本發(fā)明屬于切削加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可對任意長度管型零件的內(nèi)孔進(jìn)行磨削加工的內(nèi)孔珩磨器及其珩磨方法。

背景技術(shù)：

珩磨加工是一種使工件加工表面達(dá)到高精度、高表面質(zhì)量、高壽命的一種高效加工方法，可有效地提高尺寸精度、形狀精度和減小Ra值，但不能提高孔與其他表面的位置精度。珩磨一般采用珩磨機(jī)，機(jī)床主軸與珩磨頭一般是浮動聯(lián)接；但為了提高糾正工件幾何形狀的能力，也可以用剛性聯(lián)接。

為了增加其加工范圍，現(xiàn)有珩磨設(shè)備通常都比較高大，制造成本高，適合成熟零件的批量生產(chǎn)，對于新品少量零件的生產(chǎn)，其成本太高，增加了研發(fā)費(fèi)用。

而對于與機(jī)床主軸剛性聯(lián)接的珩磨加工，由于珩磨桿的長度隨管型零件長度的增加而加長，并由于內(nèi)孔尺寸的限制，珩磨桿刀桿直徑不可能無限制加大，因而位于遠(yuǎn)端的磨削點(diǎn)的剛度變?nèi)?，在切削力作用下其變形量也隨長度的增加而增大，最終導(dǎo)致加工后的管內(nèi)壁呈不規(guī)則的錐形，影響內(nèi)孔的直線度和粗糙度。

針對上述問題，若能提出一種新結(jié)構(gòu)的珩磨設(shè)備，并改變加工方法，使珩磨桿長度恒定，不用隨內(nèi)孔長度增加而加長，則可大幅提高刀具剛度，減少切削變形量，顯著改善加工質(zhì)量，降低加工成本，對根本解決長管型零件內(nèi)壁的加工難題具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種長管型零件內(nèi)孔珩磨器及其珩磨方法，其珩磨桿長度恒定、不用加長，可在任意長度的內(nèi)孔內(nèi)進(jìn)行珩磨加工，以解決現(xiàn)有技術(shù)由于刀桿長度隨零件長度的增加而加長所導(dǎo)致加工質(zhì)量不高的問題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明之一提供如下技術(shù)方案：

一種長管型零件內(nèi)孔珩磨器，包括珩磨頭組件和珩磨制動組件，所述珩磨頭組件包括氣動馬達(dá)和與馬達(dá)轉(zhuǎn)軸可拆卸固定的珩磨頭，所述珩磨制動組件包括外殼以及設(shè)置在外殼內(nèi)的制動器和相互獨(dú)立的驅(qū)動氣路及行進(jìn)氣路，所述外殼為一端開口、一端封閉的圓柱筒，氣動馬達(dá)從開口端進(jìn)入圓柱筒內(nèi)與圓柱筒固定，所述驅(qū)動氣路為設(shè)置在圓柱筒封閉端與氣動馬達(dá)連通的軸向進(jìn)氣孔，所述行進(jìn)氣路多個均布在所述圓柱筒筒體圓周方向與軸向方向呈一定夾角指向加工內(nèi)壁的傾斜氣孔，所述制動器包括彈性輪、轉(zhuǎn)軸、固定架和移動導(dǎo)向桿，所述彈性輪通過轉(zhuǎn)軸固定在固定架上，所述外殼上設(shè)置有用于所述移動導(dǎo)向桿在其徑向移動的導(dǎo)向滑道，所述移動導(dǎo)向桿滑動設(shè)置在導(dǎo)向滑道上，一端與固定架固定，一端通過限位臺階限制在儲氣腔內(nèi)，在儲氣腔的一端上設(shè)置有用于對彈性輪提供預(yù)緊力的預(yù)緊彈簧。

進(jìn)一步，所述移動導(dǎo)向桿設(shè)置在彈性輪的中部。

進(jìn)一步，所述一定夾角為0-30°。

進(jìn)一步，外殼上還設(shè)置有可與加工內(nèi)壁貼合固定的彈性制動氣囊。

進(jìn)一步，外殼后端設(shè)置有用于驅(qū)動珩磨設(shè)備在內(nèi)壁移動的行進(jìn)驅(qū)動翼。

進(jìn)一步，移動導(dǎo)向桿一端一體設(shè)置有彈簧芯軸，所述預(yù)緊彈簧套裝于所述彈簧芯軸上。

本發(fā)明之二提供如下技術(shù)方案：

采用如上所述的長管型零件內(nèi)孔珩磨器的珩磨方法，包括如下步驟：

S1、根據(jù)不同孔徑選擇不同剛度系數(shù)的預(yù)緊彈簧，得到額定制動力；

S2、將驅(qū)動氣路及行進(jìn)氣路分別與外部氣源連通，并在連通的管路上設(shè)置控制閥；

S3、將打磨器放置在打磨始端，啟動驅(qū)動氣路的控制閥；

S4、打磨一段時間后，關(guān)閉驅(qū)動氣路的控制閥，啟動行進(jìn)氣路的控制閥；

S5、移動一段距離后，關(guān)閉行進(jìn)氣路的控制閥，啟動驅(qū)動氣路的控制閥；

S6、重復(fù)S4、S5，直至打磨至打磨末端；

S7、將打磨器放置在打磨末端，啟動驅(qū)動氣路的控制閥；

S8、打磨一段時間后，關(guān)閉驅(qū)動氣路的控制閥，啟動行進(jìn)氣路的控制閥；

S9、移動一段距離后，關(guān)閉行進(jìn)氣路的控制閥，啟動驅(qū)動氣路的控制閥；

S10、重復(fù)S8、S9，直至打磨結(jié)束。

進(jìn)一步，所述一段時間是指珩磨頭珩磨其與自身長度相當(dāng)?shù)膬?nèi)孔區(qū)域，其質(zhì)量達(dá)到設(shè)定要求所花費(fèi)的時間。

進(jìn)一步，所述一段距離應(yīng)小于珩磨頭的長度。

本發(fā)明的有益效果在于：

1)本發(fā)明通過驅(qū)動氣路提供打磨頭的驅(qū)動力，實(shí)現(xiàn)在內(nèi)孔內(nèi)的打磨操作，并通過預(yù)緊彈簧對彈性輪提供預(yù)緊力，進(jìn)而可將打磨器固定在工件的內(nèi)壁上，防止打磨中位置的變化，從而保證加工精度，還通過行進(jìn)氣路提供向打磨方向的推力，驅(qū)使打磨設(shè)備的移動，從而實(shí)現(xiàn)移動作業(yè)。

2)本發(fā)明適用于任意長度的內(nèi)孔加工，促進(jìn)了長內(nèi)孔加工的經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性及可靠性，是對切削加工的有益補(bǔ)充和豐富，具有較高的實(shí)用及經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

3)本發(fā)明只有一個珩磨頭和珩磨制動組件，其結(jié)構(gòu)簡單，且易于加工，其制造成本也可顯著降低。

4)本發(fā)明通過正向和逆向珩磨，可避免珩磨末端無法珩磨的問題，同時，也可對接珩磨紋路，滿足質(zhì)量要求。

本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發(fā)明的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過下面的說明書來實(shí)現(xiàn)和獲得。

附圖說明

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進(jìn)行說明：

圖1為本發(fā)明的三維圖；

圖2為本發(fā)明的主視圖；

圖3為圖2的左視圖；

圖4為本發(fā)明的剖視圖；

圖5為圖4的局部放大圖。

附圖標(biāo)記：

1-珩磨頭組件；2-珩磨制動組件；3-氣動馬達(dá)；4-珩磨頭；5-外殼；6-軸向進(jìn)氣孔；7-導(dǎo)向滑道；8-傾斜氣孔；9-制動器；10-彈性輪；11-預(yù)緊彈簧；12-轉(zhuǎn)軸；13-固定架；14-移動導(dǎo)向桿；15-限位凸階；16-彈簧芯軸。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。

如圖1-5所示，一種長管型零件內(nèi)孔珩磨器，包括珩磨頭組件1和珩磨制動組件2，具體的，珩磨頭組件包括氣動馬達(dá)3和與馬達(dá)轉(zhuǎn)軸可拆卸固定的珩磨頭4，珩磨制動組件包括外殼5以及設(shè)置在外殼內(nèi)的制動器和相互獨(dú)立的驅(qū)動氣路及行進(jìn)氣路，外殼為一端開口、一端封閉的圓柱筒，氣動馬達(dá)從開口端進(jìn)入圓柱筒內(nèi)與圓柱筒固定，驅(qū)動氣路為設(shè)置在圓柱筒封閉端與氣動馬達(dá)連通的軸向進(jìn)氣孔6，壓縮空氣從軸向進(jìn)氣孔6進(jìn)入，推動氣動馬達(dá)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而驅(qū)動珩磨頭工作。

行進(jìn)氣路為多個均布在圓柱筒筒體圓周方向，且與軸向方向呈一定夾角并指向加工內(nèi)壁的多個傾斜氣孔8，本實(shí)施例的一定夾角α為0-30°，如圖4所示，眾所周知，與軸線呈任意夾角，均存在側(cè)向分力，因此，理論上，平行于軸線方向其產(chǎn)生的空氣推力是最大的，但本發(fā)明的行進(jìn)實(shí)際上是一種倒退操作，其氣孔前方存在珩磨頭，珩磨頭會對空氣流產(chǎn)生阻擋，減弱空氣推力，且珩磨頭轉(zhuǎn)軸長度又不能設(shè)計(jì)過長，因此，一定夾角α最優(yōu)為10-20°，其大于這個角度則會產(chǎn)生過大的分力，軸向空氣推力減小，小于這個角度則會受到珩磨頭的阻擋，減弱空氣推力。

制動器9包括彈性輪10、轉(zhuǎn)軸12、固定架13和移動導(dǎo)向桿14，彈性輪通過轉(zhuǎn)軸固定在固定架上，外殼上設(shè)置有用于所述移動導(dǎo)向桿在其徑向移動的導(dǎo)向滑道7，移動導(dǎo)向桿滑動設(shè)置在導(dǎo)向滑道上，一端與固定架固定，一端通過限位臺階15限制在儲氣腔內(nèi)，在儲氣腔的一端上設(shè)置有用于對彈性輪提供預(yù)緊力的預(yù)緊彈簧11，在預(yù)緊彈簧11的作用下，推動彈性輪垂直貼緊于加工內(nèi)壁，如圖5所述，同時，由于止制動器在圓周方向均均設(shè)置，因此，對珩磨制動組件的多個壓緊力是均勻的，使其更固定效果更好。

作為本實(shí)施例的改進(jìn)，外殼上還設(shè)置有可與加工內(nèi)壁貼合固定的彈性制動氣囊，彈性制動氣囊也呈環(huán)狀設(shè)置在外殼上，當(dāng)需要進(jìn)一步制動時，可對彈性制動氣囊充氣，其在氣壓作用下，其膨脹與加工內(nèi)壁貼合固定，提高摩擦阻尼和摩擦力。

作為本實(shí)施例的改進(jìn)，外殼后端設(shè)置有用于驅(qū)動珩磨設(shè)備在內(nèi)壁移動的行進(jìn)驅(qū)動翼，本實(shí)施例的行進(jìn)驅(qū)動翼與氣動馬達(dá)連接，可在氣動馬達(dá)的作用下旋轉(zhuǎn)工作，并產(chǎn)生向前或向后行進(jìn)驅(qū)動力，可補(bǔ)充行進(jìn)氣路的行進(jìn)驅(qū)動的不足，也可抵消行進(jìn)氣路的驅(qū)動力，提高或降低行進(jìn)速度。

本實(shí)施例中，移動導(dǎo)向桿一端還一體設(shè)置有彈簧芯軸16，預(yù)緊彈簧套裝于彈簧芯軸16上，可將彈性恢復(fù)力限制在軸向方向。

采用如上所述的長管型零件內(nèi)孔珩磨器的珩磨方法，包括如下步驟：

S1、根據(jù)不同孔徑選擇不同剛度系數(shù)的預(yù)緊彈簧，得到額定制動力；

S2、將驅(qū)動氣路及行進(jìn)氣路分別與外部氣源連通，并在連通的管路上設(shè)置控制閥；

S3、將打磨器放置在打磨始端，啟動驅(qū)動氣路的控制閥，彈性輪在預(yù)緊彈簧的作用下，彈性輪彈性變形，將珩磨設(shè)備固定在珩磨位置；

S4、當(dāng)珩磨頭珩磨完成其與自身長度相當(dāng)?shù)膬?nèi)孔區(qū)域、且其質(zhì)量達(dá)到設(shè)定要求時，關(guān)閉驅(qū)動氣路的控制閥，啟動行進(jìn)氣路的控制閥，在空氣推力下，珩磨設(shè)備倒退；

S5、待珩磨設(shè)備倒退一個小于珩磨頭長度的距離后，關(guān)閉行進(jìn)氣路的控制閥，啟動驅(qū)動氣路的控制閥；

S6、重復(fù)S4、S5，直至打磨至打磨末端；

S7、將打磨器放置在打磨末端，啟動驅(qū)動氣路的控制閥；

S8、當(dāng)珩磨頭珩磨完成其與自身長度相當(dāng)?shù)膬?nèi)孔區(qū)域、且其質(zhì)量達(dá)到設(shè)定要求時，關(guān)閉驅(qū)動氣路的控制閥，啟動行進(jìn)氣路的控制閥；

S9、待珩磨設(shè)備倒退一個小于珩磨頭長度的距離后，關(guān)閉行進(jìn)氣路的控制閥，啟動驅(qū)動氣路的控制閥；

S10、重復(fù)S8、S9，直至打磨結(jié)束。

當(dāng)然，根據(jù)需要也可以采取邊珩磨邊倒退的方式進(jìn)行。

本實(shí)施例的技術(shù)效果：

1)本發(fā)明本發(fā)明通過驅(qū)動氣路提供打磨頭的驅(qū)動力，實(shí)現(xiàn)在內(nèi)孔內(nèi)的打磨操作，并通過預(yù)緊彈簧對彈性輪提供預(yù)緊力，進(jìn)而可將打磨器固定在工件的內(nèi)壁上，防止打磨中位置的變化，從而保證加工精度，還通過行進(jìn)氣路提供向打磨方向的推力，驅(qū)使打磨設(shè)備的移動，從而實(shí)現(xiàn)移動作業(yè)。

2)本發(fā)明適用于任意長度的內(nèi)孔加工，促進(jìn)了長內(nèi)孔加工的經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性及可靠性，是對切削加工的有益補(bǔ)充和豐富，具有較高的實(shí)用及經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

3)本發(fā)明只有一個珩磨頭和珩磨制動組件，其結(jié)構(gòu)簡單，且易于加工，其制造成本也可顯著降低。

4)本發(fā)明通過正向和逆向珩磨，可避免珩磨末端無法珩磨的問題，同時，也可對接珩磨紋路，滿足質(zhì)量要求。

最后說明的是，以上優(yōu)選實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通過上述優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍。