便携式金属陶瓷涂层磨削及快速抛光装置设计

倪琪 郭华锋 郭闯闯 叶子凡

摘   要：目前，传统工厂的金属陶瓷磨削基本使用大型金刚石砂轮自动化设备，功能齐全，但另一方面加工过程不便，且成本极高，不可便携式使用，使用场合严重受限。而纯手工加工费时费力，而且很难把握精度标准，不适用于个人、小作坊、实验室和其他小型企业。所以本文提出一种便携式金属陶瓷涂层磨削及快速抛光装置设计，以方便小批量小尺寸金属样品磨削。

关键词：金属陶瓷  涂层磨削  快速抛光

中图分类号：TG580.2                              文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）04（c）-0113-02

目前，传统工厂的金属陶瓷磨削基本使用大型金刚石砂轮自动化设备[1]，加工过程不便，且成本极高，使用场合严重受限。而纯手工加工费时费力，不具备可实施性。比如由高硬度的WC颗粒和相对韧性较好的结合剂组成的复合硬质合金材料，广泛应用于切削、采掘工具、耐磨零件和高压合成等领域[2]。但由于成本高且体积过大并不适合实验室[3]。

基于以上情况，为了提高金属陶瓷材料实验的效率、精度、准确度和方便小用户使用和携带， 本文提供一种便携式金属陶瓷涂层磨削装置。该机器可以较好地控制磨削表面的平面度，且可以携带安装在小型台钻上，而且能根据用户需要进行不同精度的调节，实现了材料试验装置的统一性。

1  机械结构简述

如图 1磨削机整体装配图所示便携式金属陶瓷涂层磨削及快速抛光装置包括基座、安装在基座13上的Z轴升降平台，和滑动安装在Z轴移动平台的Y轴移动平台7，滑动安装在Y轴移动平台7的X轴移动平台2;以下简要叙述结构及功能，固定位置不方便叙述，请参考图1磨削机整体装配图、图2升降台总装图、图3丝杠螺母固定架、图4移动平台示意图理解。结合图1，图2所示，所述Z轴升降台通过定位孔Ⅱ 27固定在基座 13上，丝杠Ⅱ 14一端固定在精密电机 16上，另一端通过螺纹连接装配在滑动杆 26中，剪插杆Ⅰ，剪插杆Ⅱ中部固定在旋转轴 11上，一段固定在上下两根定横梁 8上，另一端固定在滑动杆 26中，滑动杆 26固定在滑动槽 18中。

结合图1，图3，图4所示，所述Y轴移动平台7通过定位孔Ⅰ24固定在Z轴升降台上，Y轴移动平台7上上表面固定有用于测量式样接触磨头的压力传感器6，Y轴移动平台 7  下表面还通过一个丝杠螺母固定架35固定有一个丝杠螺母Ⅰ39配合安装在丝杠Ⅱ33上，精密电机Ⅱ通过固定架Ⅱ装在Y轴下平台34上。压力传感器6上方固定有X轴移动平台2，X轴移动平台2与Y轴移动平台7结构一致。载物台1通过螺钉固定在X轴移动平台2上表面，表面有规则螺纹孔配合螺钉固定式样。

2  装置工作方式

以下是本装置的一个具体实施例，现结合上附图对本装置作进一步说明。如图 1 所示一种便携式金属陶瓷涂层磨削及快速抛光装置包括基座、安装在基座13上的 Z 轴升降平台，和滑动安装在Z 轴移动平台的Y轴移动平台7，滑动安装在Y 轴移动平台7的 X 轴移动平台2;以下简要叙述结构及功能，固定位置不方便叙述，请参考图1、图2、图3、图4理解。

所述Z轴升降台通过定位孔Ⅱ27固定在基座 13上，丝杠Ⅱ14一端固定在精密电机16上，另一端通过螺纹连接装配在滑动杆26中，剪插杆Ⅰ，剪插杆Ⅱ中部固定在旋转轴 11上，一段固定在上下两根定横梁8上，另一端固定在滑动杆26中，滑动杆26固定在滑动槽18中。

所述Y轴移动平台7通过定位孔Ⅰ24固定在Z轴升降台上，Y轴移动平台7上上表面固定有用于测量式样接触磨头的压力传感器6，Y轴移动平台7下表面还通过一个丝杠螺母固定架35固定有一个丝杠螺母Ⅰ39配合安装在丝杠Ⅱ 33上，精密电机Ⅱ通过固定架Ⅱ装在Y轴下平台34上。压力传感器6上方固定有X轴移动平台2，X轴移动平台2与Y轴移动平台7结构一致。载物台1通过螺钉固定在X轴移动平台2上表面，表面有规则螺纹孔配合螺釘固定式样。

此装置使用时，首先将装置通过基座13上的定位孔Ⅱ 27安装在已有的小型台钻23上。各活动平台通电后自动置于初始位置，即Z轴升降台置于最下方，Y轴移动平台 6 置于最右方，X轴移动平台2置于靠近电机一侧。然后将切好的金属陶瓷试样固定在载物台1上，并通过升高Z轴升降台，压力传感器6自动使式样与小型台钻23刚好接触。此时装有磨头的台钻23转动。通过控制平台控制15，精确调节磨削面积，直到达到预定磨削面积，Z轴升降台自动下降，回归初始状态。

3  结语

综上所述，本文便携式金属陶瓷涂层磨削及快速抛光装置设计，可以科学有效提高金属陶瓷材料实验的效率、精度、准确度和方便小用户使用和携带，以达到较好的控制磨削表面的平面度，且可以携带安装在小型台钻上，而且能根据用户需要进行不同精度的调节，符合了各种中小型场合使用条件。

参考文献

[1] 陈世隐.大直径细粒度钎焊金刚石砂轮的制备及其磨削性能研究[D].华侨大学，2017.

[2] 刘伟，刘一波，黄霞，等.陶瓷金刚石砂轮在YG10X顶锤磨削加工中的应用[J].金刚石与磨料磨具工程，2018，38（5）：73-77.

[3] 徐瑞，杨强强，王文汉，等.基于CBN砂轮的超音速火焰喷涂涂层磨削性能研究[J].航空制造技术，2015（19）：22-25.