CN108544379A - 一种固液两相磨料流抛光变口径管内孔的加工装置 - Google Patents

一种固液两相磨料流抛光变口径管内孔的加工装置 Download PDF

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Abstract

一种固液两相磨料流抛光变口径管内孔的加工装置，包括夹具体、导流装置和控制装置；夹具体包括上夹具体、中间夹具体、下夹具体和夹紧装置，上夹具体设置有入射角度流道、直齿轮和密封轴承，直齿轮与密封轴承内圈固定连接，密封轴承外圈与上夹具体通过过盈配合连接，密封轴承内圈与中间夹具体上端通过螺纹连接，中间夹具体设置有工件槽，下夹具体与中间夹具体下端通过螺纹连接，夹紧装置固定工件；导流装置设置有“喇叭”型引流器，六个夹具体与导流装置通过螺纹连接；控制装置包括电机、控制系统、主动齿轮和三个从动齿轮，通过操作控制系统，控制电机带动中间夹具体、工件、下夹具体、夹紧装置进行旋转，本发明具有加工效果好、效率高等特点。

Description

一种固液两相磨料流抛光变口径管内孔的加工装置
技术领域
本发明涉及一种固液两相磨料流抛光变口径管内孔的加工装置。
背景技术
变口径管类零件在航空航天、汽车、机械加工等各种工业生产有着极其广泛的应用，如航空航天上发动机高压共轨管零件，医疗设备上导药管，汽车、军工上发动机喷油嘴，石油运输管道，机械加工中的激光切割喷嘴，点胶工艺中的高精密点胶头等，磨料流抛光技术能有效降低零件的表面粗糙度，有助于降低流体在变口径管内产生震动，保证系统动静态特性，从而对延长变口径管类零件的寿命和提高系统稳定性具有指导意义。
变口径管的内部孔径变化趋势可分为两种，一种是呈阶梯变化的变口径管，即内部孔径越来越小，另一种是内部孔径变化的变口径管，即孔径先变大后变小或先变小再变大。
由于变口径管类零件内孔径不相等，为了获得理想抛光效果并提高加工效率，本文选取单向磨料流抛光机床对工件进行抛光，磨料流在抛光过程中，将工件与夹具固定在磨料流机床上，使磨料缸与夹具形成一个密封的通道，在磨料流开始抛光时，磨料填充在磨料缸中，在液压站提供压力作用下，磨料通过夹具导流经过工件待加工表面，对工件进行光整加工，磨料流出夹具到磨料回收缸，磨料回收缸中设置有搅拌装置，使磨粒在磨料中分布均匀，有利于抛光均匀性，再由潜水泵把磨料吸入磨料缸进行下次抛光，从而完成一个抛光过程，经过多次抛光达到加工效果。
磨料流抛光过程中，磨料是由磨粒与流体等介质混合而成，以一定的入口速度流经内孔通道或者曲面完成的抛光过程，磨粒作为抛光的刀具，对待加工表面进行不断的碰撞，最终实现对待加工表面的抛光目的，磨料流抛光是由液相流体带动悬浮在液体中的磨粒进行运动完成切削，在此过程中，磨粒、液体以及待加工表面存在着相互作用，且磨粒对加工表面的碰撞切削占主导作用，因此磨粒在磨料流抛光过程中是非常重要的部分。
发明内容
本发明旨在提供一种抛光效果好且抛光效率高的一种加工装置及其应用方法，利用传统的加工方法来实现对变口径管零件的去毛刺和倒圆角是及其困难的，磨料流抛光技术的出现为解决这一问题提供了有效的途径。
本发明提供了一种固液两相磨料流抛光变口径管内孔的加工装置，包括夹具体、导流装置和控制装置。
所述夹具体共有六个，所述夹具体包括上夹具体、中间夹具体、下夹具体和夹紧装置。
所述上夹具体设置有入射角度流道、直齿轮和密封轴承，所述密封轴承包括密封轴承内圈和密封轴承外圈。
所述直齿轮与密封轴承内圈固定连接，所述密封轴承外圈与上夹具体通过过盈配合连接，所述密封轴承内圈与中间夹具体上端通过螺纹连接。
所述中间夹具体设置有工件槽，所述下夹具体与中间夹具体下端通过螺纹连接，夹紧装置与下夹具体下端通过螺纹连接固定工件。
所述中间夹具与夹紧装置之间设置有密封圈，既可以防止夹紧装置过紧损坏工件，又可以防止磨料外泄。
所述导流装置设置有“喇叭”型引流器和电机槽，所述导流装置内部设置有六个均匀分布在导流装置下端的流道，所述六个夹具体与导流装置上的六个均匀分布在导流装置下端的流道通过螺纹连接。
所述六个夹具体与导流装置上的六个均匀分布在导流装置下端的流道之间设置有垫片，既可以防止磨料外泄，又可以防止在拆卸过程中对夹具装置造成损伤。
所述控制装置包括电机组、控制系统、主动齿轮和三个从动齿轮，所述电机组包括电机、电机散热板和电机密封盖。
通过操作控制系统，控制电机带动中间夹具体、工件、下夹具体、夹紧装置进行旋转。
所述上夹具体设置有入射角度流道，有利于磨料对工件的碰撞，从而提高抛光效率。
所述夹紧装置的设置既有利于对工件进行固定，又可以加工不同长度的工件，从而提高了加工范围。
所述“喇叭”型引流器的设置有利于对磨料进行导流；从而使磨料流抛光工件顺利进行，提高抛光效率。
所述导流装置内部设置有六个均匀分布在导流装置下端的流道，六个夹具体与导流装置上的六个均匀分布在导流装置下端的流道通过螺纹连接；磨料会均匀的进入每个流道，即可以保证磨料流抛光顺利进行，又可以保证抛光的均匀性。
所述导流装置设置有电机槽，所述电机安装于电机槽内，所述电机散热板有利于电机工作时进行散热，防止电机过热损伤电机，所述电机密封盖防止磨料渗入电机内，损坏电机。
工作原理一，磨料流抛光工件前，所述控制系统可以控制从动齿轮上下移动，当磨料流抛光时，操作控制系统使从动齿轮下移，与主动齿轮和直齿轮拟合，再通过控制电机转动，电机带动主动齿轮，主动齿轮带动三个从动齿轮，一个从动齿轮带动两个直齿轮，从而完成工件旋转抛光。
工作原理二，磨料流抛光工件时，控制系统可以控制压力、温度和磨料流量等参数，操作控制系统，磨料以一定压力进入夹具装置，磨料依次进入导流装置、上夹具体、中间夹具体、工件内孔和夹紧装置，最后流入磨料回收缸，完成一次磨料流抛光，磨料回收缸的磨料通过潜水泵吸入磨料缸，待下一次抛光做准备。
工作原理三，磨料流抛光工件后，操作控制系统使从动齿轮上移，使从动齿轮与主动齿轮和直齿轮分离，有利于工件的装夹和卸载。
工作原理四，当磨粒流抛光呈阶梯变化的变口径管时，本发明以抛光四阶变口径管为例，当有入射角度流道和工件旋转情况时，磨粒与四阶变口径管碰撞更激烈，对四阶变口径管表面材料去除量增大，从而既可以提高表面质量和加工效率，又可以提高磨粒流抛光的均匀性。
工作原理五，当磨粒流抛光内部孔径变化的变口径管时，本发明以抛光五阶变口径管为例，由于本发明所述的五阶变口径管为先变小再变大，如果采用没有入射角度流道进行磨粒流抛光时，五阶变口径管后两阶抛光效果极差，因此为了提高后两阶的表面质量，当有入射角度流道和工件旋转情况时，可以有效的改善后两阶表面质量，从而既可以提高表面质量和加工效率，又可以提高磨粒流抛光的均匀性。
附图说明
图1为磨料流抛光工作原理图；
图2为本发明装置的爆炸图；
图3为本发明装置的装配图；
图4为本发明导流装置剖面图；
图5为本发明导流装置与控制装置爆炸图；
图6为本发明夹具体爆炸图；
图7为本发明夹具体剖面图；
图8为本发明夹具体装配图；
图9为本发明四阶变口径管工件；
图10为本发明五阶变口径管工件；
图中：1、导流装置，2、夹具体，3、控制装置，4、机床磨料缸连接处，5、“喇叭”型引流器，6、六个均匀分布在导流装置下端的流道，7、电机槽，8、垫片，9、上夹具体，10、入射角度流道，11、密封轴承，12、密封轴承外圈，13、密封轴承内圈，14、直齿轮，15、中间夹具体，16、工件槽，17、工件，18、密封圈，19、夹具装置，20、电机， 21、主动齿轮，22、电机散热板，23、电机密封盖，24、从动齿轮轴，25、从动齿轮，26、控制系统，27、下夹具体。
具体实施方式
下面参照附图详细说明根据本发明的一种固液两相磨料流抛光变口径管内孔的加工装置的结构和工作原理。
所述一种固液两相磨料流抛光变口径管内孔的加工装置，包括夹具体(2)、导流装置(1)和控制装置(3)。
所述夹具体(2)共有六个，所述夹具体(2)包括上夹具体(9)、中间夹具体(15)、下夹具体(27)和夹紧装置(19)。
所述上夹具体(9)设置有入射角度流道(10)、直齿轮(14)和密封轴承(11)，所述密封轴承(11)包括密封轴承内圈(13)和密封轴承外圈(12)，所述直齿轮(14)与密封轴承内圈(13)固定连接，所述密封轴承外圈(12)与上夹具体(9)通过过盈配合连接，所述密封轴承内圈(13)与中间夹具体(15)上端通过螺纹连接。
所述中间夹具体(15)设置有工件槽(16)，所述下夹具体(27)与中间夹具体 (15)下端通过螺纹连接，夹紧装置(19)与下夹具体(27)下端通过螺纹连接固定工件(17)。
所述中间夹具(15)与夹紧装置(19)之间设置有密封圈(18)，既可以防止夹紧装置(19)过紧损坏工件(17)，又可以防止磨料外泄。
所述导流装置(1)设置有“喇叭”型引流器(5)和电机槽(7)，所述导流装置 (1)内部设置有六个均匀分布在导流装置下端的流道(6)，所述六个夹具体(2)与导流装置上的六个均匀分布在导流装置下端的流道(6)通过螺纹连接。
所述六个夹具体(2)与导流装置上的六个均匀分布在导流装置下端的流道(6) 之间设置有垫片(8)，既可以防止磨料外泄，又可以防止在拆卸过程中对夹具装置造成损伤。
所述控制装置(3)包括电机组、控制系统、主动齿轮(21)和三个从动齿轮(25)，所述电机组包括电机(20)、电机散热板(22)和电机密封盖(23)。
通过操作控制系统，控制电机(20)带动中间夹具体(15)、工件(17)、下夹具体(27)、夹紧装置(19)进行旋转。
所述上夹具体(9)设置有入射角度流道(10)，有利于磨料对工件的碰撞，从而提高抛光效率。
所述夹紧装置(19)的设置既有利于对工件进行固定，又可以加工不同长度的工件，从而提高了加工范围。
所述“喇叭”型引流器(5)的设置有利于对磨料进行导流；从而使磨料流抛光工件顺利进行，提高抛光效率。
所述导流装置(1)内部设置有六个均匀分布在导流装置下端的流道(6)，六个夹具体(2)与导流装置上的六个均匀分布在导流装置下端的流道(6)通过螺纹连接；磨料会均匀的进入每个流道，即可以保证磨料流抛光顺利进行，又可以保证抛光的均匀性。
所述导流装置(1)设置有电机槽(7)，所述电机(20)安装于电机槽(7)内，所述电机散热板(22)有利于电机(20)工作时进行散热，防止电机(20)过热损伤电机，所述电机密封盖(23)防止磨料渗入电机(20)内，损坏电机(20)。
工作原理一，磨料流抛光工件前，所述控制系统()可以控制从动齿轮()上下移动，当磨料流抛光时，操作控制系统使从动齿轮(25)下移，与主动齿轮(21)和直齿轮 (14)拟合，再通过控制电机(20)转动，电机(20)带动主动齿轮(21)，主动齿轮(21) 带动三个从动齿轮(25)，一个从动齿轮(25)带动两个直齿轮(14)，从而完成工件旋转抛光。
工作原理二，磨料流抛光工件时，控制系统可以控制压力、温度和磨料流量等参数，操作控制系统，磨料以一定压力进入夹具装置，磨料依次进入导流装置(1)、上夹具体(9)、中间夹具体(15)、工件内孔(28)和夹紧装置(19)，最后流入磨料回收缸，完成一次磨料流抛光，磨料回收缸的磨料通过潜水泵吸入磨料缸，待下一次抛光做准备。
工作原理三，磨料流抛光工件后，操作控制系统使从动齿轮(25)上移，使从动齿轮(25)与主动齿轮(21)和直齿轮(14)分离，有利于工件(17)的装夹和卸载。
工作原理四，当磨粒流抛光呈阶梯变化的变口径管时，本发明以抛光四阶变口径管为例，当有入射角度流道(10)和工件(17)旋转情况时，磨粒与四阶变口径管碰撞更激烈，对四阶变口径管表面材料去除量增大，从而既可以提高表面质量和加工效率，又可以提高磨粒流抛光的均匀性。
工作原理五，当磨粒流抛光内部孔径变化的变口径管时，本发明以抛光五阶变口径管为例，由于本发明所述的五阶变口径管为先变小再变大，如果采用没有入射角度流道(10) 进行磨粒流抛光时，五阶变口径管后两阶抛光效果极差，因此为了提高后两阶的表面质量，当有入射角度流道(10)和工件(17)旋转情况时，可以有效的改善后两阶表面质量，从而既可以提高表面质量和加工效率，又可以提高磨粒流抛光的均匀性。
上述实施例阐述的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不是限定本发明的范围，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体加以理解，并将实施例中所涉及的技术方案看作是可以相互组合成不同实施例的方式来理解本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种固液两相磨料流抛光变口径管内孔的加工装置，包括夹具体、导流装置和控制装置；所述夹具体共有六个，所述夹具体包括上夹具体、中间夹具体、下夹具体、夹紧装置、垫片和密封圈，所述上夹具体设置有入射角度流道、直齿轮和密封轴承，所述密封轴承包括密封轴承内圈和密封轴承外圈，所述直齿轮与密封轴承内圈固定连接，所述密封轴承外圈与上夹具体通过过盈配合连接，所述密封轴承内圈与中间夹具体上端通过螺纹连接，所述中间夹具体设置有工件槽，所述下夹具体与中间夹具体下端通过螺纹连接，夹紧装置与下夹具体下端通过螺纹连接固定工件，所述中间夹具与夹紧装置之间设置有密封圈；所述导流装置设置有“喇叭”型引流器和电机槽，所述导流装置内部设置有六个均匀分布在导流装置下端的流道，所述六个夹具体与导流装置上的六个均匀分布在导流装置下端的流道通过螺纹连接，所述六个夹具体与导流装置上的六个均匀分布在导流装置下端的流道之间设置有垫片；所述控制装置包括电机组、控制系统、主动齿轮和三个从动齿轮，所述电机组包括电机、电机散热板和电机密封盖，通过操作控制系统，控制电机带动中间夹具体、工件、下夹具体、夹紧装置进行旋转。
2.根据权利要求1所述的一种固液两相磨料流抛光变口径管内孔的加工装置，其特征在于：入射角度流道的设置有利于磨料对工件的碰撞，从而提高抛光效率。
3.根据权利要求1所述的一种固液两相磨料流抛光变口径管内孔的加工装置，其特征在于：夹紧装置的设置既有利于对工件进行固定，又可以加工不同长度的工件，从而提高了加工范围。
4.根据权利要求1所述的一种固液两相磨料流抛光变口径管内孔的加工装置，其特征在于：“喇叭”型引流器的设置有利于对磨料进行导流；从而使磨料流抛光工件顺利进行，提高抛光效率。
5.根据权利要求1所述的一种固液两相磨料流抛光变口径管内孔的加工装置，其特征在于：导流装置内部设置有六个均匀分布在导流装置下端的流道，六个夹具体与导流装置上的六个均匀分布在导流装置下端的流道通过螺纹连接；磨料会均匀的进入每个流道，即可以保证磨料流抛光顺利进行，又可以保证抛光的均匀性。
6.根据权利要求1所述的一种固液两相磨料流抛光变口径管内孔的加工装置，其特征在于：控制系统可以控制从动齿轮上下移动，当磨料流抛光时，操作控制系统使从动齿轮下移，与主动齿轮和直齿轮拟合，再通过控制电机转动，电机带动主动齿轮，主动齿轮带动三个从动齿轮，一个从动齿轮带动两个直齿轮，从而完成工件旋转抛光；当磨料流抛光完成时，操作控制系统使从动齿轮上移，使从动齿轮与主动齿轮和直齿轮分离，有利于工件的装夹和卸载。
7.根据权利要求1所述的一种固液两相磨料流抛光变口径管内孔的加工装置，其特征在于：导流装置设置有电机槽，电机安装于电机槽内，电机散热板有利于电机工作时进行散热，防止电机过热损伤电机，电机密封盖防止磨料渗入电机内，损坏电机。
8.根据权利要求1所述的一种固液两相磨料流抛光变口径管内孔的加工装置，其特征在于：所述中间夹具与夹紧装置之间设置有密封圈，既可以防止夹紧装置过紧损坏工件，又可以防止磨料外泄；所述六个夹具体与导流装置上的六个均匀分布在导流装置下端的流道之间设置有垫片，既可以防止磨料外泄，又可以防止在拆卸过程中对夹具装置造成损伤。
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