CN108145538B - 用于波纹筒筛孔毛刺去除的工艺 - Google Patents
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Abstract
用于波纹筒筛孔毛刺去除的设备及工艺,设备包括波纹筒定位组件、研磨装置横向移动组件、研磨装置纵向移动组件、研磨头驱动装置、研磨头倾斜调节轴、倾斜角度锁止螺钉,研磨装置横向移动组件的丝杠伸入在波纹筒中,并与波纹筒轴线偏心设置,研磨装置纵向移动组件设置在研磨装置横向移动组件的下端,驱动研磨装置横向移动组件上下移动,研磨头驱动装置通过研磨头倾斜调节轴安装在丝杠滑块上,研磨头驱动装置与丝杠的相对角度确定后通过倾斜角度锁止螺钉锁紧定位。本发明通过磁力研磨实现对不同型号的圆柱形波纹筒和圆锥形波纹筒筛孔去除毛刺,本发明结构简单,研磨精度高,抛光性能好,通用性广泛,成本低,可靠性高。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工领域,尤其涉及一种用于波纹筒筛孔毛刺去除的设备及工艺。
背景技术
在航空航天领域中,航空发动机是至关重要的动力系统,几乎它的动力来自加力燃烧室的能源燃烧,因此势必造成发动机燃烧室温度骤然提高,燃烧室内的隔热波纹筒能够起到很好的隔热作用,阻止热量传递给发动机,保证发动机的性能稳定,提高使用寿命。因此,对隔热波纹筒的质量要求比较高,隔热波纹筒表面有许多微小毛刺、褶皱,影响隔热屏的隔热效果。去除波纹筒表面的微小毛刺成为很重要的一种加工工艺。传统的大形波纹筒内筛孔毛刺去除多采用纯手工或使用简易固定式研磨轮,纯手工去毛刺的方式,产品一致性不好,且对员工操作水平要求较高。而使用简易固定式研磨轮的方式也存在一些问题:研磨头一般都是采用的砂轮,内表面抛光后粗糙度比较大,毛刺去除不了。而且,传统砂轮加工,砂轮磨头和波纹筒直接接触,材质去除量比较大,使得筛孔周边筒壁变薄,影响降低了波纹筒的使用工作性能。研磨头和待磨圆筒的定位精度要求非常高,且研磨头磨损后,会直接影响研磨效果;砂轮研磨时,还会从而导致研磨孔出口毛刺反向卷入孔内侧,无法去除。精度下降。总结看,传统的砂轮加工适应性也十分有限,只能加工圆柱形波纹筒,对于圆锥形状的波纹筒不能实现加工。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于波纹筒筛孔毛刺去除的设备及工艺,解决波纹筒精磨筛孔毛刺存在的工艺问题,通过磁力研磨实现对不同形号的圆柱形波纹筒和圆锥形波纹筒筛孔去除毛刺。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案实现:
用于波纹筒筛孔毛刺去除的设备,包括波纹筒定位组件、研磨装置横向移动组件、研磨装置纵向移动组件、研磨头驱动装置、研磨头倾斜调节轴、倾斜角度锁止螺钉,波纹筒安装在所述的波纹筒定位组件上的波纹筒夹具上,研磨装置横向移动组件的丝杠伸入在波纹筒中,并与波纹筒轴线偏心设置;研磨装置纵向移动组件设置在研磨装置横向移动组件的下端,驱动研磨装置横向移动组件上下移动,研磨头驱动装置通过研磨头倾斜调节轴安装在研磨装置横向移动组件的丝杠滑块上,并可以相对于丝杠倾斜转动,研磨头驱动装置与丝杠的相对角度确定后通过倾斜角度锁止螺钉锁紧定位。
所述波纹筒定位组件包括波纹筒旋转电机、固定支架A、波纹筒夹具,波纹筒旋转电机和波纹筒夹具安装在固定支架A上,波纹筒旋转电机驱动波纹筒夹具旋转。
所述研磨装置横向移动组件包括丝杠、丝杠滑块、研磨头横移电机、横向直线模组,横向直线模组支撑丝杠和用于驱动丝杠的研磨头横移电机,丝杠滑块内螺母与丝杠之间以滚珠为滚动体的丝杠副,实现丝杠滑块的横向移动。
所述研磨装置纵向移动组件包括蜗杆、纵向直线模组电机、蜗轮箱、固定支架B,蜗轮箱固定在固定支架B上,纵向直线模组电机与蜗轮箱、蜗杆传动连接,蜗杆的上端支撑横向直线模组。
所述研磨头驱动装置包括研磨头驱动电机、磁力研磨头、研磨头支架,研磨头驱动电机安装在研磨头支架上,磁力研磨头安装在研磨头驱动电机主轴上。
所述磁力研磨头包括导磁性铁环、梯形磁铁,导磁性铁环与研磨头驱动电机主轴固定连接,梯形磁铁固定在导磁性铁环的梯形槽里,梯形磁铁吸附磨料。
一种对波纹筒筛孔进行研磨的工艺利用磁力研磨头对波纹筒筛孔进行研磨去除毛刺,研磨圆柱形波纹筒时,旋转研磨头支架,将导磁性铁环调整到与丝杠平行的位置,启动波纹筒旋转电机、研磨头驱动电机对波纹筒筛孔进行研磨,通过研磨头横移电机调整磁力研磨头的横向位置,实现对波纹筒不同位置的研磨;
研磨圆锥形波纹筒时,旋转研磨头支架,将导磁性铁环与丝杠的角度调整到与波纹筒的锥角一致,启动波纹筒旋转电机、研磨头驱动电机对波纹筒筛孔进行研磨,通过研磨头横移电机调整磁力研磨头的横向位置,实现对波纹筒不同位置的研磨。
与现有的技术相比,本发明的有益效果是:
一种用于波纹筒筛孔毛刺去除的设备及工艺,相对于传统的大形波纹筒内表面研磨设备,结构简单,研磨精度高,抛光性能好,通用性广泛。梯形磁铁吸附磨料对波纹筒研磨,抛光后的精度更高。磁力研磨头轴线可以调节角度,满足不同表面形状波纹筒的抛光研磨。倾斜角度锁止螺钉可以固定研磨头支架,研磨头横向移动采用的是电机驱动丝杠旋转的形式,横向直线模组带动磁力研磨头横向移动,满足各种深度波纹筒的研磨。纵向直线模组电机带动磁力研磨头上下移动,保证调整磁力研磨头与波纹筒合适的研磨间距。梯形磁铁吸附磨料抛光,更换磨料的大小,满足不同表面粗糙度的要求,提高研磨效率,提高波纹筒使用寿命和稳定性。
利用本发明的设备精磨波纹筒筛孔出口毛刺,无论波纹筒形状是圆柱形还是圆锥形,可以通过调节磁力研磨头轴线的角度,满足磁力研磨头轴线与波纹筒接触处的筒壁平行,保证梯形磁铁与筒壁的间隙恒定,这样,梯形磁铁吸附磁性磨料,磨料可以充分研磨内表面,对波纹筒筛孔的出口毛刺进行去除。根据波纹筒的尺寸来更换磁力研磨头的固定支架大小规格,然后更换磨料,设定驱动电机参数等简单操作,即可完成对应型号波纹筒表面的研磨。精磨时材料去除量小,且一般不会改变波纹筒表面的形状精度;本发明具有结构简单、成本低、可靠性高等优点。
附图说明
图1是本发明用于波纹筒筛孔毛刺去除的设备的结构示意图;
图2是磁力研磨头倾斜设置时的示意图;
图3是磁力研磨头与研磨头驱动电机主轴的安装结构及磁极排布示意图;
图4是图3中A点放大图。
图中:1-波纹筒旋转电机;2-固定支架A;3-波纹筒;4-倾斜角度锁止螺钉;5-研磨头倾斜调节轴;6-丝杠滑块;7-丝杠;8-横向直线模组;9-研磨头横移电机;10-蜗杆; 11-蜗轮箱;12-纵向直线模组电机;13-固定支架B;14-研磨头驱动电机;15-导磁性铁环;16-研磨头支架;17-波纹筒夹具;18-研磨头横移电机主轴;19-梯形磁铁;20-磨料; 21-磁力线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细地描述,但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。
如图1-图4所示,用于波纹筒筛孔毛刺去除的设备,包括波纹筒定位组件、研磨装置横向移动组件、研磨装置纵向移动组件、研磨头驱动装置、研磨头倾斜调节轴5、倾斜角度锁止螺钉4,波纹筒3安装在所述的波纹筒定位组件上的波纹筒夹具17上,研磨装置横向移动组件的丝杠7伸入在波纹筒3中,并与波纹筒3轴线偏心设置,研磨装置纵向移动组件设置在研磨装置横向移动组件的下端,驱动研磨装置横向移动组件上下移动,研磨头驱动装置通过研磨头倾斜调节轴5安装在研磨装置横向移动组件的丝杠滑块6上,并可以相对于丝杠7倾斜转动,研磨头驱动装置与丝杠7的相对角度确定后通过倾斜角度锁止螺钉4锁紧定位。
所述波纹筒定位组件包括波纹筒旋转电机1、固定支架A2、波纹筒夹具17,波纹筒旋转电机1和波纹筒夹具17安装在固定支架A2上,波纹筒旋转电机1驱动波纹筒夹具17 旋转。
波纹筒旋转电机1通过螺栓连接固定于固定支架A2上,波纹筒旋转电机轴和波纹筒夹具17之间存在固定连接,调整波纹筒夹具17夹持波纹筒3,波纹筒夹具17夹持波纹筒正反旋转。
所述研磨装置横向移动组件包括丝杠7、丝杠滑块6、研磨头横移电机9、横向直线模组8,横向直线模组8支撑丝杠7和用于驱动丝杠的研磨头横移电机9,丝杠滑块6内螺母与丝杠之间以滚珠为滚动体的丝杠副,实现丝杠滑块6的横向移动。横向直线模组8中设有用于支撑丝杠7的轴承及轴承座。
所述研磨装置纵向移动组件包括蜗杆10、纵向直线模组电机12、蜗轮箱11、固定支架B13,蜗轮箱11固定在固定支架B13上,纵向直线模组电机12与蜗轮箱11、蜗杆10 传动连接,蜗杆10的上端支撑横向直线模组8。
所述研磨头驱动装置包括研磨头驱动电机14、磁力研磨头、研磨头支架16,研磨头驱动电机14安装在研磨头支架16上,磁力研磨头安装在研磨头驱动电机主轴18上。
所述磁力研磨头包括导磁性铁环15、梯形磁铁19,导磁性铁环15与研磨头驱动电机主轴18固定连接,梯形磁铁19固定在导磁性铁环15的梯形槽里,梯形磁铁19吸附磨料20。
见图3,导磁性铁环15表面镶嵌2组(4个对称设置)梯形磁铁19,在每一组梯形磁铁19中,由梯形磁铁19的N极发出磁力线21,回到另一个梯形磁铁19的s极,形成一个磁力线闭合回路。梯形磁铁19吸附磨料20,磨料20压附在波纹筒3表面。导磁性铁环 15与研磨头驱动电机主轴18固定连接,见图4,通过沉头螺钉和铁片将梯形磁铁19固定在导磁性铁环15的凹槽里,研磨头驱动电机14通过螺栓固定于研磨头支架16上,研磨头驱动电机14带动磁力研磨头旋转。
本发明中的梯形磁铁19也可以采用6个(偶数个均可)均布在导磁性铁环15的圆周上,这样的磁极排布形式可以形成闭合的磁力线回路,增加对磨料20的吸附力。
由研磨装置横向移动组件、研磨装置纵向移动组件和研磨头驱动装置控制研磨头横向、纵向及研磨头轴线角度的偏转动作。研磨头横移电机9驱动旋转丝杠7,丝杠滑块6 带动研磨头驱动装置沿波纹筒3轴线方向移动,研磨头倾斜调节轴5可以调节导磁性铁环 15中心轴轴线跟水平方向的角度,研磨头支架16旋转,倾斜角度锁止螺钉4将研磨头支架16固定锁死。纵向直线模组电机12驱动蜗杆10上下移动,带动研磨装置横向移动组件及研磨头驱动装置上下移动,用以实现磁力研磨头的上下移动。
一种对波纹筒筛孔进行研磨的工艺,基于磁力研磨机理,利用磁力研磨头上的梯形磁铁19吸附磨料20对波纹筒3筛孔进行研磨去除毛刺,研磨圆柱形波纹筒3时,旋转研磨头支架16,将导磁性铁环15调整到与丝杠7平行的位置,启动波纹筒旋转电机1、研磨头驱动电机14对波纹筒3筛孔进行研磨,通过研磨头横移电机9调整磁力研磨头的横向位置,实现对波纹筒3不同位置的研磨;
研磨圆锥形波纹筒3时,旋转研磨头支架16,将导磁性铁环15与丝杠7的角度调整到与波纹筒3的锥角一致,启动波纹筒旋转电机1、研磨头驱动电机14对波纹筒3筛孔进行研磨,通过研磨头横移电机9调整磁力研磨头的横向位置,实现对波纹筒3不同位置的研磨。
本发明工艺中磁力研磨头角度可调、研磨间隙可调、研磨磁力可调、研磨磨料可调,能够对圆柱形和圆锥形波纹筒筛孔毛刺进行有效去除。
实施例1:
本实施例波纹筒长度为1000mm,直径为650mm;采用的波纹筒筛孔毛刺去除的设备组成如下:波纹筒旋转电机1通过螺栓连接固定于固定支架A2上,波纹筒旋转电机1轴和波纹筒夹具17同心且固定连接,当波纹筒夹具17夹持住波纹筒3时,波纹筒旋转电机 1上电,波纹筒夹具17夹持波纹筒3正反旋转,且旋转方向与磁力研磨头旋转方向相反,有利于提高研磨效果。研磨头倾斜调节轴5可以调节导磁性铁环15轴线跟水平方向的角度。调整导磁性铁环15轴线与波纹筒3轴线方向一致,通过倾斜角度锁止螺钉4将研磨头支架16固定锁死。通过纵向直线模组电机12驱动导磁性铁环15上下移动,调整梯形磁铁19跟筒壁间距并保持恒定,使得波纹筒3表面的研磨更加均匀致密。丝杠滑块6与丝杠7配合,丝杠滑块6横向移动,研磨头横移电机9驱动磁力研磨头在波纹筒3内水平移动。
如图3所示,导磁性铁环15与研磨头驱动电机主轴18固定连接,沉头十字螺钉将铁片固定在导磁性铁环15上,避免梯形磁铁19从槽中脱落。铁皮薄壁厚度为0.2mm-0.3mm,沉头十字螺钉沉入铁片中,对研磨间隙影响较小。梯形磁铁19镶嵌在导磁性铁环15表面的凹槽里,且梯形磁铁19与导磁性铁环15相吸,利用梯形槽与磁力将梯形磁铁19固定在导磁性铁环15的凹槽里。梯形磁铁19的形状更有利于聚磁,增大了磁铁表面的磁场力;在研磨中,磨料不容易掉落、甩飞。该设备操作简单,原理清晰;性能稳定,适应于大型波纹筒3的研磨,表面粗糙度低,研磨效果好。
研磨头驱动电机14转速为500r/min,波纹筒3反转速度为300r/min;研磨头横向直线移动速度为4cm/min;所用的磨料成分为Al2O3和Fe的烧结磨料,磨料中加入油性研磨液。研磨15分钟换一次磨料,磨料直径大小为40目;研磨时间为30分钟;导磁性铁环15直径25mm,长度为120mm;梯形磁铁19与波纹筒3之间的间隙为3mm。
实施例2:
本实施例中加工的波纹筒长度为1200mm,直径为800mm;采用的大型波纹筒筛孔毛刺去除的设备工作原理同实施例1。研磨头驱动电机14转速为600r/min,波纹筒3反转速度为400r/min;研磨头横向直线移动速度为6cm/min;所用的磨料成分为Al2O3和Fe的烧结磨料,磨料中加入油性研磨液。研磨20分钟换一次磨料,磨料直径大小为20目;研磨时间为45分钟;导磁性铁环15直径30mm,长度为130mm;梯形磁铁19与波纹筒3之间的间隙为4mm。
实施例3:
本实施例中加工的波纹筒为锥形波纹筒,长度为800mm,波纹筒两端直径为400mm、600mm;采用的大形波纹筒筛孔毛刺去除的设备工作原理同实施例1。调整导磁性铁环15 轴线与水平方向的角度,使导磁性铁环15与锥形波纹筒3的筒壁平行;通过倾斜角度锁止螺钉4将研磨头支架16固定锁死。研磨头横移电机9驱动磁力研磨头在波纹筒3内水平移动;纵向直线模组电机12驱动磁力研磨头上下移动;保证了梯形磁铁19跟筒壁间距恒定,使得波纹筒3表面的研磨更加均匀致密。
研磨头驱动电机14转速为800r/min,波纹筒3反转速度为300r/min;研磨头横向直线移动速度为5cm/min;所用的磨料成分为Al2O3和Fe的烧结磨料,磨料中加入油性研磨液。研磨15分钟换一次磨料,磨料直径大小为60目,第二次换80目磨料精磨;研磨时间为 60分钟;导磁性铁环15直径20mm,长度为100mm;梯形磁铁19与波纹筒3之间的间隙为6mm。
本发明利用磨料20在梯形磁铁19的吸附下形成磁粒刷实现对波纹筒表面的精磨,因磁粒刷与波纹筒表面之间是柔性接触,加工时不会改变波纹筒的形状精度。本发明中梯形磁铁19吸附磁性磨料完成波纹筒的抛光,不仅可以有效提高波纹筒表面质量,还可以去除波纹筒表面的毛刺,降低表面粗糙度值。另外,本发明利用磨料20在梯形磁铁19的吸附下形成磁粒刷实现对波纹筒表面的精磨,消除了波纹筒表面残余应力,有利于提高波纹筒的疲劳强度和使用寿命。
Claims (4)
1.用于波纹筒筛孔毛刺去除的工艺,采用的设备包括波纹筒定位组件、研磨装置横向移动组件、研磨装置纵向移动组件、研磨头驱动装置、研磨头倾斜调节轴、倾斜角度锁止螺钉,波纹筒安装在所述的波纹筒定位组件上的波纹筒夹具上,研磨装置横向移动组件的丝杠伸入在波纹筒中,并与波纹筒轴线偏心设置,研磨装置纵向移动组件设置在研磨装置横向移动组件的下端,驱动研磨装置横向移动组件上下移动,研磨头驱动装置通过研磨头倾斜调节轴安装在研磨装置横向移动组件的丝杠滑块上,并能够相对于丝杠倾斜转动,研磨头驱动装置与丝杠的相对角度确定后通过倾斜角度锁止螺钉锁紧定位;
所述研磨头驱动装置包括研磨头驱动电机、磁力研磨头、研磨头支架,研磨头驱动电机安装在研磨头支架上,磁力研磨头安装在研磨头驱动电机主轴上;
所述磁力研磨头包括导磁性铁环、梯形磁铁,梯形磁铁沿导磁性铁环周向间隔设置,导磁性铁环与研磨头驱动电机主轴固定连接,梯形磁铁固定在导磁性铁环的梯形槽里,梯形磁铁吸附磨料,导磁性铁环轴线与波纹筒轴线偏心设置;
梯形磁铁采用偶数个,均布在导磁性铁环的圆周上,梯形磁铁磁极朝外,相邻梯形磁铁的磁极相反,这样的磁极排布形式形成闭合的磁力线回路,增加对磨料的吸附力;
其特征在于,研磨工艺为:利用磁力研磨头对波纹筒筛孔进行研磨去除毛刺,研磨圆柱形波纹筒时,旋转研磨头支架,将导磁性铁环调整到与丝杠平行的位置,启动波纹筒旋转电机、研磨头驱动电机对波纹筒筛孔进行研磨,通过研磨头横移电机调整磁力研磨头的横向位置,实现对波纹筒不同位置的研磨;
研磨圆锥形波纹筒时,旋转研磨头支架,将导磁性铁环与丝杠的角度调整到与波纹筒的锥角一致,启动波纹筒旋转电机、研磨头驱动电机对波纹筒筛孔进行研磨,通过研磨头横移电机调整磁力研磨头的横向位置,实现对波纹筒不同位置的研磨。
2.根据权利要求1所述的用于波纹筒筛孔毛刺去除的工艺,其特征在于,所述波纹筒定位组件包括波纹筒旋转电机、固定支架A、波纹筒夹具,波纹筒旋转电机和波纹筒夹具安装在固定支架A上,波纹筒旋转电机驱动波纹筒夹具旋转。
3.根据权利要求1所述的用于波纹筒筛孔毛刺去除的工艺,其特征在于,所述研磨装置横向移动组件包括丝杠、丝杠滑块、研磨头横移电机、横向直线模组,横向直线模组支撑丝杠和用于驱动丝杠的研磨头横移电机,丝杠滑块内螺母与丝杠之间以滚珠为滚动体的丝杠副,实现丝杠滑块的横向移动。
4.根据权利要求1所述的用于波纹筒筛孔毛刺去除的工艺,其特征在于,所述研磨装置纵向移动组件包括蜗杆、纵向直线模组电机、蜗轮箱、固定支架B,蜗轮箱固定在固定支架B上,纵向直线模组电机与蜗轮箱、蜗杆传动连接,蜗杆的上端支撑横向直线模组。
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