CN111069931B - 一种零件型腔内壁加工的加工设备及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种零件型腔内壁加工的加工设备及方法。所述加工设备包括：悬浮于磁场的浮子、动力头、机械加工刀具、磨具和控制磁场，所述动力头、所述机械加工工具和所述磨具安装于所述浮子之上；所述控制磁场，用于控制所述浮子的悬浮状态和位置。本发明实施例有效解决了舱段、箱体类等具有复杂内腔结构，刀具可达性困难的零件的型腔内壁结构制造加工的难题，提高了加工精度。

Description

一种零件型腔内壁加工的加工设备及方法
技术领域
本发明涉及工件加工的技术领域，特别是一种零件型腔内壁加工的加工设备及方法。
背景技术
传统的机械加工中对封闭结构类零件内腔的加工通长采用加长刀杆铣削，然而随着这类零部件的内部结构越来越复杂，精度要求越来越高。加长刀杆铣削方法既在刀具的可达性上受限，无法满足全部内腔的加工要求，又因为刀杆过长容易引起振颤，导致加工精度和表面质量受影响。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术中针对具有复杂内腔结构，刀具可达性困难的封闭结构类零件的型腔内壁结构制造加工的不足，提供了一种零件型腔内壁加工的加工设备及方法。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种零件型腔内壁加工的加工设备，包括：
悬浮于磁场的浮子、动力头、机械加工刀具、磨具和控制磁场，所述动力头、所述机械加工工具和所述磨具安装于所述浮子之上；
所述控制磁场，用于控制所述浮子的悬浮状态和位置。
优选地，所述浮子包括：无线传输供电装置、动力装置总成、电磁铁和刀具安装座。
优选地，所述动力装置总成包括：电动机、控制电路和传动机构。
优选地，所述加工设备还包括：悬浮磁场。
优选地，所述悬浮磁场包括悬浮磁场座、磁极座、磁极壳体和磁极头。
优选地，所述磁极的数量为4个，4个所述磁极呈X形布置于所述悬浮磁场座内。
优选地，所述磁极壳体以X形布置于所述磁极座上。
优选地，所述磁极座和所述悬浮磁场座安装于导轨上，以在所述导轨平面上进行纵向和横向的移动。
为了解决上述技术问题，本发明实施例还提供了一种零件型腔内壁加工的方法，应用于上述任一项所述的加工设备，包括：
将待加工工件在加工设备上找正；
在所述加工设备的浮子上安装加工刀具；
将所述浮子置于所述待加工工件的内腔并通电；
对所述加工设备的悬浮磁场底座通电，调整悬浮磁场的位置使所述浮子悬浮；
通过遥控装置启动浮子内的动力装置总成使所述加工刀具旋转；
对所述加工设备的控制磁场的磁极通电，通过控制所述浮子的空间位置，对所述待加工工件进行加工处理，生成成型工件。
优选地，所述对所述待加工工件进行加工处理，生成成型工件的步骤，包括：
对所述待加工工件进行对刀和机械加工处理，生成所述成型工件。
本发明与现有技术相比的优点在于：
本发明实施例提供的加工设备及方法有效解决了舱段、箱体类等具有复杂内腔结构，刀具可达性困难的零件的型腔内壁结构制造加工的难题，提高了加工精度。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种在磁场中悬浮的浮子的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种悬浮磁场和控制磁场的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种封闭结构类零件的示意图；
图4为本发明实施例提供的一种使用该工艺方法加工封闭结构类零件内腔表面的示意图；
图5为本发明实施例提供的一种零件型腔内壁加工的方法的步骤流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例中的附图，对本发明的实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的实施例保护的范围。
实施例一
本发明实施例提供了一种零件型腔内壁加工的加工设备，该加工设备可以包括：
悬浮于磁场的浮子、动力头、机械加工刀具、磨具和控制磁场，动力头、机械加工工具和磨具可以安装于浮子之上，
控制磁场可以用于控制浮子的悬浮状态和位置。
优选地，浮子可以包括：无线传输供电装置、动力装置总成、电磁铁和刀具安装座。
优选地，动力装置总成可以包括：电动机、控制电路和传动机构。
优选地，加工设备还可以包括：悬浮磁场。
优选地，悬浮磁场可以包括悬浮磁场座、磁极座、磁极壳体和磁极头。
优选地，磁极的数量为4个，4个磁极呈X形布置于悬浮磁场座内。
优选地，磁极壳体以X形布置于磁极座上。
优选地，磁极座和悬浮磁场座安装于导轨上，以在导轨平面上进行纵向和横向的移动。
接下来结合附图，对本发明实施例的技术方案进行如下详细描述。
参照图1，示出了本发明实施例提供的一种在磁场中悬浮的浮子的结构示意图，如图1所示，浮子可以包括：无线传输供电装置1、带动刀头旋转的动力装置总成2、电磁铁3和刀具安装座4。
(1)无线传输供电装置1
无线传输供电装置1可以用于为浮子的线圈、动力装置总成2提供电力。由于该浮子为悬浮结构，与周边无任何机械连接，故为其供电的方式只能为无线传输供电。
(2)动力总成装置2
动力总成装置2为动力头的主要部件，包含电动机，控制电路和传动机构(采用变频调速式，可以不要传动机构)，用于为刀具安装座提供动力。
(3)电磁铁3
电磁铁3在通电后带有磁性，可以在悬浮电场的作用下支持整个浮子悬浮。
(4)刀具安装座4
刀具安装座4安装可用于完成机械切削加工的刀具、磨头等。由于浮子对重量控制要求很高，刀具需要专门设计，具体地，刀具的设计可以根据业务需求而定，本发明实施例对此不加以限制。
该加工设备还可以包括：悬浮磁场，对于悬浮磁场和控制磁场结合图2进行如下详细描述。
如图3所示，图3示出了一个悬浮磁场座，在悬浮磁场座内部放置有四个X形布置的磁极，通过对磁极通电后产生的磁场可以保证浮子在磁场中的悬浮。
参照图2，示出了本发明实施例提供的一种悬浮磁场和控制磁场的结构示意图。如图2所示，悬浮磁场包括悬浮磁场座7、磁极座6、磁极壳体5和磁极头4。其中，10为浮子，9为待加工工件。
图示2为用于产生控制磁场的磁极，每组共4个。磁极被安装于磁极壳体5上，磁极壳体5内部有动力装置总成用来控制磁极头4的移动，继而可以调整磁极的空间位置，从而对空间磁感线分布进行调整，带动浮子10在空间中运动，完成对待加工工件9的机械加工进刀，退刀，进给等操作；磁极壳体5以X形布置于磁极座6上。磁极座6和悬浮磁场座7均可被安装在导轨上，进行平面内纵向和横向的移动。
本发明实施例提供的零件型腔内壁加工的加工设备，有效解决了舱段、箱体类等具有复杂内腔结构，刀具可达性困难的零件的型腔内壁结构制造加工的难题，提高了加工精度。
实施例二
参照图5，示出了本发明实施例提供的一种零件型腔内壁加工的方法的步骤流程图，如图5所示，该方法可以包括如下具体步骤：
步骤101：将待加工工件在加工设备上找正；
步骤102：在所述加工设备的浮子上安装加工刀具；
步骤103：将所述浮子置于所述待加工工件的内腔并通电；
步骤104：对所述加工设备的悬浮磁场底座通电，调整悬浮磁场的位置使所述浮子悬浮；
步骤105：通过遥控装置启动浮子内的动力装置总成使所述加工刀具旋转；
步骤106：对所述加工设备的控制磁场的磁极通电，通过控制所述浮子的空间位置，对所述待加工工件进行加工处理，生成成型工件。
在本发明实施例中，如附图4所示，将待加工工件在设备上装夹找正。可利用通用的机加工装夹设备(图中未出示)。
在浮子上安装适合的加工刀具，将浮子置于待加工工件的内腔并通电。
对悬浮磁场底座通电，调整悬浮磁场11的位置使浮子悬浮。
通过遥控装置启动浮子内部的动力装置总成使加工刀具旋转。
对控制磁场的磁极通电，通过控制浮子的空间位置，完成对待加工工件的对刀和机械加工处理，从而能够得到加工处理后的成型工件。
关于本实施例提供的加工设备的其它说明：
本发明中，控制浮子内动力总成工作的遥控装置，装夹固定工件所需的工装夹具，控制磁场移动的动力装置，光栅尺，编码器，数控系统和编程软件均可利用现有的成熟产品和技术，以降低研发成本。
本发明的目的是针对具有封闭结构具有复杂内腔结构，刀具可达性困难的零件的型腔内壁结构制造加工的难题，提供一种利用磁力控制的磁悬浮浮子进行零件型腔内壁加工的工艺方法及其加工设备。本智力成果可被运用于实际生产中解决了相关机械加工难题，具有很强的应用前景。
本发明实施例提供的零件型腔内壁加工的方法，有效解决了舱段、箱体类等具有复杂内腔结构，刀具可达性困难的零件的型腔内壁结构制造加工的难题，提高了加工精度。
以上所述仅为本发明的实施例的较佳实施例而已，并不用以限制本发明的实施例，凡在本发明的实施例的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的实施例的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种零件型腔内壁加工的加工设备，其特征在于，包括：悬浮于磁场的浮子、动力头、机械加工刀具、磨具和控制磁场，所述动力头、所述机械加工刀具和所述磨具安装于所述浮子之上；
所述控制磁场，用于控制所述浮子的悬浮状态和位置；
所述浮子包括：无线传输供电装置、动力装置总成、电磁铁和刀具安装座。
2.根据权利要求1所述的加工设备，其特征在于，所述动力装置总成包括：电动机、控制电路和传动机构。
3.根据权利要求1所述的加工设备，其特征在于，所述加工设备还包括：悬浮磁场。
4.根据权利要求3所述的加工设备，其特征在于，所述悬浮磁场包括悬浮磁场座、磁极座、磁极壳体和磁极头。
5.根据权利要求4所述的加工设备，其特征在于，所述悬浮磁场座内设有4个磁极，4个磁极呈X形布置。
6.根据权利要求4所述的加工设备，其特征在于，所述磁极壳体以X形布置于所述磁极座上。
7.根据权利要求4所述的加工设备，其特征在于，所述磁极座和所述悬浮磁场座安装于导轨上，以在所述导轨平面上进行纵向和横向的移动。
8.一种零件型腔内壁加工的方法，应用于权利要求1至7任一项所述的加工设备，其特征在于，包括：
将待加工工件在加工设备上找正；
在所述加工设备的浮子上安装加工刀具；
将所述浮子置于所述待加工工件的内腔并通电；
对所述加工设备的悬浮磁场座通电，调整悬浮磁场的位置使所述浮子悬浮；
通过遥控装置启动浮子内的动力装置总成使所述加工刀具旋转；
对所述加工设备的控制磁场的磁极通电，通过控制所述浮子的空间位置，对所述待加工工件进行加工处理，生成成型工件。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述对所述待加工工件进行加工处理，生成成型工件的步骤，包括：
对所述待加工工件进行对刀和机械加工处理，生成所述成型工件。
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