一种大口径长直管内表面磁力研磨装置的制作方法

本实用新型属于磁力研磨领域，尤其涉及一种大口径长直管内表面磁力研磨装置

背景技术：

在航空航天、汽车、工业生产等领域中，大口径长直管应用较为广泛，大口径长直管指外径小于等于150mm，壁厚小于等于20mm，管件长度小于等于1500mm的直管。有些大口径管内设有凹槽等其他特征，如航空发动机上的涡轮轴，用传统方法很难实现对其内表面的光整加工，尤其凹槽部分。此类大口径管件经过长期使用内表面会出现积碳、油污、锈渍等缺陷，降低管件使用寿命。

中国专利CN107214602A公开了一种导磁管内壁除锈、抛光装置，CN107745326A公开了一种直管内表面抛光装置，两个装置均可以对管件光滑内壁除锈抛光，但对于管件内部的凹槽无法很好的实现对槽内积碳、油污、锈渍的去除。

同时现有技术中对管件内壁光整加工的研磨轨迹单一，管件内部凹槽的加工变形量大。

技术实现要素：

为克服现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种大口径长直管内表面磁力研磨装置，实现直管内表面的光整加工，能够有效去除管件内部凹槽处堆积的积碳、油污、锈渍，提高管件的使用寿命。

为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种大口径长直管内表面磁力研磨装置，包括机座、主轴电机、联轴器、四爪卡盘、磁极盘、电机驱动滑轨装置、举升装置；管件两端通过管件封堵密封，管件两端均通过四爪卡盘固定，管件一端的四爪卡盘通过联轴器与主轴电机连接，管件另一端的四爪卡盘通过轴承与支撑座连接，机座上固定有支撑座滑轨，支撑座通过支撑座滑块与支撑座滑轨滑动连接；机座底部设有电机驱动滑轨装置，磁极盘通过举升装置与电机驱动滑轨装置连接，磁极盘通过举升装置控制升降，电机驱动滑轨装置控制磁极盘沿管件轴向移动。

所述的电机驱动滑轨装置包括滑轨电机、电机丝杠联轴器、滑轨、滑块板、丝杠、丝杠支撑轴承、滑块、滑轨底座、滑轨挡板；滑轨底座安装在机座上，滑轨底座两端固定有滑轨挡板，滑轨挡板之间固定有滑轨，滑块与滑轨滑动连接，滑块板固定在滑块上，滑块板用于支撑固定举升装置，滑轨电机通过电机丝杠联轴器与丝杠连接，丝杠另一端通过丝杠支撑轴承固定在滑轨挡板上。

所述的举升装置包括举升装置底座、举升块、旋转手柄、手柄连杆、齿条、齿轮，举升装置底座固定在电机驱动滑轨装置上，手柄连杆与齿轮固定连接，二者安装在举升装置底座内部，手柄连杆两端连接有旋转手柄，旋转手柄伸到举升装置底座外部，举升块上固定有齿条，齿轮与齿条相互啮合，可驱动举升块上下移动；举升块上固定有旋转磁极电机底座，其上安装旋转磁极电机。

所述的磁极盘包括盘体、大磁极、小磁极，盘体为圆盘形结构，盘体外侧等间距圆周排列两排大磁极，盘体内侧等间距圆周排列两排小磁极；大磁极与小磁极均为上方S极，下方N极；盘体底部与旋转磁极电机通过键连接。

所述的四爪卡盘内镶嵌有四个卡爪。

所述的支撑座滑块通过滑块锁死螺钉与支撑座滑轨固定连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型利用磁力研磨法不仅能够实现管件内表面的光整加工，而且能够有效去除管件内部凹槽处堆积的积碳、油污、锈渍；磁极、工件均可旋转，自动化程度高，研磨轨迹复杂化，加工效率高。大口径管件内壁凹槽或凸台可通过外部磁极旋转带动管件内部磁性研磨粒子的滚动、跳跃、翻滚实现对凹槽或凸台表面的挤压、滑擦、撞击，完成对管件内表面的光整加工。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图一。

图2是本实用新型的侧视图。

图3是本实用新型的结构示意图二。

图4是电机驱动滑轨装置结构示意图。

图5是举升装置的结构示意图。

图6是举升装置内部配合结构示意图。

图7是磁极盘的结构示意图。

图8是四爪卡盘结构示意图。

图9是管件封堵的结构示意图。

图10是加工原理图。

图中：1-机座 2-滑轨 3-主轴电机 4-装置壳体 5-主轴电机支撑座 6-联轴器 7-四爪卡盘 8-卡爪 9-管件 10-管件封堵 11-支撑座 12-滑块锁死螺钉 13-支撑轴承 14-光电传感器一 15-电机驱动滑轨装置 16-支撑座滑块 17-大磁极 18-磁极盘 19-磁性研磨粒子 20-举升装置 21-旋转磁极电机 22-旋转磁极电机底座 23-滑轨电机座 24-滑轨电机 25-电机丝杠联轴器 26-滑轨 27-滑块板 28-丝杠 29-丝杠支撑轴承 30-滑块 31-滑轨底座 32-滑轨挡板 33-举升装置底座 34-举升块 35-旋转手柄 36-手柄连杆 37-齿条 38-齿轮 39-小磁极 40-光电传感器二 41-支撑卡盘。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型进行详细地描述，但是应该指出本实用新型的实施不限于以下的实施方式。

见图1、图2、图3，一种大口径长直管内表面磁力研磨装置，包括机座1、主轴电机3、装置壳体4、主轴电机支撑座5、联轴器6、四爪卡盘7、磁极盘18、光电传感器一14、光电传感器二40、电机驱动滑轨装置15、举升装置20。装置壳体4罩在主轴电机3外侧，固定在机座1上方；主轴电机3通过主轴电机支撑座5固定在机座1左侧上方；主轴电机3通过联轴器6与四爪卡盘7相连；机座1平台上固定有支撑座滑轨2，支撑座11通过支撑座滑块16固定在支撑座滑轨2上；支撑座轴承13外圈与支撑座11过盈配合，内圈与支撑卡盘41过盈配合；通过锁死支撑座滑块上的滑块锁死螺钉12，将支撑座滑块16与支撑座滑轨2固定，完成对支撑座11的固定，确保支撑卡盘41与四爪卡盘7间的距离，实现管件封堵10对管件9的密封；见图1-图3，本装置可同时加工两根管件，也可单根加工，一个机座1上设置两套传动机构，可分别驱动管件转动，管件下方设置一个磁极盘，机座1底部为中间凹槽两侧凸起的结构，凸起部分用于支撑固定传动机构，凹槽侧壁上安装两个光电传感器，光电传感器一14和光电传感器二40通过磁铁吸附在机座1凹槽侧壁上，光电传感器二40和光电传感器一14间的距离可调节，实现对滑块板27移动距离和移动周期的控制。举升装置可直接固定在机座1凹槽底部。

见图1、图4，电机驱动滑轨装置包括滑轨电机座23、滑轨电机24、电机丝杠联轴器25、滑轨26、滑块板27、丝杠28、丝杠支撑轴承29、滑块30、滑轨底座31、滑轨挡板32。滑轨底座31安装在机座1凹槽内，滑轨底座31上固定有滑轨挡板32及滑轨26；滑轨26上安装有滑块30，滑块板27固定在滑块30上；滑轨电机24通过滑轨电机座23固定在机座1凹槽内；丝杠28一端通过电机丝杠联轴器25与滑轨电机24连接，另一端通过丝杠支撑轴承29固定在滑轨挡板32上。当滑块板27移动到光电传感器时，光电传感器发出信号给滑轨电机24，滑轨电机24通过正反转来控制滑块板27移动距离。

见图2、图5、图6，举升装置包括举升装置底座33、举升块34、旋转手柄35、手柄连杆36、齿条37、齿轮38。举升装置底座33固定在电机驱动滑轨装置15的滑块板27上；手柄连杆36固定连接齿轮38，二者安装在举升装置底座33内部，手柄连杆36两端连接有旋转手柄35，齿轮38与举升块34上的齿条37配合，实现举升块34的上下移动；举升块34上固定有旋转磁极电机底座22，其上安装旋转磁极电机21。通过升降装置可将磁极盘18与管件9间的距离调整为2mm～5mm。

见图7，磁极盘18包括大磁极17、小磁极39。磁极盘18上外侧等间距圆周排列两排大磁极17，内侧等间距圆周排列两排小磁极39；大磁极17与小磁极39上方均为S极，下方为N极；磁极盘18下方与旋转磁极电机21通过键连接。磁极盘18采用内圈小磁极39，外圈大磁极17的排列方式，在光整过程中，对管件9内壁施以不同的磁力，提高光整效果。

见图8，卡盘采用四个卡爪8，卡爪8镶嵌在卡盘7内部，四爪卡盘7与管件封堵10接触为平面；卡爪8能够同时装卡住管件封堵10及管件9。

见图9，管件封堵为阶梯状，采用橡胶材质，小端镶嵌在管件9内部，大端与管件9外径相等。

见图1-图10，一种大口径长直管内表面磁力研磨方法，包括以下步骤：

1)磁性研磨粒子19(磁性研磨粒子为磁针和磁性磨粒的混合物，二者体积比为1:2)、与水基研磨液以3:2的比例调配，填充至管件9中，填充量不超过管件9容积的三分之一，通过管件封堵10对管件9两侧实现密封；

2)移动、调整支撑座11位置，完成对管件封堵10挤压装卡，锁死支撑座滑块上16的螺钉12；

3)转动举升装置20上的旋转手柄35，调节磁极盘18与管件9间的距离；

4)磁极盘18在旋转磁极电机21驱动下旋转，磁极盘18在滑块板27的支撑下从左侧光电传感器二40走到右侧光电传感器一14，光电传感器一14发出信号，主轴电机3驱动管件9旋转60度，磁极盘18再从右侧光电传感器一14走到左侧光电传感器二40，光电传感器二40发出信号，主轴电机3驱动管件9继续同向旋转60度，依次往复运动，实现对管件9内表面的光整加工。也可以采用其他管件9旋转、磁极盘18旋转平移的运动方式实现管件9内表面光整加工。

本实用新型利用磁力研磨法不仅能够实现管件内表面的光整加工，而且能够有效去除管件内部凹槽处堆积的积碳、油污、锈渍；大口径管件内壁凹槽或凸台可通过外部磁极旋转带动管件内部磁性研磨粒子的滚动、跳跃、翻滚实现对凹槽或凸台表面的挤压、滑擦、撞击，完成对管件内表面的光整加工。磁极、工件均可旋转，研磨轨迹复杂化，加工效率高。