CN108406566B - 一种双永磁极交变磁场磁力研磨加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双永磁极交变磁场磁力研磨加工装置，包括支撑座、底座、磁极、带屏蔽罩电机、屏蔽盘、传动机构、筒形模具，磁性磨粒，支撑座安装在底座上，磁极安装在支撑座，带屏蔽罩电机固定在磁极上方，磁极为两个，分别是N极和S极，两个磁极相对设置，筒形模具设置在两个磁极之间，带屏蔽罩电机驱动屏蔽盘转动，屏蔽盘设置在磁极与筒形模具之间；筒形模具内装有磁性磨粒，筒形模具可由传动机构驱动轴向转动；屏蔽盘由两片以上扇叶组成，扇叶轴向均布，两个屏蔽盘的扇叶交错设置。优点是：利用屏蔽盘实现筒形模具两端磁场磁力交变，进而实现控制磁性磨粒运动方向，由定向运动的磁性磨粒对机件进行光整加工。

Description

一种双永磁极交变磁场磁力研磨加工装置

技术领域

本发明属于磁力研磨精密光整加工领域，尤其涉及一种双永磁极交变磁场磁力研磨加工装置。

背景技术

随着世界科学技术的飞速发展，航空、航天领域越来越受到各国的重视，航空发动机的整体叶盘作为航空发动机的主要部件之一，对航空发动机的整体性能尤为重要，整体叶盘中叶片的表面质量是影响其性能的关键。现在航空发动机整体叶盘中，叶片的表面质量和表面粗糙度都较差，在使用过程中，会出现较大的颤振，严重的影响航空发动机的稳定性；另外由于叶片较其他部件损坏率较高，叶片表面粗糙度较大，进一步增加了叶片的损坏程度，极大的增加了航空、航天成本，同时也阻碍了航空、航天技术领域的进一步发展。目前航空发动机整体叶盘是通过高速铣削加工而成，叶片的表面光整加工多为传统手工光整加工，加工周期较长，对人体劳动强度大，加工后叶片表面均匀性较差。

除叶盘外，其他磁微小零部件，如汽车喷油嘴喷头，其光整加工质量都较差，表面质量难以保证，因此需要一种能够对其进行研磨加工的专用装置。

现有技术中，中国专利号CN107263254 A，公开了“用于航发整体叶盘叶片全型面和叶片间流道的自动化磨床”，通过磨头研磨加工叶片的方法，利用磨床驱动磨头完成叶片的研磨加工。该方法虽然取得了很好的研磨加工效果，但设备较为复杂，制造成本较高，经济型较差。

中国专利号CN106599406A，公开的“一种叶片边缘机械成形工艺方法”，利用振动光整加工原理对叶片进行振动光整加工，叶片各部位相继达到0.4微米的标准。但是此方法在数学模型下模拟实现，且加工时间较长，效率较低。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种双永磁极交变磁场磁力研磨加工装置，利用磁粒对机件进行磁力研磨加工，提高机件的表面光整加工质量。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种双永磁极交变磁场磁力研磨加工装置，包括支撑座、底座、磁极、带屏蔽罩电机、屏蔽盘、传动机构、筒形模具，磁性磨粒，支撑座安装在底座上，磁极安装在支撑座，带屏蔽罩电机固定在磁极上方，磁极为两个，分别是N极和S极，两个磁极相对设置，筒形模具设置在两个磁极之间，屏蔽盘与带屏蔽罩电机连接，带屏蔽罩电机驱动屏蔽盘转动，屏蔽盘设置在磁极与筒形模具之间；筒形模具内装有磁性磨粒，筒形模具可由传动机构驱动轴向转动；

所述的屏蔽盘由两片以上扇叶组成，扇叶轴向均布，扇叶由导磁性材料制成；两个屏蔽盘的扇叶交错设置；带屏蔽罩电机驱动屏蔽盘转动，当筒形模具左侧屏蔽盘的扇叶转动挡住磁极，屏蔽磁场力时，右侧屏蔽盘的扇叶则没挡住磁极，右侧磁极产生磁场力；当筒形模具左侧屏蔽盘的扇叶转过，磁极产生磁场力时，右侧扇叶转动挡住磁极，屏蔽磁场力，实现磁性磨粒在筒形模具内往复运动。

所述的传动机构包括伺服电机、小带轮、大带轮、皮带，伺服电机固定在底座上，伺服电机的输出端与小带轮连接以驱动小带轮转动，大带轮固定在筒形模具，大带轮通过皮带由小带轮驱动旋转。

还包括支撑架，支撑架固定在底座上，支撑与筒形模具通过轴承连接。

所述的磁性磨粒由Al₂O₃和Fe粉按照质量比1:2的比例混合，磁性磨粒的平均粒径为150～250μm。

所述的筒形模具由非导磁材料制作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

双永磁极交变磁场磁力研磨加工装置利用屏蔽盘实现筒形模具两端磁场磁力交变，进而实现控制磁性磨粒运动方向，由定向运动的磁性磨粒对机件进行光整加工。采用永磁极形成的磁场，磁场稳定，配合传动机构实现提高表面光整加工质量。

本装置可对航空发动机整体叶盘内部叶片、汽车喷油嘴喷头以及一些微小零部件表面进行磁力研磨光整加工，对叶盘内部边缘位置都有较好的研磨加工作用，加工后各工件表面粗糙度明显降低，表面质量较好，操作容易、方法简单、经济性好。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的主视图。

图3是左侧屏蔽盘的状态图。

图4是右侧屏蔽盘的状态图。

图5是屏蔽盘的结构示意图。

图中：1-电机座 2-带屏蔽罩电机 3-屏蔽盘 4-大带轮 5-筒形模具 6-轴承 7-N极磁极 8-S极磁极 9-底座 10-皮带 11-小带轮 12-伺服电机 13-机座 14-支撑架 15-支撑座。

具体实施方式

下面结合说明书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。

见图1、图2，双永磁极交变磁场磁力研磨加工装置，包括支撑座15、底座9、磁极、带屏蔽罩电机2、屏蔽盘3、传动机构、筒形模具5，磁性磨粒，支撑座15安装在底座9上，磁极安装在支撑座15，带屏蔽罩电机2固定在磁极上方，并由电机座1支撑固定，为了防止磁极产生的永磁极磁场对电机产生干扰，电机外部安装有磁屏蔽罩，制成带屏蔽罩电机2。磁极为两个，分别是N极和S极，磁极为强磁性材料钕铁硼制成，两个磁极相对设置，从而增大磁场力。图1、2中左侧为S极磁极8，右侧为N极磁极7。筒形模具5设置在两个磁极之间，屏蔽盘3与带屏蔽罩电机2连接，屏蔽盘3设置在磁极与筒形模具5之间；筒形模具5内装有磁性磨粒，筒形模具5可由传动机构驱动轴向转动；筒形模具5采用非导磁材料制作，筒形模具5可为圆筒状结构，端部开口，并由端盖封闭，方便放入工件。

其中，屏蔽盘3由两片以上扇叶组成，扇叶轴向均布，图5屏蔽盘3为3片扇叶的结构。扇叶由导磁性材料制成；见图3、图4，两个屏蔽盘3的扇叶交错设置；带屏蔽罩电机2驱动屏蔽盘3转动，当筒形模具5左侧屏蔽盘3的扇叶转动挡住磁极，屏蔽磁场力时，右侧屏蔽盘3的扇叶则没挡住磁极，右侧磁极产生磁场力；当筒形模具5左侧屏蔽盘3的扇叶转过，磁极产生磁场力时，右侧扇叶转动挡住磁极，屏蔽磁场力；实现磁性磨粒在筒形模具内往复运动，以研磨筒形模具5内的工件。

传动机构包括伺服电机12、小带轮11、大带轮4、皮带10，伺服电机12固定在底座9上，伺服电机12的输出端与小带轮11连接以驱动小带轮11转动，大带轮4固定在筒形模具5，通过皮带10将大带轮4和小带轮11连接，大带轮4通过皮带10由小带轮11驱动旋转。伺服电机12通过机座13固定在底座9上。

本装置还包括支撑架14，支撑架14固定在底座9上，支撑与筒形模具5通过轴承6连接。

磁性磨粒由Al₂O₃和Fe粉按照质量比1:2的比例混合，然后经压制、烧结制成平均粒径为150～250μm的磁性磨粒，加工时根据需求选择不同粒径的磁性磨粒。

使用方法1：

见图1-图5，工件为航空发动机整体叶盘Φ8×6mm，将其同心与筒形模具5装卡。在筒形模具5内装入粒径为200μm的磁性磨粒与研磨液的混合物。启动带屏蔽罩电机2，调整好电机转速，使两侧屏蔽盘3的扇叶相互交错，当左侧扇叶转动挡住磁极，屏蔽磁场力时，右侧扇叶则没挡住磁极，右侧磁极产生磁场力，磁性磨粒在磁场力的作用下向右运动；当左侧扇叶转过磁极，磁极产生磁场力，右侧扇叶转动挡住磁极，屏蔽磁场力，磁性磨粒在磁场力作用下向右运动，磁性磨粒如此往复运动；为了更均匀、充分的研磨，调整好伺服电机12转速，使筒形模具5匀速转动；磁性磨粒对航空发动机整体叶片及叶盘边缘壁表面都产生挤压、切削、摩擦、刻划等作用，对航空发动机整体叶盘内部叶片进行磁力研磨加工，对叶片加工的同时，对叶盘内部边缘位置都有较好的研磨加工作用，从而使工件表面达到较好的表面质量。

使用方法2：

见图1-图5，工件为汽车喷油嘴喷头，将该工件同心固定在筒形模具5内，加入平均粒径为250μm的磁性磨粒与油性研磨液的均匀混合物。启动带屏蔽罩电机2，同样的，调整好电机转速，使两屏蔽盘3的扇叶交错，磁性磨粒在磁场力作用下通过喷头圆心孔左右运动，磁性磨粒如此往复运动，研磨粒子对喷头圆心孔划擦、刻划、研磨；为了更均匀、充分的研磨，调整好伺服电机12转速，通过带轮使筒形模具5匀速转动；磁性磨粒对喷油嘴喷头圆心孔处产生挤压、切削、摩擦、刻划、研磨等作用，从而使圆心孔内表面达到较好的表面质量，并去除端部毛刺。

使用方法3：

见图1-图5，将非导磁微小零部件放入筒形模具5内，加入平均粒径为150～200μm的磁性磨粒与油性研磨液的混合物。启动带屏蔽罩电机2，调整好电机转速，使两屏蔽盘3的扇叶交错，当左侧扇叶转动挡住磁极，屏蔽磁场力时，右侧扇叶转动则没挡住磁极，右侧磁极产生磁场力，磁性磨粒在磁场力的作用快速向右运动，与非导磁零件表面发生划擦、碰撞、挤压等作用；当左侧扇叶转过磁极，磁极产生磁场力，右侧扇叶转动挡住磁极，屏蔽磁场力，磁性磨粒在磁场力作用下向右运动，同样与非导磁零件表面发生划擦、碰撞、挤压等作用。为了更均匀、充分的研磨，调整好伺服电机12转速，使筒形模具5匀速转动；磁性磨粒如此往复运动，与微小零部件表面产生挤压、切削、摩擦、刻划、研磨等作用，从而使零件表面达到较好的表面质量，并去除零件棱边、拐角处毛刺。

本发明可对航空发动机整体叶盘内部叶片、汽车喷油嘴喷头以及一些微小零部件表面进行磁力研磨光整加工，对叶盘内部边缘位置都有较好的研磨加工作用，加工后各工件表面粗糙度明显降低，表面质量较好，操作容易、方法简单、经济性好。

Claims (5)

1.一种双永磁极交变磁场磁力研磨加工装置，其特征在于，包括支撑座、底座、磁极、带屏蔽罩电机、屏蔽盘、传动机构、筒形模具、磁性磨粒，支撑座安装在底座上，磁极安装在支撑座，带屏蔽罩电机固定在磁极上方，磁极为两个，分别包含N极和S极，两个磁极相对设置，筒形模具设置在两个磁极之间，屏蔽盘与带屏蔽罩电机连接，屏蔽盘设置在磁极与筒形模具之间；筒形模具内装有磁性磨粒，筒形模具可由传动机构驱动轴向转动；

所述的屏蔽盘由两片以上扇叶组成，扇叶轴向均布，扇叶由导磁性材料制成；两个屏蔽盘的扇叶交错设置；带屏蔽罩电机驱动屏蔽盘转动，当筒形模具左侧屏蔽盘的扇叶转动挡住磁极，屏蔽磁场力时，右侧屏蔽盘的扇叶则没挡住磁极，右侧磁极产生磁场力；当筒形模具左侧屏蔽盘的扇叶转过，磁极产生磁场力时，右侧扇叶转动挡住磁极，屏蔽磁场力，实现磁性磨粒在筒形模具内往复运动。

2.根据权利要求1所述的一种双永磁极交变磁场磁力研磨加工装置，其特征在于，所述的传动机构包括伺服电机、小带轮、大带轮、皮带，伺服电机固定在底座上，伺服电机的输出端与小带轮连接以驱动小带轮转动，大带轮固定在筒形模具，大带轮通过皮带由小带轮驱动旋转。

3.根据权利要求1所述的一种双永磁极交变磁场磁力研磨加工装置，其特征在于，还包括支撑架，支撑架固定在底座上，支撑与筒形模具通过轴承连接。

4.根据权利要求1所述的一种双永磁极交变磁场磁力研磨加工装置，其特征在于，所述的磁性磨粒由Al₂O₃粉和Fe粉按照质量比1:2的比例混合，然后经压制、烧结制成平均粒径为150～250μm的磁性磨粒。

5.根据权利要求1所述的一种双永磁极交变磁场磁力研磨加工装置，其特征在于，所述的筒形模具由非导磁材料制作。