一種內孔珩磨設備及其珩磨方法與流程
2023-09-19 03:55:45 1
本發明屬於切削加工技術領域，具體涉及一種可對任意長度管型零件的內孔進行磨削加工的內孔珩磨器及其珩磨方法。
背景技術：
珩磨加工是一種使工件加工表面達到高精度、高表面質量、高壽命的一種高效加工方法，可有效地提高尺寸精度、形狀精度和減小Ra值，但不能提高孔與其他表面的位置精度。珩磨一般採用珩磨機，工具機主軸與珩磨頭一般是浮動聯接；但為了提高糾正工件幾何形狀的能力，也可以用剛性聯接。
為了增加其加工範圍，現有珩磨設備通常都比較高大，製造成本高，適合成熟零件的批量生產，對於新品少量零件的生產，其成本太高，增加了研發費用。
而對於與工具機主軸剛性聯接的珩磨加工，由於珩磨杆的長度隨管型零件長度的增加而加長，並由於內孔尺寸的限制，珩磨杆刀杆直徑不可能無限制加大，因而位於遠端的磨削點的剛度變弱，在切削力作用下其變形量也隨長度的增加而增大，最終導致加工後的管內壁呈不規則的錐形，影響內孔的直線度和粗糙度。
針對上述問題，若能提出一種新結構的珩磨設備，並改變加工方法，使珩磨杆長度恆定，不用隨內孔長度增加而加長，則可大幅提高刀具剛度，減少切削變形量，顯著改善加工質量，降低加工成本，對根本解決長管型零件內壁的加工難題具有重要意義。
技術實現要素：
有鑑於此，本發明的目的在於提供一種內孔珩磨設備及其珩磨方法，其珩磨杆長度恆定、不用加長，可在任意長度的內孔內進行珩磨加工，以解決現有技術由於刀杆長度隨零件長度的增加而加長所導致加工質量不高的問題。
為達到上述目的，本發明之一提供如下技術方案：
一種內孔珩磨設備，包括珩磨頭組件和珩磨製動組件，所述珩磨頭組件包括珩磨氣動馬達和與馬達轉軸可拆卸固定的珩磨頭，所述珩磨製動組件包括外殼、制動器和行走器，所述外殼為兩端開口的圓柱筒，珩磨氣動馬達從開口端進入圓柱筒內與圓柱筒固定，所述制動器包括固定在外殼上與外部氣源連通的環狀氣囊，所述行走器包括行進驅動翼、驅動翼轉軸和驅動翼氣動馬達，驅動翼轉軸一端與驅動翼氣動馬達固定連接，另一端與圓柱筒的另一端可旋轉連接。
進一步，外殼上沿圓周方向均勻設置有多個移動滾輪。
本發明之二提供如下技術方案：
採用如上所述的內孔珩磨設備的珩磨方法，包括如下步驟：
S1、將珩磨器放置在珩磨始端，並將環狀氣囊充氣到額定壓力，啟動珩磨氣動馬達，開始珩磨操作；
S2、珩磨一段時間後，關閉珩磨氣動馬達，並將環狀氣囊卸壓，啟動驅動翼氣動馬達，驅動珩磨設備倒退；
S3、移動一段距離後，將環狀氣囊充氣到額定壓力，啟動珩磨氣動馬達，開始珩磨操作；
S4、重複S2、S3，直到珩磨至珩磨末端；
S5、將珩磨器放置在珩磨末端，啟動驅動氣路的控制閥將環狀氣囊充氣到額定壓力，啟動珩磨氣動馬達，開始珩磨操作；
S6、珩磨一段時間後，關閉珩磨氣動馬達，並將環狀氣囊卸壓，啟動驅動翼氣動馬達，驅動珩磨設備倒退；
S7、移動一段距離後，將環狀氣囊充氣到額定壓力，啟動珩磨氣動馬達，開始珩磨操作；
S8、重複S6、S7，直至珩磨結束。
進一步，所述一段時間是指珩磨頭珩磨其與自身長度相當的內孔區域，其質量達到設定要求所花費的時間。
進一步，所述一段距離應小於珩磨頭的長度。
本發明的有益效果在於：
1)本發明通過珩磨氣動馬達提供珩磨頭的驅動力，實現在內孔內的珩磨操作，並通過環狀氣囊提供壓緊力，可將珩磨設備固定在工件的內壁上，防止珩磨中位置的變化，從而保證加工精度，還通過行走器提供向珩磨方向的推力，驅使珩磨設備的移動，從而實現移動作業。
2)本發明適用於任意長度的內孔加工，促進了長內孔加工的經濟性、實用性及可靠性，是對切削加工的有益補充和豐富，具有較高的實用及經濟價值。
3)本發明只有一個珩磨頭和珩磨製動組件，其結構簡單，且易於加工，其製造成本也可顯著降低。
4)本發明通過正向和逆向珩磨，可避免珩磨末端無法珩磨的問題，同時，也可對接珩磨紋路，滿足質量要求。
本發明的其他優點、目標和特徵在某種程度上將在隨後的說明書中進行闡述，並且在某種程度上，基於對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發明的實踐中得到教導。本發明的目標和其他優點可以通過下面的說明書來實現和獲得。
附圖說明
為了使本發明的目的、技術方案和有益效果更加清楚，本發明提供如下附圖進行說明：
圖1為本發明的主視圖；
圖2為圖1的右視圖；
圖3為本發明的剖視圖。
附圖標記：
1-珩磨頭組件；2-珩磨製動組件；3-珩磨氣動馬達；4-珩磨頭；5-外殼；6-制動器；7-行走器；8-環狀氣囊；9-行進驅動翼；10-驅動翼轉軸；11-驅動翼氣動馬達；12-移動滾輪。
具體實施方式
下面將結合附圖，對本發明的優選實施例進行詳細的描述。
如圖1-3所示，一種內孔珩磨設備，包括珩磨頭組件1和珩磨製動組件2，珩磨頭組件包括珩磨氣動馬達3和與馬達轉軸可拆卸固定的珩磨頭4，珩磨製動組件包括外殼5、制動器6和行走器7，外殼為兩端開口的圓柱筒，珩磨氣動馬達從開口端進入圓柱筒內與圓柱筒固定，制動器6包括固定在外殼上與外部氣源連通的環狀氣囊8，其在氣壓作用下，其膨脹與加工內壁貼合固定，提高摩擦阻尼和摩擦力，行走器7包括行進驅動翼9、驅動翼轉軸10和驅動翼氣動馬達11，驅動翼轉軸一端與驅動翼氣動馬達固定連接，另一端與圓柱筒的另一端可旋轉連接，驅動翼可在驅動氣動馬達的作用下工作，並產生向前或向後行進驅動力，從而驅動珩磨設備前進或後退，本實施例中，外殼上設置有多個移動滾輪12，並將移動滾輪的外輪表面與內壁貼合，使珩磨設備與內壁之間形成滾動接觸，可減小打磨器移動時與加工內壁之間的摩擦力，從而減小移動阻力。
採用如上所述的內孔珩磨設備的珩磨方法，包括如下步驟：
S1、將珩磨器放置在珩磨始端，並將環狀氣囊充氣到額定壓力，啟動珩磨氣動馬達，開始珩磨操作；
S2、當珩磨頭珩磨完成其與自身長度相當的內孔區域、且其質量達到設定要求時，關閉珩磨氣動馬達，並將環狀氣囊卸壓，啟動驅動翼氣動馬達，驅動珩磨設備倒退；
S3、待珩磨設備倒退一個小於珩磨頭長度的距離後，將環狀氣囊充氣到額定壓力，啟動珩磨氣動馬達，開始珩磨操作；
S4、重複S2、S3，直到珩磨至珩磨末端；
S5、將珩磨器放置在珩磨末端，啟動驅動氣路的控制閥將環狀氣囊充氣到額定壓力，啟動珩磨氣動馬達，開始珩磨操作；
S6、當珩磨頭珩磨完成其與自身長度相當的內孔區域、且其質量達到設定要求時，關閉珩磨氣動馬達，並將環狀氣囊卸壓，啟動驅動翼氣動馬達，驅動珩磨設備倒退；
S7、待珩磨設備倒退一個小於珩磨頭長度的距離後，將環狀氣囊充氣到額定壓力，啟動珩磨氣動馬達，開始珩磨操作；
S8、重複S6、S7，直至珩磨結束。
當然，根據需要也可以採取邊珩磨邊倒退的方式進行。
本實施例的技術效果：
1)本發明通過珩磨氣動馬達提供珩磨頭的驅動力，實現在內孔內的珩磨操作，並通過環狀氣囊提供壓緊力，可將珩磨設備固定在工件的內壁上，防止珩磨中位置的變化，從而保證加工精度，還通過行走器提供向珩磨方向的推力，驅使珩磨設備的移動，從而實現移動作業。
2)本發明適用於任意長度的內孔加工，促進了長內孔加工的經濟性、實用性及可靠性，是對切削加工的有益補充和豐富，具有較高的實用及經濟價值。
3)本發明只有一個珩磨頭和珩磨製動組件，其結構簡單，且易於加工，其製造成本也可顯著降低。
4)本發明通過正向和逆向珩磨，可避免珩磨末端無法珩磨的問題，同時，也可對接珩磨紋路，滿足質量要求。
最後說明的是，以上優選實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管通過上述優選實施例已經對本發明進行了詳細的描述，但本領域技術人員應當理解，可以在形式上和細節上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本發明權利要求書所限定的範圍。