[发明专利]一种模具自由曲面抛光装置及抛光方法

摘要

本发明公开了一种模具自由曲面抛光装置及抛光方法，包括连接在机壳中的转架，转架上设有外齿圈，外齿圈上设有轴承连接的主轴和啮合副轴齿轮连接的副轴；副轴由伺服电机驱动，主轴连接机械臂电主轴，并通过伞齿轮组与换向轴相连，换向轴通过变速齿轮副与短轴和抛光轮轴相连，抛光轮轴连接弹性磨具抛光轮，通过伞齿轮副、变速齿轮副将主轴旋转运动转化为抛光轮的自转运动；副轴由伺服电机驱动，通过副轴齿轮带动转架上的外齿圈，实现转架整体的旋转从而产生抛光轮绕主轴的公转运动。本发明在模具自由曲面抛光中，与加工表面形成较大面积仿形接触，适应性强，法向接触力稳定，可实现抛光接触区材料快速均匀去除，加工精度高、工艺实现简单、成本低。

主权项

一种模具自由曲面抛光方法，其特征在于，包括下述步骤：1)首先,由高精度表面粗糙度测量仪器测量模具表面的粗糙度值,取得目前粗糙度数据；2)将粗糙度数据与预期的粗糙度值比较,得到本抛光周期所需要达到的材料去除量；3)选择抛光参数,根据预期的材料去除量，通过计算机模拟最终抛光结果,如果抛光结果达不到要求,则重新选择抛光参数,再一次进行计算机模拟；4)重复步骤3),直到模拟的抛光结果符合要求,将抛光模拟运动参数转化成机械臂或者数控加工中心的控制文件,并传送到机械臂或者数控加工中心控制系统；5)机械臂或者数控加工中心控制系统读入并执行控制文件,驱动机械臂或者数控加工中心各个运动机构和模具自由曲面抛光装置按照一定的参数运行；6)将模具自由曲面抛光装置固定于机械臂或数控加工中心末端，开启连接固定在机壳上的伺服电机，带动副轴联动主轴转动；始终保持主轴的轴线方向与抛光接触区中心的法向方向重合；7)调节弹性磨具抛光轮中心与抛光接触区中心的距离，控制弹性磨具抛光轮下压量，以保证抛光过程中材料的均匀去除；8)采用复合回转抛光法抛光自由曲面，满足Preston方程：Δh＝kPV式中，Δh表示单位时间内的材料去除量；k为工艺系数，由被加工材料、弹性磨具抛光轮种类、转速、抛光接触区温度和抛光压力以外的因素决定；V为抛光接触区表面某一点的瞬时抛光速度；P为抛光压力；9)弹性磨具抛光轮绕抛光轮轴自转的同时，也绕主轴公转，抛光轮轴与主轴垂直，且弹性磨具抛光轮球心位于两轴交点上；其中自转运动提供表面材料的快速去除，公转运动改变抛光轨迹方向，得到均匀的抛光轨迹；10)该抛光周期完成以后,再次用检测仪器检测粗糙度数据,为下一个抛光周期提供粗糙度数据；如此反复迭代,直到得到符合要求的模具表面粗糙度值。