CN108857604A - 一种多角度锥面工件内外环槽的磁力研磨装置及加工方法 - Google Patents

一种多角度锥面工件内外环槽的磁力研磨装置及加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及多角度锥面工件内外表面光整加工技术领域，具体涉及一种多角度锥面工件内外环槽的磁力研磨装置及加工方法。包括主轴驱动电机、主轴卡盘，聚磁总成、磁极架、旋转工作台、纵向导轨以及横向溜板箱。主轴卡盘与主轴驱动电机相连，工件夹持在主轴卡盘上，主轴驱动电机带动主轴卡盘及工件旋转。聚磁总成固定在磁极架上，磁极架固定在旋转工作台上，旋转工作台通过转轴安装在纵向导轨的滑块上，旋转工作台绕转轴轴线旋转后通过螺钉固定；纵向导轨的滑轨固定在溜板箱上，溜板箱横向移动。本发明能光整加工不同角度锥面上微小内外环槽的表面纹理，提高工件的加工质量，改善其使用性能。

Description

一种多角度锥面工件内外环槽的磁力研磨装置及加工方法
技术领域
本发明涉及多角度锥面工件内外表面光整加工技术领域，具体涉及一种多角度锥面工件内外环槽的磁力研磨装置及加工方法。
背景技术
环槽工件(如密封圈模具，活塞)的尺寸精度和表面质量直接影响其组成的部件和传动机构的质量。具有环槽的工件需使用数控车床多次加工，加工后，会在加工表面残留加工纹理，尤其是在环槽处的加工纹理直接影响机械传动结构的密封程度和环槽模具所生产的密封圈的表面质量。由于环槽较为窄小(且存在不同角度的内外环槽)，传统的磨削工具很难进入环槽内部对其加工，利用传统加工方法很难对内外环槽表面的加工纹理进行光整加工。
中国专利公开(公告)CN104608044A，公开了一种密封套筒零件内外环槽磁力研磨加工的方法及其装置，该装置通过电机带动具有矩形环槽的工件旋转，将弧形磁极安装在外部固定杆上，采用弧形磁极吸附磨料对待加工的矩形环槽进行磁力研磨加工，该装置只能对相对固定位置的矩形环槽进行抛光加工，无法对不同角度锥面工件上的内外环槽进行磁力光整加工。
中国专利公开(公告)CN204366632U，公开了一种适用于工件内外环槽表面抛光的磁力研磨装置，该装置由底盘、三爪自定心卡盘、内外环槽表面加工磁极组、主轴系统和滑台系统组成，可以采用磁力研磨光整加工技术对内外矩形环槽进行光整加工，但该装置不可调节加工角度，无法对不同角度锥面工件上的内外环槽进行光整加工。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供了一种多角度锥面工件内外环槽的磁力研磨装置及加工方法。能光整加工不同角度锥面上微小内外环槽的表面纹理，提高工件的加工质量，改善其使用性能。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种多角度锥面工件内外环槽的磁力研磨装置，包括主轴驱动电机、主轴卡盘，聚磁总成、磁极架、旋转工作台、纵向导轨以及横向溜板箱。
主轴卡盘与主轴驱动电机相连，工件夹持在主轴卡盘上，主轴驱动电机带动主轴卡盘及工件旋转。
聚磁总成固定在磁极架上，磁极架固定在旋转工作台上，旋转工作台通过转轴安装在纵向导轨的滑块上，旋转工作台绕转轴轴线旋转后通过螺钉固定；纵向导轨的滑轨固定在溜板箱上，溜板箱横向移动。
所述聚磁总成包括大尺寸永磁极、小尺寸永磁极、聚磁导向台以及磁头；大尺寸永磁极固定在磁极架上，聚磁导向台固定在大尺寸永磁极上，小尺寸永磁极固定在聚磁导向台上，磁头固定在小尺寸永磁极上。
大尺寸永磁极与小尺寸永磁极的充磁方向为垂直于聚磁导向台与磁极接触面的方向，且大尺寸永磁极和小尺寸永磁极的排布为N-S-N-S。所述聚磁导向台采用铸铁材料制作。
一种多角度锥面工件内外环槽的磁力研磨加工方法，具体包括如下步骤：
步骤一：将锥面环槽工件夹持在主轴卡盘上，通过紧固螺钉将磁极架固定在可调节角度的旋转工作台上，大尺寸永磁极安装在磁极架上，将聚磁导向台安装在大尺寸永磁极上，调整大尺寸永磁极在磁极架上的高度，使磁头在工件旋转时与工件中心位置的高度相同。
步骤二：将磁性磨料和油性研磨液以体积比1:2的比例混合后均匀涂抹在磁头上。
步骤三：通过调节横向丝杠来改变溜板箱的横向水平位置，通过调节纵向丝杠使纵向导轨的滑块沿纵向导轨的滑轨滑动，进而调整旋转工作台的纵向位置；通过旋转旋转工作台调节磁极架在旋转工作台上的相对角度，使磁头与工件环槽位置相贴近并留出1～3mm加工间隙。
步骤四：工件环槽位置与磁头上磁性磨粒形成的磁粒刷贴合，具有柔性的磁粒刷对待加工环槽表面产生挤压、滑擦、旋转，从而实现对锥面工件上待加工环槽表面的抛光。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
本发明运用磁力研磨原理，使磨料吸附在磁头，通过横向溜板箱和纵向导轨的水平移动，旋转工作台的角度调节，大尺寸磁极在磁极架上的高度调整，聚磁总成的导向作用，从而实现对不同大小、不同倾斜角度锥面工件上内外环槽的光整加工。本发明结构简单，聚磁导向台的形状能够有效的提高磁场强度变化率，增大磨料在聚磁装置头部的吸附力，有效的提高加工效率和加工后的表面质量。合理设计磁头尺寸，可以对锥面工件上不同尺寸的内外环槽表面的加工纹理完成光整加工，提高工件的表面质量，改善工件的使用性能。
附图说明
图1为本发明体结构示意主视图；
图2为本发明聚磁总成立体结构示意图；
图3为本发明外环槽加工示意图；
图4为本发明内环槽加工示意图；
图5为本发明旋转工作台与磁极架结构示意图；
图6为锥面工件的环槽磁力研磨前的表面形貌图；
图7为锥面工件的环槽磁力研磨后的表面形貌图。
图中：1-主轴驱动电机 2-主轴卡盘 3-工件 4-磁头 5-聚磁导向台 6-磁极架 7-小尺寸永磁极 8-旋转工作台 9-纵向导轨滑轨 10-溜板箱 11-大尺寸永磁极 12-磁性磨料 13-待加工外环槽位置 14-待加工内环槽位置 15-内环槽工件 16-纵向导轨滑块 17-凹槽 18-固定螺钉
具体实施方式
本发明公开了一种多角度锥面工件内外环槽的磁力研磨装置及加工方法。本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
实施例：
下面结合附图对本发明的具体实施方式进一步说明：
如图1所示，一种多角度锥面工件内外环槽的磁力研磨装置，包括主轴驱动电机1、主轴卡盘2，聚磁总成、磁极架6、旋转工作台8、纵向导轨以及横向溜板箱10。
主轴卡盘2与主轴驱动电机1相连，带有环槽的锥面工件3夹持在主轴卡盘2上，主轴驱动电机1带动主轴卡盘2及带有环槽的锥面工件3旋转。
聚磁总成固定在磁极架6上，磁极架6放置在旋转工作台8的凹槽17内，通过螺栓固定。旋转工作台8通过转轴安装在纵向导轨滑块16上，旋转工作台8绕转轴轴线旋转后通过固定螺钉18固定。纵向导轨滑轨9固定在溜板箱10上，溜板箱10横向移动。
如图2所示，聚磁总成包括大尺寸永磁极11、小尺寸永磁极7、聚磁导向台5以及磁头4。大尺寸永磁极11固定在磁极架6上，聚磁导向台5固定在大尺寸永磁极11上，小尺寸永磁极7固定在聚磁导向台5上，磁头4固定在小尺寸永磁极7上。
大尺寸永磁极11与小尺寸永磁极7的充磁方向为垂直于聚磁导向台5与磁极接触面的方向，且大尺寸永磁极11和小尺寸永磁极7的排布为N-S-N-S。聚磁导向台5采用铸铁材料制作。
一种多角度锥面工件内外环槽的磁力研磨加工方法，具体包括如下步骤：
步骤一：将带有环槽的锥面工件3夹持在主轴卡盘2上，将磁极架6安装在旋转工作台8上，纵向导轨9安装在溜板箱10上，大尺寸磁极11安装在磁极架6上，将聚磁导向台5安装在大尺寸永磁极11上，用小尺寸磁极7连接磁头4和聚磁导向台5，调整大尺寸磁极11在磁极架6上的高度使磁头4中心位置在工件3旋转时与工件3中心位置的高度相同。
步骤二：将平均粒径为150μm磁性磨料12与油性研磨液以体积比为1:2的比例混合后，均匀涂抹于磁头4，调节溜板箱10、纵向导轨9和旋转工作台8，使磁头位置与工件环槽位置相吻合，磁头位置与待加工环槽之间留有2mm间隙。
步骤三：启动主轴电机1，主轴电机1带动主轴卡盘2固定的工件3旋转，磁头4形成的柔性仿型磁粒刷对环槽位置进行抛光处理，设定主轴转速1000r/min，加工时间60min。
步骤四：将经过抛光后的工件3取下，将工件3清洁干净，采用手持型退磁器将工件3进行退磁处理。
步骤五：采用超景深3D显微镜观察研磨前后的锥面工件上环槽加工表面的形貌变化，锥面工件的环槽磁力研磨前的表面形貌如图6所示，锥面工件的环槽磁力研磨前的表面形貌如图7所示
图3为本发明外环槽加工示意图，待加工内环槽位置13如图所示。图4为本发明内环槽加工示意图，内环槽工,15和待加工内环槽位置14，如图所示。
本发明运用磁力研磨原理，使磨料吸附在磁头4，通过横向溜板箱10和纵向导轨的水平移动，旋转工作台8的角度调节，大尺寸永磁极11在磁极架6上的高度调整，聚磁总成的导向作用，从而实现对不同大小、不同倾斜角度锥面工件3上内外环槽的光整加工。本发明结构简单，聚磁导向台5的形状能够有效的提高磁场强度变化率，增大磨料在磁头4的吸附力，有效的提高加工效率和加工后的表面质量。合理设计磁头4尺寸，可以对锥面工件上不同尺寸的内外环槽表面的加工纹理完成光整加工，提高工件的表面质量，改善工件的使用性能。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种多角度锥面工件内外环槽的磁力研磨装置，其特征在于，包括主轴驱动电机、主轴卡盘，聚磁总成、磁极架、旋转工作台、纵向导轨以及横向溜板箱；
主轴卡盘与主轴驱动电机相连，工件夹持在主轴卡盘上，主轴驱动电机带动主轴卡盘及工件旋转；
聚磁总成固定在磁极架上，磁极架固定在旋转工作台上，旋转工作台通过转轴安装在纵向导轨的滑块上，旋转工作台绕转轴轴线旋转后通过螺钉固定；纵向导轨的滑轨固定在溜板箱上，溜板箱横向移动。
2.根据权利要求1所述的一种多角度锥面工件内外环槽的磁力研磨装置，其特征在于，所述聚磁总成包括大尺寸永磁极、小尺寸永磁极、聚磁导向台以及磁头；大尺寸永磁极固定在磁极架上，聚磁导向台固定在大尺寸永磁极上，小尺寸永磁极固定在聚磁导向台上，磁头固定在小尺寸永磁极上。
3.根据权利要求2所述的一种多角度锥面工件内外环槽的磁力研磨装置，其特征在于，所述大尺寸永磁极与小尺寸永磁极的充磁方向为垂直于聚磁导向台与磁极接触面的方向，且大尺寸永磁极和小尺寸永磁极的排布为N-S-N-S。
4.根据权利要求2所述的一种多角度锥面工件内外环槽的磁力研磨装置，其特征在于，所述聚磁导向台采用铸铁材料制作。
5.一种基于权利要求1所述的多角度锥面工件内外环槽的磁力研磨装置的磁力研磨加工方法，具体包括如下步骤：
步骤一：将锥面环槽工件夹持在主轴卡盘上，通过紧固螺钉将磁极架固定在可调节角度的旋转工作台上，大尺寸永磁极安装在磁极架上，将聚磁导向台安装在大尺寸永磁极上，调整大尺寸永磁极在磁极架上的高度，使磁头在工件旋转时与工件中心位置的高度相同；
步骤二：将磁性磨料和油性研磨液以体积比1：2的比例混合后均匀涂抹在磁头上；
步骤三：通过调节横向丝杠来改变溜板箱的横向水平位置，通过调节纵向丝杠使纵向导轨的滑块沿纵向导轨的滑轨滑动，进而调整旋转工作台的纵向位置；通过旋转旋转工作台调节磁极架在旋转工作台上的相对角度，使磁头与工件环槽位置相贴近并留出1～3mm加工间隙；
步骤四：工件环槽位置与磁头上磁性磨粒形成的磁粒刷贴合，具有柔性的磁粒刷对待加工环槽表面产生挤压、滑擦、旋转，从而实现对锥面工件上待加工环槽表面的抛光。
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