CN111185806B - 一种大型筒类零件内外表面同步磁力研磨装置及方法 - Google Patents

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Abstract

一种大型筒类零件内外表面同步磁力研磨装置及方法，包括龙门机架、研磨机构、研磨升降旋转驱动机构，所述研磨升降旋转驱动机构安装在龙门机架的龙门架上，所述研磨机构通过研磨升降旋转驱动机构的转臂电机驱动旋转，大型筒类零件装配固定在龙门机架的底座上，所述研磨机构的磁极夹持在大型筒类零件筒壁的内外两侧。与现有的技术相比，本发明的有益效果是：本发明不仅能够实现对大直径筒类零件表面的研磨工作，而且能够对工件内、外表面进行同步加工，采用周向、轴向复合运动实现螺旋进给，使磨料粒子的运动轨迹更复杂、均匀，加工效率更高。被加工工件不再需要旋转，也解决了装卡困难，高速旋转偏心等问题。

Description

一种大型筒类零件内外表面同步磁力研磨装置及方法
技术领域
本发明涉及磁力研磨表面光整技术领域，尤其涉及一种大型筒类零件内外表面同步磁力研磨装置及方法。
背景技术
在传统的机械加工中，工件经过一系列加工方式做成成品之后，由于这些机加工过程会导致工件表面产生不同程度的损伤，表面质量较差，人们使用的过程中，会影响使用的质量和效果，较差的表面质量还会严重影响工件的使用寿命，因此需要对工件表面进行光整加工，提高工件的服役可靠性。对于管状零件表面的研磨加工，传统的磁力研磨装置和方法大多基于车床等装置，利用卡盘加紧工件并旋转，通过外置磁极吸附磨料从而实现对工件表面的研磨加工，但是由于卡盘可装卡的工件尺寸有限，对于大直径的筒类零件的表面加工，传统装置及方法却无法完成。
另外即使可以实现对大型筒类零件的旋转装卡，但是由于工件尺寸过大，也很难把握对大型筒类工件旋转过程中的圆度控制。
中国专利文件CN108857605A公开了具有可调节加工间距的双磁极盘磁力研磨机及磁力研磨方法，该装置及方法被加工件的直径有限，并且只能加工管内表面。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大型筒类零件内外表面同步磁力研磨装置及方法，研磨磁极在带动磨料自转研磨的同时，内外两侧的工作组可完成内外表面的同步磨削和双螺旋进给的运动，研磨轨迹更加复杂，加工更均匀；并且允许加工工件的直径更大，调整更灵活，由于工件不在需要旋转，解决了大直径工件无法加工和工件自转时偏心的问题，且旋转臂带动电动马达和磁性磨料作低转速的进给运动，因此不存在旋转臂的高速回转偏心导致系统振动的情况。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种大型筒类零件内外表面同步磁力研磨装置，包括龙门机架、研磨机构、研磨升降旋转驱动机构，所述研磨升降旋转驱动机构安装在龙门机架的龙门架上，所述研磨机构通过研磨升降旋转驱动机构的转臂电机驱动旋转，大型筒类零件装配固定在龙门机架的底座上，所述研磨机构的磁极夹持在大型筒类零件筒壁的内外两侧。
所述龙门机架包括底座、夹具轨道、夹具、龙门架，所述龙门架固定在底座上，所述夹具轨道设置在龙门架的下方并固定在底座上，所述夹具与夹具轨道滑动连接，两个夹具对称设置，两个夹具内侧设有V型或圆弧型的槽口，所述夹具与夹具轨道之间设有锁紧机构。
所述研磨升降旋转驱动机构包括直线电机、电机托板、丝杠滑轨机构、转臂电机，所述转臂电机、直线电机和丝杠滑轨机构固定在电机托板上，丝杠滑轨机构的滑块与龙门架固定连接，所述直线电机驱动丝杠滑轨机构的丝杠转动。
所述研磨机构包括旋转臂、电动推杆、磁极、电动马达，所述旋转臂的中心位置与转臂电机的输出轴固定连接，旋转臂的两端对称设置两组电动推杆，每组电动推杆为两个，电动推杆的一端与旋转臂连接，电动马达固定在电动推杆的另一端，电动马达上安装有磁极，同一组两个电动推杆上的磁极极性相反。
所述电动推杆与旋转臂之间为滑动式连接，并设有锁紧机构。
一种大型筒类零件内外表面同步磁力研磨装置的使用方法，具体方法如下：
1)调整转臂电机位置至最高处，调整夹具位置以适应工件尺寸，放置工件使其中心位于转臂电机的正下方，滑动夹具夹紧工件并通过锁紧机构固定夹具位置完成装卡；
2)降下转臂电机及旋转臂，调整电动推杆相对于工件的位置，使筒壁内外两磁极间磁性磨料贴附在工件的内、外表面，位于两磁极之间的工件筒壁处于闭合的磁回路中，并对工件内、外表面均产生研磨压力，磁性磨料沿磁感线方向分布；电动马达通电旋转，带动吸附磁性磨料的磁极旋转，实现装置对工件内、外表面的同步研磨加工；
3)转臂电机通电，使转臂电机带动旋转臂进行旋转，实现装置对工件的周向进给；
4)直线电机通电，带动丝杠旋转，从而带动旋转臂、电动推杆以及吸附磁性磨料的磁极轴向进给，从而实现整个装置的两侧四螺旋进给运动，达到全方位的研磨轨迹，提高加工效率；
5)研磨结束后，松开夹具的锁紧机构，滑动夹具，调整电动推杆位置，取出工件冲洗，完成研磨。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
本发明不仅能够实现对大直径筒类零件表面的研磨工作，而且能够对工件内、外表面进行同步加工，采用周向、轴向复合运动实现螺旋进给，使磨料粒子的运动轨迹更复杂、均匀，加工效率更高。被加工工件不再需要旋转，也解决了装卡困难，高速旋转偏心等问题。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的正视图。
图3是本发明的后视图。
图4是装置研磨时的磁极排布图。
图中：1-夹具滑轨、2-夹具、3-底座、4-紧定螺栓、5-工件、6-龙门架、7-联轴器、8-直线电机、9-电机托板、10-滑块、11-转臂电机、12-旋转臂、13-电动推杆、14电动马达、15-磁极、16-磁性磨料、17-托板滑轨、18-丝杠。
具体实施方式
下面对本发明做详细说明，但本发明的实施范围不仅仅限于下述的实施方式。
如图1-图4所示，一种大型筒类零件内外表面同步磁力研磨装置，包括龙门机架、研磨机构、研磨升降旋转驱动机构，所述研磨升降旋转驱动机构安装在龙门机架的龙门架6上，所述研磨机构通过研磨升降旋转驱动机构的转臂电机11驱动旋转，大型筒类零件装配固定在龙门机架的底座3上，所述研磨机构的磁极夹持在大型筒类零件筒壁的内外两侧。
所述龙门机架包括底座3、夹具轨道1、夹具2、龙门架6，所述龙门架6固定在底座3上，所述夹具轨道1设置在龙门架6的下方并固定在底座3上，所述夹具2与夹具轨道1滑动连接，两个夹具2对称设置，两个夹具2内侧设有V型或圆弧型的槽口，所述夹具2与夹具轨道1之间设有锁紧机构。
所述研磨升降旋转驱动机构包括直线电机8、电机托板9、丝杠滑轨机构、转臂电机11，所述转臂电机11、直线电机8和丝杠滑轨机构固定在电机托板9上，丝杠滑轨机构的滑块10与龙门架6固定连接，所述直线电机8驱动丝杠滑轨机构的丝杠18转动。
所述研磨机构包括旋转臂12、电动推杆13、磁极15、电动马达14，所述旋转臂12的中心位置与转臂电机11的输出轴固定连接，旋转臂12的两端对称设置两组电动推杆13，每组电动推杆13为两个，电动推杆13的一端与旋转臂12连接，电动马达14固定在电动推杆13的另一端，电动马达14上安装有磁极15，同一组两个电动推杆13上的磁极15极性相反。
所述电动推杆13与旋转臂12之间为滑动式连接，并设有锁紧机构。
旋转臂12通过联轴器7与转臂电机11相连可以使旋转臂12进行低速旋转完成周向进给。电动推杆13的一端通过螺栓固定在旋转臂12上，且固定在旋转臂12上的位置可调，以适应不同尺寸的工件；电动推杆13的另一端固定有电动马达14，吸附磁性磨料16的磁极15通过螺栓连接在电动马达14上，电动马达14旋转带动磁极15及磁性磨料16旋转。
电机托板9上固定有转臂电机11、直线电机8、丝杠18、托板滑轨17，滑块10固定在龙门架6上。托板滑轨17与滑块10配合完成两个机构的连接，直线电机8通过联轴器7连接丝杠18，丝杆18旋转带动电机托板9上的转臂电机11以及旋转臂12产生上下的往复运动，完成研磨装置的轴向进给。同时电动推杆13的长度可调，实现有效加工区域最大化。
电动马达14及磁极15放置在工件5内、外表面，夹具滑轨1固定在底座3上，夹具2在夹具滑轨1上滑动调整位置，夹具2与夹具滑轨1配合截面为燕尾槽结构，通过紧定螺栓4顶紧使夹具2与夹具滑轨1夹紧固定完成工件的装卡。通过电动推杆13分别调整工件5两侧吸附磁性磨料16的磁极15相对于工件5的高度位置，以提高研磨效率和复杂化研磨路径。
工件5内、外表面两侧的磁极15极性相反，在两磁极间隙处构成磁回路，磁极15吸附的磁性磨料16沿磁感线分布，工件5的筒壁位于磁回路中。
一种大型筒类零件内外表面同步磁力研磨装置的使用方法，具体方法如下：
1)调整转臂电机11位置至最高处，调整夹具2位置以适应工件5尺寸，放置工件5使其中心位于转臂电机11的正下方，滑动夹具2夹紧工件5并通过锁紧机构固定夹具2位置完成装卡；
2)降下转臂电机11及旋转臂12，调整电动推杆13相对于工件5的位置，使筒壁内外两磁极15间磁性磨料16贴附在工件5的内、外表面，位于两磁极15之间的工件5筒壁处于闭合的磁回路中，并对工件5内、外表面均产生研磨压力，磁性磨料16沿磁感线方向分布；电动马达14通电旋转，带动吸附磁性磨料16的磁极15旋转，实现装置对工件5内、外表面的同步研磨加工；
3)转臂电机11通电，使转臂电机11带动旋转臂12进行旋转，实现装置对工件5的周向进给；
4)直线电机8通电，带动丝杠18旋转，从而带动旋转臂12、电动推杆13以及吸附磁性磨料16的磁极15轴向进给，从而实现整个装置的两侧四螺旋进给运动，达到全方位的研磨轨迹，提高加工效率；
5)研磨结束后，松开夹具2的锁紧机构，滑动夹具2，调整电动推杆13位置，取出工件5冲洗，完成研磨。
本发明同时采用了两组四个研磨机构，即实现了对工件5内、外表面的同步加工，同时由于进给路线为两侧四螺旋路径，使磁场力带动的研磨粒子运动轨迹更加复杂，从而解决加工不均匀的问题，提高工件的服役可靠性。同时电动推杆13的长度可调，实现有效加工区域最大化。可加工工件5尺寸范围更大，加工更灵活。

Claims (5)

1.一种大型筒类零件内外表面同步磁力研磨装置的使用方法，所述大型筒类零件内外表面同步磁力研磨装置，包括龙门机架、研磨机构、研磨升降旋转驱动机构，所述研磨升降旋转驱动机构安装在龙门机架的龙门架上，所述研磨机构通过研磨升降旋转驱动机构的转臂电机驱动旋转，大型筒类零件装配固定在龙门机架的底座上，所述研磨机构的磁极夹持在大型筒类零件筒壁的内外两侧；
其特征在于，具体方法如下：
1)调整转臂电机位置至最高处，调整夹具位置以适应工件尺寸，放置工件使其中心位于转臂电机的正下方，滑动夹具夹紧工件并通过锁紧机构固定夹具位置完成装卡；
2)降下转臂电机及旋转臂，调整电动推杆相对于工件的位置，使筒壁内外两磁极间磁性磨料贴附在工件的内、外表面，位于两磁极之间的工件筒壁处于闭合的磁回路中，并对工件内、外表面均产生研磨压力，磁性磨料沿磁感线方向分布；电动马达通电旋转，带动吸附磁性磨料的磁极旋转，实现装置对工件内、外表面的同步研磨加工；
3)转臂电机通电，使转臂电机带动旋转臂进行旋转，实现装置对工件的周向进给；
4)直线电机通电，带动丝杠旋转，从而带动旋转臂、电动推杆以及吸附磁性磨料的磁极轴向进给，从而实现整个装置的两侧四螺旋进给运动，达到全方位的研磨轨迹，提高加工效率；
5)研磨结束后，松开夹具的锁紧机构，滑动夹具，调整电动推杆位置，取出工件冲洗，完成研磨。
2.根据权利要求1所述的一种大型筒类零件内外表面同步磁力研磨装置的使用方法，其特征在于，所述龙门机架包括底座、夹具轨道、夹具、龙门架，所述龙门架固定在底座上，所述夹具轨道设置在龙门架的下方并固定在底座上，所述夹具与夹具轨道滑动连接，两个夹具对称设置，两个夹具内侧设有V型或圆弧型的槽口，所述夹具与夹具轨道之间设有锁紧机构。
3.根据权利要求1所述的一种大型筒类零件内外表面同步磁力研磨装置的使用方法，其特征在于，所述研磨升降旋转驱动机构包括直线电机、电机托板、丝杠滑轨机构、转臂电机，所述转臂电机、直线电机和丝杠滑轨机构固定在电机托板上，丝杠滑轨机构的滑块与龙门架固定连接，所述直线电机驱动丝杠滑轨机构的丝杠转动。
4.根据权利要求1所述的一种大型筒类零件内外表面同步磁力研磨装置的使用方法，其特征在于，所述研磨机构包括旋转臂、电动推杆、磁极、电动马达，所述旋转臂的中心位置与转臂电机的输出轴固定连接，旋转臂的两端对称设置两组电动推杆，每组电动推杆为两个，电动推杆的一端与旋转臂连接，电动马达固定在电动推杆的另一端，电动马达上安装有磁极，同一组两个电动推杆上的磁极极性相反。
5.根据权利要求4所述的一种大型筒类零件内外表面同步磁力研磨装置的使用方法，其特征在于，所述电动推杆与旋转臂之间为滑动式连接，并设有锁紧机构。
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