CN108527014A - 一种非接触式磁力传动磁粒研磨装置及使用方法 - Google Patents

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陈燕
曾加恒
李刚
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Abstract

本发明涉及一种非接触式磁力传动磁粒研磨装置及使用方法，包括驱动电机、联轴器、驱动轴、小支架、主轴、大支架、研磨轮、机架、小带轮、皮带、大带轮、磁极，驱动电机、大支架、小支架均固定在机架上，驱动轴通过联轴器与驱动电机连接，驱动轴通过小支架支撑，主轴与大支架通过轴承连接，小带轮固定在驱动轴上，小带轮通过皮带与大带轮相连，大带轮、研磨轮与主轴连接，研磨轮设置在两个大带轮之间；研磨轮两侧均布且对称固定有磁极，大带轮与研磨轮相对应的表面相应的固定有磁极。优点是：结合磁力研磨工艺特点，合理设计磁场分布，磁极分布，关键工艺参数，实现非接触式磁力传动研磨光整,提高了零件产品质量和性能。

Description

一种非接触式磁力传动磁粒研磨装置及使用方法
技术领域
本发明涉及一种非接触式磁力传动磁粒研磨装置及使用方法，尤其涉及一种用于磁力研磨平面、圆弧面、斜面等复杂曲面的光整装置。
背景技术
随着磨具行业的高速发展，磨具型面越来越复杂，且加工精度要求也变得更高，如何对模具表面光整时减少表面摩擦磨损、产生大量的热和振动，使其满足各种设计要求，已经越来越引起生产厂家的关注。传统接触式光整方法在零件之间为低副接触或高副接触，在相互之间运动的过程中，会产生表面摩擦磨损现象，并且产生大量的热和振动现象。这将大大降低工件的使用寿命和使用稳定性。
现有技术中，专利公告号CN 106891240 A，公开了“一种一体式流水化磁力研磨设备”，该研磨设备通过传输辊轮上设置输送带传输动力。传送带为皮带式接触传送，虽然有一定韧性和过载保护作用，但其为接触式力矩传送，对传输装置有损耗。
中国专利公告号CN 206464973 U，公开了“磁力研磨机”，该研磨机由电机通过主轴直接驱动磁盘，为主轴直接驱动，驱动效率有所提高。但是其驱动方式为机械式刚性驱动，该驱动方式对零部件有一定的损耗。
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非接触式磁力传动磁粒研磨装置及使用方法，通过非接触磁力传动驱动研磨轮，对工件表面进行研磨光整加工，能够对不同形状的表面进行光整加工，使工件表面粗糙度和表面质量得到了明显提高。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种非接触式磁力传动磁粒研磨装置，包括驱动电机、联轴器、驱动轴、小支架、主轴、大支架、研磨轮、机架、小带轮、皮带、大带轮、磁极，驱动电机、大支架、小支架均固定在机架上，驱动轴通过联轴器与驱动电机连接，驱动轴通过小支架支撑，主轴与大支架通过轴承连接，小带轮固定在驱动轴上，小带轮通过皮带与大带轮相连，大带轮、研磨轮与主轴连接，研磨轮设置在两个大带轮之间；研磨轮两侧均布且对称固定有磁极，大带轮与研磨轮相对应的表面相应的固定有磁极。
所述的大带轮与主轴通过轴承连接，研磨轮与主轴固定连接。
所述的大带轮与主轴固定连接，研磨轮通过轴承与主轴连接。
所述的磁极极性相同。
固定在大带轮的磁极与相对应的研磨轮的磁极磁性相异，且研磨轮两侧对称的磁极磁性相同。
所述的磁极端面为斜面，固定在研磨轮的磁极与相应的固定在大带轮的磁极斜面倾斜角度相同。
所述的研磨轮外端部固定有环形的研磨盘。
所述的研磨盘外端面为斜面、弧面或平面。
一种非接触式磁力传动磁粒研磨装置的使用方法，根据工件待加工表面形状选择与其形状相应的研磨盘，将工件固定在机架上，研磨盘吸附磁性研磨粒子，并压附在工件表面；启动驱动电机，在小带轮、皮带、大带轮作用下，研磨盘在研磨轮带动下旋转，磁性研磨粒子与工件表面发生相互运动，磁性研磨粒子对工件表面研磨、刻划，使得工件表面粗糙度降低。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明适用于平面、圆弧面、斜面等许多复杂表面加工，本发明结合磁力研磨工艺特点，合理设计磁场分布，磁极分布，关键工艺参数，实现非接触式磁力传动研磨光整，从而满足设计要求，改善表面粗糙度和机械物理性能，提高了零件产品质量和性能。
本发明采用磁力研磨加工技术，通过研磨轮在磁场力的作用下吸附磁性研磨粒子，来针对不同工件进行磁力研磨加工。采用本装置进行磁力研磨光整加工具有柔性接触、适应性好、自锐性强、温升小且不需要进行工具磨损补偿等优点。
本发明采用磁场力的作用，将驱动轮和从动轮连接在一起，当驱动轮转动时，由于磁场力的作用，被去驱动轮随之转动，形成非接触式磁力传动。非接触式驱动方式避免了传统接触式驱动的某些弊端，有以下优点：(1)传统接触式传动存在零件之间为低副接触或高副接触，在相互之间运动的过程中，会产生表面摩擦磨损现象，并且产生大量的热和振动现象。这将大大降低工件的使用寿命和使用稳定性。(2)传统接触式传动存在过载保护问题，当传动力矩达到某些工件承受的最大作用力时，或发生过载。皮带轮为过载保护的一种，但其对自身零部件也有损害。所以本发明当磁力传动力达到过载工作时，过载力将大于磁场驱动力，使得装置无法正常工作，实现非接触式过载保护作用。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的俯视图。
图3是研磨轮的主视图。
图4是研磨轮的立体图。
图5是磁极的布置示意图一。
图6是研磨状态示意图一。
图7是研磨状态示意图二。
图8是研磨状态示意图三。
图9是磁极的布置示意图二。
图中：1-驱动电机 2-大支架 3-皮带 4-磁极 5-研磨轮 6-电机座 7-大带轮 8-大轴承 9-主轴 10-机架 11-驱动轴 12-小轴承 13-小带轮 14-小支架15-联轴器 16-磁性研磨粒子 17-工件 18-研磨盘。
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4，一种非接触式磁力传动磁粒研磨装置，包括驱动电机1、联轴器15、驱动轴11、小支架14、主轴9、大支架2、研磨轮5、机架10、小带轮13、皮带3、大带轮7、磁极4，驱动电机1、大支架2、小支架14均固定在机架10上，驱动轴11通过联轴器15与驱动电机1连接，驱动轴11通过小轴承12与小支架14连接，主轴9与大支架2通过大轴承8连接，小带轮13固定在驱动轴11上，小带轮13通过皮带3与大带轮7相连，大带轮7、研磨轮5与主轴9连接，研磨轮5设置在两个大带轮7之间；研磨轮5两侧均布且对称固定有磁极4，大带轮7与研磨轮5相对应的表面相应的固定有磁极4；所述的研磨轮5端面与加工件17表面形状相一致。驱动电机1通过电机座6固定。小带轮13通过皮带3传动驱动大带轮7转动，将驱动力提供给研磨轮5。
其中，大带轮7与主轴9通过轴承连接，研磨轮5与主轴9固定连接；或者，大带轮7与主轴9固定连接，研磨轮5通过轴承与主轴9连接。采用上述结构使磁极4能够驱动研磨轮5转动。
磁极4极性相同，在研磨轮5两侧产生相同的力，确保研磨轮5沿轴向转动，见图9。磁极4还可以采用以下方式布置，固定在大带轮7的磁极4与相对应的研磨轮5的磁极4磁性相异，且研磨轮5两侧对称的磁极4磁性相同，见图5。
见图1-图4，磁极4端面为斜面，固定在研磨轮5的磁极4与相应的固定在大带轮7的磁极4斜面倾斜角度相同。研磨轮5外端部固定有环形的研磨盘18，研磨盘18采用环形永久强磁性磁石制作，研磨轮5采用非导磁材料制作。当被加工的工件17表面为弧形等特殊面时，作为从动轮的研磨盘18端部可改用相应弧形来与其表面拟合，见图6。若工件17为平面则研磨盘18端部相应为平面，见图7，若工件17为斜面则研磨盘18端部相应为斜面，见图8。
若直接采用研磨轮5进行光整加工，则研磨轮5采用导磁材料制作，但此种方式不便于维护，更换造价较高，因此优选安装研磨盘18的方案。
见图3、图4，研磨轮5左右对称分布安装四组磁极4，为改变传动力矩，可适当增减磁极4数量。大带轮7一侧均匀等分安装有四块永久磁极4，并与研磨轮5的磁极4形成N、S极对分，见图3-图5。在研磨轮5及大带轮7上，磁极4布置的数量不一样，研磨轮5获得的非接触式驱动力就不一样，通常情况下磁极4数量越多，力就越大。
见图1-图8，当对P20磨具钢工件17表面光整加工时，根据工件17形状选择相应的研磨盘18，将工件17固定在机架10上，研磨盘18吸附磁性研磨粒子16，并压附在工件17表面。启动驱动电机1，在小带轮13、皮带3、大带轮7作用下，研磨盘18在研磨轮5带动下以一定速度旋转，磁性研磨粒子16与工件17表面发生相互运动，磁性研磨粒子16对工件17表面研磨、刻划，使得工件17表面粗糙度降低。
本发明通过磁力传动方式将驱动力传递给研磨轮5，实现非接触式磁力传动磁粒研磨。针对平面、圆弧面、斜面等复杂面进行磁粒研磨加工。加工后工件17表面粗糙较低，表面质量相比原始工件17有显著提高。

Claims (9)

1.一种非接触式磁力传动磁粒研磨装置，其特征在于，包括驱动电机、联轴器、驱动轴、小支架、主轴、大支架、研磨轮、机架、小带轮、皮带、大带轮、磁极，驱动电机、大支架、小支架均固定在机架上，驱动轴通过联轴器与驱动电机连接，驱动轴通过小支架支撑，主轴与大支架通过轴承连接，小带轮固定在驱动轴上，小带轮通过皮带与大带轮相连，大带轮、研磨轮与主轴连接，研磨轮设置在两个大带轮之间；研磨轮两侧均布且对称固定有磁极，大带轮与研磨轮相对应的表面相应的固定有磁极。
2.根据权利要求1所述的一种非接触式磁力传动磁粒研磨装置，其特征在于，所述的大带轮与主轴通过轴承连接，研磨轮与主轴固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种非接触式磁力传动磁粒研磨装置，其特征在于，所述的大带轮与主轴固定连接，研磨轮通过轴承与主轴连接。
4.根据权利要求1所述的一种非接触式磁力传动磁粒研磨装置，其特征在于，所述的磁极极性相同。
5.根据权利要求1所述的一种非接触式磁力传动磁粒研磨装置，其特征在于，固定在大带轮的磁极与相对应的研磨轮的磁极磁性相异，且研磨轮两侧对称的磁极磁性相同。
6.根据权利要求4或5所述的一种非接触式磁力传动磁粒研磨装置，其特征在于，所述的磁极端面为斜面，固定在研磨轮的磁极与相应的固定在大带轮的磁极斜面倾斜角度相同。
7.根据权利要求1所述的一种非接触式磁力传动磁粒研磨装置，其特征在于，所述的研磨轮外端部固定有环形的研磨盘。
8.根据权利要求7所述的一种非接触式磁力传动磁粒研磨装置，其特征在于，所述的研磨盘外端面为斜面、弧面或平面。
9.一种根据权利要求1-7任意一项所述的非接触式磁力传动磁粒研磨装置的使用方法，其特征在于，根据工件待加工表面形状选择与其形状相应的研磨盘，将工件固定在机架上，研磨盘吸附磁性研磨粒子，并压附在工件表面；启动驱动电机，在小带轮、皮带、大带轮作用下，研磨盘在研磨轮带动下旋转，磁性研磨粒子与工件表面发生相互运动，磁性研磨粒子对工件表面研磨、刻划，使得工件表面粗糙度降低。
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