[發明專利]一種長圓管內表面加工設備及工藝

有效

• 申請號: 201010265769.8
• 申請日: 2010-08-24
• 公開（公告）號: CN101982299A
• 公開（公告）日: 2011-03-02
• 發明（設計）人: 姚新改;軋剛;王時英;張峪生;許永娃
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: B24B33/02
• 分類號: B24B33/02
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 龐建英

技術領域

本發明一種長圓管內表面加工設備及工藝屬于特種加工技術領域范疇。具體來講，涉及電機設計技術、電磁技術、轉子珩磨頭制作技術、磨削加工技術、振動技術等。本發明適應于加工長圓管工件的內表面。

背景技術

隨著生產技術的提高，人們對零件表面質量的要求越來越高，比如在半導體生產過程中，對輸送各種高純度氣體的不銹鋼管內孔表面質量就有很高的要求，特別是實際生產中還有一些長圓管零件(如物流管道)，由于零件結構本身的特殊性不宜做高速旋轉運動，其內孔表面的加工比較困難，目前尚無有效解決方法。現有的長圓管內表面加工技術主要有磁力研磨、擠壓珩磨。磁力研磨的磁刷雖然為柔性的，有較強的自適應能力，但屬于光整加工范疇，郭燕瑩，張銀喜.磁性研磨的加工特性.太原工業大學學報.1997(9)、徐立軍，王文，楊誠.磁力研磨加工技術綜述.組合機床與自動化加工技術，2003(1)、張銀喜、丁艷紅.熱壓燒結法制備磁性磨料.00136573中均有詳細描述，方建成，金洙吉，徐文驥，周錦進.旋轉磁場磁粒光整加工研究.中國機械工程.2001(11)一文中的試驗數據顯示磁力研磨十五分鐘的去除量僅為45mg，磨料的磨削能力較小，難以加工比較粗糙的內孔表面；擠壓珩磨的流體磨料為粘彈性的，也是柔性的，根據粘彈性力學，適用于加工異形復雜孔道，對于孔徑小于20mm、孔道長大于1000mm時，流體的壓力梯度太小，難以形成有效的加工作用，德國MicroStream?Technologies?GmbH公司.磨粒流加工工藝.航空制造技術.2005(12)一文中描述到對于內徑較大的工件，流體在孔道中難以形成壓力梯度，需要增加一個中心軸，使磨料通過中心軸與內孔徑之間形成的狹小空隙來達到有效加工目的，因此難以適應長圓管工件的內表面的加工，并且上述兩種加工工藝加工量太小，只適用于光整加工。所以急需高效的長圓管零件內表面加工方法。

發明內容

本發明一種長圓管內表面加工設備及工藝目的在于：為了解決上述現有的長圓管零件內表面加工難的問題，從而公開一種由定子式磁場發生器產生的旋轉磁場驅動轉子珩磨頭，而工件靜止不動，使工件與轉子珩磨頭間產生非機械驅動方式的相對運動，實現圓管零件內表面的粗加工和精加工，尤其是對長度較長、直徑較大圓管零件內孔表面的加工。

本發明一種長圓管內表面加工設備，其特征在于是一種定子式旋轉磁場驅動轉子珩磨頭加工長圓管內表面的設備，該設備由床身1、機床工作臺2、絲杠螺母進給機構3、滑臺4、定子式磁場發生器5、轉子珩磨頭6、圓管零件7、螺柱8、變頻器9、調節螺母10及V型定位塊11組成，其中轉子珩磨頭6由松緊桿12、頂緊彈簧13、連接軸14、支撐輪轂15、支撐輪轂外套16、磨塊支架17、磨塊18、轉子鐵心19和永磁鐵20組成，定子式磁場發生器5固定于滑臺4上，滑臺4放置在機床工作臺2的導軌上，并能沿導軌縱向移動，機床工作臺2固定于床身1上，圓管零件7穿過定子式磁場發生器5在V型定位塊11上定位夾緊，并通過調節螺母10調節圓管零件7的中心高度使其與磁場發生器5同軸；在定子式磁場發生器5的三相對稱繞組中通以三相對稱交流電流產生空間旋轉合成磁場，轉子珩磨頭6位于圓管零件7內腔并處于定子式磁場發生器5所產生的空間旋轉合成磁場中。

應用上述一種長圓管內表面加工設備的工藝，其特征在于是一種定子式磁場發生器產生的旋轉磁場與圓管工件內腔的轉子珩磨頭產生電磁作用，通過電磁作用轉子珩磨頭隨旋轉磁場旋轉和移動，使轉子珩磨頭與靜止的工件產生非機械驅動方式的相對運動，實現長度較長和直徑較大圓管零件內孔表面的粗加工和精加工的工藝，具體加工的工藝步驟為：

Ⅰ、工件的裝夾

首先將圓管零件7穿過定子式磁場發生器5在V型定位塊11上定位夾緊，并通過調節螺母10調節圓管零件7的中心高度使其與磁場發生器5同軸，完成工件的裝夾；

Ⅱ、磁性粗珩磨

將裝有80^#～120^#磨塊的轉子珩磨頭6放入圓管零件7內腔，定子式磁場發生器5的三相對稱繞組通以三相對稱交流電流，頻率調為35～45HZ，轉子珩磨頭6將隨旋轉磁場以1050r/min～1200r/min的速度旋轉，絲杠螺母進給機構3使定子式磁場發生器5沿軸向以3～6m/min的速度移動實現轉子珩磨頭6的縱向進給，完成長圓管內表面的磁性粗珩磨；

Ⅲ、磁性精珩磨