本實用新型屬于機(jī)械表面處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種主要利用自由散粒狀磨料對工件表面進(jìn)行處理的設(shè)備，具體地說涉及一種可對異形工件表面進(jìn)行處理的設(shè)備，更具體地說涉及一種基于平動圓周轉(zhuǎn)動來控制工件研磨速度的表面處理設(shè)備。

背景技術(shù)：

在機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)制造過程當(dāng)中，常常需要對工件的表面進(jìn)行諸如去銹、除垢、清污、研磨或拋光等處理程序，以便獲得光潔滑順的工件表面。對于那些具有復(fù)雜三維曲面的工件如衛(wèi)浴龍頭、門把手等五金構(gòu)件，目前最為有效的機(jī)械表面處理手段就是采用振動研磨處理，亦即將工件與自由散粒狀的磨料混雜在一起，采用固粒單相、液粒兩相或者液粒氣三相的工作介質(zhì)包圍或者裹挾工件，然后對盛裝有工件和工作介質(zhì)的容器（槽或者筒）施加一定的振動激勵，往返的振動或者旋轉(zhuǎn)的振動，從而使得磨料相對于工件表面產(chǎn)生不確定的碰撞與刮擦，最終達(dá)成研磨處理工件表面的目的。現(xiàn)有技術(shù)中，如臺灣地區(qū)生產(chǎn)的“三次元振動研磨機(jī)”、山西省機(jī)電設(shè)計研究院研發(fā)的“渦旋振動研磨光整機(jī)”（見《山西機(jī)械》1995年第1期）等等，正是以振動研磨手段來處理異形工件表面的典型代表。

振動研磨機(jī)的原理是，將工件任意地和無定位約束地放進(jìn)一個開放式的盛有研磨介質(zhì)的振動盤當(dāng)中，其中振動盤通過振動彈簧與底座相連，在振動盤的中部安裝有振動馬達(dá)，利用振動馬達(dá)驅(qū)動一個偏心塊做旋轉(zhuǎn)運動，以此產(chǎn)生強(qiáng)大的激振力震蕩振動盤，并迫使工件在研磨介質(zhì)當(dāng)中翻滾、挪移和跳動，從而造成研磨介質(zhì)對工件表面的碰撞與刮削，最終達(dá)到處理工件表面的目的。毫無疑問，振動研磨機(jī)的優(yōu)點是對工件表面形狀具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，換句話說它可以對各種復(fù)雜型面的工件實施研磨處置，因此特別適合處理那些具有異形表面的五金構(gòu)件。

然而，目前傳統(tǒng)的振動研磨機(jī)依然存在有一定的局限性，主要表現(xiàn)在：1）由于工件和磨粒的運動均是隨機(jī)的和不可控的，磨粒對工件表面各點形成的研磨速度和研磨壓力大相徑庭，并隨時隨地還在發(fā)生著改變，眾所周知，研磨質(zhì)量與磨粒刮削工件表面的速度及作用力密切相關(guān)，顯然上述工作方式極易造成工件某些部位過處理而另一些部位欠處理，換言之工件表面處理質(zhì)量的一致性很難保證；2）被處理的工件被任意地和無定位約束地混雜在磨粒介質(zhì)當(dāng)中，整個處置過程工件及磨粒的運動均是雜散的和隨機(jī)的，致使工件與工件之間、工件與容器槽之間發(fā)生碰撞幾乎是無法避免的大概率事件，由此極易造成工件外表的損傷而降低產(chǎn)品的外觀品質(zhì)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提出一種平動式表面處理裝置，目的在于有效提高工件表面處理質(zhì)量的一致性，并有效避免研磨處理過程損傷工件的外表品質(zhì)。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種平動式表面處理裝置，包括機(jī)臺，以及安裝在所述機(jī)臺上盛裝有自由散粒狀磨料的研磨介質(zhì)的容器,和作平動圓周轉(zhuǎn)動的工作臺、可安裝工件并能夠讓工件探觸到研磨介質(zhì)的工件掛板，所述工作臺通過電機(jī)驅(qū)動，所述工件掛板緊固在工作臺上或者工件掛板與工作臺為一體結(jié)構(gòu)制作，被處置的工件受到工件掛板的驅(qū)使而做平動圓周轉(zhuǎn)動并形成相對于研磨介質(zhì)的研磨運動。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述工作臺的平動圓周轉(zhuǎn)動由一個平行四邊形機(jī)構(gòu)予以約束并予以實現(xiàn)，該平行四邊形機(jī)構(gòu)包括至少兩組偏心軸系，每一組偏心軸系均包括有一個圍繞自身固定軸線作定軸轉(zhuǎn)動的主軸、一個與主軸固定連接或者與主軸為一體結(jié)構(gòu)制作的曲柄、一個與曲柄連接并圍繞主軸固定軸線作旋轉(zhuǎn)運動的偏心銷，所述偏心軸系通過偏心銷與工作臺連接并約束和驅(qū)動工作臺，偏心軸系的主軸固定軸線以及偏心銷運動軸線均分別相平行。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述主軸中至少有一個主軸受到電機(jī)的驅(qū)動而轉(zhuǎn)動，所述偏心軸系中，偏心銷與曲柄固定配合的同時偏心銷與工作臺轉(zhuǎn)動配合、或者偏心銷與曲柄轉(zhuǎn)動配合的同時偏心銷與工作臺固定配合、或者偏心銷與曲柄轉(zhuǎn)動配合的同時偏心銷與工作臺也為轉(zhuǎn)動配合。

進(jìn)一步，所述曲柄上開設(shè)有滑槽，滑槽內(nèi)設(shè)置有滑塊，所述偏心銷通過該滑塊與曲柄進(jìn)行連接，偏心銷與滑塊為轉(zhuǎn)動配合、或者偏心銷與滑塊為緊固配合、或者偏心銷與滑塊為一體結(jié)構(gòu)制作。

進(jìn)一步，所述滑槽內(nèi)設(shè)置有調(diào)整塊或/和調(diào)節(jié)螺釘，所述滑塊在滑槽中的位置受到調(diào)節(jié)塊或/和調(diào)節(jié)螺釘?shù)募s束與限定。

進(jìn)一步，所述偏心軸系的主軸均通過皮帶傳動連接并在皮帶的約束下進(jìn)行同向的聯(lián)動轉(zhuǎn)動。

進(jìn)一步，所述曲柄上設(shè)置有離心式平衡塊。

進(jìn)一步，所述容器的研磨介質(zhì)含有鐵質(zhì)成分，容器的底部設(shè)置有可產(chǎn)生磁力吸引并集聚這些研磨介質(zhì)的磁鐵。

進(jìn)一步，所述容器內(nèi)設(shè)置有可分隔研磨介質(zhì)的格柵，所述格柵具有若干個隔離單元，被處置的工件可探入格柵的隔離單元內(nèi)并與該隔離單元中的研磨介質(zhì)發(fā)生研磨運動。

進(jìn)一步，所述格柵的隔離單元只容納一個被處置的工件，隔離單元設(shè)置有與其所容納工件作平動圓周轉(zhuǎn)動時形成的外包絡(luò)面對應(yīng)的型面，而且該型面能夠完全包容該工件的平動轉(zhuǎn)動時的外包絡(luò)面。

進(jìn)一步，所述容器設(shè)置有獨立底板，所述獨立底板上設(shè)置有振動發(fā)生器，所述獨立底板通過彈性密封材料制成的環(huán)墊與容器的殼體實現(xiàn)密封連接。

本實用新型的有益效果是：1）采用平動轉(zhuǎn)動的工作臺約束工件作強(qiáng)制的平動圓周轉(zhuǎn)動，使得工件表面全局任意點位都具有相同的研磨軌跡和研磨速度，而且研磨介質(zhì)中的磨粒相對于工件表面各點的接觸壓力亦基本相同，故能有效保證工件全局表面處理質(zhì)量的一致性；2）采用工作臺有效硬隔離安置各個處置工件，從而使得工件與工件之間以及工件與容器之間不再發(fā)生撞碰刮擦，有效地避免了研磨處理過程發(fā)生損傷工件外表品質(zhì)的現(xiàn)象。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明。

圖1是本實用新型實施例的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型實施例底部視角的局部安裝結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實用新型實施例偏心軸系的安裝結(jié)構(gòu)分解示意圖；

圖4是本實用新型實施例容器內(nèi)部的結(jié)構(gòu)剖視圖。

具體實施方式

參照圖1，本實用新型的一種平動式表面處理裝置，包括盛裝自由散粒狀磨料的研磨介質(zhì)的容器2，和作平動圓周轉(zhuǎn)動的工作臺3、用于安裝工件并能夠讓工件探觸到容器2內(nèi)的研磨介質(zhì)的工件掛板5，其中所述工件掛板5緊固在工作臺3上，或者工件掛板5與工作臺3為一體結(jié)構(gòu)制作，被處置的工件受到工件掛板5的驅(qū)使而做平動圓周轉(zhuǎn)動并形成相對于容器2和研磨介質(zhì)的研磨運動。

平動是機(jī)械中的一種運動狀態(tài)，其指剛體在運動過程中剛體上的任意兩個點的連線其方向始終保持不變，在本實用新型中所涉及到的工件的運動一般都是作二維的平面運動。顯然，作平動圓周轉(zhuǎn)動的工件其上任意點位的運動均具有相同的運動行為特性，即它們在某一任意瞬間均具有相同大小和相同方向的速度，并具有相同半徑的圓周軌跡，特別地當(dāng)工件的平動圓周轉(zhuǎn)動為勻速率圓周運動時，則工件外表面上所有的任意點位在其運動的全過程當(dāng)中均具有彼此相同的速率、方向和軌跡，毋庸置疑這一運動特質(zhì)可保證工件具有全局相同的研磨規(guī)律和研磨行為，換句話說研磨介質(zhì)對工件表面的研磨處置效果相當(dāng)，亦即獲得的工件的表面處理質(zhì)量具有很好的一致性。另一方面，本實用新型采用工件掛板5來就位和安裝工件，即采用硬隔離的方式對各工件實施分隔，從而可有效避免研磨處理過程損傷工件的外表品質(zhì)。

所述容器固定在機(jī)臺4上，工作臺3帶動工件掛板5驅(qū)使工件在容器2內(nèi)進(jìn)行平動研磨。約束工作臺3作平動轉(zhuǎn)動的方式很多，作為優(yōu)選方式，驅(qū)使工作臺3做平動圓周轉(zhuǎn)動的工作由一個平行四邊形機(jī)構(gòu)來予以約束并予以實現(xiàn)（參見圖1），該平行四邊形機(jī)構(gòu)包括有至少兩組偏心軸系，其中每一組偏心軸系均包括有一個圍繞自身固定軸線作定軸轉(zhuǎn)動的主軸6、一個與該主軸6固定連接或者與該主軸6為一體結(jié)構(gòu)制作的曲柄7、一個與曲柄7連接并圍繞主軸6固定軸線作旋轉(zhuǎn)運動的偏心銷8，所述的這兩組偏心軸系通過它們的兩個偏心銷8與工作臺3發(fā)生聯(lián)系并通過這兩個偏心銷8來約束和驅(qū)動工作臺3，這兩組偏心軸系B的兩個主軸6的固定軸線以及兩個偏心銷8的運動軸線一共四根軸線全部兩兩平行設(shè)置、并且它們的軸心（指沿著固定軸線的軸向方向進(jìn)行觀察，所有固定軸線及運動軸線均各自聚集成一個點亦即它們各自所謂的軸心）可以構(gòu)成一個動態(tài)的平行四邊形，主軸6、曲柄7和偏心銷8分別至少設(shè)置有兩個，主軸6固定在機(jī)臺4上，曲柄7的中心軸與主軸6轉(zhuǎn)動連接，曲柄7的偏心軸與偏心銷8連接，且曲柄7通過偏心銷8與工作臺3連接。

所說的動態(tài)的平行四邊形是因為在設(shè)備運轉(zhuǎn)的過程當(dāng)中，由上述兩組偏心軸系的兩個固定軸線的軸心和兩個運動軸線的軸心始終構(gòu)成平行四邊形，而且這個平行四邊形的形態(tài)一直處在不斷變化之中，特別地當(dāng)這兩個固定軸線及兩個運動軸線運行至共面狀態(tài)時，此時的平行四邊形將退化聚集成一條直線段，當(dāng)然動態(tài)的平行四邊形始終保持兩個固定軸線的距離不變、兩個運動軸線的距離亦不變，且兩個固定軸線之間的距離與兩個運動軸線之間的距離兩者始終保持相等。根據(jù)機(jī)械知識可知，采用上述布局形式獲得的工作臺3的運動行為一定是平動圓周運動，工作臺3上任意一點的軌跡均為圓周軌跡且圓周半徑均等于同一組偏心軸系B中其固定軸線與運動軸線之間的距離（該距離亦叫做偏心銷8的偏心距），特別當(dāng)偏心銷8圍繞固定軸線作勻速圓周運動時，工作臺3將全局作等速率同方向的等半徑圓周運動，換言之安裝在工作臺3上的工件亦將具有全局相等的運動行為亦即具有全局相同的研磨特性。

采用上述平行四邊形機(jī)構(gòu)約束并獲得工作臺3作平動圓周轉(zhuǎn)動的表面處理設(shè)備，其兩組偏心軸系的兩個主軸6當(dāng)中至少有一個主軸6受到電機(jī)9的驅(qū)動而轉(zhuǎn)動（當(dāng)然也可以讓兩個主軸6均同時受到電機(jī)9的驅(qū)動），此時兩組偏心軸系中偏心銷8與曲柄7及工作臺3之間的連接可以有三種布局形式：1）偏心銷8與曲柄7采用固定配合，同時該偏心銷8與工作臺3采用轉(zhuǎn)動配合；2）偏心銷8與曲柄7采用轉(zhuǎn)動配合，同時該偏心銷8與工作臺3采用固定配合；3）偏心銷8與曲柄7采用轉(zhuǎn)動配合，同時該偏心銷8與工作臺3亦采用轉(zhuǎn)動配合；需要說明的是，電機(jī)9驅(qū)動主軸6的方式非常多，其中一個做法是通過皮帶10來驅(qū)動主軸6（如圖2所示）。另外，為了調(diào)節(jié)偏心銷8的偏心距以便獲得不同的工作臺3平動圓周轉(zhuǎn)動的運行參數(shù)，本實用新型可以在曲柄7上開設(shè)滑槽71，并在滑槽71內(nèi)設(shè)置滑塊11（如圖3所示），此時偏心銷8通過該滑塊11與曲柄7進(jìn)行連接，其中偏心銷8與滑塊11可以為轉(zhuǎn)動配合、偏心銷8與滑塊11也可以為緊固配合、偏心銷8與滑塊11還可以為一體結(jié)構(gòu)制作。為了隨時根據(jù)需要調(diào)節(jié)偏心銷8的偏心距，可以在上述的滑槽71內(nèi)設(shè)置調(diào)整塊12或/和調(diào)節(jié)螺釘13（如圖3所示），此時滑塊11在滑槽71中的位置受到調(diào)節(jié)塊12或/和調(diào)節(jié)螺釘13的約束與限定，注意此位置將決定偏心銷8偏心距的大小，換言之由調(diào)節(jié)塊12或/和調(diào)節(jié)螺釘13可以調(diào)控工作臺3的運行參數(shù)

由于設(shè)備通常都具有一定的結(jié)構(gòu)尺寸，考慮到運行穩(wěn)定性的需要，本實用新型可以在除了構(gòu)成驅(qū)動工作臺3運動的平行四邊形機(jī)構(gòu)中的兩組偏心軸系之外，還可以再另外增設(shè)至少一組偏心軸系，并且讓包括新增偏心軸系在內(nèi)的所有偏心軸系其全部軸線均相互平行而且其全部偏心距均相同；需要說明的是，新增的偏心軸系事實上構(gòu)成了設(shè)備機(jī)構(gòu)的虛約束，在某些場合，虛約束在實際的機(jī)械機(jī)構(gòu)中是允許的，有時甚至是必需的，這在尺寸較大的設(shè)備當(dāng)中經(jīng)常運用，因為在不影響機(jī)器運轉(zhuǎn)確定性的前提下虛約束的增設(shè)可以提高設(shè)備的剛性和穩(wěn)定性。

由平行四邊形的特性容易理解，當(dāng)設(shè)備運行到某些極限位置時會存在死點的現(xiàn)象，比如平行四邊形機(jī)構(gòu)中的兩個固定軸線及兩個運動軸線，當(dāng)它們的軸心運行至共線狀態(tài)時就出現(xiàn)死點，本實用新型為了保證平行四邊形機(jī)構(gòu)能夠順利通過這些死點，可以采用一個較佳的做法，這就是將設(shè)備中的全部偏心軸系的所有主軸均全部使用同步皮帶聯(lián)系在一起，并在該同步皮帶的約束下進(jìn)行同向的聯(lián)動轉(zhuǎn)動。

由于工作臺3及工件做的是平動圓周運動，存在所謂的運動圓周半徑亦即偏心距，因此工作臺3及工件必然會派生出離心慣性力而造成設(shè)備產(chǎn)生振動，本實用新型為了減少振動，可以在設(shè)備至少兩個曲柄7上設(shè)置離心式平衡塊15（如圖3所示），利用平衡塊15產(chǎn)生的離心慣性力削減甚至完全抵消工作臺3及工件派生的離心慣性力，從而提高設(shè)備的穩(wěn)定性。本實用新型為了適應(yīng)和對付不同的工件所引發(fā)的不同數(shù)值的離心慣性力，可以將上述平衡塊15設(shè)計為可增減質(zhì)量的組件式平衡塊15（參見圖3），此時可根據(jù)需要調(diào)節(jié)平衡塊15產(chǎn)生的離心慣性力，換言之可增減質(zhì)量的組件式平衡塊15具有更好的平衡性能。

進(jìn)一步，散粒狀的研磨介質(zhì)在容器2和工件的帶動或攪動下，會出現(xiàn)離散運動的趨勢，并影響到它們與工件表面的接觸狀態(tài)，同時研磨介質(zhì)主要依靠重力和介質(zhì)中的粘性保持和恢復(fù)其靜止的狀態(tài)，也導(dǎo)致研磨介質(zhì)對工件表面產(chǎn)生的接觸力不夠大，所有這些必然會導(dǎo)致工件研磨處置效率低下，為了改變這一現(xiàn)狀，可以使用含有鐵質(zhì)成分的研磨介質(zhì)，并在容器2的底部設(shè)置可產(chǎn)生磁力吸引并集聚這些研磨介質(zhì)的磁鐵16（如圖,2所示），通過磁鐵16產(chǎn)生的磁力增強(qiáng)研磨介質(zhì)恢復(fù)靜止?fàn)顟B(tài)的能力并有效增加研磨介質(zhì)對工件的接觸力。

同樣地，為了減少研磨介質(zhì)在工作過程當(dāng)中的離散運動的趨勢，如圖4所示，容器2內(nèi)安置可分隔研磨介質(zhì)的格柵21，所述格柵21具有若干個隔離單元22，被處置的工件1可探入格柵21的隔離單元22內(nèi)并與該隔離單元22中的研磨介質(zhì)發(fā)生研磨運動，顯然，由于格柵21的圍攏作用，能夠有效減少研磨介質(zhì)的離散運動，從而有利于增加其保持和恢復(fù)靜止?fàn)顟B(tài)的能力。特別地，當(dāng)格柵21的每一個隔離單元22只容納一個被處置的工件1，并且每個隔離單元22擁有與其所容納工件1作平動圓周轉(zhuǎn)動時形成的外包絡(luò)面相似的型面23，而且該型面23能夠完全包容該工件的平動轉(zhuǎn)動外包絡(luò)面（參見圖4），工件6邊緣上標(biāo)示的虛線圈為工件6邊緣各點的平動軌跡，此時格柵21的圍攏效應(yīng)將更加有效和強(qiáng)大，由此可促進(jìn)研磨介質(zhì)與工件表面的接觸機(jī)會和接觸力度。

為了增加研磨介質(zhì)對工件的研磨能力，可以在工件作強(qiáng)制平動圓周轉(zhuǎn)動的基礎(chǔ)上，增設(shè)上對研磨介質(zhì)的強(qiáng)迫振動，即附加和疊加上研磨介質(zhì)對工件表面的碰擊和刮削作用，從而提高研磨效率和研磨質(zhì)量，參考圖2，為此可以在容器2上設(shè)置獨立底板24，并在該獨立底板24上設(shè)置振動發(fā)生器18，其中獨立底板24通過彈性密封材料制成的環(huán)墊與容器2的殼體實現(xiàn)密封連接，振動發(fā)生器18首先將振動施加到獨立底板24上，接著由獨立底板24傳導(dǎo)并作用到研磨介質(zhì)上，最終形成研磨介質(zhì)對工件表面的碰擊和刮削。

本實用新型相比現(xiàn)有技術(shù)突出的優(yōu)點是：1）采用平動轉(zhuǎn)動的工作臺3約束工件作強(qiáng)制的平動圓周轉(zhuǎn)動，使得工件表面全局任意點位都具有相同的研磨軌跡和研磨速度，而且研磨介質(zhì)中的磨粒相對于工件表面各點的接觸壓力亦基本相同，故能有效保證工件全局表面處理質(zhì)量的一致性；2）采用工作臺3有效硬隔離安置各個處置工件，從而使得工件與工件之間以及工件與容器2之間不再發(fā)生撞碰刮擦，有效地避免了研磨處理過程發(fā)生損傷工件外表品質(zhì)的現(xiàn)象。

以上所述，只是本實用新型的較佳實施方式而已，但本實用新型并不限于上述實施例，只要其以任何相同或相似手段達(dá)到本實用新型的技術(shù)效果，都應(yīng)落入本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。