CN212311560U - 一种用于非回转件微小腔体磁性抛光的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于非回转件微小腔体磁性抛光的装置，属于机床加工领域。X方向运动机构与底座上方固定连接，Y方向运动部件与X方向运动机构固定连接，旋转磁力机构的夹具工作台通过支架与底座上方固定连接、且位于Y方向运动部件的中间，旋转磁力机构与Y方向运动部件固定连接。优点在于结构新颖，保证旋转磁力机构具有三个自由度运动，保证功能的前提下避免各运动机构干涉，使结构更加紧凑在加工非回转件微小腔体时，能充分应对各种孔径的加工要求，达到高精度抛光的目的。同时采用上下对称的磁力机构在工件的周围产生旋转磁场，增大了磁场强度，以磁场的旋转替代工件的旋转，充分解决了非回转板件内孔无法加工的问题。

Description

一种用于非回转件微小腔体磁性抛光的装置

技术领域

本实用新型涉及一种机床加工领域，尤其涉及一种用于非回转件微小腔体磁性抛光的装置。

背景技术

在前苏联工程师提出了磁性抛光技术的初步思路后，经过二十世纪六十年代的逐步发展，终于设计出了多种磁力研磨加工机床，但是只能适用于平面加工。二十世纪九十年代以来，我国也对磁性研磨技术的开发与应用做出了大量研究与投入，得到了显著成果，对磁性加工的发展做出了重要贡献。虽然磁性加工技术已经发展多年，但是在磁性加工技术的应用上没有做出突破，主要应用在平面的研磨，这对磁性加工的发展造成了巨大障碍。在运用磁性磨粒进行抛光时，磁性磨粒会受到外部的磁场的作用，产生很大的磁场引力，磨粒紧紧附着在待加工表面上，同时外部磁场会旋转，便带动磨粒沿着待加工面运动起来，磨粒不仅硬度非常高，在其表面还有无数尖端，在磨粒运动过程中就会对待加工表面的凸峰进行打磨，达到对工件表面抛光的目的，旋转磁场可以附加进给运动以实现对整个表面的抛光。磁性抛光不仅能改变待加工面的表面粗糙度，而且还可以改善表面的应力状态，同时去除毛刺。但是在加工应用范围，加工精度不高，机床设备运转难度大。随着制造业的不断发展，各类形状、各类材料的板件被设计出来，在微小孔，尤其是非回转、曲线孔径很难做到较高的打磨精度，在常用设备上甚至无法对非回转板件的孔进行打磨加工。

发明内容

本实用新型提供一种用于非回转件微小腔体磁性抛光的装置，以解决非回转件微小腔体加工难度大，加工精度低的问题。

本实用新型采用的技术方案是：包括底座、X方向运动机构、Y方向运动部件和旋转磁力机构，其中X方向运动机构与底座上方固定连接，Y方向运动部件的连接架与X方向运动机构的X工作台固定连接，旋转磁力机构的夹具工作台通过支架与底座上方固定连接、且位于Y方向运动部件的中间，旋转磁力机构的上旋转磁力机构和下旋转磁力机构分别与Y方向运动部件的Y方向上运动部件和Y方向下运动部件固定连接。

所述X方向运动机构包括X导轨、X滚珠丝杠、X工作台、紧定螺钉、X轴承、X交流伺服电机、X丝杠螺母、X滑块，其中X轴承固定在底座上，X滚珠丝杠与X轴承转动连接，X交流伺服电机通过联轴器与X滚珠丝杠连接，X导轨分别位于X滚珠丝杠两侧、且与底座上方固定连接，X丝杠螺母与X滚珠丝杠螺纹连接，X工作台分别与X滑块和X丝杠螺母螺钉连接，X滑块与X导轨滑动连接。

所述Y方向运动部件包括Y方向下运动部件、Y方向上运动部件和连接架，其中Y方向下运动部件和Y方向上运动部件与连接架连接，Y方向下运动部件和Y方向上运动部件结构相同。

所述Y方向下运动部件包括Y方向下运动部件底板、Y交流伺服电机、Y轴承、Y滑轨、Y下工作台、Y丝杠螺母、Y滑块和Y滚珠丝杠，其中Y轴承固定在Y方向下运动部件底板上，Y滚珠丝杠与Y轴承转动连接，Y交流伺服电机通过联轴器与Y滚珠丝杠连接，Y滑轨分别位于Y滚珠丝杠两侧、且与Y方向下运动部件底板上方固定连接，Y丝杠螺母与Y滚珠丝杠螺纹连接，Y下工作台分别与Y滑块和丝杠螺母螺钉连接，Y滑块与Y滑轨滑动连接。

所述连接架包括手柄、支撑立柱、导柱、下支撑座，其中三个支撑立柱分别与下支撑座固定连接，导柱下端和下支撑座转动连接，手柄与导柱上方固定连接，Y方向上运动部件的Y方向上运动部件底板分别与三个支撑立柱滑动连接、与导柱螺纹连接。

所述旋转磁力机构包括夹具工作台组件、夹具、下旋转磁力机构、上旋转磁力机构、回收管、送料管、电动缸和磨料盒，其中磨料盒固定连接在夹具工作台组件的下方，送料管和回收管一端与磨料盒连接、另一端分别和夹具工作台组件的单向阀二和出料阀口连接，电动缸与夹具工作台组件上方一端固定连接，夹具安装在夹具工作台组件的中部，下旋转磁力机构与Y下工作台固定连接，上旋转磁力机构与Y方向上运动部件的Y上工作台固定连接。

所述夹具工作台组件包括台板、磨料进料阀口、单向阀一、单向阀二、T形接口、储料管和磨料出料阀口，其中单向阀一、单向阀二、T形接口和储料管分别固定连接在台板上方，储料管一端与电动缸固定连接、另一端与T形接口的一端连接，该T形接口的另外两端分别与单向阀一、单向阀二连接，该单向阀一通过管路与磨料进料阀口连接，该单向阀二与送料管连接，磨料出料阀口与回收管连接，磨料进料阀口和磨料出料阀口分别与夹具连接。

本实用新型的优点在于，结构新颖，保证旋转磁力机构具有三个自由度运动，保证功能的前提下避免各运动机构干涉，使结构更加紧凑在加工非回转件微小腔体时，能充分应对各种孔径的加工要求，达到高精度抛光的目的。同时采用上下对称的磁力机构在工件的周围产生旋转磁场，增大了磁场强度，以磁场的旋转替代工件的旋转，充分解决了非回转板件内孔无法加工的问题。

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X方向运动机构的结构示意图；

图3是本实用新型X方向运动机构的俯视图；

图4是本实用新型Y方向下运动部件的结构示意图；

图5是本实用新型Y方向上运动部件和连接架的结构示意图；

图6是本实用新型旋转磁力机构的结构示意图；

图7是本实用新型夹具工作台组件的结构示意图，图中还包括被加工工件5。

具体实施方式

包括底座1、X方向运动机构2、Y方向运动部件3和旋转磁力机构4，其中X方向运动机构2与底座1上方固定连接，Y方向运动部件3的连接架303与X方向运动机构2的X工作台203固定连接，旋转磁力机构4的夹具工作台401通过支架与底座1上方固定连接、且位于Y方向运动部件3的中间，旋转磁力机构4的上旋转磁力机构404和下旋转磁力机构410分别与Y方向运动部件3的Y方向上运动部件302和Y方向下运动部件301固定连接。

所述X方向运动机构2包括X导轨201、X滚珠丝杠202、X工作台203、紧定螺钉204、X轴承205、X交流伺服电机206、X丝杠螺母207、X滑块208，其中X轴承205固定在底座1上，X滚珠丝杠202与X轴承205转动连接，X交流伺服电机206通过联轴器与X滚珠丝杠202连接，X导轨201分别位于X滚珠丝杠202两侧、且与底座1上方固定连接，X丝杠螺母207与X滚珠丝杠202螺纹连接，X工作台203分别与X滑块208和X丝杠螺母207螺钉连接，X滑块208与X导轨201滑动连接；X滚珠丝杠202由X交流伺服电机206驱动，X丝杠螺母207带动X工作台203通过X滑块208在X导轨201上滑动。

所述Y方向运动部件3包括Y方向下运动部件301、Y方向上运动部件302和连接架303，其中Y方向下运动部件301和Y方向上运动部件302与连接架303连接，Y方向下运动部件301和Y方向上运动部件302结构相同。

所述Y方向下运动部件301包括Y方向下运动部件底板30101、Y交流伺服电机30102、Y轴承30103、Y滑轨30104、Y下工作台30105、Y丝杠螺母30106、Y滑块30107和Y滚珠丝杠30108，其中Y轴承30103固定在Y方向下运动部件底板30101上，Y滚珠丝杠30108与Y轴承30103转动连接，Y交流伺服电机30102通过联轴器与Y滚珠丝杠30108连接，Y滑轨30104分别位于Y滚珠丝杠30108两侧、且与Y方向下运动部件底板30101上方固定连接，Y丝杠螺母30106与Y滚珠丝杠30108螺纹连接，Y下工作台30105分别与Y滑块30107和丝杠螺母30106螺钉连接，Y滑块30107与Y滑轨30104滑动连接；Y滚珠丝杠30108由Y交流伺服电机30102驱动，Y丝杠螺母30106带动Y下工作台30105通过Y滑块30107在Y滑块30107上滑动。

所述连接架303包括手柄30301、支撑立柱30302、导柱30303、下支撑座30304，其中三个支撑立柱30302分别与下支撑座30304固定连接，导柱30303下端和下支撑座30304转动连接，手柄30301与导柱30303上方固定连接，Y方向上运动部件302的Y方向上运动部件底板30201分别与三个支撑立柱30302滑动连接、与导柱30303螺纹连接，转动手柄501使Y方向上运动部件302沿Z方向运动以调整间隙。

当使用时，通过转动手柄实现Z自由度方向移动，由于机床对Z自由度移动距离要求很小，所以在调整时仅为调节间隙。合理的分配各机构功能使得各自由度之间可以保证同时动作且不相互干涉，达到对非回转腔体进行不间断加工的目的。

所述旋转磁力机构4包括夹具工作台组件401、夹具402、下旋转磁力机构403、上旋转磁力机构404、回收管405、送料管406、电动缸407和磨料盒408，其中磨料盒408固定连接在夹具工作台组件401的下方，送料管406和回收管409一端与磨料盒408连接、另一端分别和夹具工作台组件401(的单向阀二40104和出料阀口40107)连接，电动缸407与夹具工作台组件401上方一端固定连接，夹具402安装在夹具工作台组件401的中部，下旋转磁力机构403与Y下工作台30105固定连接，上旋转磁力机构404与Y方向上运动部件302的Y上工作台30202固定连接。

所述夹具工作台组件401包括台板40101、磨料进料阀口40102、单向阀一40103、单向阀二40104、T形接口40105、储料管40106和磨料出料阀口40107，其中单向阀一40103、单向阀二40104、T形接口40105和储料管40106分别固定连接在台板40101上方，储料管40106一端与电动缸407固定连接、另一端与T形接口40105的一端连接，该T形接口40105的另外两端分别与单向阀一40103、单向阀二40104连接，该单向阀一40103通过管路与磨料进料阀口40102连接，该单向阀二40104与送料管406连接，磨料出料阀口40107与回收管405连接，磨料进料阀口40102和磨料出料阀口40107分别与夹具402连接。

在加工时，将工件5安装在夹具工作台组件401的夹具402上，磨料进料阀口40102通过接头与工件待加工内腔的端孔固定连接，上旋转磁力机构404和下旋转磁力机构410通过其上的电机进行驱动，作为磁场发生装置的动力，上、下对称安装的目的在于使得在夹具工作台组件401两侧产生旋转磁场以加工工件5；电动缸407从磨料盒408经送料管406和单向阀二40104吸出磨料至储料管40106内，再由电动缸407从储料管4016输送磨料至磨料进料阀口40102喷出至加工内腔、进行加工，加工完成后，电动缸吹出腔内磨料，由回收管405送至磨料盒中，磨料主要是金刚石制成；其中，单向阀一40103的作用为：防止在吸出磨料的过程中，将外部杂质吸入储料管40106内污染磨料；单向阀二4014的作用为：防止在喷出磨料时，将磨料喷回送料管406内，降低喷料的量；

因为待加工表面为薄片零件内的腔体，且由于旋转磁场受非回转件的约束而无法使旋转中心与腔体中心保持同心，磁场抛光过程中抛光力受磁场与磨粒间距的影响很大，采用常规磁场时会因加工间隙过大而大大削弱抛光力，从而无法达到要求的加工表面质量。故通过调整上下旋转磁力机构的位置，以直线电机定子线圈磁场作为磁场发生装置，可以有效解决抛光时工作间隙的问题，并且为了抵消法向力而采用双边型结构，同时可以在内腔形成了一个完整的回转磁场，旋转磁力机构为两部分，上下布置，分别安装在Y运动机构的上下运动部件工作台上；其产生的旋转磁场由各自端部安装的电机驱动，在夹具工作台的两侧形成旋转磁场。

Claims (7)

1.一种用于非回转件微小腔体磁性抛光的装置，其特征在于：包括底座、X方向运动机构、Y方向运动部件和旋转磁力机构，其中X方向运动机构与底座上方固定连接，Y方向运动部件的连接架与X方向运动机构的X工作台固定连接，旋转磁力机构的夹具工作台通过支架与底座上方固定连接、且位于Y方向运动部件的中间，旋转磁力机构的上旋转磁力机构和下旋转磁力机构分别与Y方向运动部件的Y方向上运动部件和Y方向下运动部件固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于非回转件微小腔体磁性抛光的装置，其特征在于：所述X方向运动机构包括X导轨、X滚珠丝杠、X工作台、紧定螺钉、X轴承、X交流伺服电机、X丝杠螺母、X滑块，其中X轴承固定在底座上，X滚珠丝杠与X轴承转动连接，X交流伺服电机通过联轴器与X滚珠丝杠连接，X导轨分别位于X滚珠丝杠两侧、且与底座上方固定连接，X丝杠螺母与X滚珠丝杠螺纹连接，X工作台分别与X滑块和X丝杠螺母螺钉连接，X滑块与X导轨滑动连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于非回转件微小腔体磁性抛光的装置，其特征在于：所述Y方向运动部件包括Y方向下运动部件、Y方向上运动部件和连接架，其中Y方向下运动部件和Y方向上运动部件与连接架连接，Y方向下运动部件和Y方向上运动部件结构相同。

4.根据权利要求3所述的一种用于非回转件微小腔体磁性抛光的装置，其特征在于：所述Y方向下运动部件包括Y方向下运动部件底板、Y交流伺服电机、Y轴承、Y滑轨、Y下工作台、Y丝杠螺母、Y滑块和Y滚珠丝杠，其中Y轴承固定在Y方向下运动部件底板上，Y滚珠丝杠与Y轴承转动连接，Y交流伺服电机通过联轴器与Y滚珠丝杠连接，Y滑轨分别位于Y滚珠丝杠两侧、且与Y方向下运动部件底板上方固定连接，Y丝杠螺母与Y滚珠丝杠螺纹连接，Y下工作台分别与Y滑块和丝杠螺母螺钉连接，Y滑块与Y滑轨滑动连接。

5.根据权利要求3所述的一种用于非回转件微小腔体磁性抛光的装置，其特征在于：所述连接架包括手柄、支撑立柱、导柱、下支撑座，其中三个支撑立柱分别与下支撑座固定连接，导柱下端和下支撑座转动连接，手柄与导柱上方固定连接，Y方向上运动部件的Y方向上运动部件底板分别与三个支撑立柱滑动连接、与导柱螺纹连接。

6.根据权利要求1所述的一种用于非回转件微小腔体磁性抛光的装置，其特征在于：所述旋转磁力机构包括夹具工作台组件、夹具、下旋转磁力机构、上旋转磁力机构、回收管、送料管、电动缸和磨料盒，其中磨料盒固定连接在夹具工作台组件的下方，送料管和回收管一端与磨料盒连接、另一端分别和夹具工作台组件的单向阀二和出料阀口连接，电动缸与夹具工作台组件上方一端固定连接，夹具安装在夹具工作台组件的中部，下旋转磁力机构与Y下工作台固定连接，上旋转磁力机构与Y方向上运动部件的Y上工作台固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种用于非回转件微小腔体磁性抛光的装置，其特征在于：所述夹具工作台组件包括台板、磨料进料阀口、单向阀一、单向阀二、T形接口、储料管和磨料出料阀口，其中单向阀一、单向阀二、T形接口和储料管分别固定连接在台板上方，储料管一端与电动缸固定连接、另一端与T形接口的一端连接，该T形接口的另外两端分别与单向阀一、单向阀二连接，该单向阀一通过管路与磨料进料阀口连接，该单向阀二与送料管连接，磨料出料阀口与回收管连接，磨料进料阀口和磨料出料阀口分别与夹具连接。

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