CN212287199U - 多波形电磁场辅助永磁研磨加工装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于磁力研磨表面光整技术领域，尤其是涉及一种多波形电磁场辅助永磁研磨加工装置，其特征在于包括底板，两个Y轴丝杠，两个Y轴电机，设置在两个Y轴丝杠上的两个龙门架，设置在每个龙门架上的X轴丝杠和X轴电机，设置在每个龙门架上的Z轴升降装置，设置在此Z轴升降装置上的回转电机，与此回转电机的输出轴相连接的永久磁极，设置在底板上的电磁铁组，与设置在电磁铁组上方的盖板。本实用新型可以实现对平面和曲面的磁力研磨加工，同时通过上下双磁极的设置和大面积磁场分布也有效减小了加工区域漏磁问题，保证了大面积平面或曲面的研磨质量；通过控制电流波形可以实现动态磁场与磁性磨料的不同交互，利于磨料的自我更新。

Description

多波形电磁场辅助永磁研磨加工装置

技术领域

本实用新型属于磁力研磨表面光整技术领域，尤其是涉及一种多波形电磁场辅助永磁研磨加工装置。

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，表面会产生不同程度的损伤，表面质量较差，工件在使用的过程中，实际质量和效果会受到很大影响，尤其是航空航天军工等领域对工件表面要求更为严格，因此对工件表面进行光整加工，提高工件的服役可靠性尤为重要。磁力研磨技术可对平面或曲面的工件表面进行光整处理。但目前针对平面或曲面的磁力研磨设备都存在磁场强度不够大、加工区域漏磁严重以及研磨时磨料自我更新不充分等问题，直接导致磁性磨料在加工区域的结合力不足，磨料飞溅；磁力线分散使磨料受到的法向力低，不能有效切进工件；同时由于传统的磁力研磨装置多为静磁场，不利于磨料的更新，随着加工时间增长加工效率及质量都会下降。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种多波形电磁场辅助永磁研磨加工装置，解决现有装置和技术的不足，可对非导磁类工件的表面进行光整加工，提高表面质量。

本实用新型的目的是通过下述技术方案来实现的：

本实用新型的多波形电磁场辅助永磁研磨加工装置，其特征在于包括底板，设置在此底板两侧的两个Y轴丝杠，分别驱动此两个Y轴丝杠的两个Y轴电机，设置在所述两个Y轴丝杠上的两个龙门架，设置在每个龙门架上的X轴丝杠和驱动此X轴丝杠的X轴电机，设置在每个龙门架上的Z轴升降装置，设置在此Z轴升降装置上的回转电机，通过联轴器与此回转电机的输出轴相连接的永久磁极，设置在所述底板上的电磁铁组，与此电磁铁组相连接的直流电源，设置在所述电磁铁组上方的盖板，设置在此盖板两侧的夹具，

每个龙门架下部均设有螺母组件Ⅰ，此螺母组件Ⅰ与所述的Y轴丝杠螺纹连接，每个Z轴升降装置上设有螺母组件Ⅱ，此螺母组件Ⅱ与所述的X轴丝杠螺纹连接。

所述的电磁铁组的每个电磁铁均同方向供电，所述的电磁铁组上部产生的磁场极性与所述的永久磁级的磁场极性相反。

所述的Z轴升降装置上设有Z轴电机。

所述的夹具上设有夹紧螺栓。

所述的永久磁极为钕铁硼磁极。

本实用新型的优点：

本实用新型的多波形电磁场辅助永磁研磨加工装置，可以实现对平面和曲面的磁力研磨加工，采用双研磨机构极大提高了研磨效率，同时通过上下双磁极的设置和大面积磁场分布也有效减小了加工区域漏磁问题，保证了大面积平面或曲面的研磨质量，磁力线更垂直于工件，磁力刷的刚度得到加强，切削力增大，可完成对硬度较高的材料进行表面光整加工；电磁铁容易控制的特点也被应用到该实用新型中，通过控制电流波形可以实现动态磁场与磁性磨料的不同交互，利于磨料的自我更新的同时也能对工件表面进行疲劳强化，释放残余应力。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的正视图。

图3为本实用新型的电磁铁组排布图。

图4为本实用新型永磁与电磁的排布关系图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本实用新型的具体实施方式。

如图1-4所示，本实用新型的多波形电磁场辅助永磁研磨加工装置，其特征在于包括底板1，设置在此底板1两侧的两个Y轴丝杠3，分别驱动此两个Y轴丝杠3的两个Y轴电机11，设置在所述两个Y轴丝杠3上的两个龙门架6，设置在每个龙门架6上的X轴丝杠和驱动此X轴丝杠的X轴电机5，设置在每个龙门架6上的Z轴升降装置，设置在此Z轴升降装置上的回转电机8，通过联轴器12与此回转电机8的输出轴相连接的永久磁极13，设置在所述底板1上的电磁铁组14，与此电磁铁组14相连接的直流电源4，设置在所述电磁铁组14上方的盖板9，设置在此盖板9两侧的夹具10，

每个龙门架6下部均设有螺母组件Ⅰ，此螺母组件Ⅰ与所述的Y轴丝杠3螺纹连接，每个Z轴升降装置上设有螺母组件Ⅱ，此螺母组件Ⅱ与所述的X轴丝杠螺纹连接。

所述的电磁铁组14的每个电磁铁均同方向供电，所述的电磁铁组14上部产生的磁场极性与所述的永久磁级13的磁场极性相反。

所述的Z轴升降装置上设有Z轴电机7。

所述的夹具10上设有夹紧螺栓2。

所述的永久磁极13为钕铁硼磁极。

一种利用多波形电磁场辅助永磁研磨加工装置的使用方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）研磨机构上升，调整夹具10宽度，将待加工工件置于盖板9上方，待加工表面向上放置，通过夹紧螺栓2夹紧工件；

（2）通过X轴电机5、Y轴电机11调整研磨机构至加工初始位置，将吸附磁性磨料的钕铁硼永久磁级13通过联轴器12与回转电机8连接，调整永久磁级13与工件表面的距离至1mm -3mm；

（3）通过导线连接直流电源4与电磁铁组14，打开直流电源4，调整电流波形为脉冲波或其他波形，以提供工件下方的动态磁场，场强随时间变化与磁性磨料产生周期性交互，接通回转电机8，调整至合适转速；

（4）接通X轴电机5、Y轴电机11，使研磨机构实现进给，如需对曲面进行研磨加工，只需将Z轴电机7接入控制系统并根据工件轮廓进行编程操作使加工轨迹符合工件的廓形即可；

（5）研磨结束后，断掉各电机和电磁铁组14的电源，松开夹具10的夹紧螺栓2和夹具10，调整研磨机构高度，取出工件冲洗，完成研磨。

本实用新型的多波形电磁场辅助永磁研磨加工装置，钕铁硼永久磁级13通过联轴器12与回转电机8相连，磁性磨料吸附在永久磁级13上，回转电机8带动永久磁级13和磁性磨料旋转，使磨料与工件表面产生相对运动，完成切削。

所述的X轴电机5、Y轴电机11分别通过Y轴丝杠3带动研磨机构进行水平方向上的进给。两组研磨机构可同时作业，提高效率。

所述的Z轴电机7可以连接数控系统，如需加工曲面，Z轴电机7可在加工时通过编程实现研磨机构在进给的同时上下运动，完成曲面的光整加工。

所述的电磁铁组14通过直流电源4供电、电流波形可根据需要通过整流系统自由调节，所有电磁铁14均同方向供电，使电磁铁组14上面磁场极性与永磁体13的极性相反以在加工区域的磁力线闭合，最大程度减少漏磁现象，同时提高磁粒刷的刚度。电磁铁组14也可根据实际工况选择部分通电。

本实用新型的多波形电磁场辅助永磁研磨加工装置，在传统的磁力研磨装置和方法的不足与缺点上进行的改革和创新，加工区域内磁场强度得到大幅提高，增强磁性磨料的刚度，可以实现对平面和曲面的磁力研磨加工；双加工工位的设置既可以实现粗加工到精加工一次完成，也可以实现双精加工操作；电磁永磁复合使磁力线闭合，上下双磁极的设置和大面积磁场分布也有效减小了加工区域漏磁问题，同时下方的电磁铁组14可以通入不同波形的电流，使加工区域的磁场呈渐变或脉冲形式，有利于磨料的游离更新，脉冲磁场也有利于释放工件内的残余应力；大面积的磁场分布和拥有三自由度的加工头也可以满足曲面的光整加工，保证了大面积平面或曲面的研磨质量；磁力线更垂直于工件，磁力刷的刚度得到加强，切削力增大，可完成对硬度较高的材料进行表面光整加工；电磁铁容易控制的特点也被应用到该实用新型中，通过控制电流波形可以实现动态磁场与磁性磨料的不同交互，利于磨料的自我更新的同时也能对工件表面进行疲劳强化，释放残余应力。

Claims (5)

1.一种多波形电磁场辅助永磁研磨加工装置，其特征在于包括底板，设置在此底板两侧的两个Y轴丝杠，分别驱动此两个Y轴丝杠的两个Y轴电机，设置在所述两个Y轴丝杠上的两个龙门架，设置在每个龙门架上的X轴丝杠和驱动此X轴丝杠的X轴电机，设置在每个龙门架上的Z轴升降装置，设置在此Z轴升降装置上的回转电机，通过联轴器与此回转电机的输出轴相连接的永久磁极，设置在所述底板上的电磁铁组，与此电磁铁组相连接的直流电源，设置在所述电磁铁组上方的盖板，设置在此盖板两侧的夹具，

每个龙门架下部均设有螺母组件Ⅰ，此螺母组件Ⅰ与所述的Y轴丝杠螺纹连接，每个Z轴升降装置上设有螺母组件Ⅱ，此螺母组件Ⅱ与所述的X轴丝杠螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的多波形电磁场辅助永磁研磨加工装置，其特征在于所述的电磁铁组的每个电磁铁均同方向供电，所述的电磁铁组上部产生的磁场极性与所述的永久磁级的磁场极性相反。

3.根据权利要求1所述的多波形电磁场辅助永磁研磨加工装置，其特征在于所述的Z轴升降装置上设有Z轴电机。

4.根据权利要求1所述的多波形电磁场辅助永磁研磨加工装置，其特征在于所述的夹具上设有夹紧螺栓。

5.根据权利要求1所述的多波形电磁场辅助永磁研磨加工装置，其特征在于所述的永久磁极为钕铁硼磁极。

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