CN105537701B - 一种螺纹零件的磁力研磨方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明一种螺纹零件的磁力研磨方法及其装置，包括主轴驱动电机、溜板箱、磁极刀具、水平导轨装置、光电开关，螺纹零件通过卡盘与主轴驱动电机连接，磁极刀具通过可调刀架固定在溜板箱上，溜板箱行走于水平导轨装置上，光电开关设置在溜板箱的两端，光电开关同时连接主轴驱动电机和水平导轨装置的驱动电机，在磁极刀具上涂抹有磁性磨料。与现有的技术相比，本发明的有益效果是：本发明利用磁力研磨工艺，合理设计出针对内、外螺纹的抛光装置。实验结果表明，在保证螺纹形状、尺寸精度的条件下，螺纹表面的毛刺和表面纹理能得到有效去除，表面光洁度明显改善，极大提高了螺纹零件的使用性能和使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及螺纹零件的研磨抛光工艺，尤其涉及一种螺纹零件的磁力研磨方法及其装置。
背景技术
螺纹是螺纹连接和螺纹传动的关键部分，应用范围较广，且随着制造业的高速发展，对螺纹零件的表面质量要求越来越高。螺纹零件经车床或者攻丝工具加工之后会残留大量的切屑和毛刺，螺纹表面光洁度极差。此时若不对螺纹零件做进一步的抛光处理就投入使用，很可能造成螺纹连接件的配合、密封和耐磨性能降低甚至造成螺纹的破坏而降低工件的使用寿命。在实际生产加工中，螺纹的种类繁多，螺纹的牙形和螺距各不相同，常用的磨削方法很难将螺纹表面的毛刺去除而不破坏螺纹的形状、尺寸精度，并且普通的工具无法伸入内螺纹孔中，而无法完成对内螺纹的研磨抛光。目前，对于内、外螺纹零件表面的抛光、去毛刺还没有行之有效的办法。
磁力研磨加工具有柔性接触、自锐性强、温升小、自适应性好且不需要进行工具磨损补偿等优点，已被成功应用于自由曲面、弯管内外表面、窄槽等许多难以加工的场合。但是关于螺纹零件的磁力研磨还未见公开报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种螺纹零件的磁力研磨方法及其装置，实现对不同尺寸规格的内、外螺纹零件表面的抛光、去毛刺。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种用于螺纹零件的磁力研磨方法，包括以下步骤：
a.将螺纹零件夹持在卡盘上，磁极刀具安装在可调刀架上，调整磁极刀具的高度，使磁极刀具的外螺纹在设备运转时恰好与螺纹零件上的螺纹相旋合；
b.磁极刀具的外螺纹与待加工螺纹零件的螺纹间留有2mm加工间隙；
c.将磁性磨料与油剂研磨液以体积比为1:2的比例混合后，均匀涂抹于磁极刀具的外螺纹上；
d.开启电机，主轴驱动电机通过卡盘带动螺纹零件旋转，丝杠驱动电机带动磁极刀具水平运动，主轴驱动电机和丝杠驱动电机的转速及转向均由光电开关同步控制；
e.螺纹零件与磁极刀具旋合后，磁性磨料与螺纹零件表面形成相对运动，在挤压、划擦作用下，完成对螺纹表面的抛光去毛刺。
所述的光电开关同步控制主轴驱动电机和丝杠驱动电机的转速和转向，工件每旋转一周，磁极刀具轴向进给一个螺纹导程的距离。
一种用于螺纹零件的磁力研磨装置，包括主轴驱动电机、溜板箱、磁极刀具、水平导轨装置、光电开关，螺纹零件通过卡盘与主轴驱动电机连接，磁极刀具通过可调刀架固定在溜板箱上，溜板箱行走于水平导轨装置上，光电开关设置在溜板箱的两端，光电开关同时连接主轴驱动电机和水平导轨装置的驱动电机，在磁极刀具上涂抹有磁性磨料。
所述磁极刀具包括外部的仿形螺纹和内置的径向充磁磁极，仿形螺纹为导磁性材料。
所述水平导轨装置包括丝杠导轨、丝杠驱动电机、减速器，溜板箱安装在丝杠导轨上，丝杠导轨通过减速器连接丝杠驱动电机。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明运用磁力研磨原理，通过磁极刀具带动磁性磨料实现对尺寸规格的螺纹零件进行抛光。抛光后，螺纹表面的毛刺和表面纹理得到有效的去除，提高了螺纹表面的光洁度。
(2)本发明所需装置结构简单，传统机床改造即可实现使用功能，成本较低。
(3)本发明加工后的零件，形状和尺寸精度均可保证，可以广泛应用于不同规格尺寸的内、外螺纹表面的抛光去毛刺。本发明利用磁力研磨工艺，合理设计出针对内、外螺纹的抛光装置。实验结果表明，在保证螺纹形状、尺寸精度的条件下，螺纹表面的毛刺和切屑能得到有效去除，表面光洁度明显改善，极大提高了螺纹零件的使用性能和使用寿命。
附图说明
图1为本发明一种螺纹零件的磁力研磨装置的结构示意图。
图2为本发明加工的内螺纹表面的示意图(实施例1)。
图3为本发明加工的外螺纹表面的示意图(实施例2)。
图4为本发明加工前的外螺纹表面形貌图。
图5为本发明加工后的外螺纹表面形貌图；
图中：1-主轴驱动电机 2-卡盘 3-内螺纹零件 4-磁极刀具 5-可调刀架 6-溜板箱 7-丝杠导轨 8-减速器 9-丝杠驱动电机 10-光电开关 11-仿形螺纹 12-径向充磁磁极13-磁性磨料 14-外螺纹零件
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的实施方式进一步说明：
如图1-图3所示，一种用于螺纹零件的磁力研磨方法，包括以下步骤：
a.将螺纹零件夹持在卡盘2上，磁极刀具4安装在可调刀架5上，调整磁极刀具4的高度，使磁极刀具4的外螺纹在设备运转时恰好与螺纹零件上的螺纹相旋合；
b.磁极刀具4的外螺纹与待加工螺纹零件的螺纹间留有2mm加工间隙；
c.将平均粒径为200μm磁性磨料13与油剂研磨液以体积比为1:2的比例混合后，均匀涂抹于磁极刀具4的外螺纹上；
d.开启电机，主轴驱动电机1通过卡盘2带动螺纹零件旋转，转速为500-2000r/min，丝杠驱动电机9带动磁极刀具4水平运动速度为60-300mm/min，主轴驱动电机1和丝杠驱动电机9的转速及转向均由光电开关10同步控制；
e.螺纹零件与磁极刀具旋合后，磁性磨料13与零件螺纹表面形成相对运动，在挤压、划擦作用下，完成对螺纹表面的抛光去毛刺。
所述的光电开关10同步控制主轴驱动电机1和丝杠驱动电机9的转速和转向，工件每旋转一周，磁极刀具4轴向进给一个螺纹导程的距离。
一种用于螺纹零件的磁力研磨装置，包括主轴驱动电机1、溜板箱6、磁极刀具4、水平导轨装置、光电开关10，螺纹零件通过卡盘2与主轴驱动电机1连接，磁极刀具4通过可调刀架5固定在溜板箱6上，溜板箱6行走于水平导轨装置上，光电开关10设置在溜板箱6的两端，光电开关10同时连接控制主轴驱动电机1和水平导轨装置的丝杠驱动电机9，在磁极刀具4上涂抹有磁性磨料13。
所述磁极刀具4包括外部的仿形螺纹11和内置的径向充磁磁极12，仿形螺纹11为导磁性材料。
所述水平导轨装置包括丝杠导轨7、丝杠驱动电机9、减速器8，溜板箱6安装在丝杠导轨7上，丝杠导轨7通过减速器8连接丝杠驱动电机9。
磁极刀具4固定在可调刀架5上，可调刀架5通过螺栓固定在溜板箱6上，溜板箱6在丝杠导轨7的带动下做往复直线运动。
减速器8的高速级由联轴器与丝杠驱动电机9连接，丝杠导轨7通过联轴器与减速器8的低速级连接。光电开关10固定在溜板箱6的两边，并控制丝杠驱动电机9的转向。当溜板箱6接触到光电开关10时，丝杠驱动电机9就会改变转向，使丝杠导轨7带动溜板箱6往相反的方向运动，直到接触另一端的光电开关10，丝杠驱动电机9再改变转向，如此循环运动。
当丝杠驱动电机9改变转向时，光电开关10同时会控制主轴驱动电机1改变转向，以配合磁极刀具4的往复运动。
磁性磨料13可以采用平均粒径为200μm铁粉与研磨膏以1：1的比例配制而成。
卡盘2可以采用三爪卡盘。
实施例1：
如图1、图2所示，采用本发明对内螺纹进行抛光，具体方法步骤如下：
a.内螺纹零件3经过定位，安装在卡盘2上，卡盘2与主轴驱动电机1相连接。磁极刀具4安装在可调刀架5上，调整可调刀架5，使内螺纹零件3的中心轴线与磁极刀具4的中心轴线重合。
b.磁极刀具4的直径与内螺纹零件3的内径尺寸相差4mm，螺纹间距为2mm作为加工间隙。
c.将平均粒径为200μm磁性磨料与油剂研磨液以体积比为1:2的比例混合后，将磁性磨料13添加到磁极刀具4表面。
d.开启电机，主轴驱动电机1通过卡盘2带动螺纹零件3旋转，转速为500-2000r/min，丝杠驱动电机9带动磁极刀具4水平运动速度为60-300mm/min，主轴驱动电机1与丝杠驱动电机9的转向与转速，均由光电开关10及其控制电路同步控制，仿形螺纹11与螺纹零件3旋合。
可调刀架5安装在溜板箱6上，溜板箱6由丝杠驱动电机9通过减速器8带动丝杠导轨7带动沿轴向运动，进而带动磁极刀具4产生轴向进给运动。
e.将磁极刀具4与内螺纹零件3旋合，利用磁性磨料13对内螺纹零件3挤压、划擦，完成对内螺纹表面的加工；
磁性磨料13与零件螺纹表面形成相对运动，在挤压、划擦作用下，完成对螺纹表面的抛光去毛刺。
实施例2：
如图3所示，采用本发明对外螺纹进行抛光，具体方法如下：
将外螺纹零件14固定安装在卡盘2上，磁极刀具4装卡在可调刀架5上，调整可调刀架5，使外螺纹零件14与磁极刀具4的螺纹间距为2mm，作为加工间隙。
其他方法步骤与实施例1相同。
图4和图5是加工前后外螺纹表面形貌的效果对比图，可以作为本发明有益效果的直观体现，但与本发明的保护内容无关。
Claims (4)
1.一种用于螺纹零件的磁力研磨方法，包括以下步骤：
a.将螺纹零件夹持在卡盘上，磁极刀具安装在可调刀架上，调整磁极刀具的高度，使磁极刀具的外螺纹在设备运转时恰好与螺纹零件上的螺纹相旋合；
b.磁极刀具的外螺纹与待加工螺纹零件的螺纹间留有2mm加工间隙；
c.将磁性磨料与油剂研磨液以体积比为1:2的比例混合后，均匀涂抹于磁极刀具的外螺纹上；
d.开启电机，主轴驱动电机通过卡盘带动螺纹零件旋转，丝杠驱动电机带动磁极刀具水平运动，主轴驱动电机和丝杠驱动电机的转速及转向均由光电开关同步控制；
e.螺纹零件与磁极刀具旋合后，磁性磨料与螺纹零件表面形成相对运动，在挤压、划擦作用下，完成对螺纹表面的抛光去毛刺；
其特征在于，所述磁极刀具包括外部的仿形螺纹和内置的径向充磁磁极，仿形螺纹为导磁性材料。
2.根据权利要求1所述的一种用于螺纹零件的磁力研磨方法，其特征在于，所述的光电开关同步控制主轴驱动电机和丝杠驱动电机的转速和转向，工件每旋转一周，磁极刀具轴向进给一个螺纹导程的距离。
3.一种如权利要求1所述的用于螺纹零件的磁力研磨方法采用的装置，其特征在于，包括主轴驱动电机、溜板箱、磁极刀具、水平导轨装置、光电开关，螺纹零件通过卡盘与主轴驱动电机连接，磁极刀具通过可调刀架固定在溜板箱上，溜板箱行走于水平导轨装置上，光电开关设置在溜板箱的两端，光电开关同时连接主轴驱动电机和水平导轨装置的驱动电机，在磁极刀具上涂抹有磁性磨料。
4.根据权利要求3所述的一种用于螺纹零件的磁力研磨方法采用的装置，其特征在于，所述水平导轨装置包括丝杠导轨、丝杠驱动电机、减速器，溜板箱安装在丝杠导轨上，丝杠导轨通过减速器连接丝杠驱动电机。
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