[发明专利]一种内孔打磨设备及其打磨方法

说明书

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内孔打磨设备及其打磨方法。

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内孔打磨设备及其打磨方法，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：

一种内孔打磨设备，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圆柱筒固定，所述驱动气路为设置在圆柱筒封闭端与气动马达连通的轴向进气孔，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，所述制动气路包括设置在外壳外表面上与外部气源连通的环状储气腔和多个均布在储气腔圆周方向垂直指向加工内壁的径向气道，任一所述径向气道上设置有止动器，所述止动器包括弹性轮、转轴、固定架和滑块，所述弹性轮通过转轴固定所述固定架上，所述滑块可滑动设置在径向气道上，一端与弹性轮固定架固定，一端通过限位块限制在储气腔内。

进一步，外壳内设置有一与外部气源连通的环状储气腔，多个所述径向气道与环状储气腔连通。

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设备在内壁移动的行进驱动翼。

进一步，所述径向气道与限位块的限位处设置有限位凸台，限位凸台与限位块设置有弹性垫。

本发明之二提供如下技术方案：

采用如上所述的内孔打磨设备的打磨方法，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、将打磨设备放置在打磨初始端，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、将打磨设备放置在打磨末端，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，并通过弹性轮提供制动阻尼实现在内孔内的打磨操作，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。