CN109333363A - 一种针对深孔和相交孔毛刺的柔性磨头清理工具及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种针对深孔和相交孔毛刺的柔性磨头清理工具及方法，柔性清理工具，包括旋转杆和磨头，所述磨头通过旋转轴活动地安装于旋转杆的端部，使磨头能够相对于旋转杆至少朝向一侧摆动；所述旋转杆内部中空，旋转杆的靠近端部的侧壁上加工有冷却液通道，冷却液通道的一端与旋转杆的内部中空处连通，冷却液通道的该端与磨头之间设置有挡板，挡板完全覆盖旋转杆中空的横截面，冷却液通道的另一端朝向旋转杆的端部延伸，并朝向磨头的侧面开口，冷却液通道该端的开口方向与磨头的旋转轴大体垂直设置。磨头为球形磨头，与孔壁和相贯线的贴合度高；该设计柔性比较好，可以在一定限度内满足不同尺寸孔的毛刺的去除。
Description
技术领域
本发明属于机械加工技术领域，具体涉及一种针对深孔和交叉孔毛刺去除的柔性清理工具及清理方法。
背景技术
发动机、变速箱、液压件常有用于润滑油或液压油传输的深孔和相交孔，在深孔加工中，加工孔的孔壁和底部常有毛刺；在相交孔的加工中，常在两孔的连通处形成比较严重的毛刺。由于毛刺的位置在孔的底部，特别是相交孔的相贯线形状复杂，其毛刺不容易观察，且难以去除；使用过程中，毛刺在油的冲蚀作用下进入液压件或发动机内部，加速运动部件的磨损和破坏。常用的去毛刺的方法包括人工去毛刺、研磨去毛刺、冲模去毛刺、化学法去毛刺和超声波去毛刺等，这些方法普遍效率低。最重要的是由于深孔和交叉孔内空间狭小，特别是相交孔的相贯线形状复杂，现有的毛刺去除方法不能有效去除深孔和相交孔相贯处的毛刺。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明公开了一种针对深孔和相交孔毛刺的柔性磨头清理工具及方法。
为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：
一种针对深孔和相交孔毛刺的柔性磨头清理工具，包括旋转杆和磨头，所述磨头通过销轴活动地安装于旋转杆的端部，使磨头能够相对于旋转杆至少朝向一侧摆动；
所述旋转杆内部中空，旋转杆的靠近端部的侧壁上加工有冷却液通道，冷却液通道的一端与旋转杆的内部中空处连通，冷却液通道的该端与磨头之间设置有挡板，挡板完全覆盖旋转杆中空的横截面，目的是将通过旋转杆中空的冷却液引入冷却液通道；冷却液通道的另一端朝向旋转杆的端部延伸，并朝向磨头的侧面开口(即冷却液喷口)，冷却液通道该端的开口方向与磨头的旋转轴大体垂直设置，目的是将冷却液的压力作用到磨头上。
机床内冷却液从机床主轴流入旋转杆的中空内部，受到挡板阻碍，被迫流经旋转杆侧壁的冷却液通道，从侧面冲击磨头，使得磨头向另一侧偏转，抵接在待加工的孔壁上，对孔壁施加较大的作用力，同时旋转杆旋转，磨头便可旋转地打磨待加工的孔壁，去除待加工孔壁上的毛刺，从而提高孔的表面质量。
由于冷却液的压力可调，进而对磨头侧面的冲击力大小可调，所以可以根据具体孔基体的材质调整冷却液的压力，以减少磨头对孔的过加工。而且，由于液压件、变速箱、发动机这类结构的油路的材质较硬，对磨头起到一定的反作用力，磨头在冷却液的冲击力和孔壁的反向支持力的作用下，可以达到始终与待加工的孔壁表面紧密贴合，进而保证最佳的毛刺打磨质量和打磨效率。
在毛刺加工过程中，冷却液除了对磨头的侧面施加冲击力的同时，还可以对磨头起到降温和清洗作用，防止磨屑粘附在磨头，保证磨头的最佳加工状态。
优选的，所述磨头为球形或椭球形，优选为球形。可以保证磨头与待加工的深孔内壁紧密贴合，且更容易与两孔相贯线处紧密贴合。
优选的，旋转杆和磨头的直径略小于待加工孔的直径(0.5-1mm)，旋转杆和磨头的直径越大，刚性越好，但过大会导致旋转杆与孔壁碰撞。
冷却液通道的内径小于旋转杆的内径，确喷口的冷却液压力不损失，喷射的冷却液具有较高的速度，进而为磨头的偏转加工提供足够的冲击力。
优选的，所述冷却液喷口位于磨头的一侧，开口方向使冷却液喷出方向垂直于磨头旋转销轴，且与旋转杆成一定角度，喷口方向与旋转杆的轴向夹角为30°-90°，喷口方向与磨头本体垂直时冲击力最大。
优选的，所述磨头为电镀金刚石磨头。磨头表面镀有金刚石粒，硬度较高，适合清理钢、铸铁类零件毛刺。
一种针对深孔和相交孔毛刺的柔性清理方法，包括如下步骤：
将柔性磨头装夹在机床主轴上，磨头伸入待加工孔内部，深度根据代加工孔或相交孔相交的位置确定；机床主轴带动柔性磨头旋转，机床的内冷却液通过机床主轴孔流入旋转杆的中空内部，受到挡板阻碍，流经旋转杆侧壁的冷却液通道，从侧面冲击磨头，使得磨头偏离主轴旋转中心，与代加工孔壁或交叉孔相贯线接触；由于磨头可以根据被加工部位的形状绕着其旋转销轴浮动，与代加工孔壁，特别是相交孔相贯线贴合较好，磨头沿着被加工部位柔性运动，去除待加工孔壁上的毛刺。
本发明的基本原理是：利用主轴的旋转和内冷却液的推力作用，使磨头偏离旋转杆中心并沿着孔壁或交叉孔相贯线运动，利用磨头上磨粒的磨削作用去除毛刺。
优选的，旋转杆内冷却液的压力为35-45MPa。
本发明的有益效果为：
机床内冷却液从机床主轴流入旋转杆的中空内部，受到挡板阻碍，被迫流经旋转杆侧壁的冷却液通道，从侧面冲击磨头，使得磨头向另一侧偏转，抵接在待加工的孔壁上，对孔壁施加较大的作用力，同时旋转杆旋转，磨头便可旋转地打磨待加工的孔壁，去除待加工孔壁上的毛刺，从而提高孔的表面质量。
由于冷却液的压力可调，进而对磨头侧面的冲击力大小可调，所以可以根据具体孔基体的材质调整冷却液的压力，以减少磨头对孔的过加工。而且，由于液压件、变速箱、发动机这类结构的油路的材质较硬，对磨头起到一定的反作用力，磨头在冷却液的冲击力和孔壁的反向支持力的作用下，可以达到始终与待加工的孔壁表面紧密贴合，进而保证最佳的毛刺打磨质量和打磨效率。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为本发明的清理工具的结构示意图；
图2为磨头的照片。
其中，1、旋转杆，2、孔壁，3、挡板，4、磨头，5、冷却液通道。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
如图1所示，一种针对深孔和交叉孔毛刺的柔性清理工具，其包括旋转杆1和磨头4，所述磨头4通过旋转轴活动地安装于旋转杆1的端部，使磨头4能够相对于旋转杆1至少朝向一侧摆动；旋转杆1内部中空，旋转杆1的靠近端部的侧壁上加工有冷却液通道5，冷却液通道5的一端与旋转杆1的内部中空处连通，冷却液通道5的该端与磨头4之间设置有挡板3，挡板3完全覆盖旋转杆1中空的横截面，冷却液通道5的另一端朝向旋转杆1的端部延伸，并朝向磨头4的侧面开口，冷却液通道5该端的开口方向与磨头4的旋转轴大体垂直设置。旋转杆1和机床主轴相连，磨头4通过螺栓和旋转杆1连接，螺栓即为旋转轴。
冷却液通道5的内径小于旋转杆1中空内部的内径。冷却液通道5位于磨头4侧面的开口朝外，且开口方向与旋转杆1的轴向夹角为30°-90°。如图2所示，磨头4为电镀金刚石磨头，磨头4为球形或椭球形。
一种针对深孔和交叉孔毛刺的柔性清理方法，包括如下步骤：
将柔性磨头装夹在机床主轴上，磨头伸入待加工孔内部，深度根据代加工孔或相交孔相交的位置确定；机床主轴带动柔性磨头旋转，机床的内冷却液通过机床主轴孔流入旋转杆的中空内部，受到挡板阻碍，流经旋转杆侧壁的冷却液通道，从侧面冲击磨头，使得磨头偏离主轴旋转中心，使磨头4旋转到图1中虚线所示的位置，与代加工孔壁或交叉孔相贯线接触；由于磨头可以根据被加工部位的形状绕着其旋转销轴浮动，与代加工孔壁，特别是相交孔相贯线贴合较好，磨头沿着被加工部位柔性运动，去除待加工孔壁上的毛刺。旋转杆内冷却液的压力为35-45MPa。
磨头为球形磨头，与孔壁和相贯线的贴合度高；该设计柔性比较好，可以在一定限度内满足不同尺寸孔的毛刺的去除；可以和加工中心的主轴相连便于实现控制，同时提高效率。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种针对深孔和相交孔毛刺的柔性磨头清理工具，其特征在于：包括旋转杆和磨头，所述磨头通过旋转轴活动地安装于旋转杆的端部，使磨头能够相对于旋转杆至少朝向一侧摆动；
所述旋转杆内部中空，旋转杆的靠近端部的侧壁上加工有冷却液通道，冷却液通道的一端与旋转杆的内部中空处连通，冷却液通道的该端与磨头之间设置有挡板，挡板完全覆盖旋转杆中空的横截面，冷却液通道的另一端朝向旋转杆的端部延伸，并朝向磨头的侧面开口，冷却液通道该端的开口方向与磨头的旋转轴大体垂直设置。
2.根据权利要求1所述的柔性磨头清理工具，其特征在于：所述磨头为球形或椭球形。
3.根据权利要求2所述的柔性磨头清理工具，其特征在于：所述磨头为球形。
4.根据权利要求1所述的柔性磨头清理工具，其特征在于：所述冷却液通道的内径小于旋转杆中空内部的内径。
5.根据权利要求1所述的柔性磨头清理工具，其特征在于：旋转杆和磨头的直径略小于待加工孔的直径。
6.根据权利要求1所述的柔性磨头清理工具，其特征在于：所述冷却液喷口位于磨头的一侧，开口方向使冷却液喷出方向垂直于磨头旋转销轴，且与旋转杆成一定角度，喷口方向与旋转杆的轴向夹角为30°-90°。
7.根据权利要求1所述的柔性磨头清理工具，其特征在于：冷却液喷口方向与磨头本体垂直。
8.根据权利要求1所述的柔性磨头清理工具，其特征在于：所述磨头为电镀金刚石磨头。
9.一种针对深孔和相交孔毛刺的柔性清理方法，其特征在于：包括如下步骤：
将柔性磨头装夹在机床主轴上，磨头伸入待加工孔内部，深度根据代加工孔或相交孔相交的位置确定；机床主轴带动柔性磨头旋转，机床的内冷却液通过机床主轴孔流入旋转杆的中空内部，受到挡板阻碍，流经旋转杆侧壁的冷却液通道，从侧面冲击磨头，使得磨头偏离主轴旋转中心，使磨头4旋转到图1中虚线所示的位置，与代加工孔壁或交叉孔相贯线接触；由于磨头可以根据被加工部位的形状绕着其旋转销轴浮动，与代加工孔壁，特别是相交孔相贯线贴合较好，磨头沿着被加工部位柔性运动，去除待加工孔壁上的毛刺。
10.根据权利要求9所述的柔性清理方法，其特征在于：旋转杆内冷却液的压强为35-45MPa。
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