿414下降時將懸停空中，不會繼續下降。轉動夾頭吊籃，如上操作，可以使8個夾頭同時懸停空中，繼續轉動夾吊籃，當夾頭再次被提升時，懸掛桿會因重心下擺回到垂直位置，這時夾頭可再進入工作狀態。由上述可知，夾具聯結器用于聯結導桿與夾具，可通過孔91與弧形槽92聯結于導桿下端部組成柔性夾持系統。夾具聯結器設計成可以組合各種夾具構件，并能在磨盤中心軸線與導桿軸線確定的平面內與導桿軸線的夾角作0°-90°的調整，以適應不同工件的夾持要求。螺孔93用于聯結夾具。
當一個工件需要采用不同的夾具研磨8個形狀不同的加工面時，可根據工序按順序安裝8個不同的夾具，每個工件依次進行研磨，8個工件，8道工序同時進行研磨，這是本實用新型的又一個優點。
當需要更換磨具時，可使8個夾頭處于懸停狀態，轉動螺母419(見圖4)提升夾頭吊籃更換磨具。
參見圖4，冷卻水通過吊桿418的中心孔分四路加到平面研磨盤的磨盤38(參見圖3)上，最后流入槽中，經排污口排出。由于冷卻水用量少，可以用管道排出，也可以用桶承接。
本設計研磨一個加工面的時間，一般不會超過5s，對于一個有16個加工面的工件，僅需80s，計算進開機前夾具的安裝調試時間，平均每個工件加工時間為2min(即1/3用于輔助工時)，1h可加工30件，這是人工工效的10倍，是現有專用設備的3倍。
參見圖11，12，通常，水晶多面體的毛坯是采用壓鑄工藝成形，毛坯的形位和尺寸精度較高；經研磨加工后的成品，對表面質量要求較高，形位和尺寸精度要求不高。本設計采用被加工面自身作為定位基準、重復定位精度可以滿足成品的質量要求。作為1個實施例，給出1個八角珠專用夾具(見圖11，12)。八角珠專用夾具由夾具體115、夾爪1111、錐體116等組成。利用錐體的斜面原理和夾爪的杠桿原理將工件夾緊(見圖11)。當錐體向上運動時，斜面推動夾爪上端部向外運動，這時夾爪下端爪部夾緊工件。錐體向下運動時，夾爪松開，錐體下部運動到夾具體內孔下部時，觸動夾爪在夾體內孔的突出部，使夾爪向外張開。定位柱1110在夾具體軸向方向對工件進行定位。
在夾爪下部7～12mm處設計有一個5mm長的斜面，其與垂直于夾具軸線的工件中心平面的夾角為32°，當工件中心平面不垂直于夾具軸線時，斜面迫使工件回到正確位置。當中心平面上的八角形發生扭轉時，夾爪會對八角珠產生二對立偶，迫使其回到正確位置。保證了工件的重復定位精度，在更換工件時不必重新調整夾具。
在夾爪的端部和定位柱1110端面設計了硫化橡膠彈性墊1112，1113，以防止碰傷、劃傷工件。由于八角珠有8個三角形面和8個五邊形面，其與工件中心平面的夾角不同，硫化橡膠彈性墊可以對夾角差起補償作用。
彈簧1115使拉桿從拉緊工位到松開工位順利切換。在夾爪的上端部3mm的長度段加工出一個比錐體的半錐角大的斜面，該斜面與彈簧1115以及錐體下端圓柱段共同對夾具制造誤差起補償作用。
操作時，操作拉桿111，四爪卡緊工件，調整定位柱1110對工件在夾具的軸向方向進行定位。松開夾具聯結器螺母122、螺軸128和回轉套螺母124、127，使夾具聯結器繞軸128轉動，并使回轉套繞螺栓軸127擺動，這時將八角珠的待加工面緊貼磨具平面，鎖緊螺母124、122和螺栓軸127、128，這樣夾具將與工件一起完成定位。操作導桿懸停裝置，使完成定位的夾具處于懸停狀態，當夾頭吊籃上8組夾具完成定位后，撥轉夾頭吊籃，懸停機構自動解開，8組夾具上的工件逐個進入加工狀態。吊籃轉動一周后，已研磨好的工件即進入操作者位置，這時撥起定位銷125，將夾具轉動90°，插入定位銷，撥動吊籃，工件再次進入加工狀態，而下一種完成研磨的工件又進入操作者位置，重復上述操作，完成一個又一個待加工面的研磨。
夾具一次定位后，可對八角珠兩側8個幾何形狀相同，中心對稱的面進行加工。八角珠有2種幾何形狀不同的待加工面，可在相鄰2根導桿414(見圖4)上安裝2組夾具，分別按2種不同加工面進行調整定位，分工序分別研磨2種不同的加工面。
當更換工件時，不必重新調整夾具。夾具的重復定位精度可以滿足工件的要求。
本設計可適用于相類似的多邊形水晶球以及玻璃行業相關工件的加工，夾爪可以更換，可根據工件特點進行設計。
本設計的結構，也可設計為二爪、三爪。
由于有7個工件同時在研磨，當夾頭吊籃轉動一周時，工件上的一個加工面完成研磨。因此四爪夾具每轉動90°就完成一個面的加工。假設夾具轉動一次的操作時間為5s，轉動16次則需要80s，假設設備的調整、夾具的定位、更換工件等操作時間均按每個工件40s計算，則一個工件的加工時間平均為2min，1h可加工八角球30件。
某些燈飾企業進口的設備，每天工作10h，可加工八角珠90-100件，手工加工每天工作10h，可加工八角珠30件。比照這些數據，本設計的工效是進口設備的2.7倍，是人工工效的9倍。
以下給出各附圖的有關標記圖1，211、支撐固定裝置；12、平面研磨盤；13、夾頭吊籃；14、導桿提升裝置；15、冷卻水裝置；16、夾具聯結器；17、電機與傳動裝置；18、導桿懸停裝置，111、立柱；112、頂板。
圖3111、立柱；32、臺板；33、槽板；34、底板；35、緊固螺母；36、壓板；37、磨料；38、磨盤；39、墊圈；310、上蓋板；311、密封圈；312、螺栓付；313、圓錐滾柱軸承；314、螺母；315、彈性墊圈；316、法蘭盤；317、螺栓；318、心軸；319、軸套；320、螺栓付；321、單列向心滾柱軸承；322、下蓋板；323、油氈密封圈；324、皮帶輪；325、螺母；326、踺；327、皮帶輪；328、電機座；329、螺栓付；330、電機；331、排污口。
圖441、吊籃盤；42、緊固螺母；43、垂桿；44、導桿聯塊A；45、定位銷；46、導向栓；47、導桿聯塊B；48、螺母；49、螺母；410、滾輪；411、墊片；412、銷軸；413、彈簧A；414、導桿；415、調整螺母；416、彈簧B；417、90°彎頭；418、吊桿；419、調整螺母；420、吊桿套；421、導向柱；422、平面止推；423、軸承座；424、圓錐滾柱軸承；425、緊固螺母；426、五通；427、緊固螺栓；428、異經彎頭；429、銅管；430、節流閥；431、導桿懸停裝置。
圖551、提升螺桿；52、螺母；53、螺旋套；54、弧形斜鐵；55、螺母；56、螺栓付。
圖771、彈性夾塊；72、懸掛桿；73、螺栓；74、彈性墊圈。
圖885、內六角螺栓。
圖11111、拉桿；112、墊圈；113、緊固套；114、定位銷；115、夾具體；116、錐體；117、刻度盤；118、銷軸；119、螺母；1110、定位柱；1111、爪；1112、彈性墊；1113、彈性墊；1114、墊圈；1115、彈簧；1116、螺母；1117、螺栓付。
圖12121、聯結器；122、鎖緊螺母；123、彈簧墊圈；124、鎖緊螺母；125、定位銷；126、回轉套；127、螺栓軸；128、螺栓軸。
權利要求1.水晶多面體研磨機，其特征在于設有支撐固定裝置，設立柱、框架和頂板；電機與傳動裝置；平面研磨盤，平面研磨盤由傳動裝置與電機連接，平面研磨盤設心軸、磨料、軸承、軸承座以及緊固件，磨盤固定在心軸上作平面旋轉，磨料設于磨盤上方，心軸通過固定板固定在支撐固定裝置上，心軸的下端通過軸承與傳動裝置連接；用于夾持夾具的夾頭組，夾頭組設至少4只夾頭，夾頭由垂桿、導桿、彈簧和調整螺母組成，垂桿與導桿由導桿聯塊連接；夾具聯結器，夾具聯結器分別接導桿的下端和夾具；夾頭吊籃，包括吊籃盤、吊桿、吊桿套、調整螺母、導向柱、軸承與軸承座，吊籃盤通過吊桿懸掛于支撐固定裝置的立柱框架頂板上，軸承設于吊籃盤與吊桿之間，吊桿設于吊桿套內，夾頭組的各垂桿的頂端對稱分布緊固在吊籃盤上；用于提升夾頭的導桿、夾具聯結器、夾具和工件的導桿提升裝置，導桿提升裝置的上部與支撐固定裝置的上頂板連接，導桿提升裝置的下部設于夾頭導桿的上部；導桿懸停裝置，設于夾頭垂桿的上部且處于吊籃盤下方，設有懸掛桿、彈性夾塊和緊固件，懸掛桿彈性夾塊和緊固件固定在夾頭垂桿上；冷卻水裝置，其噴頭設于夾頭吊籃的吊桿下方。
2.如權利要求1所述的水晶多面體研磨機，其特征在于平面研磨盤設有包括臺板(32)、槽板(33)、底板(34)、壓板(36)的固定板以及磨料(37)、磨盤(38)、上蓋板(310)、軸承(313)、心軸(318)、軸承(321)，心軸(318)由臺板、槽板、底板、壓板、上蓋板、軸承固定在支撐固定裝置上，磨盤固定在心軸上，磨料設于磨盤上，心軸的下端接傳動裝置的皮帶輪(324)。
3.如權利要求1所述的水晶多面體研磨機，其特征在于所說的夾頭由垂桿(43)、導桿(414)、彈簧(413)、調整螺母(415)和夾具聯結器組成，垂桿與導桿垂直并排，彈簧套于導桿上，并位于導桿聯塊(44)與導桿聯塊(47)之間，夾頭通過設于導桿下端的夾具聯結器夾持專用夾具。
4.如權利要求1所述的水晶多面體研磨機，其特征在于所說的夾頭吊籃由吊籃盤(41)、吊桿(418)、吊桿套(420)、調整螺母(419)、導向柱(421)、軸承(424)、軸承座(423)組成，由8個夾頭組成的夾頭組的垂桿頂端對稱分布緊固在吊籃盤(41)的上表面，吊桿(418)固定在支撐固定裝置的頂部，吊籃盤(41)通過軸承及軸承座與吊桿連接。
5.如權利要求1所述的水晶多面體研磨機，其特征在于所說的導桿提升裝置由提升螺桿(51)、螺旋套(53)、弧形斜鐵(54)及緊固件組成，螺旋套與弧形斜鐵套于提升螺桿上。
6.如權利要求1所述的水晶多面體研磨機，其特征在于所說的導桿懸停裝置設懸掛桿(72)、彈性夾塊(71)和緊固件。
7.如權利要求1所述的水晶多面體研磨機，其特征在于所說的冷卻水裝置通過吊桿(418)的中心孔分四路加到平面研磨盤的磨盤(38)上。
8.如權利要求1所述的水晶多面體研磨機，其特征在于所說的夾具由夾具體(115)、夾爪(1111)、錐體(116)組成，在夾爪的端部和定位柱(1110)端面設硫化橡膠彈性墊(1112)，(1113)。
專利摘要涉及一種采用具有柔性夾持機構的水晶多面體研磨機。設有支撐固定裝置、電機與傳動裝置、平面研磨盤、夾頭組、夾頭吊籃、導桿、夾具聯結器、導桿提升裝置、導桿懸停裝置、冷卻水裝置。由于采用夾頭吊籃與夾頭組以及專用夾具組成柔性夾持系統，解決了水晶多面體難以夾持的問題，提高了研磨強度和工效，適用范圍較廣。尤其對于現有設備無法加工的一些形體較大，待加工面面積較大的工件，其優點更加突出。
文檔編號B24B9/06GK2607228SQ0325133
公開日2004年3月24日 申請日期2003年4月25日 優先權日2003年4月25日
發明者萬莉 申請人:萬莉