CN106625144A - 一种小型打磨器及其打磨方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种小型打磨器及其打磨方法，属于切削加工技术领域，包括打磨头组件和打磨制动组件，所述打磨头组件包括气动马达和与马达转轴可拆卸固定的打磨头，所述打磨制动组件包括外壳和设置在外壳内相互独立的驱动气路、制动气路及行进气路，所述外壳为一端开口、一端封闭的圆柱筒，气动马达从开口端进入圆柱筒内与其固定，所述驱动气路为轴向进气孔，所述制动气路为多个径向气孔，所述行进气路为多个倾斜气孔。本发明通过三个相互独立的气路分别提供驱动动力、制动动力及移动动力，实现在内孔内的打磨操作，取消了现有技术的长刀杆，其切削点刚度得到大幅增加，加工质量得到显著改善。

Description

一种小型打磨器及其打磨方法
技术领域
本发明属于切削加工技术领域，具体涉及一种可对任意长度的内孔进行磨削加工的小型打磨器及其打磨方法。
背景技术
在切削加工中，长管型零件的内壁加工是一个长期困扰所有机械人的难题，其主要原因在于刀杆的长度随管型零件长度的增加而加长，并由于内孔尺寸的限制，刀杆直径不可能无限制加大，因而位于远端的切削点的刚度变弱，在切削力作用下其变形量也随长度的增加而增大，最终导致加工后的管内壁呈不规则的锥形，影响内孔的直线度和粗糙度。
针对上述问题，若能提出一种新结构的打磨设备，并改变加工方法，使刀具长度恒定，不用随内孔长度增加而加长，则可大幅提高刀具刚度，减少切削变形量，显著改善加工质量，对根本解决长管型零件内壁的加工难题具有重要意义。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种小型打磨器及其打磨方法，其刀具长度恒定、不用加长，可在任意长度的内孔内进行磨削加工，以解决现有技术由于刀杆长度随零件长度的增加而加长所导致加工质量不高的问题。
为达到上述目的，本发明之一提供如下技术方案：
一种小型打磨器，包括打磨头组件和打磨制动组件，所述打磨头组件包括气动马达和与马达转轴可拆卸固定的打磨头，所述打磨制动组件包括外壳和设置在外壳内相互独立的驱动气路、制动气路及行进气路，所述外壳为一端开口、一端封闭的圆柱筒，气动马达从开口端进入圆柱筒内与其固定，所述驱动气路为设置在圆柱筒封闭端与气动马达气路连通的轴向进气孔，所述制动气路为多个均布在所述圆柱筒筒体圆周方向垂直指向加工内壁的径向气孔，所述行进气路为多个均布在所述圆柱筒筒体圆周方向与轴向方向呈一定夹角指向加工内壁的倾斜气孔。
进一步，外壳内设置有一与外部气源连通的环状储气腔，多个所述径向气孔与环状储气腔连通。
进一步，外壳上设置有多个移动滚轮。
进一步，所述一定夹角为0-30°。
进一步，外壳上还设置有可与加工内壁贴合固定的弹性制动气囊。
进一步，外壳后端设置有用于驱动打磨器在内壁移动的行进驱动翼。
本发明之二提供如下技术方案：
采用如上所述的小型打磨器的打磨方法，包括如下步骤：
S1、将驱动气路、制动气路及行进气路分别与外部气源连通，并在连通的管路上设置控制阀；
S2、将打磨器放置在打磨初始端，启动制动气路和驱动气路的控制阀；
S3、打磨一段时间后，关闭制动气路和驱动气路的控制阀，启动行进气路的控制阀；
S4、移动一段距离后，关闭行进气路的控制阀，启动制动气路和驱动气路的控制阀；
S5、重复S3、S4，直至打磨至打磨末端；
S6、将打磨器放置在打磨末端，启动制动气路和驱动气路的控制阀；
S7、打磨一段时间后，关闭制动气路和驱动气路的控制阀，启动行进气路的控制阀；
S8、移动一段距离后，关闭行进气路的控制阀，启动制动气路和驱动气路的控制阀；
S9、重复S7、S8，直至打磨结束。
进一步，所述一段时间是指打磨头打磨其与自身长度相当的内孔区域，其质量达到设定要求所花费的时间。
进一步，所述一段距离应小于打磨头的长度。
本发明的有益效果在于：
1)本发明通过三个相互独立的气路分别提供驱动动力、制动动力及移动动力，实现在内孔内的打磨操作，取消了现有技术的长刀杆，其切削点刚度得到大幅增加，加工质量得到显著改善，可有效解决长管型零件的内壁加工存在的加工质量问题。
2)本发明适用于任意长度的内孔加工，促进了长内孔加工的经济性、实用性及可靠性，是对切削加工的有益补充和丰富，具有较高的实用及经济价值。
3)本发明只有一个打磨头和打磨制动组件，其结构简单，且易于加工，其制造成本也可显著降低。
4)本发明通过正向和逆向打磨，可避免打磨末端无法打磨的问题，同时，也可对接打磨纹路，满足质量要求。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为本发明的三维图；
图2为本发明的主视图；
图3为图2的左视图；
图4为本发明的剖视图；
图5为本发明的制动示意图。
附图标记：
1-打磨头组件；2-打磨制动组件；3-气动马达；4-打磨头；5-外壳；6-轴向进气孔；7-径向气孔；8-倾斜气孔；9-环状储气腔；10-移动滚轮；11-进气孔。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
如图1-4所示，一种小型打磨器，包括打磨头组件1和打磨制动组件2，具体的，打磨头组件包括气动马达3和与马达转轴可拆卸固定的打磨头4，打磨制动组件包括外壳5和设置在外壳内相互独立的驱动气路、制动气路及行进气路，本实施例的外壳为一端开口、一端封闭的圆柱筒，气动马达从开口端进入圆柱筒内与其固定，驱动气路为设置在圆柱筒封闭端与气动马达气路连通的轴向进气孔6，压缩空气从轴向进气孔进入，推动气动马达旋转，进而驱动打磨头工作，制动气路为多个均布在圆柱筒筒体圆周方向垂直指向加工内壁的径向气孔7，压缩空气从径向气孔吹出气流，打磨制动组件对气流产生推力F，气流对打磨制动组件产生反作用力F’，由于径向气孔垂直指向加工内壁，因此，反作用力F’也是垂直作用于打磨制动组件，如图5所述，同时，由于径向气孔在圆周方向均均设置，因此，对打磨制动组件的多个作用力也是均匀的，使其固定或悬浮固定在内孔中，不会偏向一方，行进气路为多个均布在圆柱筒筒体圆周方向与轴向方向呈一定夹角指向加工内壁的倾斜气孔8，本实施例的一定夹角α为0-30°，如图4所示，众所周知，与轴线呈任意夹角，均存在侧向分力，因此，理论上，平行于轴线方向其产生的空气推力是最大的，但本发明的行进实际上是一种倒退操作，其气孔前方存在打磨头，打磨头会对空气流产生阻挡，减弱空气推力，且打磨头转轴长度又不能设计过长，因此，一定夹角α最优为10-20°，其大于这个角度则会产生过大的分力，轴向空气推力减小，小于这个角度则会受到打磨头的阻挡，减弱空气推力。
作为本实施例的改进，外壳内设置一环状储气腔9，环状储气腔9通过进气孔11与外部气源连通，如图2所示，多个径向气孔与环状储气腔连通，通过环状储气腔可保证多个径向气孔的出气压力的一致性，从而使打磨制动组件的多个作用力更加均匀一致，进一步提高其工作的可靠性。
作为本实施例的改进，外壳上设置有多个移动滚轮10，并将移动滚轮的外轮表面与内壁贴合，使打磨器与内壁之间形成滚动接触，可减小打磨器移动时与加工内壁之间的摩擦力，从而减小移动阻力。
作为本实施例的改进，外壳上还设置有可与加工内壁贴合固定的弹性制动气囊，弹性制动气囊也呈环状设置在外壳上，当需要进一步制动时，可对弹性制动气囊充气，其在气压作用下，其膨胀与加工内壁贴合固定，提高摩擦阻尼和摩擦力。
作为本实施例的改进，外壳后端设置有用于驱动打磨器在内壁移动的行进驱动翼，本实施例的行进驱动翼与气动马达连接，可在气动马达的作用下旋转工作，并产生向前或向后行进驱动力，可补充行进气路的行进驱动的不足，也可抵消行进气路的驱动力，提高或降低行进速度。
采用如上的小型打磨器的打磨方法，包括如下步骤：
S1、将驱动气路、制动气路及行进气路分别与外部气源连通，并在连通的管路上设置控制阀；
S2、将打磨器放置在打磨初始端，启动制动气路和驱动气路的控制阀，打磨器开始工作，并在制动气路的作用下，固定在打磨位置；
S3、当打磨头打磨完成其与自身长度相当的内孔区域、且其质量达到设定要求时，关闭制动气路和驱动气路的控制阀，启动行进气路的控制阀，在空气推力下，打磨器倒退；
S4、打磨器倒退一个小于打磨头长度的距离后，关闭行进气路的控制阀，启动制动气路和驱动气路的控制阀；
S5、重复S3、S4，直至打磨至打磨末端，由于制动组件退出打磨末端无法制动，因此，需要反向打磨；
S6、将打磨器放置在打磨末端，启动制动气路和驱动气路的控制阀；
S7、当打磨头打磨完成其与自身长度相当的内孔区域、且质量达到设定要求时，关闭制动气路和驱动气路的控制阀，启动行进气路的控制阀，打磨器倒退；
S8、打磨器倒退一个小于打磨头长度的距离后，关闭行进气路的控制阀，启动制动气路和驱动气路的控制阀；
S9、重复S7、S8，直至打磨结束。
当然，根据需要也可以采取边打磨边倒退的方式进行。
本实施例的技术效果：
1)本发明通过三个相互独立的气路分别提供驱动动力、制动动力及移动动力，实现在内孔内的打磨操作，取消了现有技术的长刀杆，其切削点刚度得到大幅增加，加工质量得到显著改善，可有效解决长管型零件的内壁加工存在的加工质量问题。
2)本发明适用于任意长度的内孔加工，促进了长内孔加工的经济性、实用性及可靠性，是对切削加工的有益补充和丰富，具有较高的实用及经济价值。
3)本发明只有一个打磨头和打磨制动组件，其结构简单，且易于加工，其制造成本也可显著降低。
4)本发明通过正向和逆向打磨，可避免打磨末端无法打磨的问题，同时，也可对接打磨纹路，满足质量要求。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (9)

1.一种小型打磨器，其特征在于：包括打磨头组件和打磨制动组件，所述打磨头组件包括气动马达和与马达转轴可拆卸固定的打磨头，所述打磨制动组件包括外壳和设置在外壳内相互独立的驱动气路、制动气路及行进气路，所述外壳为一端开口、一端封闭的圆柱筒，气动马达从开口端进入圆柱筒内与其固定，所述驱动气路为设置在圆柱筒封闭端与气动马达气路连通的轴向进气孔，所述制动气路为多个均布在所述圆柱筒筒体圆周方向垂直指向加工内壁的径向气孔，所述行进气路为多个均布在所述圆柱筒筒体圆周方向与轴向方向呈一定夹角指向加工内壁的倾斜气孔。
2.根据权利要求1所述的小型打磨器，其特征在于：外壳内设置有一与外部气源连通的环状储气腔，多个所述径向气孔与环状储气腔连通。
3.根据权利要求2所述的小型打磨器，其特征在于：外壳上设置有多个移动滚轮。
4.根据权利要求1所述的小型打磨器，其特征在于：所述一定夹角为0-30°。
5.根据权利要求1所述的小型打磨器，其特征在于：外壳上还设置有可与加工内壁贴合固定的弹性制动气囊。
6.根据权利要求1所述的小型打磨器，其特征在于：外壳后端设置有用于驱动打磨器在内壁移动的行进驱动翼。
7.采用如权利要求1-6任一所述的小型打磨器的打磨方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、将驱动气路、制动气路及行进气路分别与外部气源连通，并在连通的管路上设置控制阀；
S2、将打磨器放置在打磨初始端，启动制动气路和驱动气路的控制阀；
S3、打磨一段时间后，关闭制动气路和驱动气路的控制阀，启动行进气路的控制阀；
S4、移动一段距离后，关闭行进气路的控制阀，启动制动气路和驱动气路的控制阀；
S5、重复S3、S4，直至打磨至打磨末端；
S6、将打磨器放置在打磨末端，启动制动气路和驱动气路的控制阀；
S7、打磨一段时间后，关闭制动气路和驱动气路的控制阀，启动行进气路的控制阀；
S8、移动一段距离后，关闭行进气路的控制阀，启动制动气路和驱动气路的控制阀；
S9、重复S7、S8，直至打磨结束。
8.根据权利要求7所述的打磨方法，其特征在于：所述一段时间是指打磨头打磨其与自身长度相当的内孔区域，其质量达到设定要求所花费的时间。
9.根据权利要求7所述的打磨方法，其特征在于：所述一段距离应小于打磨头的长度。
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