磁针磁力研磨长直管内表面的装置的制作方法

本发明属于磁力研磨技术领域，尤其是涉及一种磁针磁力研磨长直管内表面的装置。

背景技术：

一直以来，长直管通常都是被用来做为液体和气体的流道，作为流道的长直管对内表面也有着一定的要求，因为内表面的粗糙程度直接影响着气体和液体的流动速度，有时还会因为内表面粗糙，致使管道内表面粘附一些其他的物质，随着工作时间的加长，最终会导致产生流道堵塞和一些其它的问题，即使是未被堵塞的流道，有时也因为流速的原因需要更换新的流道，而旧的流道因为清洗再制造加工技术的不成熟或者因为经济效益的问题而选择放弃，这样会导致资源的浪费，还会对环境产生不好的影响。为了更好的解决长直管内表面的光整加工，需要一种新的方法来使研磨后的管件内壁达到使用要求。传统的加工方法，因其条件限制，很难对长直管内表面进行加工。利用磨料流等先进的表面加工技术，加工过程中也会存在加工效率低和加工成本高等诸多问题。磁力研磨光整加工技术是一种新型的表面光整加工技术，因其具有柔性加工、加工温升小，加工精度高等优点，这种技术逐渐被应用于民营、航空航天等领域，而且应用范围随着研究的深入还在不断的扩大。在磁力研磨光整加工技术中用来当作研磨介质的有两种，一种是磁性磨粒，另一种是磁针。磁性磨粒是由烧结法、雾化法等多种方法制得的带有研磨相的磁性颗粒，主要用来对管内表面、杆外圆面、平面、曲面等进行加工；磁针是不锈钢制成的不锈钢针，主要用来对复杂精密工件的棱边与孔边的毛刺和积瘤进行去除，以及对工件表面的积碳进行清洗去除。磁性磨粒作为研磨介质，加工工件后得到的工件表面质量较高，但因其切削刃比较小，适合对表面粗糙度比较小的表面进行精细加工，但对于比较粗糙的表面，加工的效率将会成倍的增加，从经济的角度来讲，并不适合用此方法来对比较粗糙的表面进行加工。对于表面附有积碳和污垢的工件，用磁性磨粒进行磨削加工，加工效果并不显著。相比于磁性磨粒，磁针对工件的加工方式是碰撞、耕犁划擦，磁针可以对比较粗糙的工件表面进行光整加工，对于积碳和污垢，磁针通过碰撞，可以使积碳和污垢上边产生裂缝，最终使得积碳和污垢成为小片状，从工件上逐渐脱落，磁针的耕犁划擦会加快其脱落的速度。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种能够解决长直管内表面的光整加工的磁针磁力研磨长直管内表面的装置。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的：

本发明的磁针磁力研磨长直管内表面的装置，其特征在于包括箱体支架，设置在此箱体支架上的长直管旋转部和磁力研磨部，

所述的长直管旋转部包括设置在所述箱体支架一端的驱动装置ⅰ，与此驱动装置ⅰ相连接且并排设置的两组装卡装置，所述的磁力研磨部包括设置在所述箱体支架上的磁极移动装置，设置在此磁极移动装置上的数个旋转磁极，

所述的驱动装置ⅰ包括长直管旋转电机，与此长直管旋转电机输出端相连接的电机带轮，分别与此电机带轮相连接的两根传动带，此两根传动带分别与所述的两组装卡装置相连接，

每组装卡装置包括三爪卡盘主轴，设置在此三爪卡盘主轴上的三爪卡盘，设置在此三爪卡盘对面的带卡盘的顶尖装置，与此带卡盘的顶尖装置相连接的三通管，所述的三爪卡盘主轴通过三爪卡盘主轴带轮与所述的传动带相连接，

所述的磁极移动装置包括设置在所述箱体支架内的齿条，分别与此齿条平行设置的两条直线滑轨，横跨此两条直线滑轨且与所述直线滑轨滑动连接的两个滑台，设置在每个滑台上的直线齿轮电机，每个直线齿轮电机的齿轮均与所述的齿条相啮合，

在每个滑台上设有两个旋转磁极，每个旋转磁极包括设置在所述滑台上的磁极旋转电机，与此磁极旋转电机的输出端相连接的旋转磁极盘，设置在此旋转磁极盘上的数个磁极。

所述的数个磁极包括八个n极和八个s极，所述的八个n极集中在一侧，所述的八个s极集中在另一侧，所述的数个磁极以旋转磁极盘的圆心向外围扩散且分布于三层，第一层按逆时针方向依次从纵轴到横轴上分布为n极、n极、s极和s极，且位于纵轴的磁极到圆心的距离大于位于横轴的磁极到圆心的距离，

第二层以r1为圆心按逆时针方向从第一象限到第四象限分布为n极、n极、s极和s极，且此四个象限的磁极分别位于45°、135°、225°和315°方向上，

第三层分布有四组磁极，第一组位于所述横轴上方且以所述纵轴对称的两个n极，第二组位于所述横轴下方且以所述纵轴对称的两个s极，第三组位于所述纵轴左侧且以所述横轴对称的n极和s极，第四组位于所述纵轴右侧且以所述横轴对称的n极和s极，所述第三组和第四组磁极的n极均布置在所述横轴的上方、且s极均布置在所述横轴的下方。

所述的每个滑台均通过设置在滑台上的滑块与所述的直线滑轨滑动连接。

在所述的滑台与滑块中间设有滑台支撑调节块，此滑台支撑调节块包括数个高度调节垫片。

在每个滑台底部均设有数个万向球连接支撑块，设置在每个万向球连接支撑块底部的万向球支座，设置在此万向球支座上的万向球，此万向球支撑在所述的箱体支架上。

本发明的优点：

（1）本发明的磁针磁力研磨长直管内表面的装置，提出用磁针磁力研磨法来对长直管内表面进行加工，针对对象为内表面比较粗糙和内表面附有积碳和污垢的长直管,通过磁针磁力研磨，可以快速的对比较粗糙的表面进行光整加工，降低表面粗糙度,磁针磁力研磨可以有效的去除内表面附着的积碳和污垢；

（2）本发明的磁针磁力研磨长直管内表面的装置，采用磁针代替一般磁研磨所需的磁粒，由于磁针的碰撞、耕犁划擦、滚压可以使得比较粗糙的表面快速的降低表面粗糙度，使得内壁附有积碳和污垢的管得到快速的去除积碳和污垢，而且磁针的量并不会因此而损耗；

（3）本发明的磁针磁力研磨长直管内表面的装置，可以同时对两个长直管进行快速加工，提高了加工效率，降低了生产成本；

（4）本发明的磁针磁力研磨长直管内表面的装置，对长直管进行清洗再制造利用，生产过程中对环境不会造成任何污染，长直管的再利用避免了不必要的资源浪费；

（5）本发明的磁针磁力研磨长直管内表面的装置，磁针在加工过程中可以反复的被使用，磁针的消耗量不会有太多的增加，一定程度上保证了生产成本不会在加工介质上面增加，提高了经济效益；

（6）本发明的磁针磁力研磨长直管内表面的装置，加工清洁，加工过程对环境不会造成任何污染。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明图1的俯视图。

图3为本发明长直管旋转部和磁力研磨部的结构示意图。

图4为本发明图3的侧视图。

图5为本发明长直管旋转部和磁力研磨部结构的底部视图。

图6为本发明磁极在旋转磁极盘上的布置图。

图7为本发明万向球与滑台连接关系的结构示意图。

图8为本发明磁性研磨的研磨示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的具体实施方式。

如图1-8所示，本发明的磁针磁力研磨长直管内表面的装置，其特征在于包括箱体支架8，设置在此箱体支架8上的长直管旋转部和磁力研磨部，

所述的长直管旋转部包括设置在所述箱体支架8一端的驱动装置ⅰ，与此驱动装置ⅰ相连接且并排设置的两组装卡装置，所述的磁力研磨部包括设置在所述箱体支架8上的磁极移动装置，设置在此磁极移动装置上的数个旋转磁极18，

所述的驱动装置ⅰ包括长直管旋转电机7，与此长直管旋转电机7输出端相连接的电机带轮10，分别与此电机带轮10相连接的两根传动带11，此两根传动带11分别与所述的两组装卡装置相连接，

每组装卡装置包括三爪卡盘主轴1，设置在此三爪卡盘主轴1上的三爪卡盘2，设置在此三爪卡盘2对面的带卡盘的顶尖装置5，与此带卡盘的顶尖装置5相连接的三通管6，所述的三爪卡盘主轴1通过三爪卡盘主轴带轮9与所述的传动带11相连接，

所述的磁极移动装置包括设置在所述箱体支架8内的齿条12，分别与此齿条12平行设置的两条直线滑轨13，横跨此两条直线滑轨13且与所述直线滑轨13滑动连接的两个滑台14，设置在每个滑台14上的直线齿轮电机15，每个直线齿轮电机15的齿轮均与所述的齿条12相啮合，

在每个滑台14上设有两个旋转磁极，每个旋转磁极包括设置在所述滑台上的磁极旋转电机16，与此磁极旋转电机16的输出端相连接的旋转磁极盘17，设置在此旋转磁极盘17上的数个磁极18。

所述的数个磁极18包括八个n极和八个s极，所述的八个n极集中在一侧，所述的八个s极集中在另一侧，所述的数个磁极18以旋转磁极盘17的圆心向外围扩散且分布于三层，第一层按逆时针方向依次从纵轴到横轴上分布为n极、n极、s极和s极，且位于纵轴的磁极18到圆心的距离大于位于横轴的磁极18到圆心的距离，

第二层以r1为圆心按逆时针方向从第一象限到第四象限分布为n极、n极、s极和s极，且此四个象限的磁极18分别位于45°、135°、225°和315°方向上，

第三层分布有四组磁极18，第一组位于所述横轴上方且以所述纵轴对称的两个n极，第二组位于所述横轴下方且以所述纵轴对称的两个s极，第三组位于所述纵轴左侧且以所述横轴对称的n极和s极，第四组位于所述纵轴右侧且以所述横轴对称的n极和s极，所述第三组和第四组磁极18的n极均布置在所述横轴的上方、且s极均布置在所述横轴的下方。这样排布方式可以避免全部磁极18的n极或s极向上时产生的磁感应强度相对较小，结合了全部磁极18的n极或s极向上时产生的磁感线比较高，磁场有效区域比较大的优点。同时，这样的排布方式有利于形成有梯度的磁场，在磁极盘旋转产生旋转磁场时，有梯度的磁场有利于磁针24的不断翻滚，使得磁针24的运动轨迹更加复杂，对工件的加工效率提高，均匀性增强。

所述的每个滑台14均通过设置在滑台14上的滑块19与所述的直线滑轨13滑动连接。

在所述的滑台14与滑块19中间设有滑台支撑调节块20，此滑台支撑调节块20包括数个高度调节垫片。通过增加或减少高度调节垫片的数量，可以调节滑台14的高度，从而调节旋转磁极盘17上磁极18和电木板之间的间隙，调整加工间隙。

在每个滑台14底部均设有数个万向球连接支撑块21，设置在每个万向球连接支撑块21底部的万向球支座23，设置在此万向球支座23上的万向球22，此万向球22支撑在所述的箱体支架8上。由于每个滑台14上设有两个磁极旋转电机16和一个直线齿轮电机15，因此重量很重，电机产生的振动容易使滑台14产生变形，万向球22主要是用来起到支撑作用，还不限制滑台相对运动。

本发明的磁针磁力研磨长直管内表面的装置，是用装置中的磁力研磨部带动磁针24在旋转的长直管3内作绕旋转磁极盘的回转运动,同时作沿长直管3轴线方向的直线运动，使磁针24在长直管3内形成回转运动和螺旋运动的复合运动，磁针24来回往复的对长直管3内表面进行磨削加工。长直管旋转电机7转动，带动电机带轮10转动，通过传动带11带动安装在三爪卡盘主轴1上的三爪卡盘主轴带轮9转动，从而带动两套长直管装卡装置同时旋转。直线齿轮电机15和磁极旋转电机16安装固定在滑台14上，齿条12固定在箱体支架8两边的方钢上，磁极旋转电机16旋转，带动旋转磁极盘17旋转，直线齿轮电机15转动，在齿轮齿条12的机械配合作用下，带动滑台14沿长直管3轴线方向作直线运动，滑台14带动旋转的旋转磁极盘17作直线运动。

本发明在控制系统的控制下，两个滑台14可以实现同步直线运动，也可实现不同步的直线运动，但必须保证两滑台14不发生相撞。

本发明进行长直管的内表面磁研磨加工时，将密封的长直管3两端的密封套4安装夹持在三爪卡盘2上，称取一定量的一定参数规格的磁针24、研磨液和水，磁针24通过三通管6直通端放入长直管3内，再将三通管6直通端密封，水和研磨液通过三通管6垂直向上的管道放入长直管3内；给装置通电，启动长直管旋转电机7，并设定其转速；启动磁极旋转电机16，设定旋转磁极盘17的转速，正反转的时间；启动直线齿轮电机15，设定直线运动的速度；设定研磨总时间，开始研磨加工；加工结束后通过三通管6直通端将长直管3内部的混合溶液排出，再将长直管3拆卸下来。

实施例1：

涡轮轴内表面的加工。

1、将涡轮轴两端密封，安装夹持在长直管装卡装置上；

2、将1kg规格参数为0.1×8mm的磁针24通过三通管6直通端放入涡轮轴内，用三通管密封套将其直通端密封，将1600ml水和400ml的水基研磨液通过垂直端加入到涡轮轴内；

3、设定长直管旋转电机7的转速为r/min；

4、设定磁极旋转电机16的转速为700r/min，设定旋转磁极盘17正反转的时间为5min，设定总研磨加工时间为40min；

5、设定旋转磁极盘17直线运动的速度为130mm/min；

6、启动长直管旋转电机7，带动涡轮轴转动。启动磁极旋转电机16、直线齿轮电机15，磁针24在磁场力的带动下在涡轮轴内作绕磁极旋转电机16输出轴回转运动的同时做绕涡轮轴轴线的螺旋运动，磁针24对涡轮轴内壁进行切削加工。

7、加工结束后，将混合溶液排除，然后拆下涡轮轴。

本发明的磁针磁力研磨长直管内表面的装置，提出用磁针磁力研磨法来对长直管3内表面进行加工，针对对象为内表面比较粗糙和内表面附有积碳和污垢的长直管3,通过磁针磁力研磨，可以快速的对比较粗糙的表面进行光整加工，降低表面粗糙度,磁针磁力研磨可以有效的去除内表面附着的积碳和污垢；采用磁针24代替一般磁研磨所需的磁粒，由于磁针24的碰撞、耕犁划擦、滚压可以使得比较粗糙的表面快速的降低表面粗糙度，使得内壁附有积碳和污垢的管得到快速的去除积碳和污垢，而且磁针24的量并不会因此而损耗；本发明可以同时对两个长直管3进行快速加工，提高了加工效率，降低了生产成本,加工清洁，生产过程中对环境不会造成任何污染，磁针24的消耗量不会有太多的增加，一定程度上保证了生产成本不会在加工介质上面增加，提高了经济效益。