一种弯管铸件内壁精密抛磨装置的制作方法

本发明涉及管件内表面打磨，尤其涉及一种弯管铸件内壁精密抛磨装置。

背景技术：

1、在管路类铸件生产过程中，弯管铸件内壁易残留铸造飞边、氧化皮与表面粗糙度缺陷，需经抛磨处理后方可满足装配与使用要求。传统内壁抛磨设备多采用刚性主轴搭配磨头的结构，仅能适配直筒型管路，对于弯曲管路、异形截面管路及变径管路，存在磨头贴合度差、抛磨盲区多、加工精度难以保障的问题。

2、现有部分柔性抛磨装置虽可实现一定程度的弯曲适配，但缺乏精准的弯曲约束机构，抛磨过程中柔性段形变量不可控，易出现局部过抛或抛磨不足的现象；同时多数装置管径适配范围窄，针对不同规格管件需更换整套磨头组件，调节效率低，难以满足多规格弯管铸件的批量精密加工需求。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：传统抛磨装置无法适配弯管内壁加工，柔性抛磨结构形变量不可控、管径调节不便、抛磨精度低，为此我们提出一种弯管铸件内壁精密抛磨装置。

2、为了实现上述目的，本申请采用了如下技术方案：

3、一种弯管铸件内壁精密抛磨装置，包括机身，机身的前端通过轴承转动支承有转动盘，机身内部设置有用于驱动转动盘绕自身轴线转动的驱动电机，转动盘的前端面上沿周向环形阵列布置有多组柔性抛磨单元；

4、每组柔性抛磨单元均包括弹性护套管、软轴和弹性拉筋；弹性护套管的近端固定连接于转动盘的前端面，软轴同轴穿设于弹性护套管的内部空腔中，软轴的远端固定连接有抛磨头，软轴的近端固定连接有传动端子，传动端子通过轴承转动支承于转动盘上，传动端子的近端同轴固连有小齿轮；弹性拉筋沿弹性护套管的轴向穿设于弹性护套管的内部，且弹性拉筋布置于弹性护套管内远离转动盘轴线的一侧，弹性拉筋的两端分别与弹性护套管的近端、远端固定连接并始终处于张紧状态，用于驱使弹性护套管的自由段向远离转动盘轴线的方向弯曲；

5、机身的前端同轴固定安装有内齿环，位于最外层的柔性抛磨单元的小齿轮与内齿环的内齿相啮合，以在转动盘带动柔性抛磨单元公转时，通过齿轮啮合传动驱动软轴及抛磨头自转；

6、多组柔性抛磨单元的外部共同套设有至少两组保持架，保持架呈圆盘形结构，保持架上沿周向环形阵列开设有与柔性抛磨单元一一对应的套管通孔，弹性护套管可轴向滑动地穿设于对应套管通孔内，保持架用于约束其覆盖段的弹性护套管径向变形，仅使保持架外侧的弹性护套管自由段产生弯曲；

7、进一步的，机身的上部固定设置有空心把手，空心把手的内部沿轴向穿设有钢丝绳，钢丝绳的远端沿轴向依次穿过转动盘的中心以及各保持架中心开设的中心通孔，且钢丝绳的远端与最外侧的一组保持架的中心固定连接；钢丝绳上套设有多段压力弹簧，压力弹簧分别抵接设置于转动盘与相邻保持架之间，以及相邻两个保持架之间，用于向保持架施加向远端弹出的弹性力；

8、进一步的，空心把手的侧壁上沿轴向开设有直槽，直槽的一侧沿周向分支设置有至少两个分支槽，钢丝绳位于空心把手内的近端固定连接有定位销，定位销的两端伸出直槽并可卡入任意分支槽内，以锁定钢丝绳的轴向位置，进而调节保持架的轴向位置以改变弹性护套管自由段的长度。

9、进一步的，驱动电机的输出轴上同轴固定连接有第一带轮，转动盘的后端同轴固定连接有第二带轮，第一带轮与第二带轮之间绕设有同步带，钢丝绳从第二带轮的中心通孔中穿入转动盘内部。

10、进一步的，弹性护套管采用聚氨酯弹性体材质一体挤出成型，弹性护套管的管壁内部埋设有螺旋状的弹簧钢丝骨架，弹簧钢丝骨架沿护套管轴向连续排布，用于在保证护套管径向弯曲柔韧性的同时提升轴向抗压强度。

11、进一步的，软轴为多层钢丝缠绕式柔性传动轴，由中心芯轴与至少两层反向交错缠绕的钢丝层构成，软轴的外表面包覆有聚四氟乙烯耐磨润滑涂层，软轴的外壁与弹性护套管的内壁之间留有0.2～0.5mm的润滑间隙。

12、进一步的，钢丝绳的远端通过锁紧螺栓与最外侧保持架的中心通孔的端面固定连接，各段压力弹簧均同轴套设于钢丝绳外部，且每段压力弹簧的两端分别抵接于相邻的转动盘端面或保持架端面，压力弹簧在装置初始状态下始终处于压缩状态。

13、进一步的，分支槽沿直槽的轴向等间距排布，且每个分支槽均向空心把手的周向同侧倾斜延伸，形成挂钩式卡槽结构；定位销垂直固定于钢丝绳的近端端部，定位销的直径与直槽、分支槽的槽宽呈间隙配合。

14、进一步的，抛磨头包括金属基体与磨料层，金属基体的近端与软轴的远端通过外螺纹可拆卸连接，磨料层为电镀金刚石磨料层，抛磨头的外轮廓呈球面结构。

15、进一步的，多组柔性抛磨单元呈至少两层同轴环形阵列嵌套布置，形成外层抛磨组与内层抛磨组；内层抛磨组中各柔性抛磨单元的小齿轮均与外层抛磨组中对应位置的小齿轮相啮合，构成层级同步传动结构；内层抛磨组中柔性抛磨单元的弹性护套管、软轴及弹性拉筋的轴向长度均大于外层抛磨组中对应构件的轴向长度，使各层抛磨头沿装置轴向呈阶梯式错位分布，在周向抛磨覆盖的基础上拓展轴向作业范围，增大单次进给的有效抛磨面积。

16、本发明的技术效果和优点：

17、1.本装置采用环形阵列的柔性抛磨单元结构，依托弹性拉筋的张紧力驱使护套管自由段向外弯曲，使抛磨头自适应贴紧管件内壁，可适配弯曲管路、异形截面管路的内壁加工，有效消除抛磨盲区，贴合度与加工适配性显著提升。

18、2.本装置通过转动盘带动抛磨单元公转，同时依托内齿环与小齿轮的啮合传动实现抛磨头高速自转，公转与自转的复合运动可大幅提升抛磨均匀性与加工效率，球面抛磨头可适配管壁局部凹凸结构，保障精密抛磨效果。

19、3.本装置配置多组保持架约束护套管的径向变形，仅释放远端自由段产生弯曲，配合钢丝绳与定位销调节机构，可灵活调整自由段长度以适配不同管径的管件，调节操作便捷，管径适配范围广，无需频繁更换磨头组件。

1.一种弯管铸件内壁精密抛磨装置，其特征在于：包括机身，所述机身的前端通过轴承转动支承有转动盘，所述机身内部设置有用于驱动所述转动盘绕自身轴线转动的驱动电机，所述转动盘的前端面上沿周向环形阵列布置有多组柔性抛磨单元；

2.根据权利要求1所述的弯管铸件内壁精密抛磨装置，其特征在于，所述机身的上部固定设置有空心把手，所述空心把手的内部沿轴向穿设有钢丝绳，所述钢丝绳的远端沿轴向依次穿过所述转动盘的中心以及各所述保持架中心开设的中心通孔，且所述钢丝绳的远端与最外侧的一组保持架的中心固定连接；所述钢丝绳上套设有多段压力弹簧，所述压力弹簧分别抵接设置于所述转动盘与相邻保持架之间，以及相邻两个保持架之间，用于向保持架施加向远端弹出的弹性力。

3.根据权利要求2所述的弯管铸件内壁精密抛磨装置，其特征在于，所述空心把手的侧壁上沿轴向开设有直槽，所述直槽的一侧沿周向分支设置有至少两个分支槽，所述钢丝绳位于空心把手内的近端固定连接有定位销，所述定位销的两端伸出所述直槽并可卡入任意所述分支槽内，以锁定钢丝绳的轴向位置，进而调节保持架的轴向位置以改变弹性护套管自由段的长度。

4.根据权利要求1所述的弯管铸件内壁精密抛磨装置，其特征在于，所述驱动电机的输出轴上同轴固定连接有第一带轮，所述转动盘的后端同轴固定连接有第二带轮，所述第一带轮与第二带轮之间绕设有同步带，所述钢丝绳从所述第二带轮的中心通孔中穿入转动盘内部。

5.根据权利要求1所述的弯管铸件内壁精密抛磨装置，其特征在于，所述弹性护套管采用聚氨酯弹性体材质一体挤出成型，所述弹性护套管的管壁内部埋设有螺旋状的弹簧钢丝骨架，所述弹簧钢丝骨架沿护套管轴向连续排布，用于在保证护套管径向弯曲柔韧性的同时提升轴向抗压强度。

6.根据权利要求1所述的弯管铸件内壁精密抛磨装置，其特征在于，所述软轴为多层钢丝缠绕式柔性传动轴，由中心芯轴与至少两层反向交错缠绕的钢丝层构成，所述软轴的外表面包覆有聚四氟乙烯耐磨润滑涂层，所述软轴的外壁与弹性护套管的内壁之间留有0.2～0.5mm的润滑间隙。

7.根据权利要求1所述的弯管铸件内壁精密抛磨装置，其特征在于，所述钢丝绳的远端通过锁紧螺栓与最外侧保持架的中心通孔的端面固定连接，各段所述压力弹簧均同轴套设于钢丝绳外部，且每段压力弹簧的两端分别抵接于相邻的转动盘端面或保持架端面，所述压力弹簧在装置初始状态下始终处于压缩状态。

8.根据权利要求1所述的弯管铸件内壁精密抛磨装置，其特征在于，所述分支槽沿直槽的轴向等间距排布，且每个分支槽均向空心把手的周向同侧倾斜延伸，形成挂钩式卡槽结构；所述定位销垂直固定于钢丝绳的近端端部，定位销的直径与直槽、分支槽的槽宽呈间隙配合。

9.根据权利要求1所述的弯管铸件内壁精密抛磨装置，其特征在于，所述抛磨头包括金属基体与磨料层，所述金属基体的近端与软轴的远端通过外螺纹可拆卸连接，所述磨料层为电镀金刚石磨料层，所述抛磨头的外轮廓呈球面结构。

10.根据权利要求1所述的弯管铸件内壁精密抛磨装置，其特征在于，所述多组柔性抛磨单元呈至少两层同轴环形阵列嵌套布置，形成外层抛磨组与内层抛磨组；内层抛磨组中各柔性抛磨单元的小齿轮均与外层抛磨组中对应位置的小齿轮相啮合，构成层级同步传动结构；内层抛磨组中柔性抛磨单元的弹性护套管、软轴及弹性拉筋的轴向长度均大于外层抛磨组中对应构件的轴向长度，使各层抛磨头沿装置轴向呈阶梯式错位分布，在周向抛磨覆盖的基础上拓展轴向作业范围，增大单次进给的有效抛磨面积。