內(nèi)孔表面光整加工裝置的設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本課題來源于國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“面向孔表面光整加工的液粒兩相強(qiáng)制環(huán)流理論與技術(shù)基礎(chǔ)的研究(50675149)”。主要研究利用具有一定壓力的液體作為載體，經(jīng)過環(huán)流發(fā)生器形成強(qiáng)制環(huán)流，帶動(dòng)磨粒對(duì)工件內(nèi)壁進(jìn)行磨削加工。由于液粒兩相強(qiáng)制環(huán)流加工裝置較復(fù)雜，壓力液體需在較為密封的空間形成環(huán)流，所以對(duì)裝置與工件間的位置精度要求較高，同時(shí)液體對(duì)工件和加工環(huán)境有一定影響，所以對(duì)該方法進(jìn)行了改進(jìn)，提出利用離心原理，通過電機(jī)帶動(dòng)磨棒對(duì)工件進(jìn)行磨削和光整加

2、工。
　　 本課題研究的主要內(nèi)容：針對(duì)深孔、彎孔、階梯孔以及異型孔等內(nèi)孔表面的光整加工較為困難，以及大型輸油管道需要對(duì)內(nèi)壁進(jìn)行清理等問題，提出一種具有一定可控性和自適應(yīng)能力的內(nèi)孔表面光整加工裝置，該裝置由兩部分組成，根據(jù)離心原理設(shè)計(jì)的柔性光整頭和根據(jù)螺旋傳動(dòng)原理設(shè)計(jì)的自動(dòng)進(jìn)給裝置。柔性光整頭利用油石棒磨削內(nèi)孔表面，其加工孔徑范圍為Φ165mm-Φ230mm。自動(dòng)進(jìn)給裝置具有一定的自適應(yīng)能力，可以在Φ244±10mm的孔徑范圍沿軸

3、線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在自動(dòng)進(jìn)給裝置的帶動(dòng)下，柔性光整頭沿管道軸線對(duì)內(nèi)孔表面進(jìn)行光整加工。同時(shí)在換向器和調(diào)速器的控制下，該裝置可以以不同的加工速度，不同的加工方向?qū)崿F(xiàn)對(duì)內(nèi)孔表面的柔性加工。
　　 通過理論分析，確定柔性光整頭中磨棒在不同狀況下的受力情況，計(jì)算出磨棒產(chǎn)生磨削運(yùn)動(dòng)的最小轉(zhuǎn)速，以及彎曲強(qiáng)度計(jì)算，推導(dǎo)出柔性光整頭轉(zhuǎn)速與磨削力的關(guān)系，以及光整頭進(jìn)給所需的牽引力。對(duì)自動(dòng)進(jìn)給裝置進(jìn)行了受力分析，確定出滿足柔性光整頭所需牽引力的電機(jī)功率和

4、彈簧正壓力。確定的結(jié)構(gòu)方案，通過AUTOCAD、PROE等軟件對(duì)內(nèi)孔表面光整加工裝置進(jìn)行了二維、三維建模。最后通過實(shí)驗(yàn)，對(duì)自動(dòng)進(jìn)給裝置和柔性光整頭分別進(jìn)行了測試。測試在不同運(yùn)動(dòng)參數(shù)下柔性光整頭的加工效果；磨棒粒度對(duì)柔性光整頭加工效果的影響；通過測試自動(dòng)進(jìn)給裝置的運(yùn)動(dòng)速度和牽引力，分析了影響自動(dòng)進(jìn)給裝置運(yùn)動(dòng)的因素。
　　 課題的研究為光整加工技術(shù)提供了一個(gè)新思路，可以通過柔性化、可控化、自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)內(nèi)孔表面的光整加工，通過對(duì)裝置的設(shè)