一种螺旋式全自动循环磁力研磨装置及方法与流程

技术特征：
1.一种螺旋式全自动循环磁力研磨装置，其特征是：它包括：一支架（9），该支架（9）是相关部件安装的基础；一磁场发生系统（1），该磁场发生系统（1）安装在支架（9）上，它产生的磁场能使工件内的磁性磨料产生正交研磨轨迹，以提高研磨的均匀性及加工效率；一夹具及磨料输送系统（2）；该夹具及磨料输送系统（2）由工件夹紧系统和磨料供应系统组成，它们均安装在垂直丝杠对刀系统上；工件夹紧系统将工件（24）夹紧的同时使之能随第一空心转轴（22）和第二空心转轴（25）转动，第一空心转轴（22）和第二空心转轴（25）由第一同步带（16）带动转动，第一同步带（16）由第一伺服电机（20）驱动；磨料供应系统由空心轴两端的第一三通旋转接头（21）、第二三通旋转接头（27）、第一漏斗（19）、第二漏斗（26）、第一同步带（12）、第一同步带（18）和第二伺服电机（13）、第三伺服电机（17）组成，漏斗处于上位时向三通旋转接头供应磨料，处于下位时接收三通旋转接头排出的磨料，伺服电机带动同步带转动，同步带带动三通旋转接头转动实现上下位置的互换以实现磨料的双向供料和双向存储；一垂直丝杠对刀系统，该垂直丝杠对刀系统由安装在支架（9）上的丝杠导轨固定架（5）、伺服电机（6）、滑块（8）和丝杠（7）组成，丝杠导轨固定架（5）的下部固定安装在机架（9）上，伺服电机（6）安装在丝杠导轨固定架（5）上部的顶板上，夹具及磨料输送系统（2）安装在滑块（8）上，滑块（8）安装在丝杠（7）上，丝杠（7）的一端与伺服电机（6）相连，丝杠（7）的另一端安装在丝杠导轨固定架（5）上；伺服电机（6）驱动滑块（8），滑块（8）带动夹具及磨料输送系统（2）同步运动，进而使得工件对准磁场发生系统（1），并调整工件（24）与磁场发生系统（1）之间的距离。2.根据权利要求1所述的螺旋式全自动循环磁力研磨装置，其特征是：所述磁场发生系统（1）包括旋转磁极主轴（29）、轴承座（28）、电机固定框（30）、联轴器（31）和第四伺服电机（32），第四伺服电机（32）安装在电机固定框（30）上，并通过联轴器（31）与旋转磁极主轴（29）的一端相连，旋转磁极主轴（29）的另一端通过轴承支承在轴承座（28）中；旋转磁极主轴（29）包括转轴（37）、永磁套筒（34）和螺旋式聚磁钢（40），转轴（37）由第二伺服电机（32）驱动，永磁套筒（34）套装在转轴（37）上并由垫片（41）和第一顶紧螺母（33）、第二顶紧螺母（39）轴向定位，螺旋式聚磁钢（40）安装在永磁套筒（34）上，螺旋式聚磁钢（40）的一端与垫片（41）相抵，另一端与涨紧套筒（35）相抵，涨紧套筒（35）通过可调节螺母（36）实现其在转轴（37）上的轴向定位。3.根据权利要求2所述的螺旋式全自动循环磁力研磨装置，其特征是：所述螺旋式聚磁钢（40）为q235钢条经过扭、拉、压、热处理工艺制作而成的弹性件，调节可调节螺母（36）能改变涨紧套筒（35）对螺旋式聚磁钢（40）施加的预紧力，进而改变其螺距。4.根据权利要求1所述的螺旋式全自动循环磁力研磨装置，其特征是：所述的工件夹紧系统由电动推力缸（10）、固定板（11）、弯板（14）、导轨（15）、轴承（23）和顶板组成，电动推力缸（10）、导轨（15）和顶板均安装在固定板（11）上，弯板（14）安装在导轨（15）上并与电动推力缸（10）的输出杆相连，工件（24）位于弯板（14）和顶板之间，工件（24）的两端均与对应的第一中空轴（22）、第二中空轴（25）相抵并连通，第一中空轴（22）、第二中空轴（25）通过轴承（23）安装在弯板（14）和顶板上，电动推力缸（10）推动弯板（14）和第二中空轴（25）移向工件（24）实现对工件的夹紧，工件夹紧后能随第二中空轴（25）同步转动。
5.根据权利要求1所述的螺旋式全自动循环磁力研磨装置，其特征是：所述的漏斗（19）内的磁性磨料通过第一三通旋转接头（21）、第一中空转轴（22）进入工件内部，在磁场力作用下压向工件内表面；当螺旋式磁极主轴（29）旋转时，磨料获得切向和轴向速度，最终通过第二中空转轴（25）、第二三通旋转接头（27）进入磨料收集第二漏斗（26）中；加工适当时间后，螺旋式磁极主轴（29）反向旋转，同时第一漏斗（19）、第二漏斗（26）上下方向互换，磨料将从左向右运动，以达到循环往复的抛光效果；当加工面达到技术要求时，第一伺服电机（20）通过第一同步带（16）驱动第一中空转轴（22），进而带动工件旋转使待加工面对准磁极；工件内的磁性磨料在螺旋式磁极的作用下产生正交研磨轨迹。6.根据权利要求5所述的螺旋式全自动循环磁力研磨装置，其特征是：所述的工件（24）通过螺钉固定在第一中空转轴（22）的左端；推力电缸（10）驱动弯板（14）在方形导轨（15）上滑动，以实现工件的夹紧；第一中空转轴（22）与顶板之间、第二中空转轴（25）与弯板（14）之间均布置有同型号轴承（23），因此可带动工件旋转；当现抛光面达到技术要求时，伺服电机（20）通过同步带（16）驱动位于第一中空转轴（22）上的带轮，最终实现工件的旋转使得待加工面对准磁极；该结构避免了工件的频繁拆卸，可有效节省人力、物力，显著提高加工效率。7.根据权利要求1所述的螺旋式全自动循环磁力研磨装置，其特征是：第一三通旋转接头（21）的一端与第一中空转轴（22）的右端螺纹连接，一端与存放磨料的第一漏斗（19）螺纹连接，第一漏斗（19）大端安装有可开合的盖子，第一三通旋转接头（21）的第三端通过螺纹安装有同步带轮；同样地，第二中空转轴（25）依次与第二三通旋转接头（27）、第二漏斗（26）、同步带轮连接；由于两个中空转轴均连接有三通旋转接头，因此漏斗可以不依赖于中空转轴而上下翻转；加工适当时间后，改变螺旋式磁极主轴（29）的转向，同时控制第二伺服电机（13）、第三伺服电机（17）令第一漏斗（19）、第二漏斗（26）上下翻转；此时磨料从左到右通过工件，原来的磨料收集第二漏斗（26）变为磨料供应漏斗，第一漏斗（19）变为磨料收集漏斗。8.根据权利要求1所述的螺旋式全自动循环磁力研磨装置，其特征是：径向磁极可在螺旋式聚磁钢的导磁作用下，汇聚成连续的螺旋条状磁场域，工件内的磁性磨料在磁场力的作用下压向工件内表面；当磁极主轴旋转时，磨料将跟随磁极运动，即相对工件获得沿圆周的切线速度和沿螺旋方向的轴向速度；而且，磨料的切线速度能通过改变螺旋式聚磁钢的节距来实现，磨料的轴向速度能通过调节伺服电机转速来实现；磨料不断沿螺旋方向从工件一端流出并从另一端补给，使整个抛光过程连续进行；单颗磨料的研磨轨迹为螺旋状，对工件产生正交切削作用。9.一种基于权利要求1
‑
5任一所述的螺旋式全自动循环磁力研磨装置的螺旋式全自动循环磁力研磨方法，其特征：它包括如下步骤：1) 将工件螺纹连接在第一中空转轴（22）左端，控制推力电缸使工件被夹紧、固定；2) 根据弯板（14）在导轨（15）上的位置，调节第二伺服电机（13）在固定架（11）上板的位置，使得第二伺服电机（13）上的带轮与第二三桶旋转接头（27）上的带轮相对应，并装上第一同步带（12）；3) 打开供料第一漏斗（19）上的盖子，导入磁性磨料；4) 调节垂直丝杠对刀系统（2）在丝杠（7）上的位置，以获得合适的加工间隙；
5) 启动电源，给plc输入程序以协调各个伺服电机的动作；定时转动工件并使磨料从右向左和从左向右移动多次反复，实现对工件内腔的正反向摩擦抛光；6) 加工合适时间后，取下工件进行清洗、烘干，最终完成整个光整加工。

技术总结
一种螺旋式全自动循环磁力研磨装置及方法，其特征是：所述的装置包括：一支架（9），该支架（9）是相关部件安装的基础；一磁场发生系统（1），该磁场发生系统（1）安装在支架（9）上，它产生的磁场能使工件内的磁性磨料产生正交研磨轨迹，以提高研磨的均匀性及加工效率；一夹具及磨料输送系统（2）；该夹具及磨料输送系统（2）由工件夹紧系统和磨料供应系统组成，它们均安装在垂直丝杠对刀系统上；一垂直丝杠对刀系统，该垂直丝杠对刀系统由安装在支架（9）上的丝杠导轨固定架（5）、伺服电机（6）、滑块（8）和丝杠（7）组成。本发明通过配置PLC系统来控制各工序动作，自动化程度高，设计合理，易于调节和装配。配。配。


技术研发人员：王燎原 孙玉利 孙文婧 孙淑琴
受保护的技术使用者：南京航空航天大学
技术研发日：2021.07.12
技术公布日：2021/11/21