CN208289551U - 一种石英玻璃管内表面超声磁力复合研磨装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种石英玻璃管内表面超声磁力复合研磨装置，包括卡盘、超声波机构、磁极机构、支撑架、底座，卡盘与超声波机构同轴心设置，卡盘用以固定工件，工件下方设置有溜板箱Ⅱ，超声波机构固定在溜板箱Ⅰ上；超声波机构包括依次连接的铜管、联轴器、变幅杆、换能器、集电环、超声波发生器，铜管通过筒夹与联轴器固定连接；磁极机构包括内磁极、外磁极，内磁极固定在铜管上，外磁极固定在溜板箱Ⅱ上，溜板箱Ⅰ、溜板箱Ⅱ安装在带轨道的底座上，溜板箱Ⅰ、溜板箱Ⅱ通过滚珠丝杠副与底座连接，内磁极上吸附有磁性磨料粒子。优点是：采用超声辅助磁力研磨抛光，可以高效的对各类石英玻璃管内表面光整加工。

Description

一种石英玻璃管内表面超声磁力复合研磨装置

技术领域

本实用新型属于石英玻璃管加工领域，尤其涉及一种石英玻璃管内表面超声磁力复合研磨装置。

背景技术

随着科学技术的不断进步，石英玻璃在国内外的重要行业应用都非常广泛，例如航空航天、医学、化学等领域，在这些领域中对其表面质量的需求也越来越高，传统的加工方法效率不仅低下而且表面质量不是太理想，因此本实验提出了一种新的方法，超声辅助磁力研磨装置，它适用于非磁性材料和脆性材料的光整加工，本实验选材为石英玻璃管，它是一种脆性难加工材料，人们对脆性材料的表面光整度要求越来越高，传统的化学抛光方法对材料去除量和表面粗糙度有很大改善，但效果不是太理想，而且不是太环保。

发明内容

为克服现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种石英玻璃管内表面超声磁力复合研磨装置，可对石英玻璃管内表面进行高效地光整，降低表面粗糙度值和去除表面毛刺，最终获得理想的内表面质量。

为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种石英玻璃管内表面超声磁力复合研磨装置，包括卡盘、超声波机构、磁极机构、支撑架、底座，卡盘与超声波机构同轴心设置，卡盘用以固定工件，工件下方设置有溜板箱Ⅱ，超声波机构固定在溜板箱Ⅰ上；超声波机构包括依次连接的铜管、联轴器、变幅杆、换能器、集电环、超声波发生器，铜管通过筒夹与联轴器固定连接；磁极机构包括内磁极、外磁极，内磁极固定在铜管上，外磁极固定在溜板箱Ⅱ上，溜板箱Ⅰ、溜板箱Ⅱ安装在带轨道的底座上，溜板箱Ⅰ、溜板箱Ⅱ通过滚珠丝杠副与底座连接，内磁极上吸附有磁性磨料粒子。

所述的外磁极由圆台形磁极N极、S极构成。

所述的内磁极由圆柱形径向磁极S极、N极构成，内部磁极的S极、N极与外部磁极的N极、S极磁性相异，构成封闭的磁回路。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

石英玻璃管内表面超声磁力复合研磨装置采用超声辅助磁力研磨抛光，相对传统工艺材料去除量更大，表面粗糙度更低，可以高效的对各类石英玻璃管内表面光整加工。超声波机构由交流电信号经超声波发生器转变成超声频信号，送至换能器转为机械振动，经变幅杆放大后通过联轴器和铜管到达圆柱形磁极头，产生轴向振动，再加上卡盘的轴向转动，使磁性磨粒在受到旋转、轴向振动和磁场力的复合叠加运动后，磨粒不停地做翻滚、挤压、刻画和撞击，从而达到对脆性玻璃管的内表面加工效果。内外磁极的配合可增加磁感应强度，提高研磨效果。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的主视图。

图3是本实用新型的俯视图。

图4是超声波机构的结构示意图。

图5是铜管的连接示意图。

图6是图5的剖视图。

图7是内外磁极的布置图。

图8是磁感应强度变化曲线图。

图中：1-卡盘 2-石英玻璃管 3-铜管 4-筒夹 5-联轴器 6-变幅杆 7-换能器 8-集电环 9-超声波发生器 10-固定架 11-溜板箱Ⅰ 12-溜板箱Ⅱ 13-外磁极 14-内磁极15-滚珠丝杠副 17-底座 18-进给箱 19-主轴箱 20-磁极头 21-磨料粒子。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型进行详细地描述，但是应该指出本实用新型的实施不限于以下的实施方式。

见图1-图6，一种石英玻璃管2内表面超声磁力复合研磨装置，包括卡盘1、超声波机构、磁极机构、固定架10，卡盘1与超声波机构同轴设置，卡盘1用以固定工件，工件下方设置有溜板箱Ⅱ12，超声波机构固定在溜板箱Ⅰ11上，实际操作时，超声波机构固定在固定架10上，固定架10安装在溜板箱Ⅰ11，调整固定架10的位置，确保超声波机构与卡盘1同轴心；超声波机构包括依次连接的铜管3、联轴器5、变幅杆6、换能器7、集电环8、超声波发生器9，铜管3通过筒夹4与联轴器5固定连接；磁极机构包括内磁极14、外磁极13，内磁极14固定在铜管3上，外磁极13固定在溜板箱Ⅱ12上，溜板箱Ⅰ11、溜板箱Ⅱ12安装在带轨道的底座17上，滚珠丝杠副15连接着两个溜板箱，实现溜板箱Ⅰ11、溜板箱Ⅱ12相对底座17同步移动；内磁极14上吸附有磨料粒子21。超声波机构外接交流电信号经超声波发生器9转化成超声频信号，送至换能器7转化成机械振动，经变幅杆6放大后，通过联轴器5最终到达径向内磁极14，内磁极14的磁极头吸附着磨料粒子21，使磨料粒子21产生轴向振动。磨料粒子21在受到旋转、轴向振动和磁场力的复合叠加运动后，磨料粒子21不停地做翻滚、挤压、刻画和撞击，从而更好地去除表面

其中，卡盘1固定在车床装置上，其中车床装置包括进给箱18、主轴箱19、底座17，主轴箱19是由电机驱动的主轴，主轴与卡盘1连接，电机通过主轴驱动卡盘1做旋转运动，主轴箱19与进给箱18连接，进给箱18安装在底座17上，溜板箱Ⅰ11、溜板箱Ⅱ12安装在底座轨道17上，见图1-图3。

见图6、图7，外磁极13由圆台形磁极N极、S极构成，内磁极14是圆柱形径向磁极S极、N极构成磁极头20，内部磁极的S极、N极与外部磁极的N极、S极磁性相异，构成封闭的磁回路。如图7，外磁极13靠近石英玻璃管2部分为S极，远离石英玻璃管2部分为N极，而在石英玻璃管2内的内磁极14靠近管内壁的为N极，远离内壁的磁极头20为S极。内磁极14与石英玻璃管2之间留有1-2毫米的间隙，用于填充磨料粒子21和水性研磨液。石英玻璃管2为φ30×300mm，外磁极13采用φ10×φ15聚磁性圆台形磁极，内磁极14为φ5×10mm圆柱形磁极，由于石英玻璃管2具有弧度，选取圆柱形磁极在磁场力的作用下与管内壁紧密吻合，不至于表面产生划痕，内外磁极形成径向磁场，磨料粒子21在离心力和磁场力的作用下使磁性磨料压附在工件表面形成磁力刷排列在内磁极14和石英玻璃管2之间，在水性研磨液的作用下，使磨料粒子21抱团更加紧密，研磨效率更高。由于研磨压力与磁感应强度有关，不加径向磁极时，磁感应强度仅有0.17T，采用此种磁极机构有效磁感应强度由原来的0.17T提高到了0.47T，磁感应强度得到了较大提高，研磨正压力相对较大，表面研磨效果相对较好，见图8。

磨料粒子21是铁和三氧化二铝按比例烧结后通过筛选而成的，筛选选取粒径为80目磨料粒子21，经济实用，成本不高，适用范围广、装置简单、而且比较环保。

见图1-图7，使用时，石英玻璃管2固定在卡盘1上，随卡盘1做高速旋转运动，内磁极14与外磁极13形成径向磁场，磨料粒子21在磁场力的作用下被压附到石英玻璃管2表面，从而形成具有切削能力的研磨磁力刷，刚好与超声波机构产生的轴向振动形成复合运动，使磨料粒子21与石英玻璃管2不停地做划擦、挤压、撞击等机械作用，使管内表面形貌更加光整、细密，表面粗糙度更低。每研磨五分钟加一次水性研磨液，其量为3-5ml，作为研磨过程中的润滑剂，使磨料粒子21间有一定的黏稠度，不至于磨料被甩飞。

本实用新型采用超声辅助磁力研磨抛光，相对传统工艺材料去除量更大，表面粗糙度更低，可以高效的对各类石英玻璃管2内表面光整加工。超声波机构由交流电信号经超声波发生器9转变成超声频信号，送至换能器7转为机械振动，经变幅杆6放大后通过联轴器5和铜管3到圆柱形内磁极14，产生轴向振动，再加上卡盘1的轴向转动，使磁性磨粒在受到旋转、轴向振动和磁场力的复合叠加运动后，磨粒不停地做翻滚、挤压、刻画和撞击，从而达到对脆性玻璃管的内表面加工效果。内外磁极的闭合磁场区域可增加磁感应强度，提高研磨效果。

Claims (3)

1.一种石英玻璃管内表面超声磁力复合研磨装置，其特征在于，包括卡盘、超声波机构、磁极机构、支撑架、底座，卡盘与超声波机构同轴心设置，卡盘用以固定工件，工件下方设置有溜板箱Ⅱ，超声波机构固定在溜板箱Ⅰ上；超声波机构包括依次连接的铜管、联轴器、变幅杆、换能器、集电环、超声波发生器，铜管通过筒夹与联轴器固定连接；磁极机构包括内磁极、外磁极，内磁极固定在铜管上，外磁极固定在溜板箱Ⅱ上，溜板箱Ⅰ、溜板箱Ⅱ安装在带轨道的底座上，溜板箱Ⅰ、溜板箱Ⅱ通过滚珠丝杠副与底座连接，内磁极上吸附有磁性磨料粒子。

2.根据权利要求1所述的一种石英玻璃管内表面超声磁力复合研磨装置，其特征在于，所述的外磁极由圆台形磁极N极、S极构成。

3.根据权利要求1所述的一种石英玻璃管内表面超声磁力复合研磨装置，其特征在于，所述的内磁极由圆柱形径向磁极S极、N极构成，内部磁极的S极、N极与外部磁极的N极、S极磁性相异，构成封闭的磁回路。