长圆管内表面磁力滚压加工装置制造方法及图纸

本发明专利技术将磁场控制技术和滚压技术结合起来，应用于对长圆管内表面的滚压加工，属于特种加工领域。一种长圆管内表面磁力滚压加工装置，包括处于长圆管外部的外部磁场发生器和处于长圆管内部的磁性滚压工具；所述外部磁场发生器包括外磁路磁极，外磁路磁极通过圆周转动形成旋转磁场，外磁路磁极通过沿着长圆管的中心轴线方向做轴向进给带动旋转磁场做轴向给进。本发明专利技术解决了传统滚压加工无法完成对长圆管内表面滚压加工的难题。

Long tube inner surface magnetic rolling processing device

The invention of magnetic control technology and rolling technology combined, applied in the rolling process of circular pipe inner surface, belonging to the field of special processing. A long tube inner surface magnetic rolling processing device, including external magnetic field generator in circular tube and circular tube in the external magnetic rolling tool inside; the external magnetic field generator comprises an outer magnetic pole, magnetic pole through outer circumferential rotation to form a rotating magnetic field, magnetic pole through the outer along a central axis of the circular tube axial feed driven by the rotating magnetic field axial feeding. The invention solves the problems of traditional rolling process can not be completed in long tube surface rolling processing.

【技术实现步骤摘要】
长圆管内表面磁力滚压加工装置
本专利技术将磁场控制技术和滚压技术结合起来，应用于对长圆管内表面的滚压加工，属于特种加工领域。
技术介绍
现有滚压技术是利用硬度较高的材料（如淬火钢、硬质合金以及红宝石等）制成的工具，对被加工零件表面施加一定的压力，使零件表面层金属产生塑性变形，改变金属表面层的组织结构和物理性质，以达到光整和强化工件表面的目的。滚压加工常用于加工内圆表面、圆柱面、圆锥面、开式圆弧表面、丝杠螺纹表面、齿轮齿形表面、平面以及一些不易加工的特殊形状表面等，但是长圆管由于自身结构的特殊性，现有滚压加工方法无法完成对其内壁的滚压加工，一定程度上降低了长圆管的使用价值。本设计借助磁力为非接触力的特点，利用空间旋转磁场驱动置于长圆管内部的磁性滚压工具转动，由磁性滚压工具完成对长圆管内壁的滚压加工，解决了长期以来无法对长圆管内壁进行光整强化处理的难题，提高了长圆管的使用价值。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：本专利技术所采用的技术方案是：一种长圆管内表面磁力滚压加工装置，包括处于长圆管（4）外部的外部磁场发生器（16）和处于长圆管（4）内部的磁性滚压工具（17）；所述外部磁场发生器（16）包括外磁路磁极(3)，外磁路磁极(3)通过圆周转动形成旋转磁场，外磁路磁极(3)通过沿着长圆管（4）的中心轴线方向做轴向进给带动旋转磁场做轴向给进；所述磁性滚压工具（17）包括滚珠（10）、内磁路永磁铁（5），内磁路永磁铁（5）在旋转磁场的作用下在长圆管（4）的内表面做圆周转动和沿着长圆管（4）的中心轴线方向做轴向进给，与内磁路永磁铁（5）连接的滚珠（10）对长圆管（4）的内表面形成正压力，完成对长圆管（4）内表面的多点式径向碾压。作为一种优选方式：所述外部磁场发生器（16）还包括电动机（13）、传送带（14）、外磁路45钢垫片(2)、轴承（15）、轴承座（11）、滚珠丝杠副(12)、外磁路45钢辅助磁路(1)，外磁路磁极(3)通过外磁路45钢垫片(2)固定在轴承（15）形成外磁路，外磁路45钢辅助磁路(1)安装在轴承（15）上，电动机（13）通过传送带（14）带动轴承（15）旋转从而带动外磁路磁极(3)做圆周转动，滚珠丝杠副(12)带动轴承座（11）做沿着长圆管（4）的中心轴线方向直线进给，轴承（15）安装在轴承座（11）上，从而实现外磁路磁极(3)沿着长圆管（4）的中心轴线方向做轴向进给。作为一种优选方式：所述磁性滚压工具（17）还包括滚珠保持架（9）、四棱柱铝外壳（8）、内磁路45钢辅助磁路（7）、尼龙底座（6），内磁路永磁铁（5）与外磁路磁极(3)异性磁极正对，滚珠（10）安装在滚珠保持架（9）上，磁路永磁铁（5）与滚珠保持架（9）通过四棱柱铝外壳（8）固定在一起。作为一种优选方式：外磁路磁极(3)与内磁路永磁铁（5）数量相同且都为4个，材料均为钕铁硼永磁材料。作为一种优选方式：滚珠（10）材料选用碳化硅陶瓷球。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的磁力滚压加工装置，借助磁力为非接触力的特点，将磁力作为驱动力，解决了传统滚压加工无法完成对长圆管内表面滚压加工的难题，为长圆管内表面光整强化提供了一种新加工工艺，本专利技术保证了磁力滚压加工装置可以满足不同径向尺寸长圆管和不同轴向尺寸长圆管的加工要求，通用性强，本专利技术中外部磁场发生器装置结构简单、运动同步性和稳定性好，同时可确保操作人员的人身安全。本专利技术适用于对长圆管工件内表面的光滑整强化处理。附图说明图1为磁力滚压加工装置原理示意图；图2为外部磁场发生器结构示意图；图3为磁性滚压工具结构示意图；图4为滚珠保持架结构三视图示意图；图5为两对相同尺寸的长方体的内磁路永磁铁结构主视图示意图；图6为两对相同尺寸的长方体的内磁路永磁铁结构侧视图示意图；图7为尼龙底座结构主视图示意图；图8为尼龙底座结构侧视图示意图；其中，1、外磁路45钢辅助磁路，2、外磁路45钢垫片，3、外磁路磁极，4、长圆管，5、内磁路永磁铁，6、尼龙底座，7、内磁路45钢辅助磁路，8、四棱柱铝外壳，9、滚珠保持架，10、滚珠，11、轴承座，12、滚珠丝杠副，13、电动机，14、传送带，15、轴承，16、外部磁场发生器，17、磁性滚压工具。具体实施方式下面通过实施例来进一步说明本专利技术，但不局限于以下实施例。如图1和图2所示，一种长圆管内表面磁力滚压加工装置包括外部磁场发生器和磁性滚压工具；所述外部磁场发生器通过电动机和传送带带动转动，产生空间旋转磁场；两对尺寸相同的长方体的外磁路磁极固定在外磁路45钢垫片上，并通过外磁路45钢辅助磁路与相邻的长方体的外磁路磁极连接在一起，形成外磁路；两对尺寸相同的长方体的外磁路磁极、外磁路45钢垫片、外磁路45钢辅助磁路安装在轴承上，由电动机通过传送带带动轴承旋转，轴承上固定的两对尺寸相同的长方体的外磁路磁极转动起来，形成了空间旋转磁场，另外，外部磁场发生器通过滚珠丝杠副带动，可以沿长圆管轴向进给。通过更换不同厚度的外磁路45钢垫片，可使两对尺寸相同的长方体的外磁路磁极沿径向移动，满足不同径向尺寸长圆管工件的加工要求；所述磁性滚压工具包括滚珠、两对相同尺寸的长方体的内磁路永磁铁、滚珠保持架、四棱柱铝外壳、内磁路45钢辅助磁路、尼龙底座；两对相同尺寸的长方体的内磁路永磁铁和两对相同尺寸的长方体的外磁路磁极异性磁极正对，构成系统的磁源和主磁路；外磁路45钢辅助磁路和内磁路45钢辅助磁路作为辅助磁路，用以减小磁路中磁阻，增大磁通量，尽可能使两对相同尺寸的长方体的内磁路永磁铁和两对相同尺寸的长方体的外磁路磁极的性能得到充分利用；滚珠、滚珠保持架和两对相同尺寸的长方体的内磁路永磁铁组成的部件在四棱柱铝外壳的导向作用下可以沿径向自由进给。与此同时，外部磁场发生器、磁性滚压工具可以沿轴向同步进给，满足不同轴向尺寸长圆管工件的加工要求。滚珠的运动由滚珠保持架和两对相同尺寸的长方体的内磁路永磁铁约束；滚珠保持架上开有孔径合适的圆孔，可以避免滚珠的窜动和脱落，通过更换开有不同直径圆孔的滚珠保持架，可以安装大小不同的滚珠进行滚压加工，满足不同工艺要求；尼龙底座完成对各部件的装夹定位。加工时，磁性滚压工具在外部磁场发生器的磁牵引力作用下，在长圆管工件内转动，滚珠依靠与长圆管工件内壁之间的正压力，完成对长圆管工件内壁的多点式径向碾压。上述方案中，磁力滚压装置的磁源为两对相同尺寸的长方体的内磁路永磁铁和两对相同尺寸的长方体的外磁路磁极，材料均为钕铁硼永磁材料，外部磁场发生器和磁性滚压工具之间相互作用力大，系统结构简单、运动同步性和稳定性好。上述方案中，外磁路45钢辅助磁路和内磁路45钢辅助磁路采用磁导率较高的45钢材料。磁路磁阻小，两对相同尺寸的长方体的内磁路永磁铁和两对相同尺寸的长方体的外磁路磁极被充分利用，系统有良好的磁路性能。上述方案中，两对相同尺寸的长方体的外磁路磁极可沿径向移动，在一定范围内，满足不同径向尺寸长圆管工件的加工要求，通用性强，使用价值大。上述方案中，外部磁场发生器采用电动机驱动，通过变频器控制电动机的转速可使系统获得不同的工作速度，满足不同加工要求。上述方案中，外部磁场发生器、磁性滚压工具可以沿轴向进给，满足不同轴向尺寸长圆管工件的加工要求。上述方案中，滚珠选用碳化硅陶瓷球本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种长圆管内表面磁力滚压加工装置，其特征在于：包括处于长圆管（4）外部的外部磁场发生器（16）和处于长圆管（4）内部的磁性滚压工具（17）；所述外部磁场发生器（16）包括外磁路磁极(3)，外磁路磁极(3)通过圆周转动形成旋转磁场，外磁路磁极(3)通过沿着长圆管（4）的中心轴线方向做轴向进给带动旋转磁场做轴向进给；所述磁性滚压工具（17）包括滚珠（10）、内磁路永磁铁（5），内磁路永磁铁（5）在旋转磁场的作用下在长圆管（4）的内表面做圆周转动和沿着长圆管（4）的中心轴线方向做轴向进给，与内磁路永磁铁（5）连接的滚珠（10）对长圆管（4）的内表面形成正压力，完成对长圆管（4）内表面的多点式径向碾压。

【技术特征摘要】
1.一种长圆管内表面磁力滚压加工装置，其特征在于：包括处于长圆管（4）外部的外部磁场发生器（16）和处于长圆管（4）内部的磁性滚压工具（17）；所述外部磁场发生器（16）包括外磁路磁极(3)，外磁路磁极(3)通过圆周转动形成旋转磁场，外磁路磁极(3)通过沿着长圆管（4）的中心轴线方向做轴向进给带动旋转磁场做轴向进给；所述磁性滚压工具（17）包括滚珠（10）、内磁路永磁铁（5），内磁路永磁铁（5）在旋转磁场的作用下在长圆管（4）的内表面做圆周转动和沿着长圆管（4）的中心轴线方向做轴向进给，与内磁路永磁铁（5）连接的滚珠（10）对长圆管（4）的内表面形成正压力，完成对长圆管（4）内表面的多点式径向碾压。2.根据权利要求1所述的一种长圆管内表面磁力滚压加工装置，其特征在于：所述外部磁场发生器（16）还包括电动机（13）、传送带（14）、外磁路45钢垫片(2)、轴承（15）、轴承座（11）、滚珠丝杠副(12)、外磁路45钢辅助磁路(1)，外磁路磁极(3)通过外磁路45钢垫片(2)固定在轴承（15）形成外磁路...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚新改，王晓玲，丁艳红，王晋凤，白小云，申金龙，张二鹏，李雪红，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西,14