CN114369713B - 一种工件内孔加工强化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工件内孔加工强化装置，包括轴向运动机构、超声机构、旋转机构；旋转机构包括壳体和旋转轴，旋转轴的顶端设置有气腔，气腔的外侧设置有滚压球固定块，滚压球固定块上连接有滚压球，旋转轴的底端外壁上连接有分体式力矩电机转子，分体式力矩电机转子的外侧设置有分体式力矩电机定子，分体式力矩电机定子与壳体连接；旋转轴的底端穿过超声机构及轴向运动机构，轴向运动机构的底端设置有气动滑环，气动滑环上连接有空气压缩机；旋转轴的中间设置有通孔，高压气体由空气压缩机通过通孔传输到气腔中。本发明采用上述结构可同时完成旋转‑直线‑超声振动，不需要机床，也不受零件尺寸的限制，加工内孔强化成本更低，更加便利和高效。

Description

一种工件内孔加工强化装置

技术领域

本发明涉及工件内孔加工设备技术领域，尤其是涉及一种工件内孔加工强化装置。

背景技术

高端机械装备中存在着大量的轴孔配合，比如发动机中与缸筒。在发动机正常服役过程中，活塞在缸筒内直线往复运动，随着发动机服役时间增长，缸筒内壁会产生磨损和刮伤，严重时会使发动机整机报废，因此需要对缸筒内壁进行强化。内孔常规的强化方法是工件装夹在机床上，刀具沿深度方向上进给，而工件则由机床带动进行旋转运动。这种方法的缺点是加工需要一台机床，占地面积大而且价格昂贵，同时工件的加工尺寸也受机床的限制。鉴于以上原因，设计一种工件内孔加工强化装置是很有必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种工件内孔加工强化装置，可同时完成旋转-直线-超声振动，不需要机床，同时也不受零件尺寸的限制，加工内孔成本更低，更加便利和高效。

为实现上述目的，本发明提供了一种工件内孔加工强化装置，包括轴向运动机构、设置在所述轴向运动机构上方的超声机构、设置在所述超声机构上的旋转机构；

所述旋转机构包括壳体和设置在所述壳体中心轴处的旋转轴，所述旋转轴的顶端设置有气腔，所述气腔的外侧设置有滚压球固定块，所述滚压球固定块上连接有滚压球，所述滚压球与工件的内壁相接触，所述旋转轴的底端外壁上连接有分体式力矩电机转子，所述分体式力矩电机转子的外侧设置有分体式力矩电机定子，所述分体式力矩电机定子与所述壳体的底端连接；

所述旋转轴的底端穿过所述超声机构及所述轴向运动机构，所述轴向运动机构的底端设置有气动滑环，所述气动滑环上连接有空气压缩机；

所述旋转轴的中间设置有通孔，高压气体由所述空气压缩机通过所述通孔传输到所述气腔中。

优选的，所述超声机构包括超声波发生器和与所述超声波发生器连接的换能变幅器，所述换能变幅器的顶端与壳体连接，所述换能变幅器的底端与所述轴向运动机构连接。

优选的，所述轴向运动机构包括音圈电机定子和设置在所述音圈电机定子内侧的音圈电机动子，所述音圈电机动子与所述换能变幅器连接。

优选的，所述气动滑环与所述音圈电机定子通过螺栓连接。

优选的，所述旋转轴设置为L型结构。

优选的，所述气动滑环与所述空气压缩机通过连接管连接，所述连接管上连接有储气罐和过滤器，所述过滤器与所述储气罐之间设置有流量阀。

优选的，所述壳体的顶端设置有壳体盖板。

因此，本发明采用上述结构的一种工件内孔加工强化装置，可同时完成旋转-直线-超声振动，不需要机床，同时也不受零件尺寸的限制，加工内孔强化成本更低，更加便利和高效。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明一种工件内孔加工强化装置实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

实施例

图1为本发明一种工件内孔加工强化装置实施例的结构示意图，如图所示，本发明提供了一种工件内孔加工强化装置，包括轴向运动机构、设置在轴向运动机构上方的超声机构、设置在超声机构上的旋转机构；旋转机构包括壳体1和设置在壳体1中心轴处的旋转轴2，旋转轴2的顶端设置有气腔3，气腔3的外侧设置有滚压球固定块4，滚压球固定块4上连接有滚压球5，滚压球5与工件6的内壁相接触，旋转轴2的底端外壁上连接有分体式力矩电机转子7，分体式力矩电机转子7的外侧设置有分体式力矩电机定子8，分体式力矩电机定子8与壳体1的底端连接；旋转轴2的底端穿过超声机构及轴向运动机构，轴向运动机构的底端设置有气动滑环9，气动滑环9上连接有空气压缩机10；旋转轴2的中间设置有通孔11，高压气体由空气压缩机10通过通孔11传输到气腔3中。分体式力矩电机转子固定在旋转轴上，分体式力矩电机定子与线圈绕组和壳体相连，当带线圈力矩电机通电后，分体式力矩电机转子在磁场力的作用下带动旋转轴旋转，实现了旋转轴的旋转。

超声机构包括超声波发生器12和与超声波发生器12连接的换能变幅器13，换能变幅器13的顶端与壳体1连接，换能变幅器13的底端与轴向运动机构连接。超声波发生器激励超声波时，通过换能变幅器使得壳体带着分体式力矩电机部分及旋转轴进行超声振动。轴向运动机构包括音圈电机定子14和设置在音圈电机定子14内侧的音圈电机动子15，音圈电机定子靠磁场力把音圈电机动子托起，音圈电机动子做直线运动，带动着音圈电机动子上方的整体轴向运动，音圈电机动子15与换能变幅器13连接。气动滑环9与音圈电机定子14通过螺栓连接。当音圈电机通电后，可以实现整体的轴向运动。

旋转轴2设置为L型结构,使得滚压球能够很好的与工件内壁相接触，使滚压球在一定的静压力下超声轴向振动，实现内孔表面的强化。

气动滑环9与空气压缩机10通过连接管16连接，连接管16上连接有储气罐17和过滤器18，过滤器18与储气罐17之间设置有流量阀19，通过空气压缩机启动后将储气罐中的高压气体经过过滤器过滤后从连接管进入到气动滑环，从气动滑环进入到旋转轴中间的通孔，并达到上方的气腔，气腔压紧滚压球固定块，使滚压球产生一个向下的压紧力，这样就实现了滚压球在一定的静压力下超声轴向振动，实现了内孔表面的强化。

壳体1的顶端设置有壳体盖板20。

本发明同时完成了旋转-直线-超声振动的内孔加工刀具，在加工过程中工件不动而刀具完成所有的加工工作，这种加工方式不需要机床，同时也不受零件尺寸的限制，加工内孔成本更低，同时更加便利和高效。

因此，本发明采用上述结构的一种工件内孔加工强化装置，可同时完成旋转-直线-超声振动，不需要机床，同时也不受零件尺寸的限制，加工内孔强化成本更低，更加便利和高效。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种工件内孔加工强化装置，其特征在于：

包括轴向运动机构、设置在所述轴向运动机构上方的超声机构、设置在所述超声机构上的旋转机构；

所述旋转机构包括壳体和设置在所述壳体中心轴处的旋转轴，所述旋转轴的顶端设置有气腔，所述气腔的外侧设置有滚压球固定块，所述滚压球固定块上连接有滚压球，所述滚压球与工件的内壁相接触，所述旋转轴的底端外壁上连接有分体式力矩电机转子，所述分体式力矩电机转子的外侧设置有分体式力矩电机定子，所述分体式力矩电机定子与所述壳体的底端连接；

所述旋转轴的底端穿过所述超声机构及所述轴向运动机构，所述轴向运动机构的底端设置有气动滑环，所述气动滑环上连接有空气压缩机；

所述旋转轴的中间设置有通孔，高压气体由所述空气压缩机通过所述通孔传输到所述气腔中；所述旋转轴设置为L型结构；

所述超声机构包括超声波发生器和与所述超声波发生器连接的换能变幅器，所述换能变幅器的顶端与壳体连接，所述换能变幅器的底端与所述轴向运动机构连接；

所述轴向运动机构包括音圈电机定子和设置在所述音圈电机定子内侧的音圈电机动子，所述音圈电机动子与所述换能变幅器连接；

所述气动滑环与所述空气压缩机通过连接管连接，所述连接管上连接有储气罐和过滤器，所述过滤器与所述储气罐之间设置有流量阀。

2.根据权利要求1所述的一种工件内孔加工强化装置，其特征在于：所述气动滑环与所述音圈电机定子通过螺栓连接。

3.根据权利要求2所述的一种工件内孔加工强化装置，其特征在于：所述壳体的顶端设置有壳体盖板。

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