一种电化学磁粒研磨光整加工曲轴系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及磁粒研磨技术领域，尤其涉及一种电化学磁粒研磨光整加工曲轴系统及方法。包括机架以及安装在机架上的驱动装置、横向进给装置、磁粒研磨随动装置与磁刷，还包括电化学反应装置；驱动装置带动曲轴做回转运动，横向进给装置带动磁粒研磨随动装置沿曲轴轴线往复移动，磁粒研磨随动装置与磁刷相连，磁粒研磨随动装置使得磁刷跟随着要研磨的曲轴表面；电化学反应装置包括电解槽、电解抛光仪、铜棒、喷嘴与碳刷组件，铜棒与喷嘴固接在磁刷上，电解槽通过管路与铜棒及喷嘴相连，铜棒与电解抛光仪直流电源的负极相连，直流电源的正极与碳刷组件的碳刷相连，碳刷抵在曲轴上，从而实现对待加工的曲轴表面进行高精度的电化学磁粒研磨。研磨。研磨。

【技术实现步骤摘要】
一种电化学磁粒研磨光整加工曲轴系统及方法


[0001]本专利技术涉及磁粒研磨
，尤其涉及一种电化学磁粒研磨光整加工曲轴系统及方法。

技术介绍

[0002]曲轴是发动机中最重要的部件，它承受连杆传来的力，并将其转变为转矩，通过曲轴输出并驱动发动机上其他附件工作。曲轴受到旋转质量的离心力、周期变化的气体惯性力和往复惯性力的共同作用，使曲轴承受弯曲扭转载荷的作用，因此要求曲轴有足够的强度和刚度，轴径表面需耐磨、工作均匀、平衡性好。曲轴成型后，为了使得曲轴的尺寸满足一定精度要求，需要对曲轴磨削加工主要是对曲轴的连杆轴径，主轴颈进行磨削加工。
[0003]超精密加工技术是衡量一个国家科学技术水平的重要标志之一，现已成为机械制造业中最重要的一部分。作为发动机中最主要零件之一，曲轴的精密程度直接决定这发动机的性能，尤其是在高精度、高速领域。而曲轴的表面质量又决定了曲轴的精密程度。因此，由于高速、高精度领域对于曲轴的精度日益苛刻的要求，精密曲轴的超精密研磨加工受到了越来越高的重视。而精密曲轴加工技术作为曲轴精密加工的最有效技术手段之一，在近年来也引起了超精密加工研究领域的广泛关注和重视。目前，国际上工业技术发达的国家超精密加工研究与应用水平远远超过我国，我国现在虽然有数量庞大的精密加工企业，但是多数工厂只能完成简单的研磨加工，并且还存在工件表面质量差等问题，因此研制出具有自主知识产权的精密曲轴加工装置具有重大的意义。
[0004]现有技术中，曲轴通常采用专用磨床进行磨削。专用磨床加工曲轴及非标轴类的时候，砂轮及砂带有效加工区域有限制，只能二维加工对应的轴面；专用磨床具有结构复杂、操作繁琐、设备昂贵等缺点。
[0005]传统电化学光整加工是利用金属阳极电化学溶解的原理，表面形成的钝化膜在外部流场的作用下被整平，且加工时不受工件材质和表面硬度的制约；但影响电化学光整加工质量的因素很多，且随着光整加工的进行，整平效果趋于平缓：传统磁粒研磨光整加工具有自适应性强、自锐性好、柔性加工等优点，被广泛应用于平面、内外圆表面、复杂磨具型腔的光整加工，但加工较硬材料时磨料使用寿命较短，致使研磨效率不高。

技术实现思路

[0006]为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种电化学磁粒研磨光整加工曲轴系统及方法。电化学光整加工与磁粒研磨光整加工相结合，能一次加工曲轴轴面、轴侧面及配重块侧面，并且可以加工到面与面的连接处；在实现降低工件表面粗糙度提高表面质量的同时，保证了工件加工区域的形状精度；并且结构精简、操作方便、成本低。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：
[0008]一种电化学磁粒研磨光整加工曲轴系统，包括机架以及安装在机架上的驱动装置、横向进给装置、磁粒研磨随动装置与磁刷，还包括电化学反应装置；驱动装置带动曲轴
做回转运动，横向进给装置带动磁粒研磨随动装置沿曲轴轴线往复移动，磁粒研磨随动装置与磁刷相连，磁粒研磨随动装置使得磁刷跟随着要研磨的曲轴表面，且一直保持在2～3mm的加工距离；电化学反应装置包括电解槽、电解抛光仪、铜棒、喷嘴与碳刷组件，铜棒与喷嘴固接在磁刷上，电解槽通过管路与铜棒及喷嘴相连，铜棒与电解抛光仪直流电源的负极相连，直流电源的正极与碳刷组件的碳刷相连，碳刷抵在曲轴上，从而实现对待加工的曲轴表面进行电化学磁粒研磨。
[0009]所述机架包括底部平台、立板与横梁；底部平台为一水平的平板，立板垂直固接在底部平台上，横梁横向固接在两个立板之间，横梁与底部平台平行。
[0010]所述驱动装置包括驱动电机、端部支撑件、电木压紧块与手动旋紧扳手；端部支撑件安装在横梁上，驱动电机通过电机座固接在立板上，驱动电机通过联轴器与曲轴的一端相连，曲轴的另一端通过轴承与端部支撑件转动相连，并通过手动旋紧扳手带动电木压紧块将曲轴定位与夹紧。
[0011]所述横向进给装置包括平移电机、丝杠与导向柱；平移电机固接在横梁上，导向柱横向固接在机架上，平移电机与丝杠相连，丝杠与磁粒研磨随动装置螺纹相连，平移电机带动磁粒研磨随动装置沿导向柱横向水平移动。
[0012]所述磁粒研磨随动装置包括磁刷导向块、连接架、凸轮电机、凸轮、连杆、铰接杆、滑块与磁刷导向柱；磁刷导向块与丝杠螺纹连接，磁刷导向块与导向柱滑动连接，连接架固接在磁刷导向块上，凸轮电机与滑块固接在连接架上，滑块与滑轨滑动连接。
[0013]所述凸轮电机与凸轮相连，连杆一端与凸轮相连，另一端与铰接杆铰接，铰接杆与磁刷螺纹相连；磁刷导向柱固接在磁刷导向块上，磁刷与磁刷导向柱相连；凸轮电机带动凸轮旋转，进而带动碳刷沿磁刷导向柱往复移动。
[0014]所述连杆一端设有滚轮，凸轮外表面设有沟槽，滚轮内嵌在沟槽内，沿沟槽运动。
[0015]所述电化学反应装置还包括过滤器、蠕动泵、流量计和控制阀，电解槽内设有搅拌器，过滤器、蠕动泵、流量计和控制阀安装在电解槽与铜棒相连的管路上，铜棒与磁刷内管道连通，磁刷内管道与喷嘴连通；电解液槽内的电解液通过蠕动泵吸入到铜棒中，通过磁刷内管道到磁刷上部的喷嘴，由喷嘴喷到曲轴外表面。
[0016]所述碳刷组件包括碳刷、碳刷导向块、碳刷导向柱与弹簧；碳刷、弹簧安装在碳刷导向柱上，碳刷导向柱安装在碳刷导向块上。
[0017]一种电化学磁粒研磨光整加工曲轴的方法，具体包括如下步骤：
[0018]1)将曲轴装夹在驱动装置上，首先将电木法兰盘通过螺栓紧固在曲轴的一端，再用螺栓、螺栓电木套管、电木垫片将曲轴紧固到联轴器上，后将联轴器通过螺栓紧固在驱动电机的输出轴端；
[0019]2)旋转手动旋紧扳手，手柄带动电木压紧块将曲轴另一端进行定位夹紧；
[0020]3)水基研磨液与磁性研磨粒子以1:2的比例混合后吸附在磁刷的内部磁极上；
[0021]4)碳刷固定在曲轴右端，碳刷与电解抛光仪直流电源的正极相连，直流电源的负极与铜棒电极相连，铜棒电极通过电解液输送管路和蠕动泵连接电解槽，启动蠕动泵后，电解槽内的电解液可通过蠕动泵吸入到铜棒电极中并从铜棒电极流过，通过磁刷内管道到磁刷上部的喷嘴，从曲轴工件的间隙中流出；
[0022]所述电解液为浓度为20％～30％的硝酸钠溶液；
[0023]5)开启驱动电机，通过联轴器带动曲轴进行旋转，转速为600～1500r/min；
[0024]6)开启横向进给装置的平移电机，平移电机通过联轴器带动丝杠进行旋转，丝杠带动磁刷调整左右位置，确定磁刷与待加工曲轴表面的横向进给方向；
[0025]7)开启凸轮电机，凸轮电机带动凸轮进行旋转，凸轮通过连杆带动磁刷跟着曲轴旋转运动，确定磁刷与曲轴表面距离保持在2～3mm；
[0026]8)当第一加工表面完成预定的加工时间后，凸轮带动磁刷退回极限位置后，通过横向进给装置，带动磁刷移动到下一加工表面的预定位置；凸轮继续带动磁刷进行横向进给跟随加工作业；
[0027]9)待所有加工表面加工完成后，凸轮带动磁刷退回极限位置，横向进给装置运行至初始位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电化学磁粒研磨光整加工曲轴系统，其特征在于，包括机架以及安装在机架上的驱动装置、横向进给装置、磁粒研磨随动装置与磁刷，还包括电化学反应装置；驱动装置带动曲轴做回转运动，横向进给装置带动磁粒研磨随动装置沿曲轴轴线往复移动，磁粒研磨随动装置与磁刷相连，磁粒研磨随动装置使得磁刷跟随着要研磨的曲轴表面，且一直保持在2～3mm的加工距离；电化学反应装置包括电解槽、电解抛光仪、铜棒、喷嘴与碳刷组件，铜棒与喷嘴固接在磁刷上，电解槽通过管路与铜棒及喷嘴相连，铜棒与电解抛光仪直流电源的负极相连，直流电源的正极与碳刷组件的碳刷相连，碳刷抵在曲轴上，从而实现对待加工的曲轴表面进行电化学磁粒研磨。2.根据权利要求1所述的一种电化学磁粒研磨光整加工曲轴系统，其特征在于，所述机架包括底部平台、立板与横梁；底部平台为一水平的平板，立板垂直固接在底部平台上，横梁横向固接在两个立板之间，横梁与底部平台平行。3.根据权利要求1或2所述的一种电化学磁粒研磨光整加工曲轴系统，其特征在于，所述驱动装置包括驱动电机、端部支撑件、电木压紧块与手动旋紧扳手；端部支撑件安装在横梁上，驱动电机通过电机座固接在立板上，驱动电机通过联轴器与曲轴的一端相连，曲轴的另一端通过轴承与端部支撑件转动相连，并通过手动旋紧扳手带动电木压紧块将曲轴定位与夹紧。4.根据权利要求1或2所述的一种电化学磁粒研磨光整加工曲轴系统，其特征在于，所述横向进给装置包括平移电机、丝杠与导向柱；平移电机固接在横梁上，导向柱横向固接在机架上，平移电机与丝杠相连，丝杠与磁粒研磨随动装置螺纹相连，平移电机带动磁粒研磨随动装置沿导向柱横向水平移动。5.根据权利要求1或2或4所述的一种电化学磁粒研磨光整加工曲轴系统，其特征在于，所述磁粒研磨随动装置包括磁刷导向块、连接架、凸轮电机、凸轮、连杆、铰接杆、滑块与磁刷导向柱；磁刷导向块与丝杠螺纹连接，磁刷导向块与导向柱滑动连接，连接架固接在磁刷导向块上，凸轮电机与滑块固接在连接架上，滑块与滑轨滑动连接。6.根据权利要求5所述的一种电化学磁粒研磨光整加工曲轴系统，其特征在于，所述凸轮电机与凸轮相连，连杆一端与凸轮相连，另一端与铰接杆铰接，铰接杆与磁刷螺纹相连；磁刷导向柱固接在磁刷导向块上，磁刷与磁刷导向柱相连；凸轮电机带动凸轮旋转，进而带动磁刷沿磁刷导向柱往复移动。7.根据权利要求6所述的一种电化学磁粒研磨光整加工曲轴系统，其特征在于，所述连杆一端设有滚轮，凸轮外表面设...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩冰，徐良，朱慧宁，李强，陈燕，
申请(专利权)人：辽宁科技大学，
类型：发明
国别省市：