本发明涉及流体抛光技术领域，具体是一种应用有带槽结构单元的球型抛光辊子的抛光工具。
背景技术：
与传统机械抛光技术相比，流体抛光借助流体驱使磨粒冲击工件表面，避免了抛光工具与工件表面之间的直接接触，大大改善了抛光加工后工件的表面质量，实现了光滑表面的加工。
以动压润滑理论为基础的液动压抛光也是流体抛光技术的一种。含有磨粒的抛光液覆盖于抛光轮表面的几何槽型上，带槽结构单元的抛光工具与工件间保持极小的间距。当开始抛光时，主轴带动辊子旋转，间隙中的流体存在速度梯度而产生剪切力，同时辊子与工件相对运动，抛光液从大口进小口出从而产生动压力，在剪切力和动压力的作用下，抛光液中的磨粒冲击工件表面以完成加工。
现有线性液动压抛光工具很少涉及到球面抛光的问题，当需要对球面进行抛光加工时，往往不能保证抛光效果，同时抛光效率低，不利于上述抛光工具在抛光技术领域的推广及应用。
技术实现要素：
为了克服上述现有技术中的缺陷，本发明的发明目的在于提供一种应用有带槽结构单元的球型抛光辊子的抛光工具，该抛光工具结构简单紧凑，根据仿形加工原理，球型抛光辊子可以加工相似曲率的球面工件，保证抛光效果，同时提高抛光效率，有利于上述应用有带槽结构单元的球型抛光辊子的抛光工具在抛光技术领域的推广及应用。
为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案:一种应用有带槽结构单元的球型抛光辊子的抛光工具，包括球型抛光辊子、抛光装置、往复进给装置及测距装置，所述抛光装置包括抛光平台、电机、大齿轮、小齿轮、转轴及轴承，所述电机通过所述大齿轮与所述小齿轮将动力传输至所述转轴，所述球型抛光辊子安装于所述转轴。
作为本发明的一种优选方案，所述往复进给装置包括横向进给机构与纵向进给机构，所述横向进给机构包括连接件、螺旋微进给机构、导轨及滑块，所述螺旋微进给机构带动所述滑块沿所述导轨移动，所述连接件安装于所述导轨与所述抛光平台之间；所述纵向进给机构包括伺服电机、滚珠丝杆、用于夹持工件的夹具及大滑块，所述滚珠丝杆安装于所述伺服电机的输出端，所述大滑块安装于所述滚珠丝杆，所述夹具安装于所述大滑块，从而实现所述夹具在纵向方向上运动。
作为本发明的一种优选方案，所述测距装置包括用于监测工件与所述抛光本体之间距离的位移传感器、控制机构及步进电机，所述控制机构与所述位移传感器及所述步进电机之间通过电信号连接；所述步进电机与所述螺旋微进给机构之间配设有连接轴套，从而带动所述螺旋微进给机构转动，从而实现所述夹具在横向方向上运动。
作为本发明的一种优选方案，抛光工具采用多工位设置，每个工位中的所述导轨为两根，两根所述导轨之间相互平行设置。
作为本发明的一种优选方案，所述夹具的截面呈“t”型设置。
作为本发明的一种优选方案，所述球型抛光辊子包括呈球形状的辊子本体，沿所述辊子本体外周向表面分布有多个矩形槽与楔形槽，所述矩形槽的数量与所述楔形槽的数量相对应且所述矩形槽与所述楔形槽之间相互交错设置。
作为本发明的一种优选方案，每个所述矩形槽与每个所述楔形槽形成一组槽结构单元，所述辊子本体外周向表面形成有多组所述槽结构单元。
作为本发明的一种优选方案，所述槽结构单元为5组～7组。
作为本发明的一种优选方案，所述槽结构单元为6组。
作为本发明的一种优选方案，沿所述辊子本体中心轴线开设有键槽，所述键槽贯通所述辊子本体设置。
与现有技术相比，本发明中的有益效果是：本发明中的一种应用有带槽结构单元的球型抛光辊子的抛光工具，通过设置球型抛光辊子、抛光装置、往复进给装置及测距装置，能够有效保证球形工件的加工效果，保证加工效果，同时使得整个抛光过程可控，有利于上述抛光工具在抛光技术领域的推广及应用。
附图说明
图1是实施例中一种应用有带槽结构单元的球型抛光辊子的抛光工具中球型抛光辊子的结构示意图；
图2是实施例中一种应用有带槽结构单元的球型抛光辊子的抛光工具中球型抛光辊子的结构俯视图；
图3是实施例中一种应用有带槽结构单元的球型抛光辊子的抛光工具的结构示意图；
图4是实施例中一种应用有带槽结构单元的球型抛光辊子的抛光工具的结构俯视图；
图5是实施例中一种应用有带槽结构单元的球型抛光辊子的抛光工具的结构示意图；
图6是实施例中一种应用有带槽结构单元的球型抛光辊子的抛光工具中横向进给机构的结构示意图；
图7是实施例中一种应用有带槽结构单元的球型抛光辊子的抛光工具中纵向进给机构的结构示意图。
附图标记：1、球型抛光辊子；1-1、矩形槽；1-2、楔形槽；1-3、键槽；2、导轨；3、滑块；4、伺服电机；5、滚珠丝杠；6、夹具；7、连接件；8、螺旋微进给机构；9、位移传感器；10、控制装置；11、步进电机；12、电机；13、大齿轮；14、小齿轮；15、转轴；16、轴承；17、抛光平台；18、大滑块；19、连接轴套。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例作详细说明。
实施例：如图1至图7所示，包括球型抛光辊子1，还包括抛光装置、往复进给装置及测距装置，其可多工位加工，进而提高工作效率。由于工件与辊子之间的间距的不同也会产生不同大小的液动压，且整个抛光工具启动后由于会存在震动、安装误差及加工误差等因素，会使得原本静态下调整好的工件与辊子之间的间距发生变化，因此，设置了测距装置，测距装置用来实时控制工件与球型抛光辊子之间的距离，从而使得整个抛光过程是可控的。此外，本实施例中的抛光工具可以采用多工位加工，依次可以同时加工三个工件，也进一步提高了工作效率。
抛光装置包括抛光平台17、电机12、大齿轮13、小齿轮14、转轴15及轴承16，上述电机12通过上述大齿轮13与上述小齿轮14将动力传输至上述转轴15，上述辊子本体1安装在上述转轴15上。电机12通过大齿轮13与小齿轮14传动将动力传递给转轴15，再将动力传动给球型抛光辊子，使得其可以高速旋转，从而使得抛光液冲击工件表面达到抛光的目的。
往复进给装置包括横向进给机构与纵向进给机构，上述横向进给机构包括连接件7、螺旋微进给机构8、导轨2及滑块3，上述螺旋微进给机构8带动上述滑块3沿上述导轨2移动，上述连接件7安装在上述导轨2与上述抛光平台17之间；上述纵向进给机构包括伺服电机4、滚珠丝杆5、用于夹持工件的夹具6及大滑块18，上述滚珠丝杆5安装在上述伺服电机4的输出端，上述大滑块18安装在上述滚珠丝杆5，上述夹具6安装在上述大滑块18，从而实现上述夹具6在纵向方向上运动。
测距装置包括用于监测工件与上述抛光本体1之间距离的位移传感器9、控制机构10及步进电机11，上述控制机构10与上述位移传感器9及上述步进电机11之间通过电信号连接；上述步进电机11与上述螺旋微进给机构8之间配设有连接轴套19，从而带动上述螺旋微进给机构8转动，从而实现上述夹具6在横向方向上运动。测距装置是通过位移传感器9对工件与球型抛光辊子之间的距离进行实时测量，当距离小于或大于设定的范围，就会通过控制机构10驱使步进电机11正反转，进而使得工件与球型抛光辊子之间的距离发生变化，使得整个抛光过程可控。
为了保证夹具6在纵向方向上移动过程中的稳定性，将每个工位中的导轨2设置为两根，两根导轨2之间相互平行设置。
夹具6的截面呈“t”型设置，以进一步保证夹具6在移动过程中的稳定性，降低其掉落的概率，进而保证抛光工具的使用效果。
工件通过将熔化了的石蜡涂在背面，然后再将工件贴在夹具6表面，通过球型抛光辊子对其进行抛光操作。
球型抛光辊子1与抛光工具之间可拆卸安装，便于对球型抛光辊子进行更换及维护等。
球型抛光辊子1包括呈球形状的辊子本体，根据仿形加工原理，球型抛光辊子1可以加工相似曲率的球面工件，解决现有技术中球面工件加工难的技术问题。液动压的大小和均匀性直接决定抛光加工过程的材料去除率和去除均匀性，而辊子本体表面的槽结构类型是影响液动压大小和均匀性的重要因素，因此，沿上述辊子本体外周向表面分布有多个矩形槽1-1与楔形槽1-2，上述矩形槽1-1的数量与上述楔形槽1-2的数量相对应且上述矩形槽1-1与上述楔形槽1-2之间相互交错设置，交错设置的意思即是一个矩形槽1-1的两侧相邻设有的是楔形槽1-2，通过该种设置方式能够有效保证抛光加工过程的材料去除率和去除均匀性。
将每个上述矩形槽1-1与每个上述楔形槽1-2形成一组槽结构单元，为了提高抛光效率，保证抛光效果，上述辊子本体外周向表面形成有多组上述槽结构单元，可以为5组～7组，本实施例中，为了降低制造难度，提高球型抛光辊子1的加工速率，同时在能够保证抛光效果的前提下，将上述槽结构单元为6组，即矩形槽1-1与楔形槽1-2共有12个。
为了进一步保证球型抛光辊子1在抛光过程中的材料去除率和去除均匀性得到提升，将上述矩形槽1-1与上述楔形槽1-2的宽度与深度相同设置。
为了便于球型抛光辊子1安装在抛光工具上，将沿上述辊子本体中心轴线开设有键槽1-3。进一步的，为了降低球型抛光辊子1脱落的概率，上述键槽1-3贯通上述辊子本体设置。当辊子随抛光工具上的转轴转动时，抛光液从槽单元结构大口流入，小口流出，由此在工件安装间隙中产生一层动压液膜，液膜中的磨粒经由流体剪切力和动压力作用获得足够的能量，然后以一定角度冲击工件表面突起微原，以达到材料的原子级去除。
球型抛光辊子1整体由铝合金材料制成，铝合金型材具有自重轻、强度高、耐腐蚀及变形量小等优点，能够有效保证球型抛光辊子1的使用寿命，降低用户的使用成本，有利于上述球型抛光辊子1在抛光工具上的推广及应用。
本实施例中的应用有带槽结构单元的球型抛光辊子的抛光工具在工作时，将工件用熔化了的石蜡贴于夹具6上，并于位移传感器9的检测下调节螺旋微进给机构10以控制工件安装距离大小；转轴15通过轴承16固定安装在抛光工具上，抛光平台17中的电机12通过转轴15和键将动力传递给球型抛光辊子1以带动球型抛光辊子1在抛光液浸没环境中高速旋转，由此驱使磨粒冲击工件表面。启动伺服电机4将动力传递给滚珠丝杠5，从而带动大滑块18实现运动，从而带动夹具6进行纵向运动。同时，位移传感器9会实时监测工件与辊子之间的距离，一旦距离超出给定的范围时就会把这个信号反馈给控制机构10，进而控制机构10控制步进电机11进行旋转，从带动螺微进给机构8转动，从而带动滑块3沿着导轨2进行运动，最终带动工件做横向运动，使得工件安装距离保持在初始设定的范围内，实现整个抛光过程是动态可控的，形成更优质的抛光件。由于辊子产生的液动压呈线性均匀分布，由此需合理控制滑块的进给运动以实现工件表面材料的均匀去除，消除材料表面波纹度。
本实施例中的应用有带槽结构单元的球型抛光辊子的抛光工具进行抛光加工的具体实施步骤如下：
1、工件固定与前期准备：通过控制机构10控制大滑块18运动到导轨2端部以便于安装工件，将工件用熔化了的石蜡贴于夹具6上，通过伺服电机4使大滑块18运动带动夹具6向下运动，直至夹具6上的工件到达合适的抛光工位。调节螺旋微进给机构8控制工件安装间隙大小，并通过位移传感器9监测间隙值至指定位置，锁定螺旋微进给机构8，将抛光液加入抛光槽至指定刻度线。
2、抛光加工：启动抛光工具中的电机12，将动力通过转轴15传递给球像抛光辊子，驱动球型抛光辊子1高速旋转。同时，位移传感器9会实时监测工件与球型抛光辊子1之间的距离，一旦距离超出给定的范围时就会把这个信号反馈给控制机构10，进而控制机构10控制步进电机11进行旋转，从带动螺微进给机构8转动，从而带动滑块3沿着导轨2进行运动，最终带动工件做横向运动，使得工件安装距离保持在初始设定的范围内，实现整个抛光过程是动态可控的，形成更优质的抛光件。
3、工件拆卸：在完成抛光加工后，关闭电机12和步进电机11，排出液槽中的抛光液，伺服电机4控制大滑块18移动到导轨端部和反向旋转螺微进给机构8使夹具6退出工位，关闭伺服电机4，取下工件并进行热处理。
本实施例中的一种应用有带槽结构单元的球型抛光辊子的抛光工具，通过设置球型抛光辊子1、抛光装置、往复进给装置及测距装置，能够有效保证球形工件的加工效果，保证加工效果，同时使得整个抛光过程可控，有利于上述抛光工具在抛光技术领域的推广及应用。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现；因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
尽管本文较多地使用了图中附图标记：1、球型抛光辊子；1-1、矩形槽；1-2、楔形槽；1-3、键槽；2、导轨；3、滑块；4、伺服电机；5、滚珠丝杠；6、夹具；7、连接件；8、螺旋微进给机构；9、位移传感器；10、控制装置；11、步进电机；12、电机；13、大齿轮；14、小齿轮；15、转轴；16、轴承；17、抛光平台；18、大滑块；19、连接轴套等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
1.一种应用有带槽结构单元的球型抛光辊子的抛光工具，其特征在于：包括球型抛光辊子(1)、抛光装置、往复进给装置及测距装置，所述抛光装置包括抛光平台(17)、电机(12)、大齿轮(13)、小齿轮(14)、转轴(15)及轴承(16)，所述电机(12)通过所述大齿轮(13)与所述小齿轮(14)将动力传输至所述转轴(15)，所述球型抛光辊子(1)安装于所述转轴(15)。
2.根据权利要求1所述的一种应用有带槽结构单元的球型抛光辊子的抛光工具，其特征在于：所述往复进给装置包括横向进给机构与纵向进给机构，所述横向进给机构包括连接件(7)、螺旋微进给机构(8)、导轨(2)及滑块(3)，所述螺旋微进给机构(8)带动所述滑块(3)沿所述导轨(2)移动，所述连接件(7)安装于所述导轨(2)与所述抛光平台(17)之间；所述纵向进给机构包括伺服电机(4)、滚珠丝杆(5)、用于夹持工件的夹具(6)及大滑块(18)，所述滚珠丝杆(5)安装于所述伺服电机(4)的输出端，所述大滑块(18)安装于所述滚珠丝杆(5)，所述夹具(6)安装于所述大滑块(18)，从而实现所述夹具(6)在纵向方向上运动。
3.根据权利要求2所述的一种应用有带槽结构单元的球型抛光辊子的抛光工具，其特征在于：所述测距装置包括用于监测工件与所述抛光本体(1)之间距离的位移传感器(9)、控制机构(10)及步进电机(11)，所述控制机构(10)与所述位移传感器(9)及所述步进电机(11)之间通过电信号连接；所述步进电机(11)与所述螺旋微进给机构(8)之间配设有连接轴套(19)，从而带动所述螺旋微进给机构(8)转动，从而实现所述夹具(6)在横向方向上运动。
4.根据权利要求3所述的一种应用有带槽结构单元的球型抛光辊子的抛光工具，其特征在于：抛光工具采用多工位设置，每个工位中的所述导轨(2)为两根，两根所述导轨(2)之间相互平行设置。
5.根据权利要求4所述的一种应用有带槽结构单元的球型抛光辊子的抛光工具，其特征在于：所述夹具(6)的截面呈“t”型设置。
6.根据权利要求1所述的一种应用有带槽结构单元的球型抛光辊子的抛光工具，其特征在于：所述球型抛光辊子(1)包括呈球形状的辊子本体，沿所述辊子本体外周向表面分布有多个矩形槽(1-1)与楔形槽(1-2)，所述矩形槽(1-1)的数量与所述楔形槽(1-2)的数量相对应且所述矩形槽(1-1)与所述楔形槽(1-2)之间相互交错设置。
7.根据权利要求6所述的一种应用有带槽结构单元的球型抛光辊子的抛光工具，其特征在于：每个所述矩形槽(1-1)与每个所述楔形槽(1-2)形成一组槽结构单元，所述辊子本体外周向表面形成有多组所述槽结构单元。
8.根据权利要求7所述的一种应用有带槽结构单元的球型抛光辊子的抛光工具，其特征在于：所述槽结构单元为5组～7组。
9.根据权利要求8所述的一种应用有带槽结构单元的球型抛光辊子的抛光工具，其特征在于：所述槽结构单元为6组。
10.根据权利要求9所述的一种应用有带槽结构单元的球型抛光辊子的抛光工具，其特征在于：沿所述辊子本体(1)中心轴线开设有键槽(1-3)，所述键槽(1-3)贯通所述辊子本体(1)设置。
技术总结