可調磁場及自適應孔徑的磁性磨具光整加工裝置及方法制造方法及圖紙

本發明專利技術屬于機械零件表面光整加工技術領域，具體是一種可調磁場及自適應孔徑的磁性磨具光整加工裝置及方法。包括磁場發生裝置以及可以改變直徑的自適應孔徑機構，自適應孔徑機構設置在磁場發生裝置周側，自適應孔徑機構以及磁場發生裝置設置在待加工工件內側。本發明專利技術既可對導磁材料也可對非導磁材料進行內孔表面的光整加工。整個加工裝置結構簡單，工藝簡潔，經濟效益好，易于廣泛應用。

【技術實現步驟摘要】
可調磁場及自適應孔徑的磁性磨具光整加工裝置及方法
本專利技術屬于機械零件表面光整加工
，具體是一種可調磁場及自適應孔徑的磁性磨具光整加工裝置及方法。
技術介紹
機械零件的表面質量是評價機械零件質量的一個重要指標，直接影響整個機械產品的使用性能和壽命。在機械零件的實際生產過程中，孔表面光整加工存在加工難度大，加工質量差，加工效率低等一系列問題，特別是對階梯孔、細長孔、盲孔、曲面等表面的光整加工。因此，解決孔表面的光整加工問題，對提高機械零件表面完整性及整臺機器的使用性能和壽命顯得尤為重要。磁性磨具光整加工是將具有磁性和加工能力的介質放置在被加工工件表面，在磁場的作用下，加工介質沿著磁力線排列形成柔性的磁性磨具，實現對被加工工件的表面光整；具有加工效果好、自適應性強等優點，可應用于自由曲面、回轉體表面、彎管內表面、模具型腔表面等精密零件表面光整加工。現有技術一種磁性磨粒光整加工中的電控永磁磁場發生裝置及應用方法（ZL201310548376.1），解決了磁場發生裝置利用電磁源加工耗能高、利用永磁源加工退磁難的問題；一種電化學磁力研磨光整加工合金管的方法及裝置（ZL201610021962.4），解決了對硬質合金管的光整加工，有效提高了加工效率和加工質量。以上技術主要是圍繞電磁發生裝置等方面的問題展開的，然而在磁性磨具光整加工中電磁發生裝置結構龐大、發熱高。現有技術一種粘彈性磁性磨具表面光整加工裝置及其方法（ZL201010534181.8），采用一對永磁磁極產生磁場，磁場發生裝置結構簡單、工藝簡潔，但是磁場強度及被加工孔的內徑不可調。為了有效解決上述相關問題，亟需一種可調磁場及自適應孔徑的磁性磨具光整加工裝置及方法，用以解決階梯孔、細長孔、盲孔、曲面等表面光整加工的難題。
技術實現思路
本專利技術為了解決上述技術問題，提供一種可調磁場及自適應孔徑的磁性磨具光整加工裝置及方法。本專利技術采取以下技術方案：一種可調磁場及自適應孔徑的磁性磨具光整加工裝置，包括磁場發生裝置以及可以改變直徑的自適應孔徑機構，自適應孔徑機構設置在磁場發生裝置周側，自適應孔徑機構以及磁場發生裝置設置在待加工工件內側。進一步的，磁場發生裝置包括軟鐵片、磁性磨具一、磁性磨具二、銅套、永磁體一、軟鐵一、永磁體二、軟鐵二和永磁體三，永磁體一、永磁體二以及永磁體三均為軸向充磁且角度為120°的扇形結構，并且與銅套為間隙配合，永磁體一與永磁體二之間的間隙用軟鐵一填充；永磁體二與永磁體三之間的間隙用軟鐵二填充，永磁體一、永磁體二以及永磁體三按照磁極互斥的排列方式依次放入到銅套中，即軟鐵一兩側為S-S，軟鐵二兩側為N-N，銅套的外側從左到右依次開有四個槽孔，兩側的槽孔中插入有軟鐵片，中間的槽孔中吸附磁性磨具一和磁性磨具二。進一步的，自適應孔徑機構包括右連桿、主軸、左連桿、長連桿和滑塊，所述的銅套在周向上均布有三個，銅套的截面為120°角的扇形結構，每個銅套兩端分別通過右連桿和左連桿用轉動副連接主軸構成平行四邊形機構，在周向上均布三個相同的平行四邊形機構；滑塊通過移動副連接在主軸上，滑塊通過轉動副連接長連桿的一端，長連桿另一端與左連桿以及主軸通過轉動副連接。進一步的，磁場發生裝置和自適應孔徑機構組成光加工執行部件，光加工執行部件固定在電磁振動部件上，待加工工件固定在工件夾緊部件上，還包括用于運輸待加工工件的進給部件。進一步的，電磁振動部件包括振動裝置左端蓋、振動機構主軸、直線軸承、止動環、圓柱螺旋壓縮彈簧、永磁體彈簧座、外鐵扼、線圈、永磁體、雙列推力球軸承、振動裝置右端蓋和機架，機架左右兩端分別固定有振動裝置左端蓋和振動裝置右端蓋，機架內側設置有外鐵扼，線圈套在外鐵扼中，外鐵扼內設置有用于安裝振動機構主軸的雙列推力球軸承，雙列推力球軸承外側套有永磁體，雙列推力球軸承兩側對稱固定有永磁體彈簧座，永磁體彈簧座上安裝有圓柱螺旋壓縮彈簧，圓柱螺旋壓縮彈簧外端分別與左右兩側的振動裝置左端蓋和振動裝置右端蓋接觸，振動裝置左端蓋和振動裝置右端蓋上開有孔，孔上安裝有用于固定振動機構主軸的直線軸承，直線軸承與振動裝置左端蓋和振動裝置右端蓋之間設置有止動環，振動裝置左端蓋和振動裝置右端蓋固定在機架上。進一步的，進給部件包括伺服電機、梅花型聯軸器、絲杠、軸承座、圓錐滾子軸承、軸承端蓋、密封氈圈、導軌、滑塊。絲杠和伺服電機通過梅花型聯軸器連接在一起，絲杠的兩端裝有圓錐滾子軸承。兩個導軌平行于絲杠，安裝在絲杠的兩側。絲杠和滑塊通過螺旋副連接在一起，導軌和滑塊通過移動副連接在一起。滑塊的上部設計有工件夾緊部件座，通過螺栓連接將其和工件夾緊部件連在一起。通過控制伺服電機的轉向和轉速進而控制滑塊和工件夾緊部件的進給運動。一種可調磁場及自適應孔徑的磁性磨具光整加工裝置的加工方法，包括以下步驟：1、將顆粒較大的磁性磨具吸附在軟鐵二的外圍，將顆粒較小的磁性磨具吸附在軟鐵一外圍；2、將被加工管狀零件裝夾在工件夾緊部件上，然后把光整加工執行部件伸入管狀零件內部；3、調節光整加工執行部件直徑以適應管狀零件，同時調節加工間隙；4、啟動電機和電磁振動裝置，調整電機轉速和振動裝置的振幅和頻率穩定；5、待電機轉速和振動裝置的振幅和頻率穩定后，啟動進給部件，以一穩定速度進給；6、待加工完成后，取下被加工零件。與現有技術相比，本專利技術的光整加工執行部件在軸向上布置了三個尺寸相同且都為軸向充磁的永磁體，采用磁極互斥的布置形式，磁極之間的間隙用導磁能力較強的軟鐵填充，這樣就可以在軟鐵的外圍產生較強的磁感應強度，用Maxwell16.0仿真結果顯示一般可達0.8T左右，達到了表面光整所需的磁感應強度。在磁場力的作用下，離散的磁性磨粒形成了排列整齊的柔性體“磁刷”，可實現柔性光整加工。軟鐵二的寬度較小，可產生較強的磁感應強度，外圍使用粒度較大的磁性磨粒，對工件內表面進行初次加工；軟鐵一的寬度較大，相應的磁感應強度較小，軟鐵外圍使用粒度較小的磁性磨料，對工件內表面進行二次加工。銅套兩側還設有調整軟鐵片，用于調整永磁體之間的間隙，以獲得不同的磁場應強度，用于加工不同材料的零件。該裝置還巧妙的將曲柄滑塊與平行四邊形機構結合起來，構成曲柄滑塊平行四邊形機構，可用于調整加工間隙且可適應不同孔徑零件的光整加工。此外，該裝置還設計有電磁振動部件，用于提供軸向的振動，增加磁性磨具與被加工表面之間相對運動的復雜性，提高光整加工的均勻性。本專利技術所體現的積極效果有以下幾個方面：1、既可對導磁材料也可對非導磁材料進行內孔表面的光整加工。2、整個加工裝置結構簡單，工藝簡潔，經濟效益好，易于廣泛應用。3、整個加工過程為柔性加工，加工質量好，精度高。4、主軸旋轉運動和電磁振動復合起來構成了磨具與工件表面復雜的相對運動，大大提高了加工均勻性。5、在軸向上使用了三個永磁體，同時使用了兩種磁性磨料，可同時進行兩次光整加工，極大的提高了加工效率。附圖說明圖1為整個磁性磨具光整加工裝置結構示意圖；圖2為光整加工執行部件裝配圖；圖3為電磁振動部件裝配圖；圖4為銅套結構圖；圖中a-電磁振動部件，b-光整加工執行部件，c-工件加緊部件，d-進給部件，1-銷軸，2-右連桿，3-主軸，4-軟鐵片，5-磁性磨具一，6-磁性磨具二，7-左連桿，8-長連桿，9-鎖緊螺本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種可調磁場及自適應孔徑的磁性磨具光整加工裝置，其特征在于：包括磁場發生裝置以及可以改變直徑的自適應孔徑機構，自適應孔徑機構設置在磁場發生裝置周側，自適應孔徑機構以及磁場發生裝置設置在待加工工件內側。

【技術特征摘要】
1.一種可調磁場及自適應孔徑的磁性磨具光整加工裝置，其特征在于：包括磁場發生裝置以及可以改變直徑的自適應孔徑機構，自適應孔徑機構設置在磁場發生裝置周側，自適應孔徑機構以及磁場發生裝置設置在待加工工件內側。2.根據權利要求1所述的可調磁場及自適應孔徑的磁性磨具光整加工裝置，其特征在于：所述的磁場發生裝置包括軟鐵片（4）、磁性磨具一（5）、磁性磨具二（6）、銅套（11）、永磁體一（12）、軟鐵一（13）、永磁體二（14）、軟鐵二（15）和永磁體三（16），永磁體一（12）、永磁體二（14）以及永磁體三（16）均為軸向充磁且角度為120°的扇形結構，并且與銅套（11）為間隙配合，永磁體一（12）與永磁體二（14）之間的間隙用軟鐵一（13）填充；永磁體二（14）與永磁體三（16）之間的間隙用軟鐵二（15）填充，永磁體一（12）、永磁體二（14）以及永磁體三（16）按照磁極互斥的排列方式依次放入到銅套（11）中，即軟鐵一（13）兩側為S-S，軟鐵二（15）兩側為N-N，銅套（11）的外側從左到右依次開有四個槽孔，兩側的槽孔中插入有軟鐵片（4），中間的槽孔中吸附磁性磨具一（5）和磁性磨具二（6）。3.根據權利要求2所述的可調磁場及自適應孔徑的磁性磨具光整加工裝置，其特征在于：所述的自適應孔徑機構包括右連桿（2）、主軸（3）、左連桿（7）、長連桿（8）和滑塊（...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李秀紅，劉樂，李文輝，楊勝強，李唯東，王嘉明，牛亞楠，
申請(專利權)人：太原理工大學，
類型：發明
國別省市：山西,14