便攜式金屬陶瓷涂層磨削及快速拋光裝置設計

倪琪　郭華鋒　郭闖闖　葉子凡

摘 要：目前，傳統工廠的金屬陶瓷磨削基本使用大型金剛石砂輪自動化設備，功能齊全，但另一方面加工過程不便，且成本極高，不可便攜式使用，使用場合嚴重受限。而純手工加工費時費力，而且很難把握精度標準，不適用于個人、小作坊、實驗室和其他小型企業。所以本文提出一種便攜式金屬陶瓷涂層磨削及快速拋光裝置設計，以方便小批量小尺寸金屬樣品磨削。

關鍵詞：

中圖分類號：TG580.2 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2019）04（c）-0113-02

目前，傳統工廠的金屬陶瓷磨削基本使用大型金剛石砂輪自動化設備[1]，加工過程不便，且成本極高，使用場合嚴重受限。而純手工加工費時費力，不具備可實施性。比如由高硬度的WC顆粒和相對韌性較好的結合劑組成的復合硬質合金材料，廣泛應用于切削、采掘工具、耐磨零件和高壓合成等領域[2]。但由于成本高且體積過大并不適合實驗室[3]。

基于以上情況，為了提高金屬陶瓷材料實驗的效率、精度、準確度和方便小用戶使用和攜帶， 本文提供一種便攜式金屬陶瓷涂層磨削裝置。該機器可以較好的控制磨削表面的平面度，且可以攜帶安裝在小型臺鉆上，而且能根據用戶需要進行不同精度的調節，實現了材料試驗裝置的統一性。

1 機械結構簡述

如圖 1磨削機整體裝配圖所示便攜式金屬陶瓷涂層磨削及快速拋光裝置包括基座、安裝在基座13上的Z軸升降平臺，和滑動安裝在Z軸移動平臺的Y軸移動平臺7，滑動安裝在Y軸移動平臺7的X軸移動平臺2；以下簡要敘述結構及功能，固定位置不方便敘述，請參考圖1磨削機整體裝配圖、圖2升降臺總裝圖、圖3絲杠螺母固定架、圖4移動平臺示意圖理解。結合圖1，圖2所示，所述Z軸升降臺通過定位孔Ⅱ 27固定在基座 13上，絲杠Ⅱ 14一端固定在精密電機 16上，另一端通過螺紋連接裝配在滑動桿 26中，剪插桿Ⅰ，剪插桿Ⅱ中部固定在旋轉軸 11上，一段固定在上下兩根定橫梁 8上，另一端固定在滑動桿 26中，滑動桿 26固定在滑動槽 18中。

結合圖1，圖3，圖4所示，所述Y軸移動平臺7通過定位孔Ⅰ24固定在Z軸升降臺上，Y軸移動平臺7上上表面固定有用于測量式樣接觸磨頭的壓力傳感器6，Y軸移動平臺 7 下表面還通過一個絲杠螺母固定架35固定有一個絲杠螺母Ⅰ39配合安裝在絲杠Ⅱ33上，精密電機Ⅱ通過固定架Ⅱ裝在Y軸下平臺34上。壓力傳感器6上方固定有X軸移動平臺2，X軸移動平臺2與Y軸移動平臺7結構一致。載物臺1通過螺釘固定在X軸移動平臺2上表面，表面有規則螺紋孔配合螺釘固定式樣。

2 裝置工作方式

以下是本裝置的一個具體實施例，現結合上附圖對本裝置作進一步說明。如圖 1 所示一種便攜式金屬陶瓷涂層磨削及快速拋光裝置包括基座、安裝在基座13上的 Z 軸升降平臺，和滑動安裝在Z 軸移動平臺的Y軸移動平臺7，滑動安裝在Y 軸移動平臺7的 X 軸移動平臺2；以下簡要敘述結構及功能，固定位置不方便敘述，請參考圖1、圖2、圖3、圖4理解。

所述Z軸升降臺通過定位孔Ⅱ27固定在基座 13上，絲杠Ⅱ14一端固定在精密電機16上，另一端通過螺紋連接裝配在滑動桿26中，剪插桿Ⅰ，剪插桿Ⅱ中部固定在旋轉軸 11上，一段固定在上下兩根定橫梁8上，另一端固定在滑動桿26中，滑動桿26固定在滑動槽18中。

所述Y軸移動平臺7通過定位孔Ⅰ24固定在Z軸升降臺上，Y軸移動平臺7上上表面固定有用于測量式樣接觸磨頭的壓力傳感器6，Y軸移動平臺7下表面還通過一個絲杠螺母固定架35固定有一個絲杠螺母Ⅰ39配合安裝在絲杠Ⅱ 33上，精密電機Ⅱ通過固定架Ⅱ裝在Y軸下平臺34上。壓力傳感器6上方固定有X軸移動平臺2，X軸移動平臺2與Y軸移動平臺7結構一致。載物臺1通過螺釘固定在X軸移動平臺2上表面，表面有規則螺紋孔配合螺釘固定式樣。

此裝置使用時，首先將裝置通過基座13上的定位孔Ⅱ 27安裝在已有的小型臺鉆23上。各活動平臺通電后自動置于初始位置，即Z軸升降臺置于最下方，Y軸移動平臺 6 置于最右方，X軸移動平臺2置于靠近電機一側。然后將切好的金屬陶瓷試樣固定在載物臺1上，并通過升高Z軸升降臺，壓力傳感器6自動使式樣與小型臺鉆23剛好接觸。此時裝有磨頭的臺鉆23轉動。通過控制平臺控制15，精確調節磨削面積，直到達到預定磨削面積，Z軸升降臺自動下降，回歸初始狀態。

3 結語

綜上所述，本文便攜式金屬陶瓷涂層磨削及快速拋光裝置設計，可以科學有效提高金屬陶瓷材料實驗的效率、精度、準確度和方便小用戶使用和攜帶，以達到較好的控制磨削表面的平面度，且可以攜帶安裝在小型臺鉆上，而且能根據用戶需要進行不同精度的調節，符合了各種中小型場合使用條件。

參考文獻

[1] 陳世隱.大直徑細粒度釬焊金剛石砂輪的制備及其磨削性能研究[D].華僑大學，2017.

[2] 劉偉，劉一波，黃霞，等.陶瓷金剛石砂輪在YG10X頂錘磨削加工中的應用[J].金剛石與磨料磨具工程，2018，38（5）：73-77.

[3] 徐瑞，楊強強，王文漢，等.基于CBN砂輪的超音速火焰噴涂涂層磨削性能研究[J].航空制造技術，2015（19）：22-25.