CN114734368A - 一种螺纹轴工件磁粒研抛去毛刺装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种螺纹轴工件磁粒研抛去毛刺装置及方法，涉及螺纹轴工件去毛刺技术领域，该装置包括机床底板(4)，机床底板(4)上设置有旋转驱动与进给驱动装置(1)、超声发声器(6)和数控系统(7)；旋转驱动与进给驱动装置(1)一端的滑轨槽上设置有套筒尾座部件(3)和磁极移动工作台装置(5)；旋转驱动与进给驱动装置(1)的三爪卡盘(109)用于连接螺纹轴工件(2)，套筒尾座部件(3)的套筒(301)内放置有磁性磨料(305)；夹爪装置工作台(504)的开槽弧形磁极对(501)环设于套筒(301)外侧。基于本发明上述装置的去毛刺方法，可实现螺纹轴工件螺纹段的自动化去毛刺加工，能够降低螺纹表面粗糙度。

Description

一种螺纹轴工件磁粒研抛去毛刺装置及方法
技术领域
本发明涉及螺纹轴工件去毛刺技术领域，特别是涉及一种螺纹轴工件磁粒研抛去毛刺装置及方法。
背景技术
螺纹按用途可分为联结螺纹和传动螺纹，按牙型可分为三角形、矩形、圆形、梯形和锯齿形螺纹。螺纹产品的加工方法很多，螺栓螺杆等外螺纹大多用车削方法加工，对于螺纹直径不大的螺杆，量产时采用滚丝或搓丝可提高加工效率。数控机床加工的螺纹质量稳定，生产效率高，一致性好。但在螺纹车削完成后，毛刺的产生一直困扰着众多生产厂家。螺纹加工时一般会在两个位置产生毛刺，一处是在牙顶，由于螺纹车刀侧刃的挤压而产生的毛刺；一处是在螺纹的头、尾半扣处，由于不足以形成一个完整的牙型而产生的毛刺。螺纹工件上凸起的毛刺会增加螺纹表面粗糙度，妨碍适配件与平整的工件表面之间固定。当装配件压在毛刺上时，毛刺将被压下从而导致螺纹变形并增加螺纹错扣的可能性。
为了提高螺纹工件的可靠性和使用寿命，工件达到规定的尺寸精度后，还需进行去除刀痕、毛刺等研抛加工处理以降低表面粗糙度。去除螺纹轴工件上螺纹段的毛刺，常采用螺纹车刀重复空走的方法；或采用化学药水去除法，是一种采用化学药水去毛刺的技术，一般采用浸泡工艺；或采用喷砂去毛刺，喷砂后可较好地去除毛刺，且对产品质量有一定提升，但目前喷砂效率比较低，且产品后期螺纹清理比较麻烦。
发明内容
本发明的目的是提供一种螺纹轴工件磁粒研抛去毛刺装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，可实现螺纹轴工件螺纹段的自动化去毛刺加工，对于降低螺纹表面粗糙度、提高螺纹轴工件工作可靠性和使用寿命具有重要意义。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种螺纹轴工件磁粒研抛去毛刺装置，包括机床底板，所述机床底板上固定设置有旋转驱动与进给驱动装置、超声发声器和数控系统；所述旋转驱动与进给驱动装置一端的滑轨槽上滑动设置有套筒尾座部件和磁极移动工作台装置；所述旋转驱动与进给驱动装置的三爪卡盘用于固定连接螺纹轴工件，所述螺纹轴工件远离所述三爪卡盘的一端能够活动套设于所述套筒尾座部件的套筒内，所述套筒内放置有磁性磨料；所述超声发声器与所述磁极移动工作台装置的超声振动装置尾部电连接；所述超声振动装置头部连接有夹爪装置工作台，所述夹爪装置工作台的开槽弧形磁极对环设于所述套筒外侧；所述数控系统能够实现套筒尾座部件、磁极移动工作台装置和螺纹轴工件的联动控制，同时实现超声发声器的超声控制。
可选的，所述旋转驱动与进给驱动装置包括第一交流伺服电机、第二交流伺服电机、第三交流伺服电机、第四交流伺服电机、第一联轴器、第二联轴器、小轴套、支撑架小闭合块、连接轴、大轴套、支撑架大闭合块、卡盘固定件、三爪卡盘、第一梯形丝杠、第二梯形丝杠、第一梯形丝杠螺母、第二梯形丝杠螺母、第一轴承座、第二轴承座、第三轴承座、第四轴承座、同步带传动装置、第一电机支撑板、第二电机支撑板、第三电机支撑板、滑轨底座和轴支撑架；所述滑轨底座固定于机床底板左端，所述滑轨底座右端开滑轨槽，所述第一轴承座、第三轴承座安装固定在滑轨槽内底面，所述第一梯形丝杠安装在第一轴承座、第三轴承座上，第一梯形丝杠螺母安装在第一梯形丝杠上，所述第二轴承座、第四轴承座安装固定在滑轨槽外侧面，第二梯形丝杠安装在第二轴承座、第四轴承座上，第二梯形丝杠螺母安装在第二梯形丝杠上，轴支撑架、第三电机支撑板安装固定在滑轨底座左端，第三电机支撑板上安装第一交流伺服电机，轴支撑架上安装小轴套、支撑架小闭合块、连接轴、大轴套、支撑架大闭合块，连接轴小端通过第一联轴器与第一交流伺服电机联接，连接轴大端安装卡盘固定件，连接轴在电机轴轴径与卡盘孔径之间起过渡作用，三爪卡盘安装在卡盘固定件上；第一电机支撑板、第二电机支撑板固定于机床底板右端，第二交流伺服电机、第三交流伺服电机分别安装在第一电机支撑板、第二电机支撑板上，第二交流伺服电机通过同步带传动装置与第一梯形丝杠联接，第三交流伺服电机通过第二联轴器与第二梯形丝杠联接；第一交流伺服电机通过第一联轴器和连接轴驱动三爪卡盘转动；第二交流伺服电机通过同步带传动装置带动第一梯形丝杠运动，第一梯形丝杠带动第一梯形丝杠螺母做往复移动；第三交流伺服电机通过第二联轴器驱动第二梯形丝杠运动，第二梯形丝杠带动第二梯形丝杠螺母做往复移动。
可选的，所述套筒尾座部件包括套筒、套筒后端盖、螺母架、尾座主体和磁性磨料；尾座主体底面开设有安装在滑轨底座滑轨上的滑轨槽，套筒安装固定在尾座主体上，套筒后端盖通过螺纹安装在套筒右端，螺母架安装固定在尾座主体底面，螺母架与第一梯形丝杠螺母固定联接，磁性磨料在加工前放置在套筒中靠近套筒后端盖位置处，驱动套筒尾座部件运动使螺纹轴工件的螺纹段伸入套筒并与套筒最右端不接触；由第二交流伺服电机驱动，套筒尾座部件跟随第一梯形丝杠螺母一起做往复移动；磁性磨料受磁场力聚集，跟随开槽弧形磁极对一起做往复移动进行螺纹轴工件螺纹段的研抛去毛刺加工。
可选的，所述磁极移动工作台装置包括开槽弧形磁极对、夹爪、步进电机、传动蜗杆、传动蜗轮、夹爪装置工作台、超声振动装置、夹爪装置工作台托台、旋转工作台、压紧螺钉、第三梯形丝杠螺母、螺母架、工作台滑台、第三梯形丝杠、工作台底板、电机固定架、第四交流伺服电机和第三联轴器；工作台底板底面开滑轨槽，所述滑轨槽安装在滑轨底座滑轨上，工作台底板左端底面安装电机固定架，第四交流伺服电机安装在电机固定架上，工作台底板右端底面安装固定螺母架，螺母架与第二梯形丝杠螺母固定联接，第三梯形丝杠与工作台滑台安装在工作台底板上，第四交流伺服电机通过第三联轴器与第三梯形丝杠联接；旋转工作台由压紧螺钉安装在工作台滑台上；夹爪装置工作台托台安装在旋转工作台右端的圆台上，旋转工作台的位置改变时，手动调节夹爪装置工作台托台并螺栓锁紧，使夹爪与螺纹轴工件垂直；超声振动装置安装固定在夹爪装置工作台托台上，超声振动装置通过头部螺栓与夹爪装置工作台联接，通过尾部的铜片与超声发声器联接；夹爪装置工作台托台上开滑槽，夹爪装置工作台安装在夹爪装置工作台托台的滑槽上，在超声振动装置工作时，夹爪装置工作台在夹爪装置工作台托台的滑槽上作轻微往复滑动；夹爪装置工作台上安装有夹爪，所述夹爪上设置有开槽弧形磁极对；步进电机通过传动蜗杆与传动蜗轮驱动夹爪开合；超声振动装置驱动夹爪在垂直螺纹轴工件轴向方向上振动；由第三交流伺服电机驱动，磁极移动工作台装置跟随第二梯形丝杠螺母一起做往复移动；第四交流伺服电机驱动第三梯形丝杠运动，第三梯形丝杠带动工作台滑台做往复移动。
可选的，所述旋转工作台上开设有条形槽，所述压紧螺钉穿过所述条形槽后与所述工作台滑台固定连接；通过手动调节压紧螺钉能够改变旋转工作台的位置。
可选的，所述夹爪包括夹爪连杆机构和夹爪驱动装置，所述夹爪驱动装置安装固定在夹爪装置工作台上；开槽弧形磁极对安装固定在夹爪连杆机构上，开槽弧形磁极对包括上下布置的两个磁性相反的磁极，磁极的大小根据螺纹轴工件的螺纹段大径确定。
可选的，在上下两个N极S极相对的弧形磁极对的磁极上开有形状和尺寸相同、分布均匀的长条沟槽，长条沟槽的方向平行于螺纹轴工件的轴心线，保证磁场形成理想的磁场强度梯度变化。
本发明还提供一种螺纹轴工件磁粒研抛去毛刺方法，包括如下步骤：
步骤1、将夹爪张开，控制磁极移动工作台装置沿垂直螺纹轴工件方向退回到极限位置，将套筒尾座部件沿远离螺纹轴工件方向移动到右极限位置，将螺纹轴工件装夹在三爪卡盘上，将磁性磨料通过套筒后端盖放置到套筒中，驱动套筒尾座部件向左运动使螺纹轴工件的螺纹段完全伸入套筒并与套筒最右端不接触；
步骤2、手动调节旋转工作台和夹爪装置工作台托台并锁紧，使夹爪与螺纹轴工件轴心线垂直，移动磁极移动工作台装置使夹爪靠近套筒后端盖，闭合夹爪，保证开槽弧形磁极对的轴心线与螺纹轴工件轴心线重合；
步骤3、数控系统控制超声发声器启动，从而控制超声振动装置驱动夹爪在垂直螺纹轴工件方向上振动，按给定的转速控制第一交流伺服电机驱动螺纹轴工件做旋转运动，按给定的移动速度控制磁极移动工作台装置沿螺纹轴工件方向向左直线运动，在磁场力的作用下控制套筒尾座部件内磁性磨料的运动轨迹，与螺纹轴工件螺纹段产生轨迹呈螺旋的相对运动，实现对螺纹轴工件螺纹段毛刺的去除和抛光；当磁极移动工作台装置向左移动到设定位置，数控系统就会控制其做反向移动，实现了磁性磨料在套筒尾座部件内往复移动；
步骤4、加工完毕后，使螺纹轴工件停止转动，关闭超声发声器，将夹爪张开，控制磁极移动工作台装置沿垂直螺纹轴工件方向退回到极限位置，将套筒尾座部件沿远离螺纹轴工件方向移动到右极限位置，将套筒中磁性磨料取出，拆卸螺纹轴工件。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明通过磁性磨料与螺纹工件的相对运动，实现螺纹牙顶以及螺纹的头、尾半扣处毛刺的自动去除，降低螺纹表面粗糙度，消除残余拉应力，使螺纹段配合性质改善、工作精度提高，并提高螺纹轴工件的工作可靠性和使用寿命。通过超声振动装置驱动装在夹爪上的开槽弧形磁极对，在垂直螺纹轴工件轴向方向上产生微小振动，形成脉冲研磨压力，提高了研抛去毛刺效率。在夹爪上下两个对称的N极、S极相对的弧形磁极对的磁极上开有形状和尺寸相同、分布均匀的长条沟槽，保证磁场形成理想的磁场强度梯度变化，提高了研磨效率。通过调整套筒尾座位置可实现对不同长度螺纹轴工件的研抛去毛刺。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明旋转驱动与进给驱动装置的结构示意图；
图3为本发明套筒尾座部件结构示意图；
图4为本发明图3中套筒处局部剖面示意图；
图5为本发明磁极移动工作台装置的结构示意图；
图6为本发明图5中夹爪驱动装置局部放大示意图；
附图标记说明：1-旋转驱动与进给驱动装置，2-螺纹轴工件，3-套筒尾座部件，4-机床底板，5-磁极移动工作台装置，6-超声发声器，7-数控系统，101-1-第一交流伺服电机，101-2-第二交流伺服电机，101-3-第三交流伺服电机，102-1-第一联轴器，102-2-第二联轴器，103-小轴套，104-支撑架小闭合块，105-连接轴，106-大轴套，107-支撑架大闭合块，108-卡盘固定件，109-三爪卡盘，110-1-第一梯形丝杠，110-2-第二梯形丝杠，111-1-第一梯形丝杠螺母，111-2-第二梯形丝杠螺母，112-1-第一轴承座，112-2-第二轴承座，112-3-第三轴承座，112-4-第四轴承座，113-同步带传动装置，114-第一电机支撑板，115-第二电机支撑板，118-第三电机支撑板，116-滑轨底座，117-轴支撑架，301-套筒，302-套筒后端盖，303-螺母架，304-尾座主体，305-磁性磨料，501-开槽弧形磁极对，502-夹爪连杆机构，503-夹爪驱动装置，503-1-步进电机，503-2-传动蜗杆，503-3-传动蜗轮，504-夹爪装置工作台，505-超声振动装置，506-夹爪装置工作台托台，507-旋转工作台，508-压紧螺钉，509-第三梯形丝杠螺母，510-螺母架，511-工作台滑台，512-第三梯形丝杠，513-工作台底板，514-电机固定架，101-4-第四交流伺服电机，102-3-第三联轴器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种螺纹轴工件磁粒研抛去毛刺装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，可实现螺纹轴工件螺纹段的自动化去毛刺加工，对于降低螺纹表面粗糙度、提高螺纹轴工件工作可靠性和使用寿命具有重要意义。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
磁粒研抛是利用永磁体或电磁线圈产生的磁场，使具有导磁性能的硬质磁性磨料磁化并形成具有一定刚性的磁力刷，沿着磁力线方向排列并仿形贴附在工件表面。随着工件和磁力刷之间相对运动，磁性磨料翻滚并压附、摩擦工件表面，完成对工件表面的研抛加工。在工件磁粒研抛中，磁性磨料在工件表面产生的法向力对研抛过程中材料去除和表面质量有重要影响。本发明设计一种螺纹轴工件磁粒研抛去毛刺装置，可实现螺纹轴工件螺纹段的自动化去毛刺加工，对于降低螺纹表面粗糙度、提高螺纹轴工件工作可靠性和使用寿命具有重要意义。如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，本发明螺纹轴工件磁粒研抛去毛刺装置的整体结构包括旋转驱动与进给驱动装置1、螺纹轴工件2、套筒尾座部件3、机床底板4、磁极移动工作台装置5、超声发声器6、数控系统7。
旋转驱动与进给驱动装置1包括第一交流伺服电机101-1、第二交流伺服电机101-2、第三交流伺服电机101-3、第四交流伺服电机101-4、第一联轴器102-1、第二联轴器102-2、小轴套103、支撑架小闭合块104、连接轴105、大轴套106、支撑架大闭合块107、卡盘固定件108、三爪卡盘109、第一梯形丝杠110-1、第二梯形丝杠110-2、第一梯形丝杠螺母111-1、第二梯形丝杠螺母111-2、第一轴承座112-1、第二轴承座112-2、第三轴承座112-3、第四轴承座112-4、同步带传动装置113、第一电机支撑板114、第二电机支撑板115、第三电机支撑板118、滑轨底座116和轴支撑架117；滑轨底座116固定于机床底板4左端，滑轨底座116右端开滑轨槽，第一轴承座112-1、第三轴承座112-3安装固定在滑轨槽内底面，第一梯形丝杠110-1安装在第一轴承座112-1、第三轴承座112-3上，第一梯形丝杠螺母111-1安装在第一梯形丝杠110-1上，第二轴承座112-2、第四轴承座112-4安装固定在滑轨槽外侧面，第二梯形丝杠110-2安装在第二轴承座112-2、第四轴承座112-4上，第二梯形丝杠螺母111-2安装在第二梯形丝杠110-2上，轴支撑架117、电机支撑板118安装固定在滑轨底座116左端，电机支撑板118上安装第一交流伺服电机101-1，轴支撑架117上安装小轴套103、支撑架小闭合块104、连接轴105、大轴套106、支撑架大闭合块107，连接轴105小端通过第一联轴器102-1与第一交流伺服电机101-1联接，连接轴105大端安装卡盘固定件108，连接轴105在电机轴轴径与卡盘孔径之间起过渡作用，三爪卡盘109安装在卡盘固定件108上；第一电机支撑板114、第二电机支撑板115固定于机床底板4右端，第二交流伺服电机101-2、第三交流伺服电机101-3分别安装在第一电机支撑板114、第二电机支撑板115上，第二交流伺服电机101-2通过同步带传动装置113与第一梯形丝杠110-1联接，第三交流伺服电机101-3通过第二联轴器102-2与第二梯形丝杠110-2联接；第一交流伺服电机101-1通过第一联轴器102-1和连接轴105驱动三爪卡盘109转动；第二交流伺服电机101-2通过同步带传动装置113带动第一梯形丝杠110-1运动，第一梯形丝杠110-1带动第一梯形丝杠螺母111-1做往复移动；第三交流伺服电机101-3通过第二联轴器102-2驱动第二梯形丝杠110-2运动，第二梯形丝杠110-2带动梯第二形丝杠螺母111-2做往复移动。
套筒尾座部件3包括套筒301、套筒后端盖302、螺母架303、尾座主体304和磁性磨料305；尾座主体304底面开滑轨槽，安装在滑轨底座116滑轨上，薄壁套筒301壁厚1mm，安装固定在尾座主体304上，套筒后端盖302通过螺纹安装在套筒301右端，螺母架303安装固定在尾座主体304底面，螺母架303与第一梯形丝杠螺母111-1固定联接，磁性磨料305在加工前放置在套筒301中靠近套筒后端盖302处，驱动套筒尾座部件3运动使螺纹轴工件2的螺纹段伸入套筒301并与套筒301最右端保持一定距离；由第二交流伺服电机101-2驱动，套筒尾座部件3跟随第一梯形丝杠螺母111-1一起做往复移动；磁性磨料305受磁场力聚集，跟随开槽弧形磁极对501一起做往复移动进行螺纹轴工件2螺纹段的研抛去毛刺加工。
磁极移动工作台装置5包括开槽弧形磁极对501、夹爪连杆机构502、夹爪驱动装置503、步进电机503-1、传动蜗杆503-2、传动蜗轮503-3、夹爪装置工作台504、超声振动装置505、夹爪装置工作台托台506、旋转工作台507、压紧螺钉508、第三梯形丝杠螺母509、螺母架510、工作台滑台511、第三梯形丝杠512、工作台底板513、电机固定架514、第四交流伺服电机101-4和第三联轴器102-3；工作台底板513底面开滑轨槽，安装在滑轨底座116滑轨上，工作台底板513左端底面安装电机固定架514，第四交流伺服电机101-4安装在电机固定架514上，工作台底板513右端底面安装固定螺母架510，螺母架510与第三梯形丝杠螺母111-2固定联接，第三梯形丝杠512与工作台滑台511安装在工作台底板513上，第四交流伺服电机101-4通过第三联轴器102-3与第三梯形丝杠512联接；旋转工作台507由压紧螺钉508安装在工作台滑台511上，通过手动调节压紧螺钉508改变旋转工作台507的位置；夹爪装置工作台托台506安装在旋转工作台507右端的圆台上，旋转工作台507的位置改变时，手动调节夹爪装置工作台托台506并螺栓锁紧，使夹爪与螺纹轴工件垂直；超声振动装置505安装固定在夹爪装置工作台托台506上，超声振动装置505通过头部螺栓与夹爪装置工作台504联接，通过尾部的铜片与超声发声器6联接；夹爪装置工作台托台506上开滑槽，夹爪装置工作台504安装在夹爪装置工作台托台506的滑槽上，在超声振动装置505工作时，夹爪装置工作台504在夹爪装置工作台托台506的滑槽上作轻微往复滑动；由夹爪连杆机构502和夹爪驱动装置503组成的夹爪安装固定在夹爪装置工作台504上；开槽弧形磁极对501安装固定在夹爪连杆机构502上，磁极的大小根据螺纹轴工件2的螺纹段大径确定，在上下两个N极S极相对设置的弧形磁极对的磁极上开有形状和尺寸相同、分布均匀的长条沟槽，长条沟槽的方向平行于螺纹轴工件2的轴心线，保证磁场形成理想的磁场强度梯度变化；步进电机503-1通过传动蜗杆503-2与传动蜗轮503-3驱动夹爪开合；超声振动装置505驱动夹爪在垂直螺纹轴工件轴向方向上振动；由第三交流伺服电机101-3驱动，磁极移动工作台装置5跟随第二梯形丝杠螺母111-2一起做往复移动；第四交流伺服电机101-4驱动第三梯形丝杠512运动，第三梯形丝杠512带动工作台滑台511做往复移动。
数控系统7能够实现套筒尾座部件3、磁极移动工作台装置5和螺纹轴工件2的联动控制，通过硬限位实现套筒尾座部件3直线运动左右两个极限位置的控制，实现磁极移动工作台装置5直线运动前后左右4个极限位置的控制，同时实现超声发声器6的超声控制。本发明通过超声振动装置驱动装在夹爪上的开槽弧形磁极对，在垂直螺纹轴工件轴向方向上产生微小振动形成脉冲研磨压力。该装置通过磁性磨料与螺纹轴工件的相对运动，实现螺纹轴工件螺纹段毛刺的自动去除，降低螺纹表面粗糙度，消除残余拉应力，使螺纹段配合性质改善、工作精度提高，并提高螺纹轴工件的工作可靠性和使用寿命。
本发明螺纹轴工件螺纹段进行磁粒研抛去毛刺方法步骤如下：
步骤1、选择直径比待研抛螺纹轴工件螺纹大径大2-4mm的套筒；将夹爪张开，控制磁极移动工作台装置5沿垂直螺纹轴工件方向退回到极限位置，将套筒尾座部件3沿远离螺纹轴工件方向移动到右极限位置，将螺纹轴工件2装夹在三爪卡盘109上，将一定量的磁性磨料305通过套筒后端盖302放置到套筒301中，驱动套筒尾座部件3向左运动使螺纹轴工件2的螺纹段完全伸入套筒301并与套筒301最右端保持一定距离。
步骤2、手动调节旋转工作台507和夹爪装置工作台托台506并锁紧，使夹爪与螺纹轴工件2轴心线垂直，移动磁极移动工作台装置5使夹爪靠近套筒后端盖302，闭合夹爪，使开槽弧形磁极与套筒最小距离在2mm左右，并保证开槽弧形磁极对501的轴心线与螺纹轴工件2轴心线重合。
步骤3、按照工艺要求由数控系统7控制超声发声器6启动，从而控制超声振动装置505驱动夹爪在垂直螺纹轴工件2方向上振动，按给定的转速控制第一交流伺服电机101-1驱动螺纹轴工件2做旋转运动，按给定的移动速度控制磁极移动工作台装置5沿螺纹轴工件方向向左直线运动，在磁场力的作用下控制套筒尾座部件3内磁性磨料305的运动轨迹，与螺纹轴工件2螺纹段产生轨迹呈螺旋的相对运动，实现对螺纹轴工件2螺纹段毛刺的去除和抛光；当磁极移动工作台装置5向左移动到设定位置，数控系统7就会控制其做反向移动，这样就实现了磁性磨料305在套筒尾座部件3内往复移动。
步骤4、加工完毕后，使螺纹轴工件2停止转动，关闭超声发声器6，将夹爪张开，控制磁极移动工作台装置5沿垂直螺纹轴工件2方向退回到极限位置，将套筒尾座部件3沿远离螺纹轴工件2方向移动到右极限位置，将套筒301中磁性磨料305取出，拆卸螺纹轴工件2。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“顶”、“底”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“笫二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种螺纹轴工件磁粒研抛去毛刺装置，其特征在于：包括机床底板(4)，所述机床底板(4)上固定设置有旋转驱动与进给驱动装置(1)、超声发声器(6)和数控系统(7)；所述旋转驱动与进给驱动装置(1)一端的滑轨槽上滑动设置有套筒尾座部件(3)和磁极移动工作台装置(5)；所述旋转驱动与进给驱动装置(1)的三爪卡盘(109)用于固定连接螺纹轴工件(2)，所述螺纹轴工件(2)远离所述三爪卡盘(109)的一端能够活动套设于所述套筒尾座部件(3)的套筒(301)内，所述套筒(301)内放置有磁性磨料(305)；所述超声发声器(6)与所述磁极移动工作台装置(5)的超声振动装置(505)尾部电连接；所述超声振动装置(505)头部连接有夹爪装置工作台(504)，所述夹爪装置工作台(504)的开槽弧形磁极对(501)环设于所述套筒(301)外侧；所述数控系统(7)能够实现套筒尾座部件(3)、磁极移动工作台装置(5)和螺纹轴工件(2)的联动控制，同时实现超声发声器(6)的超声控制。
2.根据权利要求1所述的螺纹轴工件磁粒研抛去毛刺装置，其特征在于：所述旋转驱动与进给驱动装置(1)包括第一交流伺服电机(101-1)、第二交流伺服电机(101-2)、第三交流伺服电机(101-3)、第四交流伺服电机(101-4)、第一联轴器(102-1)、第二联轴器(102-2)、小轴套(103)、支撑架小闭合块(104)、连接轴(105)、大轴套(106)、支撑架大闭合块(107)、卡盘固定件(108)、三爪卡盘(109)、第一梯形丝杠(110-1)、第二梯形丝杠(110-2)、第一梯形丝杠螺母(111-1)、第二梯形丝杠螺母(111-2)、第一轴承座(112-1)、第二轴承座(112-2)、第三轴承座(112-3)、第四轴承座(112-4)、同步带传动装置(113)、第一电机支撑板(114)、第二电机支撑板(115)、第三电机支撑板(118)、滑轨底座(116)和轴支撑架(117)；所述滑轨底座(116)固定于机床底板(4)左端，所述滑轨底座(116)右端开滑轨槽，所述第一轴承座(112-1)、第三轴承座(112-3)安装固定在滑轨槽内底面，所述第一梯形丝杠(110-1)安装在第一轴承座(112-1)、第三轴承座(112-3)上，第一梯形丝杠螺母(111-1)安装在第一梯形丝杠(110-1)上，所述第二轴承座(112-2)、第四轴承座(112-4)安装固定在滑轨槽外侧面，第二梯形丝杠(110-2)安装在第二轴承座(112-2)、第四轴承座(112-4)上，第二梯形丝杠螺母(111-2)安装在第二梯形丝杠(110-2)上，轴支撑架(117)、第三电机支撑板(118)安装固定在滑轨底座(116)左端，第三电机支撑板(118)上安装第一交流伺服电机(101-1)，轴支撑架(117)上安装小轴套(103)、支撑架小闭合块(104)、连接轴(105)、大轴套(106)、支撑架大闭合块(107)，连接轴(105)小端通过第一联轴器(102-1)与第一交流伺服电机(101-1)联接，连接轴(105)大端安装卡盘固定件(108)，连接轴(105)在电机轴轴径与卡盘孔径之间起过渡作用，三爪卡盘(109)安装在卡盘固定件(108)上；第一电机支撑板(114)、第二电机支撑板(115)固定于机床底板(4)右端，第二交流伺服电机(101-2)、第三交流伺服电机(101-3)分别安装在第一电机支撑板(114)、第二电机支撑板(115)上，第二交流伺服电机(101-2)通过同步带传动装置(113)与第一梯形丝杠(110-1)联接，第三交流伺服电机(101-3)通过第二联轴器(102-2)与第二梯形丝杠(110-2)联接。
3.根据权利要求2所述的螺纹轴工件磁粒研抛去毛刺装置，其特征在于：所述套筒尾座部件(3)包括套筒(301)、套筒后端盖(302)、螺母架(303)、尾座主体(304)和磁性磨料(305)；尾座主体(304)底面开设有安装在滑轨底座(116)滑轨上的滑轨槽，套筒(301)安装固定在尾座主体(304)上，套筒后端盖(302)通过螺纹安装在套筒(301)右端，螺母架(303)安装固定在尾座主体(304)底面，螺母架(303)与第一梯形丝杠螺母(111-1)固定联接，磁性磨料(305)在加工前放置在套筒(301)中靠近套筒后端盖(302)位置处，通过驱动套筒尾座部件(3)运动使螺纹轴工件(2)的螺纹段伸入套筒(301)并与套筒(301)最右端不接触。
4.根据权利要求3所述的螺纹轴工件磁粒研抛去毛刺装置，其特征在于：所述磁极移动工作台装置(5)包括开槽弧形磁极对(501)、夹爪、步进电机(503-1)、传动蜗杆(503-2)、传动蜗轮(503-3)、夹爪装置工作台(504)、超声振动装置(505)、夹爪装置工作台托台(506)、旋转工作台(507)、压紧螺钉(508)、第三梯形丝杠螺母(509)、螺母架(510)、工作台滑台(511)、第三梯形丝杠(512)、工作台底板(513)、电机固定架(514)、第四交流伺服电机(101-4)和第三联轴器(102-3)；工作台底板(513)底面开滑轨槽，所述滑轨槽安装在滑轨底座(116)滑轨上，工作台底板(513)左端底面安装电机固定架(514)，第四交流伺服电机(101-4)安装在电机固定架(514)上，工作台底板(513)右端底面安装固定螺母架(510)，螺母架(510)与第二梯形丝杠螺母(111-2)固定联接，第三梯形丝杠(512)与工作台滑台(511)安装在工作台底板(513)上，第四交流伺服电机(101-4)通过第三联轴器(102-3)与第三梯形丝杠(512)联接；旋转工作台(507)由压紧螺钉(508)安装在工作台滑台(511)上；夹爪装置工作台托台(506)安装在旋转工作台(507)右端的圆台上；超声振动装置(505)安装固定在夹爪装置工作台托台(506)上，超声振动装置(505)通过头部螺栓与夹爪装置工作台(504)联接，通过尾部的铜片与超声发声器(6)联接；夹爪装置工作台托台(506)上开滑槽，夹爪装置工作台(504)安装在夹爪装置工作台托台(506)的滑槽上；夹爪装置工作台(504)上安装有夹爪，所述夹爪上设置有开槽弧形磁极对(501)；步进电机(503-1)通过传动蜗杆(503-2)与传动蜗轮(503-3)驱动夹爪开合。
5.根据权利要求4所述的螺纹轴工件磁粒研抛去毛刺装置，其特征在于：所述旋转工作台(507)上开设有条形槽，所述压紧螺钉(508)穿过所述条形槽后与所述工作台滑台(511)固定连接；通过手动调节压紧螺钉(508)能够改变旋转工作台(507)的位置。
6.根据权利要求4所述的螺纹轴工件磁粒研抛去毛刺装置，其特征在于：所述夹爪包括夹爪连杆机构(502)和夹爪驱动装置(503)，所述夹爪驱动装置(503)安装固定在夹爪装置工作台(504)上；开槽弧形磁极对(501)安装固定在夹爪连杆机构(502)上，开槽弧形磁极对(501)包括上下布置的两个磁性相反的磁极，磁极的大小根据螺纹轴工件(2)的螺纹段大径确定。
7.根据权利要求6所述的螺纹轴工件磁粒研抛去毛刺装置，其特征在于：在N极、S极上下相对设置的弧形磁极对的磁极上开有形状和尺寸相同、分布均匀的长条沟槽，长条沟槽的方向平行于螺纹轴工件(2)的轴心线。
8.一种螺纹轴工件磁粒研抛去毛刺方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1、将夹爪张开，控制磁极移动工作台装置(5)沿垂直螺纹轴工件方向退回到极限位置，将套筒尾座部件(3)沿远离螺纹轴工件方向移动到右极限位置，将螺纹轴工件(2)装夹在三爪卡盘(109)上，将磁性磨料(305)通过套筒后端盖(302)放置到套筒(301)中，驱动套筒尾座部件(3)向左运动使螺纹轴工件(2)的螺纹段完全伸入套筒(301)并与套筒(301)最右端不接触；
步骤2、手动调节旋转工作台(507)和夹爪装置工作台托台(506)并锁紧，使夹爪与螺纹轴工件(2)轴心线垂直，移动磁极移动工作台装置(5)使夹爪靠近套筒后端盖(302)，闭合夹爪，保证开槽弧形磁极对(501)的轴心线与螺纹轴工件(2)轴心线重合；
步骤3、数控系统(7)控制超声发声器(6)启动，从而控制超声振动装置(505)驱动夹爪在垂直螺纹轴工件(2)方向上振动，按给定的转速控制第一交流伺服电机(101-1)驱动螺纹轴工件(2)做旋转运动，按给定的移动速度控制磁极移动工作台装置(5)沿螺纹轴工件方向向左直线运动，在磁场力的作用下控制套筒尾座部件(3)内磁性磨料(305)的运动轨迹，与螺纹轴工件(2)螺纹段产生轨迹呈螺旋的相对运动，实现对螺纹轴工件(2)螺纹段毛刺的去除和抛光；当磁极移动工作台装置(5)向左移动到设定位置，数控系统(7)就会控制其做反向移动，实现了磁性磨料(305)在套筒尾座部件(3)内往复移动；
步骤4、加工完毕后，使螺纹轴工件(2)停止转动，关闭超声发声器(6)，将夹爪张开，控制磁极移动工作台装置(5)沿垂直螺纹轴工件(2)方向退回到极限位置，将套筒尾座部件(3)沿远离螺纹轴工件(2)方向移动到右极限位置，将套筒(301)中磁性磨料(305)取出，拆卸螺纹轴工件(2)。
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