內孔表面光整加工裝置的設計及實驗研究

內孔表面光整加工裝置的設計及實驗研究

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文集編號: 2014080503024

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文檔介紹

本課題來源于國家自然科學基金項目“面向孔表面光整加工的液粒兩相強制環流理論與技術基礎的研究(50675149)”。主要研究利用具有一定壓力的液體作為載體,經過環流發生器形成強制環流,帶動磨粒對工件內壁進行磨削加工。由于液粒兩相強制環流加工裝置較復雜,壓力液體需在較為密封的空間形成環流,所以對裝置與工件間的位置精度要求較高,同時液體對工件和加工環境有一定影響,所以對該方法進行了改進,提出利用離心原理,通過電機帶動磨棒對工件進行磨削和光整加工。本課題研究的主要內容:針對深孔、彎孔、階梯孔以及異型孔等內孔表面的光整加工較為困難,以及大型輸油管道需要對內壁進行清理等問題,提出一種具有一定可控性和自適應能力的內孔表面光整加工裝置,該裝置由兩部分組成,根據離心原理設計的柔性光整頭和根據螺旋傳動原理設計的自動進給裝置。柔性光整頭利用油石棒磨削內孔表面,其加工孔徑范圍為φ165mm-φ230mm。自動進給裝置具有一定的自適應能力,可以在φ244±10mm的孔徑范圍沿軸線往復運動,在自動進給裝置的帶動下,柔性光整頭沿管道軸線對內孔表面進行光整加工。同時在換向器和調速器的控制下,該裝置可以以不同的加工速度,不同的加工方向實現對內孔表面的柔性加工。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,計算出磨棒產生磨削運動的最小轉速,以及彎曲強度計算,推導出柔性光整頭轉速與磨削力的關系,以及光整頭進給所需的牽引力。對自動進給裝置進行了受力分析,確定出滿足柔性光整頭所需牽引力的電機功率和彈簧正壓力。確定的結構方案,通過AUTOCAD、PROE等軟件對內孔表面光整加工裝置進行了二維、三維建模。最后通過實驗,對自動進給裝置和柔性光整頭分別進行了測試。測試在不同運動參數下柔性光整頭的加工效果;磨棒粒度對柔性光整頭加工效果的影響;通過測試自動進給裝置的運動速度和牽引力,分析了影響自動進給裝置運動的因素。課題的研究為光整加工技術提供了一個新思路,可以通過柔性化、可控化、自動化實現內孔表面的光整加工,通過對裝置的設計、理論分析和實驗研究,為該思路下一步更深入的研究和應用提供了理論和實驗基礎。

文檔標簽: 機械設計
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