一种钛合金管打磨装置的制作方法

本发明涉及打磨装置，具体涉及一种用于钛合金管料的内管的打磨装置，由其是直径为90~120mm规格，壁厚为5~14mm规格的钛合金管料。

背景技术：

金属棒料在加工后期需要对内管进行打磨，得到内壁平整的管料，打磨量较大时通常采用车床抛铣，打磨量较小的平整度抛光时则采用打磨机打磨。现有技术的打磨机如中国专利CN 204771888U公开的，一种钛合金管料内孔打磨装置，在主体框架的一端设有支撑架，支撑架通过转臂与调整架的中部连接，调整架的一端设有调整手轮，调整手轮的旋转轴下端与支撑架螺纹连接，在调整架的另一端设有打磨电机，打磨电机的输出轴连接杆式打磨刀；在主体框架上设有一对主动轮和一对从动轮，两个主动轮同轴连接在转轴的两端，且转轴的一端通过传动装置与驱动电机连接；两个从动轮同轴设置，且位置与主动轮的位置对应；打磨电机输出轴的轴线位于主动轮和从动轮的轴线之间。

通过上述结构的设置，待加工的管料放置在主动轮和从动轮之间进行支撑，然后通过伸入管料内的打磨刀对管料的内壁进行打磨，打磨刀沿管料壁厚方向进给、管料在主动轮的带动下旋转，从而完成整个内壁的打磨。然而上述技术方案存在着以下问题：（1）打磨过程中管料抖动大的问题，虽然仅仅是对管料的内壁做打磨量极小的抛光，但是管料在打磨过程中的抖动，仍会极大的降低打磨的精度；（2）打磨过程中发热；（3）随着打磨工序的进行，管料内壁变薄后，无法解决打磨组件始终贴紧管壁的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是解决现有技术中存在的打磨处理中管料抖动大的问题，从而提供一种打磨处理中管料抖动小、稳定的钛合金管内管、打磨过程中发热小、打磨组件始终贴紧管料内壁的打磨装置。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种钛合金管打磨装置，包括设有轨道的机架、旋转支撑组件、使所述旋转支撑组件在所述轨道上前进或回退的进给组件、打磨组件、以及降温组件；所述旋转支撑组件包括主动轮、主动轮安装架、主动轮安装轴、一对从动轮、一对从动轮安装架、一对从动轮安装轴、以及通过传动组件驱动所述主动轮的驱动电机；所述主动轮和一对所述从动轮的安装中心的连接线形成等边三角形；所述主动轮包括轮体和设置在所述轮体外圈的气囊型驱动圈；所述打磨组件包括转盘、设于所述转盘上的打磨轮和打磨轮调节组件，所述打磨轮调节组件用于弹性调节所述打磨轮在所述转盘半径方向上相对所述转盘中心的设置位置，并使所述打磨轮始终处于沿所述转盘半径方向远离所述转盘中心的趋势；所述降温组件提供多股与管料外圆切线方向一致的气流，且多股气流汇合的总气流流向与所述管料的自转方向一致。

在本技术方案中，管料安装在主动轮与从动轮围成的空间中，安装中心的连接线形成等边三角形的主动轮与一对从动轮起到了对管料的固定支撑作用，从而提高了旋转结构对管料夹持的稳定性。进一步的，主动轮通过与管料外表面之间的摩擦以驱动管料旋转，因而，主动轮与管料之间摩擦有效性决定了管料与主动轮之间是否有打滑、或管料抖动的现象。本技术方案中，在主动轮外圈设置气囊型驱动圈，在管料的自重或从动轮的抵靠挤压作用下使气囊型驱动圈表面产生变形，管料外圆表面与主动轮外圆表面从线接触变成面接触，提高了摩擦面积，保证了主动轮对管料驱动的有效性，进而避免了管料打滑、抖动等现象，管料平稳旋转。同时，降温组件的设置，向被打磨的管料提供与其外圆切线方向一致的环形气流，环形气流在带走管料表面加工热量、起到降温作用的同时，还起到了辅助所述旋转支撑组件对管料的驱动作用；进一步的，降温组件提供的风力在指向管料横截面中心的分力起到了对管料的支撑作用。本技术方案的打磨轮在转盘的带动下旋转，通过打磨轮调节组件的设置，提供一使打磨轮始终远离转盘中心的力，使本技术方案的打磨结构在工作时，打磨轮始终贴紧合金管内壁；该力同时作为打磨时打磨轮挤压管料内壁的力，从而提高二者之间的相对摩擦力。从而，本技术方案的打磨装置在工作时管料抖动小、稳定度高、打磨过程中打磨组件始终贴紧管料内壁。

作为上述技术方案的优选，所述降温组件包括底座、环形风刀架、环形阵列安装在所述环形风刀架内环中的多个风刀、开设在架体内的环形风道、以及气源；多个所述风刀通过所述环形风道串联；所述风刀的出风方向与所述管料外圆切线方向一致。

作为上述技术方案的优选，所述风刀形成的风面与所述环形风刀架所在平面垂直。

作为上述技术方案的优选，所述环形风刀架的横截面呈“冂”字型，包括外环和伸出于所述外环两侧的安装片，多个所述风刀的通过一对安装片安装在所述外环上；所述外环上与所述风刀安装位置对应处开设有贯通所述环形风道的气流出口，所述风刀上设有气流入口，所述气流出口与所述气流入口密封连接。

作为上述技术方案的优选，所述气囊型驱动圈包括由一对竖部、连接一对竖部的上横部组成的驱动齿、以及连接相邻驱动齿的下横部，一对竖部、所述上横部、所述下横部形成充气空间。

作为上述技术方案的优选，所述缓冲部件包括一对分别固接在相邻驱动齿的相邻竖部的缓冲件，一对所述缓冲件的相向面上设有沿所述主动轮直径方向开设的突齿，一对所述缓冲件的突齿交叉相嵌以相互连接，且所述缓冲件的突齿的齿尖与相对的缓冲件的突齿的齿底之间具有间隙。

作为上述技术方案的优选，所述缓冲部件的顶面与所述上横部形成的顶面等高；所述驱动齿的齿高为2~3mm，相邻所述驱动齿之间的间隙为1~1.5mm。

作为上述技术方案的优选，所述从动轮安装架包括相互铰接的基杆和调节杆，所述基杆与所述调节杆连接的一个端部设有半月形调节台阶、且所述调节杆上对应处设有与所述调节台阶相配合的半圆形调节凸起。

作为上述技术方案的优选，所述调节杆的长度方向上靠近所述从动轮一侧的三分之一处设有第一连接点，所述基杆的长度方向上的中部设有第二连接点，所述第一连接点和所述第二连接点通过拉伸弹簧连接；所述基杆上沿其长度方向开设有导轨槽，所述第二连接点包括在所述导轨槽中滑移的滑移块，所述滑移块的上端部通过压缩弹簧与所述导轨槽的顶部连接、且其下端部通过气缸与所述导轨槽的底部连接。

作为上述技术方案的优选，所述打磨轮调节组件包括导向件和弹性件；所述导向件包括沿所述转盘半径方向设置在所述转盘上的导轨、携所述打磨轮安装轴沿所述导轨移动的滑块；所述弹性件包括固定设置在所述导轨上的调节基座、以及一端连接所述调节基座另一端连接所述打磨轮安装轴的弹性调节件；所述弹性调节件包括压缩弹簧。

作为上述技术方案的优选，所述导轨包括用于提供所述打磨轮安装轴移动空间的活动槽、以及设于所述活动槽两侧的一对燕尾型槽，所述滑块包括用于安装所述打磨轮安装轴的安装套筒、设置在所述安装套筒两侧的一对楔形块；所述弹性调节件通过所述安装套筒连接所述打磨轮安装轴。

作为上述技术方案的优选，该种钛合金管打磨机用打磨结构还包括用于调节所述弹性调节件调节量的限位组件；所述调节基座通过所述限位组件固定设置在所述导轨上；所述限位组件包括设于所述导轨两侧的一对齿条、设于所述调节基座两侧的一对齿轮、将所述齿轮安装在所述调节基座上的齿轮安装轴、以及连接所述齿轮安装轴用于改变所述齿轮设置位置的气缸。

综上所述，本技术方案的一种钛合金管打磨装置具有工作时管料抖动小、稳定度高、打磨过程中发热小、打磨组件始终贴紧管料内壁的优点。

附图说明

图1是本发明实施例钛合金管打磨装置的一种示意图；

图2是本发明实施例打磨组件的一种示意图；

图3是本发明实施例打磨轮调节件和限位件的一种示意图；

图4是本发明实施例打磨轮调节件和限位件的一种俯视图；

图5是本发明实施例降温组件的一种示意图；

图6是图5的剖视图；

图7是图6的剖视图；

图8是图6的局部放大图；

图9是本发明实施例旋转支撑组件的一种示意图；

图10是本发明实施例旋转支撑组件的一种侧视图；

图11是本发明实施例气囊型驱动圈的一种示意图。

具体实施方式

下面结合附图以及优选的方案对本发明做进一步详细的说明。

实施例：一种钛合金管打磨装置，如图1所示，沿机架1的长度方向设置有轨道3，机架1的一个端部设有打磨组件5；旋转支撑组件与打磨组件5同轴设置，用于夹持管料A、携管料A以其自身轴线旋转，以与打磨组件5配合完成管料内壁圆周方向上的打磨；旋转支撑组件跨设在进给组件4的两端、并通过进给组件4安装在轨道3上，进给组件4用于携旋转组件2沿轨道3朝向打磨组件5前进或退回，以与打磨组件5配合完成管料内壁长度方向上的打磨；降温组件6设置在打磨组件5的工作位置上，用于降低打磨组件5工作时产生的打磨发热。

如图9所示，本实施例的旋转支撑组件2包括一对相向设置的夹持组，一对夹持组分别螺接或焊接安装在打磨机机架的两端，包括主动轮21、主动轮安装架、主动轮安装轴、一对从动轮22、一对从动轮安装架、一对从动轮安装轴；主动轮21安装在主动轮安装轴上，主动轮安装轴固定设置在主动轮安装架上，从动轮22安装在从动轮安装轴上，从动轮安装轴固定设置在都从动轮安装架上，主动轮安装架和从动轮安装架可以螺接或焊接的方式安装在打磨装置的机架上。主动轮21和一对从动轮22的安装中心的连接线形成等边三角形，优选的，一对从动轮等高设置、主动轮位于下方。主动轮安装轴通过传动组件受驱动电机23的驱动下转动，传动组件可以是现有技术的变速箱。夹持组一对从动轮对称安装，一对从动轮安装架均包括相互铰接的基杆24和调节杆25，基杆24与调节杆25连接的一个端部设有半月形调节台阶、且调节杆25对应处设有与半月形调节台阶相配合的半圆形调节凸起；通过松开铰接处的螺栓可使调节杆25相对基杆24的端部转动、改变调节杆25与基杆24的角度，从而调节从动轮22的设置位置，完成管料A的安装，再通过紧固铰接处的螺栓固定这种调节并将管料A固定在夹持组2上。

在其他的实施方式中，如图10所示，一拉伸弹簧26连接调节杆25和基杆24，拉伸弹簧26一端钩在调节杆25上靠近从动轮22一侧的三分之一处、另一端通过一滑移块242连接基杆24，拉伸弹簧26与调节杆25的连接点成为固定的第一连接点，与基杆24的连接点成为用于调节拉伸弹簧26拉伸量的第二连接点。基杆24上沿其轴向开设有燕尾型导轨槽241，具有楔形结构的滑移块242可在导轨槽241中滑移，滑移块242的上端部通过压缩弹簧243与导轨槽241的顶部连接、且其下端部通过气缸244与导轨槽241的底部连接。工作时，首先通过气缸244和压缩弹簧243的配合确定拉伸弹簧26在基杆24上的第二连接点的位置，以调节拉伸弹簧26拉伸长度一定的情况下调节杆25和基杆24可调角度范围；随后克服拉伸弹簧26的回复力，将管料A放置在主动轮21上，松开后一对从动轮在拉伸弹簧26点的拉力下自然贴紧管料A，实现对管料A的固定和支撑。

结合图9和图11，主动轮21在驱动电机23驱动并通过变速箱带动下旋转，主动轮21包括轮体211和设置在轮体211外圈的气囊型驱动圈212，气囊型驱动圈212包括多个驱动齿2120、连接相邻驱动齿2120的下横部2123、以及填充在相邻驱动齿2120之间的缓冲部件2124；驱动齿2120由一对竖部2121、连接一对竖部的上横部2122组成；一对竖部2121、上横部2122、下横部2123形成充气空间。驱动齿2120的齿高即气囊型驱动圈212的厚度W，该厚度W在2~3mm之间，且相邻两个驱动齿2120之间的间隙L在1~1.5mm之间，间隙以驱动齿2120齿高h的1/2处的间隙计算。同时，在相邻的驱动齿2120之间的开口处填充有缓冲部件2124，缓冲部件2124由一对相对布置的缓冲件组成，缓冲件是包括用于胶黏设置在竖部2121外表面的安装面、相对安装面的突齿面、以及连接安装面和突齿面的顶面和底面；突齿面上沿主动轮21的径向设置有多个突齿，一对缓冲件的突齿交叉相嵌、从而一对缓冲件连接，并且突齿的齿尖与相对面的突齿的齿底之间具有间隙β，间隙β的大小为突齿齿高的1/3。一对缓冲件的顶面连接形成缓冲部件的顶面，该顶面与上横部2122形成的顶面等高。

在本实施例中，气囊型驱动圈212是由橡胶制成的包覆在轮体211外圈的具有多个突齿的气囊，两个驱动齿2120之间的凹陷处增加了主动轮21对管料A表面的摩擦，且由于驱动齿2120内填充气体，因而竖部2121与上横部2122的连接处受力挤压变形，进一步增加了主动轮21对管料A的摩擦，加大了主动轮21对管料A的驱动效果、使主动轮21对管料A的驱动更为平稳，避免了管料A的抖动。缓冲部件2124是橡胶材质，当主动轮21相对管料A旋转到相邻的驱动齿2120之间的位置时，通过缓冲部件2124的支撑将管料A过渡至下一驱动齿2120上，且同时缓冲部件2124受管料A的挤压，相互嵌插的突齿填充间隙产生微量变形，微量变形也增大了主动轮21与管料A的接触面积，从而促进了驱动效果。

进给组件4可以是现有技术中的进给方式，在本实施例中，包括用于安装旋转支撑组件2的安装平台、与轨道3配合的轨道槽和进给电机。

打磨组件5，转看图1，打磨组件5通过驱动电机安装在机架1的尾部，结合图2，转盘51通过安装轴54安装在驱动电机上， 3个打磨轮52通过打磨轮调节件53均匀安装在转盘51上，安装轴54利用了现有技术的可伸缩结构，根据需要打磨位置在管料A中的深度调节打磨组件5的设置深度，例如在安装轴54和转盘51之间手动设置延长杆，或将在安装轴55和转盘51之间设置电动伸缩杆。打磨轮52包括轮体521和将轮体521安装在转盘51上的打磨轮安装轴522，通过轴上的平键使二者无相对转动。进一步结参考图4，打磨轮调节件53包括导向件和调节件，导向件包括导轨531和滑块532，调节件包括调节基座533和弹性调节件534，导轨531沿转盘51半径方向螺栓安装在转盘51上；在本实施例中，导轨531包括用于提供打磨轮安装轴522移动空间的活动槽、位于打磨轮安装轴522两侧的一对燕尾型槽；滑块532套设在打磨轮安装轴522上，包括安装套筒、设置在安装套筒两端的与该燕尾型槽相配合的一对楔形块，一对楔形块并卡设在一对燕尾型槽中以带动打磨轮安装轴522沿导轨531滑动；调节基座533固定在导轨531的底部（此处所指的底部为导轨531上最靠近转盘51圆心的端部，另一个端部称为顶部）；弹性调节件534包括一端绕设在打磨轮安装轴522上另一端钩设在调节基座533上的压缩弹簧。由此，当打磨轮52的直径（即弹性调节件534处于自然长度时打磨轮52的直径） 大于或略大于代加工的管料内径时，通过挤压弹性调节件534使打磨结构伸入管料内部，并在弹性调节件534的弹性回复力的作用下，始终抵靠管料的内壁；当打磨轮52的直径小于管料内径时，通过现有技术例如专利CN 204771888U或专利201420072224.9中公开的方式将打磨结构贴壁安装后，调节弹性调节件534的压缩量大于等于需要的打磨量，则可保证在整个打磨过程中打磨轮52始终紧贴内壁，一次完成打磨工序，而无需使打磨结构在打磨过程中做径向进给。

如图3所示，在其他实施方式中，打磨结构还包括用于调节弹性调节件534压缩量的限位件54。限位件54包括一对齿条541、与一对齿条541配合的一对齿轮542、以及气缸543，一对齿轮542通过齿轮安装轴安装在调节基座533的两端，且调节基座533的两个端部开设有用于齿轮542转动的空间，调节基座533在一对齿轮542的带动下沿一对齿条朝向导轨541的顶部或端部活动；每一个齿轮安装轴上都铰接一个气缸543，气缸543的固定安装在导轨的底部，通过一对气缸543的伸缩可改变弹性调节件534的可压缩量。

如图5所示，降温组件6包括底座、环形风刀架61、安装在环形风刀架61内环中的8个风刀62、开设在架体内的环形风道63、以及气源，气源连接环形风道63、并通过环形风道63将气力输送至8个风道62中，8个风刀62通过环形风道63内部气流通道得到串联。

同时结合图6，环形风刀架61的横截面呈“冂”字型，包括外环611和伸出于外环两侧的安装片612，在外环611内同心开设有环形风道63，在本实施例中，环形风道63在外环611上八等分处共开设有8个气流出口，安装片612相向的一对内侧面上分别设置有角度调节件65，且角度调节件65的设置位置与8个气流出口的开设位置相对应，角度调节件65用于安装风刀62并调节风刀62的出风角度；8个气流出口通过软管64与风刀62的气流入口密封连接，软管64用于配合角度调节件65、以适应不同的连接角度，软管64可是普通橡胶管或高压胶，管密封连接可以是紧配合实现、也可通过密封垫圈配合螺纹连接实现，从而8个风刀62串联；气源通过环形风道63向8个风刀62提供气流。

如图7所示，角度调节件65包括8个相互存有间隙的固定片651，8个固定片651围成安装孔；固定片651的纵剖面为梯形，内表面呈楔面，即其厚度自靠近所述风刀62一侧至靠近所述安装片612一侧平滑减小；固定片651的外表面（即安装孔的外表面）具有外螺纹；安装孔的外表面上螺接有螺母。风刀62可以是现有技术的平板风刀，在风刀62的长度方向两端部开设有圆柱形安装槽，槽内通过压缩弹簧连接有安装轴653，压缩弹簧被压缩至最短时安装轴653完全伸入槽内，压缩弹簧自然长度时安装轴653轴长的1/3伸入槽内，风刀62长度方向的中部开设有与气流出口相配合的气流入口。安装时挤压压缩弹簧，从而使安装轴653伸入安装孔内，此时螺母位于紧贴安装片612一侧，当安装轴653伸入安装孔内且压缩弹簧回复后，调节风刀62的设置角度，使其出风口指向管料A的外圆的切线方向，由于采用平板风刀，因而此时风刀62提供的气流形成的风面与环形风刀架62所在的平米相垂直；随后向风刀62一侧旋紧螺母，从而实现风刀62的固定。

通过上述描述，本领域普通技术人员可知通过调节风刀62出风口的倾斜角度使得风刀62的出风方向与管料A的切线方向一致、同时与管料A的旋转方向一致，多个风刀62共同形成环绕管料A的气流，在环形气流的作用下，对管料A外部上打磨结构工作位置进行降温。

环形阵列设置的8个风刀62提供的环绕管料A的环形气流，起到了辅助管料A旋转的作用，指向管料A截面圆心的气流分力同时起到了支撑管料A的作用，由此，在对管料A进行降温的同时，进一步保证了管料A在打磨工序中的平稳旋转。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。