磁力研磨机的结构设计

磁力研磨机的结构设计

董瑞宝, 宋庆环, 付云强

(唐山学院,河北唐山063020)

摘要: 磁力研磨技术是新型的光整加工技术,目前在我国尚不普及,没有专用的设备,为了推广该项技术,研制开发了磁力研磨机。在此介绍用CA6140普通车床改装的磁性研磨机的结构设计。

0前言

磁力研磨装置是利用永久磁铁产生强磁场,依靠磁力使磁性研磨粒子贴附在工件表面,当工件与磁极产生相对运动时,磁性研磨粒子对工件表面进行研磨加工。根据磁力研磨特点和待加工工件现状设计不同的磁研磨回路,在现有设备基础上进行改造,针对轴类零件的自身特点,对CA6140车床进行设备改造即可成为专用的磁力研磨装置。

1磁性研磨机的总体结构设计

用CA6140普通车床改装的磁性研磨机结构如图1所示。拆掉CA6140刀架和小滑板部分改造，其中滑板结构,利用其进给机构给磁研磨机构提供相对运动。

磁性研磨机主要由2部分组成: ( 1)磁力研磨装置,在结构中用磁力研磨装置替换了原有的车床小滑板和刀架部分; (2)磁力研磨机的进给装置,在原有车床进给装置的基础上改装的,使其能实现轴向和径向进给的双重功能。

于0104 mm,同时调整导轨与各拖板之间的间隙一定要合适。

214合理选取车刀的几何参数

车削细长轴时,由于工件刚性差,车刀的几何形状对工件的振动有明显的影响。选择车刀的几何形状时应注意的6点见文献[ 1 ]、[ 3 ]。

3结语

通过工艺系统优化,获得了相当满意的效果:(1)工件加工精度与表面粗糙度达到图纸要求;

(2)反向切削方法的最大直径误差大约是正向切削方法的一半; (3)使用大切削量节约工时成本; (4)由于充分使用了切削液,刀具的耐用度显著提高。

2磁力研磨装置

磁力研磨装置如图2所示。由磁极、支架、微调手轮、联接架等组成。磁极选用的是经过特殊形状设计的2块永久磁铁。通过磁极间产生的磁场来实现磁研磨的全部研磨过程,工作区域就是在这2块磁极之间。支架是用来固定磁极并连接磁力研磨装置和进给装置的。它的一端连接磁极部分,另一端与能产生径向位移的滑块相连,使产生磁力的磁极可以沿着滑道的方向在径向自由移动。滑块沿轨道的自由移动带动支架做径向移动,从而可以根据需要自由调节磁极的位置,同时分开,同时靠近,或同时向一个方向运动。在支架上,设计安装了具有微调作用的微调手轮。由于磁力研磨过程中,加工间隙对研磨效果有很大的影响。通常情况下,要保证加工间隙在2～3mm。为了保证这一加工间隙,设计了微调手轮。在调整好两磁极间的相对距离后,靠微调手轮来调整工件和磁极间的距离误差,使误差达到最小。

磁力研磨的实际工作区域是在一个开放的磁路中进行的,为了尽可能地减小漏磁的影响,在两磁极之间装有连接架,它是由导磁的材料制成。联结架的作用是最大限度地减少漏磁,使集中在加工区域的磁力线分布更为密集。此结构设计简单,可以满足一般轴类零件的表面抛光处理。如光轴类、管类、阶梯轴和螺纹轴等的外表面抛光。

3磁力进给装置

磁力研磨机的进给装置如图3所示。主要利用CA6140车床原有的进给装置,实现磁力研磨装置轴类零件的轴向和径向运动。在原有车床的进给装置基础上稍加改装就可以满足需要。(1)磁力研磨装置轴向运动原有车床的进给机构可以实现刀架沿车床主轴的轴向运动和径向运动,其轴向运动由主轴通过挂轮箱和进给箱通过一系列的齿轮传动和一组蜗杆传动把运动传给大滑板,通过大滑板带动刀架沿主轴轴向运动,在磁研磨加工过程中依然保留这部分功能,车床溜板箱部分保持不动。即磁力研磨装置轴向运动仍然由原来车床的轴向进给机构提供。

(2)磁力研磨装置径向运动改造车床原有的中滑板机构,实现磁力研磨装置的径向运动。原有车床中滑板可以满足刀架的单向径向移动,由于磁力研磨装置的磁极对称设计,要求磁极能够满足在径向做同时靠近或分离的运动,所以将原有的1块中滑板改为2块,通过2个旋向相反的丝杠带动2块中滑板做同时靠近或分离的反向运动。2个丝杠通过一个质量较轻的联轴器相联。由于丝杠的长度并不是很长,可以保证丝杠在径向不发生抖动。这种双联动的运动机构,依然可以通过调节车床的进给机构手柄来实现2块中滑板的的径向移动和进给速度控制。在2块中滑板的上面各安装有滑道及滑块。在加工一般轴类零件时,只需要通过调节中滑板的位置来调节磁极和工件的位置。在加工复杂轴类零件,例如凸轮轴时,当磁极和工件的相对位置确定后,利用滑道上滑块的自由摆动来保证磁极和凸轮轴的相对距离各处瞬时相等。

4结语

磁力研磨装置设计没有复杂的机构,利用了原有的机器设备。它可以在车床上自由替换安装,只在需要磁研磨加工时,安装上这套装置就可使CA6140车床转换成专用的磁力研磨装置。制作成本较低,安装方便,有利于磁研磨技术在实际生产中的推广。