本實用新型專利技術涉及一種內圓柱面氣流輔助磨粒流拋光加工裝置。它包括安裝機架，安裝機架上設置精密三軸伺服驅動系統、磨粒流循環系統及伺服電機驅動系統，圓柱形拋光加工工具連接精密三軸伺服驅動系統和伺服電機驅動系統，圓柱形拋光加工工具及圓管形工件置于磨粒流循環系統內，圓柱形拋光加工工具內置于圓管形工件中且兩者同軸心，圓柱形拋光加工工具外壁面和圓管形工件內壁面之間形成圓環形縫隙區域。本實用新型專利技術利用三軸伺服驅動系統、磨粒流循環系統及伺服電機驅動系統共同作用，反復對圓管形工件進行拋光加工，可以提高所述磨粒流的利用效率，并可以通過離心泵有效過濾加工殘留物以減少污水排放，實現清潔加工，節約能源，綠色環保。
【技術實現步驟摘要】
本技術屬于流體表面研磨/拋光
，尤其涉及一種內圓柱面氣流輔助磨粒流拋光加工裝置。
技術介紹
在國防、航空航天及民用工業領域的一些特殊應用場合，需要一類圓柱面的管形工件，其內壁橫截面為圓，該類工件的內壁表面需滿足較高的粗糙度和面形精度要求，且不能有加工變質層和亞表面損傷，以達到在實際應用過程中的高精密性、穩定性和高可靠性目標。對于這類工件的內表面拋光加工，硬性或軟性接觸式的加工方法因其易造成加工變質層和亞表面損傷而不適用，故通常采用非接觸式的磨粒流加工方法，比如液固兩相軟性磨粒流拋光加工方法。前期出現的液固兩相軟性磨粒流拋光加工是以磨粒流的湍流為理論依據，以磨粒之間的相互碰撞以及磨粒與壁面間的碰撞為基礎，對磨粒進行動力學分析，利用湍流流場中磨粒對壁面的切削作用，對工件的壁面粗糙處進行精密拋光加工。目前，液固兩相磨粒流拋光加工所用的流道采用單入口、單出口的方式，流體從流道的入口流入，出口流出，最終回流至磨粒流儲存箱。按照兩相磨粒流的加工原理，對工件進行加工的磨粒流在流道內必須形成湍流流動，湍流中磨粒運動的隨機性有利于提高表面紋理的均勻性，直至實現工件表面無工具鏡面級加工效果。基于前期的研究狀況，簡單的單輸入輸出的加工流道存在以下缺點:①增壓栗的壓力或者流量較低的時候，增壓栗輸出的液固兩相磨粒流的流速不能達到產生湍流的最小速度，導致磨粒流道內的磨粒流處于層流狀態，進而導致磨粒流中的磨粒對工件表面的切削概率很低，加工效果不明顯；②增壓栗輸出磨粒流的流速達到了在流道內形成湍流的最小速度，由于加工流道較長，在流動過程中能量損失，湍動能下降，導致工件加工效果不均勻。③當遇到被加工工件尺寸形狀分布寬泛，依靠前面所述的加工方法十分費時費力，需要開發出一種自適應能力強且經濟綠色的精密拋光加工方法及裝置。
技術實現思路
為了解決在現有加工方法對圓管形工件內壁面拋光的不適應、效果不明顯或者不均勻的問題，本技術提出了一種內圓柱面氣流輔助磨粒流拋光加工裝置。本技術所采用的技術方案是:所述的一種內圓柱面氣流輔助磨粒流拋光加工裝置，用于拋光圓管形工件，包括安裝機架，其特征在于所述安裝機架上設置精密三軸伺服驅動系統、磨粒流循環系統及伺服電機驅動系統，圓柱形拋光加工工具連接定位其位置的精密三軸伺服驅動系統和驅動其自身旋轉的伺服電機驅動系統，圓柱形拋光加工工具及圓管形工件置于磨粒流循環系統內，圓柱形拋光加工工具內置于圓管形工件中，且圓柱形拋光加工工具與圓管形工件同軸心，圓柱形拋光加工工具外壁面和圓管形工件內壁面之間形成圓環形縫隙區域。所述的一種內圓柱面氣流輔助磨粒流拋光加工裝置，其特征在于所述安裝機架為雙層架構，包括機架和機架面板，所述機架面板上設置用來安裝精密三軸伺服驅動系統的三軸伺服驅動系統安裝架，所述機架面板表面中部安裝有加工儲液槽。所述的一種內圓柱面氣流輔助磨粒流拋光加工裝置，其特征在于所述精密三軸伺服驅動系統包括X軸精密伺服驅動滑臺、X軸驅動連接板1、Y形連接件1、Υ軸精密伺服驅動滑臺、Υ軸直線導軌、Ζ軸精密伺服驅動滑臺、Ζ軸滑動安裝板、Υ軸驅動系統安裝板、Υ形連接件I1、X軸驅動連接板I1、X軸直線導軌及齒輪驅動安裝板，所述X軸直線導軌分別為兩個，X軸精密伺服驅動滑臺固定在三軸伺服驅動系統安裝架相對兩邊上，X軸直線導軌與X軸精密伺服驅動滑臺配合連接，其中一個X軸直線導軌上部通過X軸驅動連接板I連接Υ形連接件I，另一個X軸直線導軌上部通過X軸驅動連接板II連接Υ形連接件II ;所述Υ軸驅動系統安裝板兩端連接Υ形連接件I和Υ形連接件II，Υ軸精密伺服驅動滑臺固定在Υ軸驅動系統安裝板上并與Υ軸直線導軌配合連接；所述ζ軸滑動安裝板固定在Υ軸驅動系統安裝板中部，Ζ軸精密伺服驅動滑臺固定在Ζ軸滑動安裝板上，且與齒輪驅動安裝板連接，所述齒輪驅動安裝板能在Ζ軸精密伺服驅動滑臺上上下滑動，齒輪驅動安裝板用于夾持圓柱形拋光加工工具。所述的一種內圓柱面氣流輔助磨粒流拋光加工裝置，其特征在于所述伺服電機驅動系統包括伺服電機安裝板及伺服電機，所述伺服電機安裝板固定在齒輪驅動安裝板上，伺服電機安裝在伺服電機安裝板上，伺服電機通過聯軸器連接直齒圓柱齒輪II，直齒圓柱齒輪II與直齒圓柱齒輪I嚙合連接，直齒圓柱齒輪I的輸出軸與圓柱形拋光加工工具連接，并由齒輪軸鎖緊螺母固定，伺服電機帶動圓柱形拋光加工工具旋轉。所述的一種內圓柱面氣流輔助磨粒流拋光加工裝置，其特征在于所述磨粒流循環系統包括設置在機架面板中心位置的加工儲液槽、設置在機架側面的水箱，所述水箱內設有離心栗，離心栗連接第一管道一端，第一管道另一端插入加工儲液槽內，加工儲液槽底部出液口連接第二管道一端，第二管道另一端插入水箱內，使加工儲液槽和水箱之間形成磨粒流循環。所述的一種內圓柱面氣流輔助磨粒流拋光加工裝置，其特征在于所述圓柱形拋光加工工具為圓柱形結構，其上端面中心處開有螺紋孔接頭，所述螺紋孔接頭與伺服電機驅動系統的輸出軸連接，所述螺紋孔接頭上的螺紋孔設為氣管接口，將壓縮空氣注入到圓柱形拋光加工工具的內腔中形成氣腔，圓柱形拋光加工工具壁面開有氣流孔，氣腔中的高速氣流通過氣流孔高速均勻噴出，對圓管形工件內壁表面進行拋光加工。所述的一種內圓柱面氣流輔助磨粒流拋光加工裝置，其特征在于所述磨粒流是由磨粒和水或輕質油均勻混合而成的拋光流體介質。所述的一種內圓柱面氣流輔助磨粒流拋光加工裝置，其特征在于所述磨粒為二氧化硅、碳化硅或氧化鋁。所述的一種內圓柱面氣流輔助磨粒流拋光加工裝置，其特征在于所述圓柱形拋光加工工具的外壁面與圓管形工件的內壁面之間距離小于1_。所述的一種內圓柱面氣流輔助磨粒流拋光加工裝置，其特征在于所述氣流孔傾斜設置在圓柱形拋光加工工具壁面上。通過采用上述技術，與現有技術相比，本技術的有益效果主要表現在:1)本技術利用一種圓柱形拋光加工工具自身的高速旋轉及從其內部噴出的高速氣流共同作用，將所述大面積圓環形縫隙區域的液-固兩相磨粒流驅動形成高速旋流磨粒流，噴出的高速氣流加大了所述高速旋流磨粒流中磨粒顆粒對所述圓管形工件內壁表面的撞擊力和切削力，結合所述圓柱形拋光加工工具在所述三軸伺服系統的驅動下沿著所述圓管形工件的軸線做軸向往返運動，兩者共同作用可以有效提高所述高速旋流磨粒流對所述圓管形工件內壁表面的拋光加工效率及表面均勻性。2)本技術利用液-固兩相磨粒流在拋光系統中反復對所述圓管形工件進行拋光加工，可以提高所述磨粒流的利用效率，并可以有效過濾加工殘留物以減少污水排放，實現清潔加工，節約能源，綠色環保?！靖綀D說明】圖1為本技術裝置的第一軸側圖結構示意圖；圖2為本技術裝置的第二軸側圖結構示意圖；圖3為本技術的氣流輔助磨粒流拋光加工原理剖視圖；圖4為本技術圖3的A-A剖面圖。圖中:1-機架，2-機架面板，3-三軸伺服驅動系統安裝架，4-X軸精密伺服驅動滑臺，5-X軸驅動連接板I，6-Y形連接件I，7-Y軸精密伺服驅動滑臺，8-Y軸直線導軌，9-伺服電機安裝板，10-伺服電機，11-聯軸器，12-Z軸精密伺服驅動滑臺，13-Z軸滑動安裝板，14-齒輪驅動安裝板，15-氣管接口，16-齒輪軸鎖緊螺母，17-直齒圓柱齒輪I，18_圓柱形拋光加本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種內圓柱面氣流輔助磨粒流拋光加工裝置，用于拋光圓管形工件，包括安裝機架，其特征在于所述安裝機架上設置精密三軸伺服驅動系統、磨粒流循環系統及伺服電機驅動系統，圓柱形拋光加工工具連接定位其位置的精密三軸伺服驅動系統和驅動其自身旋轉的伺服電機驅動系統，圓柱形拋光加工工具及圓管形工件置于磨粒流循環系統內，圓柱形拋光加工工具內置于圓管形工件中，且圓柱形拋光加工工具與圓管形工件同軸心，圓柱形拋光加工工具外壁面和圓管形工件內壁面之間形成圓環形縫隙區域。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳國達，計時鳴，譚云峰，張利，金明生，
申請(專利權)人：浙江工業大學，
類型：新型
國別省市：浙江;33
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