專利名稱：薄壁狹長(zhǎng)陶瓷管表面拋光方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及陶瓷管加工領(lǐng)域，特別涉及一種薄壁狹長(zhǎng)陶瓷管表面拋光方法及其裝置。
背景技術(shù)：
對(duì)于壁厚Imm左右的陶瓷管，因壁厚較薄、材料脆而易碎，拋光時(shí)常常會(huì)因局部受載較大而碎裂；當(dāng)管狹長(zhǎng)或管徑較大，夾持不均時(shí)局部載荷較大也易使管子破碎。對(duì)于薄壁狹長(zhǎng)陶瓷管的拋光，現(xiàn)在多采用人工進(jìn)行拋光，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低；其次，人工操作時(shí)拋光量難以精確控制，拋光質(zhì)量不穩(wěn)定且精度較差；再者，拋光過程中，拋光粉末飛揚(yáng)， 粉塵易進(jìn)入人體呼吸道和皮膚，且噪音較大，生產(chǎn)環(huán)境惡劣，危害人體健康，人工生產(chǎn)成本較高。對(duì)于外表面要求光滑的陶瓷管，只有采用內(nèi)部支撐才能實(shí)現(xiàn)外表面的完全拋光，若采用軟支撐，如采用砂子作為內(nèi)部支撐，支撐強(qiáng)度較差，裝卸料不方便，費(fèi)工費(fèi)時(shí)；若采用硬支撐，只能進(jìn)行局部支撐，勢(shì)必會(huì)造成夾持受力不均而易碎。因此，開發(fā)一種高效、環(huán)保、質(zhì)量穩(wěn)定的薄壁陶瓷管自動(dòng)拋光方法及裝置成為現(xiàn)在企業(yè)技術(shù)革新和節(jié)能降耗的必行舉措。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種在拋光時(shí)能夠?qū)Ρ”讵M長(zhǎng)陶瓷管進(jìn)行更好的夾持，生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品精度高、質(zhì)量穩(wěn)定、人工成本低的薄壁狹長(zhǎng)陶瓷管表面拋光方法。本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案為一種薄壁狹長(zhǎng)陶瓷管表面拋光方法， 包括以下步驟
1)通過控制系統(tǒng)控制取件機(jī)械手抓取陶瓷管，并將工件豎直放置并同軸套合于工作臺(tái)第一工位的芯軸上；
2)通過澆注系統(tǒng)的澆注口將低溫合金填充于陶瓷管與第一工位處的芯軸之間的間隙， 低溫合金凝固后將陶瓷管和芯軸凝固連接成一整體；
3)控制系統(tǒng)控制工作轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，將陶瓷管置于第二工位處；電機(jī)帶動(dòng)芯軸旋轉(zhuǎn)，同時(shí)控制系統(tǒng)控制拋光頭上、下移動(dòng)，對(duì)陶瓷管進(jìn)行拋光；
4)拋光結(jié)束后，控制系統(tǒng)控制工作轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，將陶瓷管置于第三工位處；將中頻感應(yīng)加熱線圈套合于陶瓷管外部，中頻感應(yīng)加熱線圈通電后，低溫合金在中頻磁場(chǎng)的集膚效應(yīng)作用下表面迅速加熱熔化，陶瓷管和芯軸自動(dòng)脫離，同時(shí)低溫合金流入合金回收槽回收；
5)控制系統(tǒng)控制取件機(jī)械手抓取拋光后的陶瓷管，并放置到成品收集箱中完成拋光工作。作為優(yōu)選，本發(fā)明一種薄壁狹長(zhǎng)陶瓷管表面拋光方法，它還包括在步驟3)的拋光過程中，通過對(duì)拋光位置進(jìn)行強(qiáng)制風(fēng)冷，防止拋光過程中摩擦生熱熔化低溫合金。作為優(yōu)選，本發(fā)明一種薄壁狹長(zhǎng)陶瓷管表面拋光方法，它還包括在步驟4)的中頻感應(yīng)加熱線圈的加熱溫度為高于低溫合金的熔點(diǎn)溫度5 10°C，以保證低溫合金完全熔化并脫落。
本發(fā)明要解決的另一個(gè)問題是，提供一種自動(dòng)化程度高，操作方便的一種薄壁狹長(zhǎng)陶瓷管表面拋光方法所采用的裝置。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為一種薄壁狹長(zhǎng)陶瓷管表面拋光方法所采用的裝置，包括均由控制系統(tǒng)控制的工作臺(tái)、依次設(shè)于工作臺(tái)周圍的取件機(jī)械手、澆注裝置、用于給陶瓷管進(jìn)行拋光的拋光裝置和中頻感應(yīng)加熱線圈，所述的工作臺(tái)的中心軸由第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述的第一電機(jī)與所述的控制系統(tǒng)電連接，所述的工作臺(tái)上沿周向?qū)ΨQ設(shè)有豎直的三根芯軸，每根芯軸的下方僅安裝有與控制系統(tǒng)電連接且驅(qū)動(dòng)芯軸轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)，所述的取件機(jī)械手可轉(zhuǎn)動(dòng)連接于第一機(jī)架上；澆注時(shí)，所述的澆注裝置的澆注口置于芯軸的正上方，所述的拋光裝置包括拋光頭和帶動(dòng)拋光頭上、下運(yùn)動(dòng)的第一升降機(jī)構(gòu)；加熱時(shí)，所述的中頻感應(yīng)加熱線圈套合于陶瓷管的外部，所述的中頻感應(yīng)加熱線圈的一端安裝有用于驅(qū)動(dòng)中頻感應(yīng)加熱線圈上下運(yùn)動(dòng)的第二升降機(jī)構(gòu)，所述的中頻感應(yīng)加熱線圈的電源開關(guān)與所述的控制系統(tǒng)電連接。所述的每根芯軸的下部均設(shè)有合金回收槽，所述的合金回收槽的一端與芯軸與陶瓷管之間的空隙相連通，所述的合金回收槽的另一端與回收管道相連通?？梢詫?duì)低溫和金進(jìn)行回收，節(jié)省成本。所述的每根芯軸的外圓周面上均設(shè)有多個(gè)凸包。可以有效防止芯軸旋轉(zhuǎn)時(shí)低溫合金界面連接不牢而致陶瓷管相對(duì)芯軸打滑。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明采用自動(dòng)化控制，大大節(jié)省了人力， 提升效率，精度較高；且采用低溫合金(50° ^80°熔點(diǎn))作為填充介質(zhì)，固定支撐薄壁陶瓷管，克服普通填充物局部受力不均的缺點(diǎn)，又結(jié)合中頻加熱的集膚效應(yīng)，快速熔化低溫合金去除填充物，加工成品率高，拋光質(zhì)量好。作為優(yōu)選，所述的第一升降機(jī)構(gòu)由設(shè)置在第三機(jī)架的導(dǎo)軌上部的第一氣缸和與所述的第一氣缸的活塞桿相連接且與所述的第三機(jī)架的導(dǎo)軌滑配合的第一滑塊組成，所述的拋光頭與第一滑塊固定連接；所述的第二升降機(jī)構(gòu)由設(shè)置在第四機(jī)架的導(dǎo)軌上部的第二氣缸和與所述的第二氣缸的活塞桿相連接且與所述的第四機(jī)架的導(dǎo)軌滑配合的第二滑塊組成，所述的中頻感應(yīng)加熱線圈的一端通過橫向設(shè)置的安裝臂與所述的第二滑塊固定連接。作為優(yōu)選，所述的澆注裝置可轉(zhuǎn)動(dòng)連接于第二機(jī)架上，所述的第二機(jī)架上安裝有用于驅(qū)動(dòng)澆注裝置轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)。這樣，在澆注低溫合金完成后，控制裝置可以控制電機(jī)旋轉(zhuǎn)一定的角度將澆注裝置撤出，不影響下一次取件。作為優(yōu)選，它還包括與氣源相通的風(fēng)冷管，所述的風(fēng)冷管的出風(fēng)口置于所述的拋光頭的正上方。這樣，可以在拋光過程中對(duì)工件進(jìn)行風(fēng)冷，防止拋光過程中溫升過高。


圖I本發(fā)明薄壁狹長(zhǎng)陶瓷管表面拋光方法所采用的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2本發(fā)明薄壁狹長(zhǎng)陶瓷管表面拋光方法所采用的裝置的芯軸與陶瓷管相配合的結(jié)構(gòu)示意圖。圖1-2中1工作臺(tái)、2取件機(jī)械手、3澆注口、4第一氣缸、5第三機(jī)架的導(dǎo)軌、6拋光頭、7第二氣缸、8第四機(jī)架的導(dǎo)軌、9第二滑塊、10芯軸、10. I凸包、11第一機(jī)架、12中頻感應(yīng)加熱線圈、13陶瓷管、14第一滑塊、15第二機(jī)架、16第一電機(jī)、17安裝臂。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步描述。如圖1-2所示，一種薄壁狹長(zhǎng)陶瓷管表面拋光方法，包括以下步驟
1)通過控制系統(tǒng)控制取件機(jī)械手抓取陶瓷管，并將工件豎直放置并同軸套合于工作臺(tái)第一工位的芯軸上；
2)通過澆注系統(tǒng)的澆注口將低溫合金填充于陶瓷管與第一工位處的芯軸之間的間隙， 低溫合金凝固后將陶瓷管和芯軸凝固連接成一整體；
3)控制系統(tǒng)控制工作轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，將陶瓷管置于第二工位處；電機(jī)帶動(dòng)芯軸旋轉(zhuǎn)，同時(shí)控制系統(tǒng)控制拋光頭上、下移動(dòng)，對(duì)陶瓷管進(jìn)行拋光；
4)拋光結(jié)束后，控制系統(tǒng)控制工作轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，將陶瓷管置于第三工位處；將中頻感應(yīng)加熱線圈套合于陶瓷管外部，中頻感應(yīng)加熱線圈通電后，低溫合金在中頻磁場(chǎng)的集膚效應(yīng)作用下表面迅速加熱熔化，陶瓷管和芯軸自動(dòng)脫離，同時(shí)低溫合金流入合金回收槽回收；
5)控制系統(tǒng)控制取件機(jī)械手抓取拋光后的陶瓷管，并放置到成品收集箱中完成拋光工作。在步驟3)的拋光過程中，通過對(duì)拋光位置進(jìn)行強(qiáng)制風(fēng)冷，防止拋光過程中摩擦生熱熔
化低溫合金。步驟4)中頻感應(yīng)加熱線圈的加熱溫度為高于低溫合金的熔點(diǎn)溫度5 1(TC，以保證低溫合金完全熔化并脫落。在本具體實(shí)施例中，采用鉍錫鉛鎘合金，熔點(diǎn)75°C。一種薄壁狹長(zhǎng)陶瓷管表面拋光方法所采用的裝置，包括均由控制系統(tǒng)控制的工作臺(tái)I、依次設(shè)于工作臺(tái)I周圍的取件機(jī)械手2、澆注裝置、用于給陶瓷管進(jìn)行拋光的拋光裝置和中頻感應(yīng)加熱線圈12，所述的工作臺(tái)I的中心軸由第一電機(jī)16驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述的第一電機(jī)16與所述的控制系統(tǒng)電連接，所述的工作臺(tái)I上沿周向?qū)ΨQ設(shè)有豎直設(shè)置有三根芯軸 10，每根芯軸10的下方僅安裝有與控制系統(tǒng)電連接且驅(qū)動(dòng)芯軸10轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)，所述的取件機(jī)械手2可轉(zhuǎn)動(dòng)連接于第一機(jī)架11上；澆注時(shí)，所述的澆注裝置的澆注口 3置于芯軸的 10正上方；所述的拋光裝置包括拋光頭6和帶動(dòng)拋光頭6上、下運(yùn)動(dòng)的第一升降機(jī)構(gòu)；加熱時(shí)，所述的中頻感應(yīng)加熱線圈12套合于陶瓷管的外部，所述的中頻感應(yīng)加熱線圈12的一端安裝有用于驅(qū)動(dòng)中頻感應(yīng)加熱線圈12上、下運(yùn)動(dòng)的第二升降機(jī)構(gòu)，所述的中頻感應(yīng)加熱線圈12的電源開關(guān)與所述的控制系統(tǒng)電連接。所述的每根芯軸10的下部均設(shè)有合金回收槽10. 2，所述的合金回收槽10. 2的一端與芯軸10與陶瓷管12之間的空隙相連通，所述的合金回收槽10. 2的另一端與回收管道相連通。所述的每根芯軸10的外圓周面上均設(shè)有多個(gè)凸包10. I。所述的第一升降機(jī)構(gòu)由設(shè)置在第三機(jī)架的導(dǎo)軌5上部的第一氣缸4和與所述的第一氣缸4的活塞桿相連接且與所述的第三機(jī)架的導(dǎo)軌5滑配合的第一滑塊14組成，所述的拋光頭(6)與第一滑塊14固定連接；所述的第二升降機(jī)構(gòu)由設(shè)置在第四機(jī)架的導(dǎo)軌8上部的第二氣缸7和與所述的第二氣缸7的活塞桿相連接且與所述的第四機(jī)架的導(dǎo)軌8滑配合的第二滑塊9組成，所述的中頻感應(yīng)加熱線圈12的一端通過橫向設(shè)置的安裝臂17與所述的第二滑塊9固定連接。
所述的澆注裝置可轉(zhuǎn)動(dòng)連接于第二機(jī)架15上，所述的第二機(jī)架15上安裝有用于驅(qū)動(dòng)澆注裝置轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)。澆注裝置可采用水浴加熱或電阻絲加熱的方法防止低溫合金凝固，該方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知，故不在此贅述。它還包括與氣源相通的風(fēng)冷管，所述的風(fēng)冷管的出風(fēng)口置于所述的拋光頭6的正上方。在本具體實(shí)施例中所使用的取件機(jī)械手為現(xiàn)有技術(shù)常用的機(jī)械手，具體結(jié)構(gòu)包括上下伸縮臂、前后伸縮臂、機(jī)械爪、用于驅(qū)動(dòng)機(jī)械抓上下移動(dòng)的第一氣缸、用于驅(qū)動(dòng)上下伸縮臂上下運(yùn)動(dòng)的第二氣缸和用于驅(qū)動(dòng)前后伸縮臂前后移動(dòng)的第三氣缸，上下伸縮臂和前后伸縮臂相互垂直設(shè)置且上下伸縮臂的末端可轉(zhuǎn)動(dòng)連接于機(jī)架上，且由設(shè)于機(jī)架上的第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)上下伸縮臂臂的轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)械爪和第一氣缸均設(shè)置在安裝座上，安裝座可轉(zhuǎn)動(dòng)連接于前后伸縮臂的末端，且由第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)安裝座的轉(zhuǎn)動(dòng)。且第一氣缸、第二氣缸、第三氣缸均通過氣管與控制裝置相連接，且第一電機(jī)和第二電機(jī)均與控制裝置電連接。以上僅就本發(fā)明的最佳實(shí)施例作了說明，但不能理解為是對(duì)權(quán)利要求的限制。本發(fā)明不僅局限于以上實(shí)施例，其具體結(jié)構(gòu)允許有變化。凡在本發(fā)明獨(dú)立權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)所作的各種變化均在本發(fā)明保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種薄壁狹長(zhǎng)陶瓷管表面拋光方法，其特征在于，包括以下步驟1)通過控制系統(tǒng)控制取件機(jī)械手抓取陶瓷管，并將工件豎直放置并同軸套合于工作臺(tái)第一工位的芯軸上；2)通過澆注系統(tǒng)的澆注口將低溫合金填充于陶瓷管與第一工位處的芯軸之間的間隙， 低溫合金凝固后將陶瓷管和芯軸凝固連接成一整體；3)控制系統(tǒng)控制工作轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，將陶瓷管置于第二工位處；電機(jī)帶動(dòng)芯軸旋轉(zhuǎn)，同時(shí)控制系統(tǒng)控制拋光頭上、下移動(dòng)，對(duì)陶瓷管進(jìn)行拋光；4)拋光結(jié)束后，控制系統(tǒng)控制工作轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，將陶瓷管置于第三工位處；將中頻感應(yīng)加熱線圈套合于陶瓷管外部，中頻感應(yīng)加熱線圈通電后，低溫合金在中頻磁場(chǎng)的集膚效應(yīng)作用下表面迅速加熱熔化，陶瓷管和芯軸自動(dòng)脫離，同時(shí)低溫合金流入合金回收槽回收；5)控制系統(tǒng)控制取件機(jī)械手抓取拋光后的陶瓷管，并放置到成品收集箱中完成拋光工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的薄壁狹長(zhǎng)陶瓷管表面拋光方法，其特征在于在步驟3)的拋光過程中，通過對(duì)拋光位置進(jìn)行強(qiáng)制風(fēng)冷，防止拋光過程中摩擦生熱熔化低溫合金。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的薄壁狹長(zhǎng)陶瓷管表面拋光方法，其特征在于在步驟4)的中頻感應(yīng)加熱線圈的加熱溫度為高于低溫合金的熔點(diǎn)溫度5 10°C，以保證低溫合金完全熔化并脫落。
4.一種實(shí)施權(quán)利要求I所采用的裝置，其特征在于包括均由控制系統(tǒng)控制的工作臺(tái) (I)、依次設(shè)于工作臺(tái)(I)周圍的取件機(jī)械手(2)、澆注裝置、用于給陶瓷管進(jìn)行拋光的拋光裝置和中頻感應(yīng)加熱線圈(12)，所述的工作臺(tái)(I)的中心軸由第一電機(jī)(16)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述的第一電機(jī)(16)與所述的控制系統(tǒng)電連接，所述的工作臺(tái)(I)上沿周向?qū)ΨQ設(shè)有豎直設(shè)置有三根芯軸(10)，每根芯軸(10)的下方僅安裝有與控制系統(tǒng)電連接且驅(qū)動(dòng)芯軸(10)轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)，所述的取件機(jī)械手(2)可轉(zhuǎn)動(dòng)連接于第一機(jī)架(11)上；澆注時(shí)，所述的澆注裝置的澆注口(3)置于芯軸的(10)正上方；所述的拋光裝置包括拋光頭(6)和帶動(dòng)拋光頭(6) 上、下運(yùn)動(dòng)的第一升降機(jī)構(gòu)；加熱時(shí)，所述的中頻感應(yīng)加熱線圈(12)套合于陶瓷管的外部， 所述的中頻感應(yīng)加熱線圈(12)的一端安裝有用于驅(qū)動(dòng)中頻感應(yīng)加熱線圈(12)上、下運(yùn)動(dòng)的第二升降機(jī)構(gòu)，所述的中頻感應(yīng)加熱線圈(12)的電源開關(guān)與所述的控制系統(tǒng)電連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于所述的每根芯軸(10)的下部均設(shè)有合金回收槽(10. 2)，所述的合金回收槽(10. 2)的一端與芯軸(10)與陶瓷管(12)之間的空隙相連通，所述的合金回收槽(10. 2)的另一端與回收管道相連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于所述的每根芯軸(10)的外圓周面上均設(shè)有多個(gè)凸包(10. I)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于所述的第一升降機(jī)構(gòu)由設(shè)置在第三機(jī)架的導(dǎo)軌(5)上部的第一氣缸(4)和與所述的第一氣缸(4)的活塞桿相連接且與所述的第三機(jī)架的導(dǎo)軌(5)滑配合的第一滑塊(14)組成，所述的拋光頭(6)與第一滑塊(14)固定連接； 所述的第二升降機(jī)構(gòu)由設(shè)置在第四機(jī)架的導(dǎo)軌(8)上部的第二氣缸(7)和與所述的第二氣缸(7)的活塞桿相連接且與所述的第四機(jī)架的導(dǎo)軌(8)滑配合的第二滑塊(9)組成，所述的中頻感應(yīng)加熱線圈(12)的一端通過橫向設(shè)置的安裝臂(17)與所述的第二滑塊(9)固定連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于所述的澆注裝置可轉(zhuǎn)動(dòng)連接于第二機(jī)架 (15)上，所述的第二機(jī)架(15)上安裝有用于驅(qū)動(dòng)澆注裝置轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于它還包括與氣源相通的風(fēng)冷管，所述的風(fēng)冷管的出風(fēng)口置于所述的拋光頭(6)的正上方。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種薄壁狹長(zhǎng)陶瓷管表面拋光方法及其裝置，本發(fā)明采用自動(dòng)化控制，大大節(jié)省了人力，提升效率，精度較高；且采用低溫合金(50°~80°熔點(diǎn))作為填充介質(zhì)，固定支撐薄壁陶瓷管，克服普通填充物局部受力不均的缺點(diǎn)，又結(jié)合中頻加熱的集膚效應(yīng)，快速熔化低溫合金去除填充物，加工成品率高，拋光質(zhì)量好。
文檔編號(hào)B24B29/08GK102581740SQ201210053029
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月2日
發(fā)明者俞凱逸, 劉 文, 李繼強(qiáng), 莫偉偉, 陳光宇, 顏新華, 馬挺, 馬文箏 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)寧波理工學(xué)院