CN206925706U - 一种流体自振动磨削装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种流体自振动磨削装置，包括涡街发生器、第一夹头、第二夹头、旋转驱动机构和浮动调节机构，第一夹头和第二夹头分别设有圆锥形内凹面，两圆锥形内凹面间隔相对形成用于夹紧工件的夹紧空间，第一夹头的中部和第二夹头的中部分别贯通有通孔，涡街发生器与第一夹头的通孔连通，旋转驱动机构与第一夹头传动连接，第二夹头与第一夹头同步联动并用于沿水平方向滑移，浮动调节机构位于第一夹头和第二夹头之间，用于支撑并竖向升降调节工件。本实用新型能对工件内表面均匀磨削，加工效率高，且工件装夹简易，能适应不同直径尺寸的工件。

Description

一种流体自振动磨削装置

技术领域

本实用新型涉及磨削装置，具体涉及一种流体自振动磨削装置。

背景技术

目前，对管道进行内表面加工的方法可分为：机械珩磨抛光、磁性磨粒光整、射流抛光。

机械珩磨光整技术，又称镗磨，是采用镶嵌在珩磨头上的油石对管道内表面进行精整抛光的加工技术。于20世纪初期，珩磨光整技术被首先运用于汽车及军工行业内，由于机械珩磨技术具有机床结构简单、可自动化程度高、加工后表面加工精度高、可加工范围广及切削效率高等优点被广泛运用于现代制造业中。机械珩磨的主要工作部件珩磨头外部固定有2至10根长度约为1/3至3/4管道长度的珩磨用油石。在抛光过程中，珩磨头在管道内既旋转运动又来回轴向运动，同时通过珩磨头里面的弹簧或液压控制而均匀与不锈钢管道内表面的充分接触，以达到加工的目的。

磁性磨粒光整加工是利用电磁铁或永磁铁产生的磁场在导磁的磁性磨粒上产生作用力，将磁性磨粒紧压在工件待加工内壁，加上磁性磨粒与工件的表面的相对运动，便会对工件表面产生挤压、摩擦、刻划等作用效果，完成对工件表面加工的一种新工艺。根据相对运动的形式一般分为两种，即永磁场和电磁场。这种技术以其良好的柔性、自适应性强等特点，在制造业、航空航天业、精密仪器和精密量具等行业有很好的应用前景。工件是旋转的，磁场被固定，磨料中的磨粒被磁场紧密地吸附在工件的内表面。

射流抛光是一种利用高压液压泵和隔膜泵把磨料运送到具有小孔的喷头，通过喷头使磨料以高速高压的状态作用于零件表面的加工方法。由于磨料中含有磨粒且磨粒的速度很高，所以磨料能够对工件的表面进行磨削加工。

申请公开号为201511019327.4的发明专利申请公开的一种“管状工件内表面的抛光装置”，该装置利用卡门涡街原理对管状工件进行抛光处理，该发明叙说研磨液流经涡旋发生柱后其所携带的能量向其后方形成的涡旋中聚集，因此由涡旋携带磨粒高速撞击工件表面来完成对工件的抛光，不仅充分利用了研磨液所携带的能量，有效提高装置的能效，而且还降低了磨削液对装置本身零件的磨损。该装置具有抛光均匀、节约资源的优点。

然而上述四种光整加工方法仍存在以下不足：

1、机械珩磨光整技术只适合短的管道和直线度高的管道，更适合孔类的加工。对于加工长的管道和直径小的管道，成本较高，且加工的效果不好。

2、磁性磨粒光整加工的磁性磨粒比较难回收，磁场的强度比较弱，加工时温度升很快，导致工件的温度过高。

3、射流抛光需要使用高压液泵来形成高速射流，成本较高；高速射流直接在喷嘴中形成，导致喷嘴极易磨损；高速射流溅射厉害，磨料浪费严重；另外该加工方法所用到的喷头通常很难伸至管状工件的内部，其对管状工件内表面的抛光难度较高。

4、管状工件内表面的抛光装置只能加工的单一直径的工件，且工件的安装十分困难。该装置想要获得均匀的抛光效果，必须要两次装夹工件，加工效率低。

5、上述四种加工方法所能加工的工件范围小，且工件安装和操作不方便。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种流体自振动磨削装置，其能对工件内表面均匀磨削，加工效率高，且工件装夹简易，能适应不同直径尺寸的工件。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

一种流体自振动磨削装置，包括涡街发生器、第一夹头、第二夹头、旋转驱动机构和浮动调节机构，第一夹头和第二夹头分别设有圆锥形内凹面，两圆锥形内凹面间隔相对形成用于夹紧工件的夹紧空间，第一夹头的中部和第二夹头的中部分别贯通有通孔，涡街发生器与第一夹头的通孔连通，旋转驱动机构与第一夹头传动连接，第二夹头与第一夹头同步联动并用于沿水平方向滑移，浮动调节机构位于第一夹头和第二夹头之间，用于支撑并竖向升降调节工件。

进一步地，涡街发生器包括壳体、阻流体、弹性机构和凸轮机构，阻流体滑动穿接于壳体内并通过弹性机构与壳体弹性相连；凸轮机构的凸轮与阻流体相抵顶，用于驱使阻流体在壳体内往复滑移，壳体上设有磨削液入口和磨削液出口。

进一步地，所述涡街发生器为两个，分别连通至第一夹头和第二夹头，所述流体自振动磨削装置还包括管道以及与凸轮机构联动的管道切换机构，管道通过管道切换机构接入任一涡街发生器。

进一步地，所述流体自振动磨削装置还包括快速接头机构，管道切换机构通过快速接头机构接入任一涡街发生器。

进一步地，快速接头机构包括第一接驳管、第二接驳管、电磁铁、对接头，第一接驳管一端与涡街发生器连通，对接头滑动配合于第一接驳管另一端，第二接驳管一端与管道切换机构联动，电磁铁固定于第二接驳管另一端，电磁铁用于与对接头磁性相吸。

进一步地，快速接头机构还包括固定于第二接驳管另一端的套环，电磁铁呈圆环状分布于套环，对接头具有用于插入套环环口内的圆锥环。

进一步地，快速接头机构还包括弹簧，弹簧一端与对接头相连，弹簧另一端与第一接驳管的一端相连。

进一步地，浮动调节机构包括剪叉式升降平台、手轮和V型块，手轮与剪叉式升降平台传动连接用于驱动剪叉式升降平台升降，V型块固定于剪叉式升降平台顶部。

进一步地，旋转驱动机构包括电机和带式传动机构，电机通过带式传动机构与第一夹头传动连接。

进一步地，所述流体自振动磨削装置还包括以管道依次连接的储液箱、污泥泵、调节阀和流量计，流量计接入管道切换机构。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型在磨削液流经涡街发生器时，会产生旋转方向相反、排列规则的双列漩涡(即卡门涡旋)，这种双列漩涡能携带磨削液中的磨粒对阻流体后方旋转的工件内表面进行均匀撞击，产生自振动，不仅磨削均匀，而且效率高。更关键是，本实用新型通过第一夹头和第二夹头的圆锥形内凹面，对工件的装夹简易，操作方便，且工件只需装夹一次，就能实现磨削加工，再结合第二夹头的水平方向滑移调节、设置浮动调节机构，能对工件的装夹位置进行精准调节，有效降低人的劳动强度，提高工作的舒适性，也可使其可以装夹的工件更多样化，能适应直径大小不同的管道装夹，适用性更好。

附图说明

图1是本实用新型实施例中的流体自振动磨削装置的连接示意图；

图2是本实用新型实施例中的涡街发生器的部分结构示意图；

图3是本实用新型实施例中的涡街发生器和管道切换机构的连接示意图；

图4是本实用新型实施例中的快速接头结构的结构示意图；

图5是本实用新型实施例中的对接头的结构示意图；

图6是本实用新型实施例中的第一夹头、第二夹头夹紧工件的结构示意图；

图7为图6中的I处放大示意图。

图中：1、储液箱；2、污泥泵；3、流量计；4、调节阀；5、管道；6、旋转驱动机构；7、快速接头机构；8、涡街发生器；9、工件；10、浮动调节机构；11、第二夹头；12、管道切换机构；13、第一夹头；14、壳体；15、阻流体；16、弹性机构；17、凸轮机构；18、盖板；19、橡胶套；20、管道套；21、电机；22、带式传动机构；23、齿条；24、齿轮；25、第一接驳管；26、第二接驳管；27、电磁铁；28、对接头；29、紧定螺钉；30、密封套；31、弹簧；32、圆锥环；33、螺母。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

如图1-3所示的一种流体自振动磨削装置，包括涡街发生器8、第一夹头13、第二夹头11、旋转驱动机构6和浮动调节机构10，第一夹头13和第二夹头11分别设有圆锥形内凹面，两圆锥形内凹面间隔相对形成用于夹紧工件9的夹紧空间，第一夹头13的中部和第二夹头11的中部分别贯通有通孔，涡街发生器8与第一夹头13的通孔连通，旋转驱动机构6与第一夹头13传动连接，第二夹头11与第一夹头13同步联动并用于沿水平方向滑移，浮动调节机构10位于第一夹头13和第二夹头11之间，用于支撑并竖向升降调节工件9。

在磨削液流经涡街发生器8时，会产生旋转方向相反、排列规则的双列漩涡(即卡门涡旋)，这种双列漩涡能携带磨削液中的磨粒对阻流体15后方旋转的工件9内表面进行均匀撞击，产生自振动，不仅磨削均匀，而且效率高。更关键是，本实用新型通过第一夹头13和第二夹头11的圆锥形内凹面，对工件9的装夹简易，操作方便，且工件9只需装夹一次，就能实现磨削加工，再结合第二夹头11的水平方向滑移调节、设置浮动调节机构10，能对工件9的装夹位置进行精准调节，有效降低人的劳动强度，提高工作的舒适性，也可使其可以装夹的工件9更多样化，能适应直径大小不同的管道5装夹，适用性更好。

其中，本实用新型特别适用于管形的工件9，工件9被夹紧在夹紧空间内，磨削液依次经涡街发生器8、第一夹头13的通孔流入工件9，同时在第一夹头13和第二夹头11的旋转带动下，工件9旋转，以实现有效磨削，磨削液再经第二夹头11流出。可设置枢转轴，使第二夹头11安装固定于枢转轴，并在枢转轴上滑移，以适应工件9的长度以夹紧工件9。

本例的浮动调节机构10包括剪叉式升降平台、手轮和V型块，手轮与剪叉式升降平台传动连接用于驱动剪叉式升降平台升降，V型块固定于剪叉式升降平台顶部。通过转动手轮，则可调整剪叉式升降平台升降位置，进而带动V型块所支撑承托的工件9升降，以使工件9与第一夹头13的通孔和第二夹头11的通孔无缝对接，降低劳动强度，提高工作效率。具体地，如图6-7所示，可在第一夹头13和第二夹头11的圆锥形内凹面上套装橡胶套19，在工件9上套装管道套20，以在夹紧力的作用下，第一夹头13、第二夹头11与工件9紧密结合，防止磨削液的泄漏。

如图1所示，本实施例的旋转驱动机构6包括电机21和带式传动机构22，电机21通过带式传动机构22与第一夹头13传动连接。电机21旋转带动带上传动机构运行，以驱使第一夹头13旋转。

示例性地，如图2所示，本实施例的涡街发生器8包括壳体14、阻流体15、弹性机构16和凸轮机构17，阻流体15滑动穿接于壳体14内并通过弹性机构16与壳体14弹性相连；如图3所示，凸轮机构17的凸轮与阻流体15相抵顶，用于驱使阻流体15在壳体14内往复滑移，壳体14上设有磨削液入口和磨削液出口，用于接入磨削液和输出磨削液。壳体14上可增设盖板18，以封盖伸缩在壳体14上的阻流体15。弹性机构16可以为压簧，可设置螺母33以压紧压簧。磨削液流经涡旋发生器时，阻流体15两侧会周期性地在壳体14内伸缩运动，以在壳体14内产生旋转方向相反、排列规则的双列漩涡(即卡门涡旋)的磨削液。其中，凸轮机构17的凸轮将带动阻流体15往复伸缩，凸轮机构17的驱动动力可通过旋转动力源带动。也可进一步采用以下方案：

进一步地，如图1所示，本实施例的涡街发生器8为两个，分别连通至第一夹头13和第二夹头11，所述流体自振动磨削装置还包括管道5以及与凸轮机构17联动的管道切换机构12，管道5通过管道切换机构12接入任一涡街发生器8。具体地，可在管道切换机构12中的移动机构中设置齿条23，进而带动齿轮24转动，齿轮24再通过传动轴使凸轮转动，以联动实现阻流体15的往复伸缩。如此，通过管道切换机构12切换磨削液的输入方向，以在工件9的两端间歇性地输入磨削液，结合涡街发生器8的阻流体15联动的上下移动，从而能够使涡街发生器8有效或失效，使产生的双列漩涡磨削液更为有效地磨削工件9内表面。

为在管道切换机构12的切换过程中，磨削液能够更为快速有效地与涡街发生器8对接，所述流体自振动磨削装置还包括快速接头机构7，管道切换机构12通过快速接头机构7接入任一涡街发生器8。本实施例的管道切换机构12为一往复直线移动机构，以带动管道5切换移动，同时带动快速接头机构7移动。

具体地，如图4所示，快速接头机构7包括第一接驳管25、第二接驳管26、电磁铁27、对接头28，第一接驳管25一端与涡街发生器8连通，对接头28滑动配合于第一接驳管25另一端，第二接驳管26一端与管道切换机构12联动，电磁铁27固定于第二接驳管26另一端，电磁铁27用于与对接头28磁性相吸。当电磁铁27通电时，对接头28与第二接驳管26结合，磨削液畅通；当电磁铁27断电时，对接头28与第二接驳管26断开，磨削液断流。

为提升磨削液对接后的密封性能，快速接头机构7还包括固定于第二接驳管26另一端的套环，具体可采用紧定螺钉29固定，可增设密封套30以加强其密封性能。电磁铁27呈圆环状分布于套环，如图5所示，对接头28具有用于插入套环环口内的圆锥环32，该圆锥环32更利于对中对位。为更利于对接头28的吸合和复位，快速接头机构7还包括弹簧31，弹簧31一端与对接头28相连，弹簧31另一端与第一接驳管25的一端相连。通过弹簧31实现对接头28的自动复位动作，以加快对接动作。

在以上基础上，如图1所示，本实施例的所述流体自振动磨削装置还包括以管道5依次连接的储液箱1、污泥泵2、调节阀4和流量计3，流量计3接入管道切换机构12。

流量计3用以监控磨削液的流量，通过污泥泵2泵出输送压力，经调节阀4调节，以便获得合适的流速。当磨削液从工件9的左端流入时，右端的涡街发生器8失效；当磨削液从工件9的右端流入时，左端的涡街发生器8失效。同时通过管道切换机构12的切换就能改变磨削液从工件9的左端或右端流入，在管道5切换时利用凸轮机构17实现涡街发生器8的有效与无效。以上卡门涡街能在较低的雷诺数下形成，因此输送磨削液的污泥泵2的扬程和流量不需很大，可有效地降低装置的成本，提高装置的安全性。使用以上实施例的本实用新型流体自振动磨削装置加工工件9的直径范围广，能够加工直径在40～100mm的工件9。

上述为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种流体自振动磨削装置，其特征在于，包括涡街发生器、第一夹头、第二夹头、旋转驱动机构和浮动调节机构，第一夹头和第二夹头分别设有圆锥形内凹面，两圆锥形内凹面间隔相对形成用于夹紧工件的夹紧空间，第一夹头的中部和第二夹头的中部分别贯通有通孔，涡街发生器与第一夹头的通孔连通，旋转驱动机构与第一夹头传动连接，第二夹头与第一夹头同步联动并用于沿水平方向滑移，浮动调节机构位于第一夹头和第二夹头之间，用于支撑并竖向升降调节工件。

2.根据权利要求1所述的流体自振动磨削装置，其特征在于，涡街发生器包括壳体、阻流体、弹性机构和凸轮机构，阻流体滑动穿接于壳体内并通过弹性机构与壳体弹性相连；凸轮机构的凸轮与阻流体相抵顶，用于驱使阻流体在壳体内往复滑移，壳体上设有磨削液入口和磨削液出口。

3.根据权利要求2所述的流体自振动磨削装置，其特征在于，所述涡街发生器为两个，分别连通至第一夹头和第二夹头，所述流体自振动磨削装置还包括管道以及与凸轮机构联动的管道切换机构，管道通过管道切换机构接入任一涡街发生器。

4.根据权利要求3所述的流体自振动磨削装置，其特征在于，所述流体自振动磨削装置还包括快速接头机构，管道切换机构通过快速接头机构接入任一涡街发生器。

5.根据权利要求4所述的流体自振动磨削装置，其特征在于，快速接头机构包括第一接驳管、第二接驳管、电磁铁、对接头，第一接驳管一端与涡街发生器连通，对接头滑动配合于第一接驳管另一端，第二接驳管一端与管道切换机构联动，电磁铁固定于第二接驳管另一端，电磁铁用于与对接头磁性相吸。

6.根据权利要求5所述的流体自振动磨削装置，其特征在于，快速接头机构还包括固定于第二接驳管另一端的套环，电磁铁呈圆环状分布于套环，对接头具有用于插入套环环口内的圆锥环。

7.根据权利要求6所述的流体自振动磨削装置，其特征在于，快速接头机构还包括弹簧，弹簧一端与对接头相连，弹簧另一端与第一接驳管的一端相连。

8.根据权利要求1-7任一项所述的流体自振动磨削装置，其特征在于，浮动调节机构包括剪叉式升降平台、手轮和V型块，手轮与剪叉式升降平台传动连接用于驱动剪叉式升降平台升降，V型块固定于剪叉式升降平台顶部。

9.根据权利要求1-7任一项所述的流体自振动磨削装置，其特征在于，旋转驱动机构包括电机和带式传动机构，电机通过带式传动机构与第一夹头传动连接。

10.根据权利要求3-7任一项所述的流体自振动磨削装置，其特征在于，所述流体自振动磨削装置还包括以管道依次连接的储液箱、污泥泵、调节阀和流量计，流量计接入管道切换机构。