CN205363430U - 一种适用于合金管光整加工的电化学磁力研磨机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种适用于合金管光整加工的电化学磁力研磨机，包括底座及设置在底座上的磁力研磨装置、电化学装置、超声振动装置、工作台移动装置和工件装卡装置，磁力研磨装置包括2块永磁铁和V形辅助磁铁，V形辅助磁铁与合金管工件之间设磁性磨粒；电化学装置包括电解槽、蠕动泵、直流电源和碳刷，超声振动装置包括超声波发生器、基座、集电环、换能器、变幅杆、弹性筒夹和连杆；合金管工件装卡后可转动，磁力研磨装置、电化学装置和超声振动装置可整体沿合金管工件轴向往复移动。本实用新型将电化学光整加工与轴向超声振动辅助磁力研磨加工相结合，可以去除合金管内表面由于加工初期产生的表面缺陷，显著地提高了加工效率和加工质量。

Description

一种适用于合金管光整加工的电化学磁力研磨机

技术领域

本实用新型涉及磁力研磨装置技术领域，尤其涉及一种适用于合金管光整加工的电化学磁力研磨机。

背景技术

随着航空航天技术的高速发展，各种高强度的合金管被应用于航空航天领域，尤其以钛合金管居多，这些合金管的表面质量直接影响着整个机械系统的使用性能和使用寿命；但高强度合金管加工难度较大、加工过程中容易出现表面过烧等现象。

传统电化学光整加工是利用金属阳极电化学溶解的原理，表面形成的钝化膜在外部流场的作用下被整平，且加工时不受工件材质和表面硬度的制约，但影响电化学光整加工整平效果的因素很多，且随着光整加工的进行，整平效果趋于平缓；传统磁力研磨光整加具有自适应性强、自锐性好、柔性加工等优点，被广泛应用于平面、内外圆表面、复杂模具型腔的光整加工，但加工较硬材料时磨料使用寿命较短，致使研磨效率不高。

发明内容

本实用新型提供了一种适用于合金管光整加工的电化学磁力研磨机，将电化学光整加工与轴向超声振动辅助磁力研磨加工相结合，可以去除合金管内表面由于加工初期产生的表面缺陷，而且光整加工后表面平整度和光亮度明显提高，显著地提高了加工效率和加工质量。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

一种适用于合金管光整加工的电化学磁力研磨机，包括底座及设置在底座上的磁力研磨装置、电化学装置、超声振动装置、工作台移动装置和工件装卡装置，所述磁力研磨装置包括设置在合金管工件外侧的2块永磁铁和设置在合金管工件内部的V形辅助磁铁，2块永磁铁与合金管工件相对一侧的磁极相反，V形辅助磁铁的2个磁极分别与外部的1块永磁铁相对设置且磁极相反；V形辅助磁铁与待加工合金管工件内壁之间设有磁性磨粒；电化学装置包括电解槽、蠕动泵、直流电源和碳刷，电解槽通过电解液输送管道依次连接蠕动泵和V形辅助磁铁下方的铜棒电极，铜棒电极连接直流电源的负极，直流电源的正极连接设在合金管工件外侧的碳刷；超声振动装置包括超声波发生器以及依次相连的基座、集电环、换能器、变幅杆、弹性筒夹和连杆，超声波发生器与集电环通过电线连接，连杆位于合金管工件中轴线上并与V形辅助磁铁一侧连接；合金管工件外部加设绝缘垫后装卡在工件装卡装置的三爪卡盘上并可随之转动，磁力研磨装置、电化学装置和超声振动装置在工作台移动装置带动下沿合金管工件轴向往复移动。

所述2块永磁铁分别安装在磁极架的两端，且2块永磁铁的中轴线互相垂直。

所述电解槽内设有搅拌器，电解槽与铜棒电极之间的电解液输送管道上依次设置过滤器、蠕动泵、流量计和控制阀。

所述铜棒电极通过螺纹杆固定在V形辅助磁铁的下方，螺纹杆内设有与铜棒电极上的电解液流出孔相通的孔道，电解液输送管道与螺纹杆内部孔道连通。

所述工作台移动装置由底部电机、凸轮、连杆工作台、移动平台、滑块和导轨组成，底部电机安装在底座上，其伸出端向上连接凸轮，凸轮可绕电机轴转动；凸轮一端与连杆工作台远离合金管工件的一端连接，连杆工作台靠近合金管工件的一端通过移动平台连接滑块，滑块可沿设置在底座上的导轨滑动；磁力研磨装置中的磁极架、电化学装置中的电解槽以及超声振动装置中的基座均安装在连杆工作台上并可随之移动。

所述工件装卡装置由调速电机、卡盘安装轴和三爪卡盘组成，卡盘安装轴通过轴承安装在与底座垂直设置的支架上，卡盘安装轴在支架外侧安装调速电机，内侧安装用于装卡合金管工件的三爪卡盘。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)将电化学光整加工与轴向超声振动辅助磁力研磨加工相结合，通过电化学反应使合金管工件表面反应生成一层较软的钝化膜，轴向超声振动辅助磁力研磨有效去除这层钝化膜，配合轴向超声振动产生的空化作用，实现对硬质合金管的光整加工，并可显著提高加工效率和表面质量；

2)结构简单，布局合理，调整方便，制造成本低；

3)合金管工件的光整加工可通过设定不同的工艺参数及配合不同粒度的磁性磨粒实现最佳的加工效果。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1中的I-I剖视图。

图中：1.调速电机2.轴承3.卡盘安装轴4.三爪卡盘5.卡爪6.绝缘垫7.合金管工件8.碳刷9.直流电源10.连杆11.弹性筒夹12.变幅杆13.换能器14.集电环15.基座16.超声波发生器17.连杆工作台18.凸轮19.底部电机20.底座21.流量计22.控制阀23.蠕动泵24.过滤器25.搅拌器26.支架27.导轨28.移动平台29.滑块30.永磁铁31.磁性磨粒32.V形辅助磁铁33.铜棒电极34.电解液35.电解槽36.磁极架

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

见图1-图2，是本实用新型的结构示意图，本实用新型一种适用于合金管光整加工的电化学磁力研磨机，包括底座20及设置在底座20上的磁力研磨装置、电化学装置、超声振动装置、工作台移动装置和工件装卡装置，所述磁力研磨装置包括设置在合金管工件7外侧的2块永磁铁30和设置在合金管工件7内部的V形辅助磁铁32，2块永磁铁30与合金管工件7相对一侧的磁极相反，V形辅助磁铁32的2个磁极分别与外部的1块永磁铁30相对设置且磁极相反；V形辅助磁铁32与待加工合金管工件7内壁之间设有磁性磨粒31；电化学装置包括电解槽35、蠕动泵23、直流电源9和碳刷8，电解槽通过电解液输送管道依次连接蠕动泵23和V形辅助磁铁32下方的铜棒电极33，铜棒电极33连接直流电源9的负极，直流电源9的正极连接设在合金管工件7外侧的碳刷8；超声振动装置包括超声波发生器16以及依次相连的基座15、集电环14、换能器13、变幅杆12、弹性筒夹11和连杆10，超声波发生器16与集电环14通过电线连接，连杆10位于合金管工件7中轴线上并与V形辅助磁铁32一侧连接；合金管工件7外部加设绝缘垫6后装卡在工件装卡装置的三爪卡盘4上并可随之转动，磁力研磨装置、电化学装置和超声振动装置在工作台移动装置带动下沿合金管工件7轴向往复移动。

所述2块永磁铁30分别安装在磁极架36的两端，且2块永磁铁30的中轴线互相垂直。

所述电解槽35内设有搅拌器25，电解槽35与铜棒电极33之间的电解液输送管道上依次设置过滤器24、蠕动泵23、流量计21和控制阀22。

所述铜棒电极33通过螺纹杆固定在V形辅助磁铁32的下方，螺纹杆内设有与铜棒电极33上的电解液流出孔相通的孔道，电解液输送管道与螺纹杆内部孔道连通。

所述工作台移动装置由底部电机19、凸轮18、连杆工作台17、移动平台28、滑块29和导轨27组成，底部电机安装在底座上，其伸出端向上连接凸轮，凸轮可绕电机轴转动；凸轮18一端与连杆工作台17远离合金管工件7的一端连接，连杆工作台17靠近合金管工件7的一端通过移动平台28连接滑块2，滑块29可沿设置在底座20上的导轨27滑动；磁力研磨装置中的磁极架、电化学装置中的电解槽35以及超声振动装置中的基座均15安装在连杆工作台17上并可随之移动。

所述工件装卡装置由调速电机1、卡盘安装轴3和三爪卡盘4组成，卡盘安装轴3通过轴承2安装在与底座20垂直设置的支架26上，卡盘安装轴3在支架26外侧安装调速电机1，内侧安装用于装卡合金管工件7的三爪卡盘4。

本实用新型中，2块永磁铁30及V形辅助磁铁32磁极的大小、形状以及两个磁极间的磁间距可根据待加工合金管工件7的具体结构和加工精度要求确定。加工时V形辅助磁极32和合金管工件7的内表面之间填充磁性磨粒31，磁性磨粒31的粒径可根据加工要求在45～375μm内选取。

本实用新型将电化学光整加工与轴向超声振动辅助磁力研磨加工相结合，电化学反应使合金管工件7内表面反应生成一层较软的钝化膜，轴向超声振动辅助磁力研磨可有效地去除钝化膜；光整加工时，启动超声波发生器16，超声发生装置产生高频的轴向振动，作用于磁力研磨和电化学加工区域，结合轴向超声振动产生空化作用，实现对硬质合金管的光整加工，可显著提高磁力研磨加工的加工效率和表面质量。具体工作过程如下：

将合金管工件7装卡到三爪卡盘4上，收紧卡爪5使其固定牢固；将磁力研磨装置和电化学装置安装在连杆工作台17上，在V形辅助磁铁32与合金管工件7内表面间填充磁性磨粒31，在磁力的作用下，V形辅助磁铁32将磁性磨粒31压附在合金管工件7内表面上；启动调速电机1，使合金管工件7做周向旋转运动，启动底部电机19，使其带动凸轮18并驱动连杆工作台17移动，由于导轨27的限制作用，连杆工作台17只能通过滑块29沿导轨27实现往复移动；启动超声振动装置和电化学装置，使磁力研磨装置沿合金管工件7轴线方向做高频振动，同时合金管工件7由于电化学作用使得内表面产生一层较软的钝化膜，通过磁性磨粒31与合金管工件7间相对运动，使得合金管工件7在磁性磨粒31间进行相互摩擦挤压，最终实现光整加工的目的。本实用新型对硬质合金管内表面原始加工缺陷可实现高效高质量研磨消除，对各种类型和不同规格的合金管均具有较强的适用性。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种适用于合金管光整加工的电化学磁力研磨机，其特征在于，包括底座及设置在底座上的磁力研磨装置、电化学装置、超声振动装置、工作台移动装置和工件装卡装置，所述磁力研磨装置包括设置在合金管工件外侧的2块永磁铁和设置在合金管工件内部的V形辅助磁铁，2块永磁铁与合金管工件相对一侧的磁极相反，V形辅助磁铁的2个磁极分别与外部的1块永磁铁相对设置且磁极相反；V形辅助磁铁与待加工合金管工件内壁之间设有磁性磨粒；电化学装置包括电解槽、蠕动泵、直流电源和碳刷，电解槽通过电解液输送管道依次连接蠕动泵和V形辅助磁铁下方的铜棒电极，铜棒电极连接直流电源的负极，直流电源的正极连接设在合金管工件外侧的碳刷；超声振动装置包括超声波发生器以及依次相连的基座、集电环、换能器、变幅杆、弹性筒夹和连杆，超声波发生器与集电环通过电线连接，连杆位于合金管工件中轴线上并与V形辅助磁铁一侧连接；合金管工件外部加设绝缘垫后装卡在工件装卡装置的三爪卡盘上并可随之转动，磁力研磨装置、电化学装置和超声振动装置在工作台移动装置带动下沿合金管工件轴向往复移动。

2.根据权利要求1所述的一种适用于合金管光整加工的电化学磁力研磨机，其特征在于，所述2块永磁铁分别安装在磁极架的两端，且2块永磁铁的中轴线互相垂直。

3.根据权利要求1所述的一种适用于合金管光整加工的电化学磁力研磨机，其特征在于，所述电解槽内设有搅拌器，电解槽与铜棒电极之间的电解液输送管道上依次设置过滤器、蠕动泵、流量计和控制阀。

4.根据权利要求1所述的一种适用于合金管光整加工的电化学磁力研磨机，其特征在于，所述铜棒电极通过螺纹杆固定在V形辅助磁铁的下方，螺纹杆内设有与铜棒电极上的电解液流出孔相通的孔道，电解液输送管道与螺纹杆内部孔道连通。

5.根据权利要求1所述的一种适用于合金管光整加工的电化学磁力研磨机，其特征在于，所述工作台移动装置由底部电机、凸轮、连杆工作台、移动平台、滑块和导轨组成，底部电机安装在底座上，其伸出端向上连接凸轮，凸轮可绕电机轴转动；凸轮一端与连杆工作台远离合金管工件的一端连接，连杆工作台靠近合金管工件的一端通过移动平台连接滑块，滑块可沿设置在底座上的导轨滑动；磁力研磨装置中的磁极架、电化学装置中的电解槽以及超声振动装置中的基座均安装在连杆工作台上并可随之移动。

6.根据权利要求1所述的一种适用于合金管光整加工的电化学磁力研磨机，其特征在于，所述工件装卡装置由调速电机、卡盘安装轴和三爪卡盘组成，卡盘安装轴通过轴承安装在与底座垂直设置的支架上，卡盘安装轴在支架外侧安装调速电机，内侧安装用于装卡合金管工件的三爪卡盘。