用于大尺寸变截面复杂筒形零件的磁力超声复合研磨装置制造方法及图纸

一种用于大尺寸变截面复杂筒形零件的磁力超声复合研磨装置，包括：主轴底座，在主轴底座上设置有主轴，在主轴的顶端设置有工件台；所述主轴底座用于驱动所述主轴旋转及升降运动；基座，设置在主轴底座的两侧，在基座上设置有侧柱；左右两侧柱之间架设有复合研磨架；该复合研磨架的两端分别通过弹性结构与侧柱连接；超声波发生器，超声波发生器与所述复合研磨架连接，用于激励复合研磨架上下往复振动；多个磁力研磨刷，呈环形阵列均布在复合研磨架上，在磁力研磨刷与复合研磨架之间设置有径向驱动结构，用于调整磁力研磨刷的径向位置。本发明专利技术利用工件的旋转及升降运动、结合超声波引起的振动产生的相对运动来实现工件的研磨，有效提高研磨效率。效提高研磨效率。效提高研磨效率。

【技术实现步骤摘要】
用于大尺寸变截面复杂筒形零件的磁力超声复合研磨装置


[0001]本专利技术涉及光整加工
，尤其涉及一种用于大尺寸变截面复杂筒形零件的磁力超声复合研磨装置。

技术介绍

[0002]钛合金具有比强度高、热稳定性好和耐蚀性优异等特性，但是也给其成形加工造成了很大困难，比如航空发动机机匣为大尺寸变截面薄壁复杂筒体零件且带有米字形加强筋，在化铣后表面光洁度较差且加强筋上留有尖锐的化铣尖边，在使用传统机械光整加工时存在加工效率低，表面质量难以保证，且加工过程中产生大量的热极易烧伤零件。磁力研磨能够利用磁场的作用，将磁性磨粒吸引到一起，形成具有一定柔性和粘弹性的磁粒研磨刷，通过磁粒研磨刷和工件之间的相对运动实现对工件表面的研磨加工。由于磁力研磨良好的柔性和自锐性可随工件的形状进行仿形变化，将其应用在航空发动机机匣等复杂零件上可以弥补传统光整加工的不足。
[0003]在“组合机床与自动化加工技术”期刊上一篇标题为《复杂曲面磁力研磨加工方法研究》(DOI:10.13462/j.cnki.mmtamt.2014.01.036)的文章报道了一种应用于复杂曲面的磁力研磨加工工具，该工具具有主架、电机、主轴、磁极、法兰盘等结构组成，通过固定于主架上的电机驱动主轴旋转，主轴带动磁极运动，整个工具通过法兰盘安装于多自由度机器人的末端来完成大面积、复杂自由曲面的研磨加工。
[0004]但是，上述文章中公开的磁力研磨加工工具存在的不足之处在于：该工具需安装在机器人末端对复杂曲面进行加工，其加工精度主要依赖于机器人的控制程序，复杂曲面加工需要复杂的算法和传感装置来随时调整加工间隙和加工压力，而加工间隙和加工压力直接影响研磨作用力的大小，作用力过小会导致欠抛，而作用力过大会导致过抛。另外单个磁极头的加工效率有限，对于大尺寸工件加工周期长，无法满足生产需求。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的是提出一种用于大尺寸变截面复杂筒形零件的磁力超声复合研磨装置,旨在解决上述技术问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提出一种用于大尺寸变截面复杂筒形零件的磁力超声复合研磨装置，包括：主轴底座，在主轴底座上设置有主轴，在主轴的顶端设置有工件台；所述主轴底座用于驱动所述主轴旋转及升降运动；
[0007]基座，设置在主轴底座的两侧，在基座上设置有侧柱；左右两侧柱之间架设有复合研磨架；该复合研磨架的两端分别通过弹性结构与侧柱连接；
[0008]超声波发生器，超声波发生器与所述复合研磨架连接，用于激励复合研磨架上下往复振动；
[0009]多个磁力研磨刷，呈环形阵列均布在复合研磨架上，在磁力研磨刷与复合研磨架之间设置有径向驱动结构，用于调整磁力研磨刷的径向位置。
[0010]优选的，所述磁力研磨刷包括永磁极、以及设置在永磁极端头的磁性磨粒；所述径向驱动结构包括柔性橡胶囊；永磁极通过柔性橡胶囊安装在复合研磨架上；相邻的柔性橡胶囊通过气体导管连通，气体导管状与空气泵连接。
[0011]优选的，还包括控制器和压力传感器；压力传感器设置在柔性橡胶囊与复合研磨架之间；压力传感器与控制器连接；控制器与空气泵连接。
[0012]优选的，磁力研磨刷的数量为六个，三个N磁极、三个S磁极相间排列形成闭合磁回路。
[0013]优选的，永磁极为铷铁硼永磁极。
[0014]优选的，所述空气泵安装在侧柱的顶部。
[0015]优选的，复合研磨架的两端的弹性结构为弹簧；复合研磨架的两端分别通过弹簧与侧柱连接。
[0016]优选的，在侧柱的侧面上设置有容置槽，复合研磨架每个端头的上下两侧分别设置有弹簧且分别容置槽的顶壁、底壁连接。
[0017]优选的，在基座与侧柱之间设置有减震装置和卡座；所述侧柱的下端固接于卡座上；所述卡座通过减震装置与基座连接。
[0018]优选的，所述超声波发生器安装在侧柱的顶端。
[0019]由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果如下：
[0020]在本专利技术中，由于复合研磨架的两端分别通过弹性结构与侧柱连接，复合研磨架在超声波发生器的激励作用下可以上下往复振动；主轴旋转及升降运动带动工件旋转及升降，通过复合研磨架上呈环形阵列均布多个磁力研磨刷对工件进行研磨。本专利技术利用工件的旋转及升降运动、结合超声波引起的振动产生的相对运动来实现工件的研磨，有效提高研磨效率；另外，通过径向驱动结构调整磁力研磨刷的径向位置，可以调节磁力研磨刷与工件之间的加工间隙和研磨压力，调整方便，结构简单。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0022]图1为本专利技术所提供的磁力超声复合研磨装置的主视图；
[0023]图2为本专利技术所提供的磁力超声复合研磨装置的俯视图。
[0024]附图标号说明：1
‑
主轴底座；2
‑
基座；3
‑
减震装置；4
‑
卡座；5
‑
主轴；6
‑
工件台；7
‑
侧柱；8
‑
弹簧；9
‑
超声波发生器；10
‑
复合研磨架；11
‑
工件；12
‑
空气泵；13
‑
控制器；14
‑
磁性磨粒；15
‑
永磁极；16
‑
柔性橡胶囊；17
‑
压力传感器；18
‑
气体导管。
具体实施方式
[0025]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其
他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]需要说明，本专利技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0027]结合图1、图2所示，一种用于大尺寸变截面复杂筒形零件的磁力超声复合研磨装置，包括：主轴底座1，在主轴底座1上设置有主轴5，在主轴5的顶端设置有工件台6；所述主轴底座1用于驱动所述主轴5旋转及升降运动；基座2，设置在主轴底座1的两侧，在基座2上设置有侧柱7；左右两侧柱7之间架设有复合研磨架10；该复合研磨架10的两端分别通过弹性结构与侧柱7连接；超声波发生器9，超声波发生器9与所述复合研磨架10连接，用于激励复合研磨架10上下往复振动；多个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于大尺寸变截面复杂筒形零件的磁力超声复合研磨装置，其特征在于，包括：主轴底座(1)，在主轴底座(1)上设置有主轴(5)，在主轴(5)的顶端设置有工件台(6)；所述主轴底座(1)用于驱动所述主轴(5)旋转及升降运动；基座(2)，设置在主轴底座(1)的两侧，在基座(2)上设置有侧柱(7)；左右两侧柱(7)之间架设有复合研磨架(10)；该复合研磨架(10)的两端分别通过弹性结构与侧柱(7)连接；超声波发生器(9)，超声波发生器(9)与所述复合研磨架(10)连接，用于激励复合研磨架(10)上下往复振动；多个磁力研磨刷，呈环形阵列均布在复合研磨架(10)上，在磁力研磨刷与复合研磨架(10)之间设置有径向驱动结构，用于调整磁力研磨刷的径向位置。2.如权利要求1所述的一种用于大尺寸变截面复杂筒形零件的磁力超声复合研磨装置，其特征在于，所述磁力研磨刷包括永磁极(15)、以及设置在永磁极(15)端头的磁性磨粒(14)；所述径向驱动结构包括柔性橡胶囊(16)；永磁极(15)通过柔性橡胶囊(16)安装在复合研磨架(10)上；相邻的柔性橡胶囊(16)通过气体导管(18)连通，气体导管状(18)与空气泵(12)连接。3.如权利要求2所述的一种用于大尺寸变截面复杂筒形零件的磁力超声复合研磨装置，其特征在于，还包括控制器(13)和压力传感器(17)；压力传感器(17)设置在柔性橡胶囊(16)与复合研磨架(10)之间；压力传感器(17)与控制器(13)连接；控制器...

【专利技术属性】
技术研发人员：王江，张安琴，林筠，高军，尹翔，罗文飞，刘栋，肖钦夤，董长青，
申请(专利权)人：中国航发贵阳发动机设计研究所，
类型：发明
国别省市：