一种锥体零件的磁力研磨光整方法及其装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于锥体零件精密加工领域，特别是一种锥体零件的磁力研磨光整方法及其装置
【背景技术】
[0002]随着机械制造业的高速发展与不断进步，锥体零件得以越来越广泛地应用，尤其对于管道系统中的阀门部件，多利用锥面在轴向力作用下的密封比压相对较高的特点来提高密封性。但当两相互配合的锥体零件表面质量较差，会造成管道中的介质外漏，不仅会造成物料损失，污染环境，严重时还会造成事故；对于易燃易爆、有毒或有放射性的介质，更是不允许的。为提高锥体零件的表面质量，采用研磨膏对研的方法虽可在一定程度上提高精度，但是比较费时费力，且效率较低，利用砂纸打磨，对工作人员的技术水平要求较高，加工效果也很难保证。
[0003]磁力研磨工艺作为一种非传统的精密加工方法，兼具柔性、自锐性、自适应性和误差补偿等特点，加工工件的适应性强，尤其对复杂曲面、微小槽孔、复杂型腔、各类管件等难加工零件具有明显的优势。由于磁力研磨工艺是一种微量去除方法，因此，不仅能够完成对不同工件表面的均匀研磨抛光，同时，也可以保证工件的尺寸和形状精度。
[0004]因此，利用磁力研磨方法，通过设计合理的工艺方案，有效的实现对锥体零件的光整加工，弥补传统抛光方法的不足，同时显著提高研磨加工效率。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种锥体零件的磁力研磨光整方法及其装置。
[0006]本发明提供的一种锥体零件的磁力研磨光整方法包括以下步骤:
[0007]a.装卡:将锥体工件利用夹具夹持在装置的进给丝杠上，研磨头与调速电机主轴通过联轴器连接，调整加工内腔与锥体工件的间隙；
[0008]b.参数设定:设置装置的调速电机转速为1500-2000r/min ;工件水平运动速度约60mm/min，振幅为 10-30mm ；
[0009]c.精磨:调整加工内腔与工件最小间隙约为l_3mm，将平均粒径为250 μ m的烧结磁性磨料与油基研磨液以体积比为1:2的比例混合后，均匀填充在加工内腔内，开启调速电机和步进电机，加工时间为15min ；
[0010]d.超精研磨:更换平均粒径为100 μ m的烧结磁性磨料，将磨料与油基研磨液以体积比为1:2的比例混合后，均匀填充在加工内腔内，开启调速电机和步进，加工时间设定为20mino
[0011]e.清洗:将超精研磨后的工件取下，进行清洗，然后晾干；
[0012]f.结果检测:采用超景深3D显微镜检测研磨前后工件表面的形貌变化和粗糙度变化。
[0013]一种锥体零件的磁力研磨光整方法采用的装置，该装置包括:
[0014]调速电机⑴、联轴器⑵、研磨头(3)、夹具(4)、锥体工件(5)、进给丝杠(6)和步进电机(7)，所述研磨头(3)分为互换的外锥研磨头⑶和内锥研磨头(12)两种，通过联轴器⑵与调速电机⑴的主轴连接，其中外锥研磨头⑶包括磁性磨料(9)、方形磁极
(10)和端盖(15)，方形磁极(10)嵌入端盖(15)内槽中，并通过端盖之间螺栓配合夹紧固定，内锥研磨头(12)包括磁性磨料(9)、方形磁极(10)、柱形磁极(13)、仿形锥头(14)和端盖(15)，柱形磁极(13)通过端盖(15)和仿形锥头(14)固定在调速电机(I)的主轴上，调速电机(I)带动方形磁极(10)或柱形磁极(13)高速旋转，锥体工件(5)分为互换的外锥工件(11)和内锥工件(16)，锥体工件(5)通过夹具(4)固定，夹具(4)通过螺栓固定在进给丝杠(6)的工作台上，随进给丝杠(6)做同步运动，步进电机(7)通过联轴器(2)连接进给丝杠￠)，进给丝杠(6)控制锥体工件(5)做往复运动。
[0015]所述锥体工件(5)深入到研磨头⑶的加工内腔中，加工内腔内径与锥体工件(5)外径的最小间隙为1_2_，加工内锥时，内锥研磨头(12)内部的仿形锥头(14)与内锥工件
[16]内壁之间最小间隙为1_2_，来避免加工过程中出现干涉问题，同时，留有加工间隙便于填充磁性磨料(10)，完成对锥体零件的加工。
[0016]本发明与现有同类技术相比，其显著的有益效果体现在:
[0017]本发明仅需更换研磨头，便可以完成对不同锥度的内、外锥零件的研磨加工，简单方便。而且根据加工要求，可以自行控制磁性磨料粒径、电机转速、加工时间等参数，不仅可以保证工件的形状和尺寸精度，也可以保证加工质量。
【附图说明】
[0018]图1是一种针对锥体零件的磁力研磨光整方法采用的装置结构示意图。
[0019]图2是外锥零件研磨前表面形貌对比图。
[0020]图3是外锥零件研磨后表面形貌对比图。
[0021]图4是外锥零件研磨前表面粗糙度对比图。
[0022]图5是外锥零件研磨后表面粗糙度对比图。
[0023]图6是内锥零件研磨前表面形貌对比图。
[0024]图7是内锥零件研磨后表面形貌对比图。
[0025]图8是内锥零件研磨前表面粗糙度对比图。
[0026]图9是内锥零件研磨后表面粗糙度对比图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图用实施例对本发明进行更详细描述。
[0028]实施例1:外锥零件的磁力研磨。
[0029]如图1所示，一种锥体零件的磁力研磨光整方法及其装置，其解决方案如下:
[0030]a.装卡:将外锥工件11利用夹具4夹持在进给丝杠6上，外锥研磨头8与调速电机I主轴通过联轴器2连接，调整加工内腔与外锥工件11的最小间隙为1.5mm ；
[0031]b.参数设定:设定电机主轴转速2000r/min ;工件水平方向速度为60mm/min，往复幅度为1mm ；
[0032]c.精磨:将平均粒径为250 μm的烧结磁性磨料与油基研磨液以体积比为1:2的比例混合后，均匀填充在加工内腔内，开启调速电机I和步进电机7，加工时间设定20min ;
[0033]d.超精研磨:更换平均粒径为100 μ m的烧结磁性磨料，设定主轴转速为2500r/min，加工时间设定30min ；
[0034]e.清洗:将超精研磨后的工件取下，进行清洗，然后晾干；
[0035]f.结果检测:采用超景深3D显微镜检测研磨前后工件表面的形貌变化和粗糙度变化，结果如图2和图3所示。
[0036]实施例2:内锥零件的磁力研磨。
[0037]如图1所示，一种锥体零件的磁力研磨光整方法及其装置，其解决方案如下:
[0038]a.装卡:将外锥工件16利用夹具4夹持在进给丝杠6上，内锥研磨头12与调速电机I主轴通过联轴器2连接，调整加工内腔与外锥工件16的最小间隙为2_ ；
[0039]b.参数设定:设定电机主轴转速2000r/min ;工件水平方向速度为60mm/min，往复幅度为1mm ；
[0040]c.精磨:将平均粒径为250 μm的烧结磁性磨料与油基研磨液以体积比为1:2的比例混合后，均匀填充在加工内腔内，开启调速电机I和步进电机7，加工时间设定30min ;
[0041]d.超精研磨:更换平均粒径为100 μπι的烧结磁性磨料，加工时间设定30min ；
[0042]e.清洗:将超精研磨后的工件取下，进行清洗，然后晾干；
[0043]f.结果检测:采用超景深3D显微镜检测研磨前后工件表面的形貌变化和粗糙度变化，结果如图4和图5所示。
[0044]以上所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能认为用于限定本发明的保护范围。凡依本发明申请范围所做的均等变化与改进，均应归属于本发明的专利涵盖范围。
【主权项】
1.一种锥体零件的磁力研磨光整方法，其特征是该方法包括以下步骤: a.装卡:将锥体工件利用夹具夹持在装置的进给丝杠上，研磨头与调速电机主轴通过联轴器连接，调整加工内腔与锥体工件的间隙； b.参数设定:设置装置的调速电机转速为1500-2000r/min;工件水平运动速度约60mm/min，振幅为 10-30mm ； c.精磨:调整加工内腔与工件最小间隙约为1-3_，将平均粒径为250μm的烧结磁性磨料与油基研磨液以体积比为1:2的比例混合后，均匀填充在加工内腔内，开启调速电机和步进电机，加工时间为15min ； d.超精研磨:更换平均粒径为100μπι的烧结磁性磨料，将磨料与油基研磨液以体积比为1:2的比例混合后，均匀填充在加工内腔内，开启调速电机和步进，加工时间设定为20mino
2.一种针对锥体零件的磁力研磨光整方法采用的装置，其特征是该装置包括: 调速电机(1)、联轴器(2)、研磨头(3)、夹具(4)、锥体工件(5)、进给丝杠(6)和步进电机(7)，所述研磨头(3)分为互换的外锥研磨头⑶和内锥研磨头(12)两种，通过联轴器⑵与调速电机⑴的主轴连接，其中外锥研磨头⑶包括磁性磨料(9)、方形磁极(10)和端盖(15)，方形磁极(10)嵌入端盖(15)内槽中，并通过端盖之间螺栓配合夹紧固定，内锥研磨头(12)包括磁性磨料(9)、方形磁极(10)、柱形磁极(13)、仿形锥头(14)和端盖(15)，柱形磁极(13)通过端盖(15)和仿形锥头(14)固定在调速电机(I)的主轴上，调速电机(I)带动方形磁极(10)或柱形磁极(13)高速旋转，锥体工件(5)分为互换的外锥工件(11)和内锥工件(16)，锥体工件(5)通过夹具(4)固定，夹具(4)通过螺栓固定在进给丝杠(6)的工作台上，随进给丝杠(6)做同步运动，步进电机(7)通过联轴器(2)连接进给丝杠￠)，进给丝杠(6)控制锥体工件(5)做往复运动。
3.根据权利要求2所述的一种针对锥体零件的磁力研磨光整方法采用的装置，其特征是所说的锥体工件(5)深入到研磨头(3)的加工内腔中，加工内腔内径与锥体工件(5)外径的最小间隙为l-2mm，加工内锥时，内锥研磨头(12)内部的仿形锥头(14)与内锥工件(16)内壁之间最小间隙为l_2mm0
【专利摘要】本发明公开了一种锥体零件的磁力研磨光整方法及其装置。该方法包括：装卡；参数设定；精磨；超精研磨；清洗；结果检测。该装置包括：调速电机、联轴器、研磨头、夹具、锥体工件、进给丝杠和步进电机，所述研磨头分为互换的外锥研磨头和内锥研磨头两种，通过联轴器与调速电机的主轴连接，调速电机带动磁极高速旋转，进给丝杠控制锥体工件做往复运动。本发明仅需更换研磨头，便可以完成对不同锥度的内、外锥零件的研磨加工，简单方便。而且根据加工要求，可以自行控制磁性磨料粒径、电机转速、加工时间等参数，不仅可以保证工件的形状和尺寸精度，也可以保证加工质量。
【IPC分类】B24B1-00
【公开号】CN104842224
【申请号】CN201510175977
【发明人】陈燕, 杜兆伟, 应骏, 牛凤丽, 宋宗朋, 韩冰
【申请人】辽宁科技大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年4月14日