一种三维打印管体的内壁切削装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种三维打印管体的内壁切削装置，包括转子和定子，所述定子上设有电机绕组，所述转子外设有永磁体刀具，所述定子与转子之间留有空隙形成操作腔。本实用新型专利技术中，所述永磁体刀具为刀状结构，永磁体刀具包括三对以上的刀片，刀片包括连接部和切削部，连接部和切削部的夹角为135°，转子上设有三对以上的与刀片适配的凹槽，刀片的连接部安装在凹槽内。本实用新型专利技术采用永磁同步电机转子作为刀具对管状模型内壁进行加工，针对三维打印能打印出结构连续的管长结构这一特征，突破传统的车床加工对连续长度的管状模型的加工能力的不足，实现对结构连续的有一定弧度的长模型管内壁的加工处理。

Inner wall cutting device for three-dimensional printing pipe body

The utility model provides an inner wall cutting device of a three-dimensional printing tube body, which comprises a rotor and a stator. The stator is equipped with a motor winding, and the outer part of the rotor is equipped with a permanent magnet cutter. There is a gap between the stator and the rotor to form an operating cavity. In the utility model, the permanent magnet cutter is a knife-like structure, and the permanent magnet cutter includes more than three pairs of blades. The blade includes a connecting part and a cutting part. The angle between the connecting part and the cutting part is 135 degrees. There are more than three pairs of grooves matched with the blade on the rotor, and the connecting part of the blade is installed in the groove. The utility model uses the permanent magnet synchronous motor rotor as the cutting tool to process the inner wall of the tubular model. Aiming at the feature that three-dimensional printing can print the tubular structure with continuous structure, the utility model breaks through the deficiency of the traditional lathe processing ability for the tubular model with continuous length, and realizes the long model with a certain radian for the continuous structure. Processing of the inner wall of the tube.

【技术实现步骤摘要】
一种三维打印管体的内壁切削装置
本技术涉及自动化制造领域，特别是一种三维打印管体的内壁切削装置。
技术介绍
目前，对管状结构的加工大多为车床加工，对于相当长度的管长而言，这类方法则有其弊端，主要表现为，三维打印可以打印出连续长度的管状结构，不必像传统工艺中将一段一段的管状结构加工好再拼接而成。同时也就意味着传统的车床加工对于加工长度连续的管状结构而言，因为刀具的长度限制，管内壁的加工就有其不便之处。为解决这一问题，本技术提供的一种三维打印模型后处理永磁同步电机，将转子作为刀具，作用于管状模型的内壁，进行切削加工，实现对打印出的具有一定弧度的长管状结构的一次性直接处理，保证加工要求和效果。
技术实现思路
技术目的：本技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种三维打印管体的内壁切削装置。为了解决上述技术问题，本技术提供了一种三维打印管体的内壁切削装置，包括转子和定子，所述定子上设有电机绕组，所述转子外设有永磁体刀具，所述定子与转子之间留有空隙形成操作腔。本技术中，所述永磁体刀具为刀状结构，永磁体刀具包括三对以上的刀片，刀片包括连接部和切削部，转子上设有三对以上的与刀片适配的凹槽，刀片的连接部安装在凹槽内。本技术中，连接部和切削部的夹角为135°，则切削部与管内壁夹角为45度左右，使得切削部能够以便于切削的角度，去切削待切削的管内壁部分。本技术中，所述凹槽的横截面的中心与转子的中心在一条直线上，连接部设置在转子的径向上。保证连接部在切削时候的稳定性。本技术中，所述刀片有6个，6个刀片等间距的设置在转子上形成永磁体刀具。本技术中，所述操作腔位于定子与永磁体刀具之间，操作腔能够通过待加工的管体结构，永磁体刀具转动并对待加工的管体结构内壁进行切削加工。本技术中，所述转子可按加工要求不同，有不同型号可选，根据需要加工的管材内外径尺寸确定转子和永磁体刀具的尺寸。本技术中，所述刀具与转子为一体结构。刀具更稳，切削效果更好。本技术中，包括永磁同步电机，转子、定子和电机绕组组成永磁同步电机，所述永磁同步电机为低速大扭矩电机。转子转速视加工材料而定，加工韧性好的材料时，控制转速在5m/min左右；加工脆性材料时，因为切屑为粒状，不会形成积屑，转速可控制在10m/min左右。螺旋前进的速度：加工韧性好的材料时，前进速度0.4毫米/转；加工脆性材料时，前进速度0.8毫米/转。本技术中还公开了一种三维打印管体的内壁切削装置的切削方法，包括如下步骤：步骤1：管体一端预加工；步骤2：将待加工的管体结构从预加工端插入定子与转子之间的操作腔内；步骤3：永磁同步电机运行，转子转动；步骤4：永磁体刀具开始切削管体结构内壁，定子与转子在磁场耦合下做轴向螺旋式运动，直到永磁体刀具完成整个管体结构的内壁的切削；步骤5：加工结束，关闭永磁同步电机。本技术中，电机运行由上位机发送指令控制，所需要的转子位置信息采用无位置传感器控制方法获得。有益效果：本技术采用永磁同步电机转子作为刀具对管状模型内壁进行加工，针对三维打印模型能打印出结构连续的管长结构这一特征，突破传统的车床加工对连续长度的管状模型的加工能力的不足，实现对结构连续的有一定弧度的长模型管内壁的加工处理，提高加工效率，突破目前的加工条件的限制和不足。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本技术做更进一步的具体说明，本技术的上述或其他方面的优点将会变得更加清楚。图1是实施例的结构示意图；图2是转子结构示意图。具体实施方式下面将结合附图对本技术作详细说明。实施例：如图1所示，本实施例提供的一种三维打印管体的内壁切削装置包括：1、定子，2、转子，3、电机绕组，4、永磁体刀具，5、管状模型，6、操作腔。一种三维打印模型后处理永磁同步电机，包括定子1、转子3、电机绕组2以及永磁体刀具4，永磁体刀具4为刀具外形，永磁体刀具的安装采用专用的夹具安装，使之与转子铁芯紧密连接。如图2，永磁体刀具4为刀状结构，永磁体刀具4包括三对以上的刀片7，刀片包括连接部7a和切削部7b，连接部和切削部的夹角为135°，转子上设有三对以上的与刀片适配的凹槽8，刀片的连接部7a安装在凹槽8内。具体的，凹槽8为长条槽，与转子的轴向OO’方向一致；凹槽8的横截面的中心与转子的中心与径向线AA’一致，连接部设置在转子的径向上，使得连接部的安装更为牢固，防止在切削过程中造成松动。本实施例中，刀片有6个，6个刀片等间距的设置在转子上形成永磁体刀具4。本实施例中，转子3可根据待加工管状模型的材料不同以及加工要求不同作选择，如加工韧性好的材料时，可选择有一定刃倾角的刀具外形，这样可以使切屑向前排出，不至于划伤已加工表面；而在加工脆性材料时，由于切削时的余量很少，可选择刃倾角为0°的刀具外形。本实施例中，待加工管状模型6位于定子1与转子3之间，或理解为转子3位于模型6内部，转子3的半径即为加工后的管状模型的管内径，转子半径应略大于未加工时的管状模型内径。本实施例中，永磁体刀具4为稀土永磁材料，转子铁芯为硅钢片。转子转速视加工材料而定，加工韧性好的材料时，控制加工线速度在5m/min左右；加工脆性材料时，因为切屑为粒状，不会形成积屑，加工线速度可控制在10m/min左右。前进速度：加工韧性好的材料时，前进速度0.4毫米/转；加工脆性材料时，前进速度0.8毫米/转。使用方法：包括如下步骤：步骤1：管体一端预加工；步骤2：将待加工的管体结构从预加工端插入定子与转子之间的操作腔内；步骤3：电机运行，转子转动；步骤4：刀具开始切削管体结构内壁，定子与转子在磁场耦合下做轴向螺旋式运动，直到完成整个管体结构的内壁的切削；步骤5：加工结束，关闭电机。本实施例中上述方法的步骤4中包括转矩的控制方法，步骤如下：步骤1：测量转子的实际转速，将实际转速与参考转速比较，得到转速差△n；步骤2：将步骤1中转速差△n通过比例积分控制器计算得到转矩参考值T*；步骤3：将步骤2中转矩参考值T*与计算得到的转矩实际值比较，得到转矩偏差△T，根据转矩控制参数选择电压矢量作用于逆变器，使实际转矩与给定转矩保持一致，实现对转矩的控制。其中：转矩计算：ψf为转子磁链、ψsβ为定子磁链在αβ坐标下的分量，isd、isq为定子电流在dq坐标下的分量，p为电机极对数。Ld、Lq分别为电机的直轴电感和交轴电感。实际转速通过现有的无位置传感器控制方法得到。转速差经过PI环构成的转速调节器得到的给定转矩。本实施例中，上述方法的步骤4中包括实时矫正转子偏心情况的方法，具体步骤如下：步骤1：检测定子三相电流；步骤2：若三相电流不平衡度小于10％，判断转子处于轴心位置，返回步骤1继续检测；若三相电流不平衡度大于10％，则判断转子偏离轴心位置。其中，三相电流不平衡度＝(相电流-三相平均电流)/三相平均电流。矫正转子位置的方法为：当相电流大于平均电流时，减小该相占空比；当相电流小于平均电流时，增加该相占空比，使三相电流恢复平衡状态，即转子恢复到轴心位置，占空比的给定方式为：将相电流与平均电流的差值经过PI环，输出占空比。在加工管内壁的过程中，通过上位机发送开始加工命令，电机开始运行，转子3转动，转子3上的具有刀具外本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维打印管体的内壁切削装置，包括转子(3)和定子(1)，其特征在于，所述定子(1)上设有电机绕组(2)，所述转子上设有永磁体刀具(4)，所述定子(1)与转子(3)之间留有空隙形成操作腔(6)。

【技术特征摘要】
1.一种三维打印管体的内壁切削装置，包括转子(3)和定子(1)，其特征在于，所述定子(1)上设有电机绕组(2)，所述转子上设有永磁体刀具(4)，所述定子(1)与转子(3)之间留有空隙形成操作腔(6)。2.根据权利要求1所述的一种三维打印管体的内壁切削装置，其特征在于，所述永磁体刀具(4)为刀状结构，永磁体刀具(4)包括三对以上的刀片(7)，刀片包括连接部(7a)和切削部(7b)，转子上设有三对以上的与刀片适配的凹槽(8)，刀片的连接部(7a)安装在凹槽(8)内。3.根据权利要求2所述的一种三维打印管体的内壁切削装置，其特征在于，所述连接部和切削部的夹角为135°。4.根据权利要求3所述的一种三维打印管体的内壁切削装置，其特征在于，所述凹槽(...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹伟，杨建飞，邱鑫，杨继全，马顾铭，郭勇，刘训，林金伟，董士伦，王伟业，董艮涛，马辉，李思祥，朱兵，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32