專利名稱：磁力拋光加工中心機床的磁性磨料自動更換裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型提供一種磁力拋光加工中心機床的磁性磨料自動更換裝置，屬于磁性磨料自動更換技術，尤其涉及一種利用磁場強弱程度來控制磨料吸附量的技術，屬于金屬零件表面拋光加工設備領域。
背景技術：
在磁力拋光加工過程中，一方面，由于磁性磨料的粗細和成分對加工的效率和質量有直接影響，加工通常要進行多遍才能完成，從第一遍到最后一遍的多遍加工中，磁性磨料需要由粗到細進行更換，以求得到高的加工效率和高的加工質量；另一方面，磁性磨料由于磨損存在一定的使用壽命，超過一定的加工時間磁性磨料的加工能力就會喪失，為了保證加工的質量，在同一遍的加工中，磁性磨料也需要定時更換。用廢的磁性磨料需要放回廢料斗，磁性磨料如何更換、何時更換？每次更換量的多少如何控制？如何保證不同編號磁性磨料的選取準確無誤？這些問題都是磁力拋光加工中心機床使用中需要解決的問題。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是本實用新型提供一種結構簡單、實用的磁性磨料自動更換裝置，實現磁性磨料準確、高效率的更換。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是一種磁力拋光加工中心機床的磁性磨料自動更換裝置，其特征在于磁力拋光加工中心機床主軸下方固定安裝電磁磨具，電磁磨具下方的工具磁極下端吸附磁性磨料，磁性磨料按編號的不同放置在磁性磨料庫對應編號的磨料斗中，廢磨料斗設置在磁性磨料庫的一側，磨料斗和廢磨料斗均固定在磁性磨料庫的底座上，磁性磨料庫固定安裝在工作臺上。磁性磨料的自動更換方法包括相同編號磁性磨料的自動更換和不同編號磁性磨料的自動更換。自動更換過程如果工具磁極吸附有磁性磨料，控制系統首先控制工具磁極移動至廢磨料斗的上方，斷開電磁線圈的電流，讓磨料落入廢磨料斗中；然后控制工具磁極按照程序設置的磨料號移動到相應編號的磨料斗中，給電磁線圈接通設定大小的弱電流，讓工具磁極吸附到一定量的磁性磨料，控制工具磁極上移一定距離，再控制電磁線圈切換到設定大小的強電流，讓工具磁極將磁性磨料吸牢。所述的電磁磨具包括磁芯、電磁線圈和工具磁極，磁芯在電磁線圈的中心，電磁線圈連接電流控制器，磁芯的上端的柄端固定在磁力拋光加工中心機床主軸的下端，磁芯的下端通過螺紋配合連接工具磁極，工具磁極端部設置若干矩形槽。工具磁極的端部設置3-10個矩形槽，矩形槽用于改變工具磁極端部的磁場分布。使用時，電磁線圈的電流由控制系統通過電流控制器進行控制，通電后工具磁極產生的磁場將磁性磨料牢固地吸附。工具磁極的端部為平面時為平頭磁極，用于平面加工；當工具磁極的端部為一球面時為球頭磁極，用于曲面加工。[0008]所述的磁性磨料庫固定安裝在工作臺的一側，磁性磨料庫采用非導磁材料制作，磁性磨料庫包括10-17個盛放磁性磨料的磨料斗、I個廢磨料斗、底座和螺紋定位孔，磨料斗和廢磨料斗固定在磁性磨料庫的底座上，底座設置螺紋定位孔，螺栓和螺母通過螺紋定位孔將磁性磨料庫固定在工作臺上，磨料斗為圓柱狀容腔，容腔深度50mm 80mm，廢磨料斗設置在磁性磨料庫的一側，廢磨料斗的容積為磨料斗容腔容積的4倍以上。磁性磨料庫用于放置不同粗細和成分的磁性磨料，實現磁性磨料由粗到細的更換，從而加工出高表面質量的工件。每個磨料斗都有一個編號，根據需要不同的磨料斗放入不同的編號的磁性磨料，便于加工中磁性磨料的選取和自動更換。磨料斗和廢磨料斗可方便的固定和取下。其自動更換方法，工作臺水平移動控制裝置、磁力拋光加工中心機床主軸的電氣驅動機構和電磁磨具的電流控制器分別連接控制系統，其特征在于具體步驟為1)將加工所需的不同粒度的磁性磨料分別放入磁性磨料庫的不同容腔中，然后進行編號，再將編號輸入控制系統中的參數控制區；2)通過計時器來記錄磁性磨料的工作時間，控制系統控制電磁拋光頭移動到磁性磨料庫的上方，切斷電磁拋光頭的電磁線圈的電流，使刀具的工具磁極失去磁力，磁性磨料自動脫落；3)控制系統控制電磁拋光頭移動到磁性磨料庫盛放下一工步所需磁性磨料的容腔上方，將工具磁極插入容腔，將電磁線圈接通弱電流線路，讓工具磁極端部吸到磁性磨料，然后控制電磁拋光頭，帶動工具磁極上移一定距離，離開容腔；4)電磁線圈自動切換到強電流線路，讓工具磁極將磁性磨料吸牢，滿足拋光需要；更換完畢。不同編號磁性磨料的自動更換過程為控制工具磁極移動到磁性磨料庫廢磨料斗的上方設定位置，斷開電磁線圈的電流，使工具磁極失去磁力，磁性磨料便會自動落入廢磨料斗中。然后根據程序設定的磨料號，控制工具磁極移動到相應編號的磨料斗中的設定位置，給電磁線圈接通設定大小的弱電流，讓工具磁極吸附磁性磨料，控制工具磁極上移到設定位置，再給電磁線圈接通設定大小的強電流，讓工具磁極將磁性磨料吸牢。最后控制工具磁極移動到指定的加工位置，繼續進行加工。這樣就完成了不同編號磁性磨料的自動更換。相同編號磁性磨料的自動更換過程為控制系統對磁性磨料的加工時間進行計時，在加工時間達到設定值后，控制系統控制加工過程暫停，轉而去執行磁性磨料自動更換程序記憶當前的加工位置和磨料號，控制工具磁極移動到磁性磨料庫廢磨料斗的上方設定位置，斷開電磁線圈的電流，使工具磁極失去磁力，磁性磨料便會自動落入廢磨料斗中。然后根據記憶的磨料號，控制工具磁極移動到相應編號的磨料斗中的設定位置，給電磁線圈接通設定大小的弱電流，讓工具磁極吸附磁性磨料，控制工具磁極上移到設定位置，再給電磁線圈接通設定大小的強電流，讓工具磁極將磁性磨料吸牢。最后控制工具磁極移動到記憶的加工位置，繼續進行被中斷的加工。這樣每隔一定的加工時間，磁性磨料便會自動更換一次。本實用新型磁力拋光加工中心機床的磁性磨料自動更換裝置及方法所具有的有益效果是(I)磨料斗采用非導磁材料制作，不帶有磁性，不能被磁化，防止對磁性磨料的吸附；(2)磨料斗可以非常方便地進行安裝和拆卸，便于磨料的放置和清空；(3)對不同粗細和成分的磁性磨料進行編號，放置于磨料庫相應編號的磨料斗中，便于磁性磨料的自動選取和更換；(4)磁性磨料的自動更換使得磁性磨料由粗到細的更換、磁性磨料失去拋光能力時的更換可以實現自動化；(5)在磁性磨料的更換過程中，采用設定電磁線圈中電流大小的辦法，來控制磁性磨料在工具磁極上的吸附量。
圖1為本實用新型的電磁拋光頭的結構示意圖；圖2為本實用新型的磁性磨料庫與工作臺的安裝結構示意圖；圖3為本實用新型的磁性磨料庫的結構示意圖；圖4為本實用新型的磁性磨料庫的俯視圖；其中1、螺栓 2、工具磁極 3、矩形槽 4、柄端 5、電磁線圈6、磁芯 7、螺紋孔 8、螺紋定位孔 9、磁性磨料庫 10、底座 11、螺栓12、螺母 13、工作臺 14、減速箱 15、伺服電機 16、定位孔 17、廢磨料斗18、磨料斗。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的實施例做進一步描述實施例1 :如圖1所不，電磁拋光頭包括磁芯6、電磁線圈5和工具磁極2,磁芯6的上端固定在主軸下端，磁芯6在電磁線圈5的中心，電磁線圈5是由Imm直徑的紫銅線均勻纏繞而成，磁芯6的下端開有螺紋孔7，工具磁極2上端的螺栓I與磁芯6上的螺紋孔7連接，工具磁極2包括平頭磁極和球頭磁極，工具磁極2下端開有3-10個矩形槽3，用于改變工具磁極2端部的磁場分布。使用時,磁芯6的上端固定安裝在磁力拋光加工中心機床的主軸上，電流控制器連接磁力拋光加工中心機床的控制系統。通電后電磁線圈5的電流由控制系統通過電流控制器進行控制，通電后工具磁極2產生的磁場將磁性磨料牢固地吸附。實施例2 如圖2、圖3、圖4所述的磁性磨料庫9固定安裝在工作臺13的一側，磁性磨料庫9采用非導磁材料制作，磁性磨料庫9包括10-17個盛放磁性磨料的磨料斗18、I個廢磨料斗17、底座10，磨料斗18和廢磨料斗17可以固定在底座10上，底座10上設置螺紋定位孔8，螺紋定位孔8用于通過螺栓11和螺母12將磁性磨料庫9與工作臺13連接在一起。磨料斗18和廢磨料斗17均為圓柱狀容腔，容腔的大小和深度與工具磁極2相適應，呈規則排列設置，廢磨料斗17設置在磨料斗18的一側，廢磨料斗17的容積為磨料斗18的容腔容積的4倍以上。磨料斗18和廢磨料斗17均為可拆卸結構，磨料斗18和廢磨料斗17的底座上均設置有定位孔16，定位孔16與定位銷配合用于將磨料斗18和廢磨料斗17分別固定在底座10上。其自動更換方法是，工作臺13水平移動控制裝置、磁力拋光加工中心機床主軸的電氣驅動機構和電磁拋光頭的電流控制器分別連接控制系統，其特征在于具體步驟為I)將加工所需的不同粒度的磁性磨料分別放入磁性磨料庫(9)的不同容腔中，然后進行編號，再將編號輸入控制系統中的參數控制區；2)通過計時器來記錄磁性磨料的工作時間，控制系統控制電磁拋光頭移動到磁性磨料庫9的上方，切斷電磁拋光頭的電磁線圈5的電流，使刀具的工具磁極失去磁力，磁性磨料自動脫落；3)控制系統控制電磁拋光頭移動到磁性磨料庫9盛放下一工步所需磁性磨料的容腔上方，將工具磁極2插入容腔，將電磁線圈5接通弱電流線路，讓工具磁極2端部吸到磁性磨料，然后控制電磁拋光頭，帶動工具磁極2上移一定距離，離開容腔；4)電磁線圈5自動切換到強電流線路，讓工具磁極2將磁性磨料吸牢，滿足拋光需要；更換完畢。加工中心機床控制系統加工程序啟動前，要設定好加工遍數,設定好每一遍加工所使用的磁性磨料編號，根據各種磁性磨料的使用壽命，設定好使用的每一種編號磁性磨料的定時更換時間，并輸入編制好的加工程序。運行加工程序后，加工中心機床控制系統首先按照磁性磨料更換的方法，控制工具磁極2到磁性磨料庫9相應的磨料斗18吸附第一遍所設定的磁性磨料。不同編號磁性磨料的自動更換過程為控制工具磁極2移動到磁性磨料庫9廢磨料斗17的上方設定位置，斷開電磁線圈5的電流，使工具磁極2失去磁力，磁性磨料便會自動落入廢磨料斗17中。然后根據程序設定的磨料號，控制工具磁極2移動到相應編號的磨料斗18中的設定位置，給電磁線圈5接通設定大小的弱電流，讓工具磁極2吸附磁性磨料，控制工具磁極2上移到設定位置，再給電磁線圈5接通設定大小的強電流，讓工具磁極2將磁性磨料吸牢。最后控制工具磁極2移動程序指定的加工位置，繼續進行加工。這樣就完成了不同編號磁性磨料的自動更換。相同編號磁性磨料的自動更換過程為控制系統對磁性磨料的加工時間進行計時，在加工時間達到設定值后，控制系統控制加工過程暫停，轉而去執行磁性磨料自動更換程序記憶當前的加工位置和磨料號，控制工具磁極2移動到磁性磨料庫9廢磨料斗17的上方設定位置，斷開電磁線圈5的電流，使工具磁極2失去磁力，磁性磨料便會自動落入廢磨料斗17中。然后根據記憶的磨料號，控制工具磁極2移動到相應編號的磨料斗18中的設定位置，給電磁線圈5接通設定大小的弱電流，讓工具磁極2吸附磁性磨料，控制工具磁極2上移到設定位置，再給電磁線圈5接通設定大小的強電流，讓工具磁極2將磁性磨料吸牢。最后控制工具磁極2移動到記憶的加工位置，繼續進行被中斷的加工。這樣每隔一定的加工時間，磁性磨料便會自動更換一次。
權利要求1.一種磁力拋光加工中心機床的磁性磨料自動更換裝置，其特征在于磁力拋光加工中心機床主軸下方固定安裝電磁磨具，電磁磨具下方的工具磁極(2)下端吸附磁性磨料，磁性磨料按編號的不同放置在磁性磨料庫(9)對應編號的磨料斗(19)中，廢磨料斗(18)設置在磁性磨料庫(9)的一側，磨料斗(19)和廢磨料斗(18)均固定在磁性磨料庫(9)的底座 (10 )上，磁性磨料庫(9 )固定安裝在工作臺(13 )上。
2.根據權利要求1所述的磁力拋光加工中心機床的磁性磨料自動更換裝置，其特征在于所述的電磁磨具包括磁芯(6)、電磁線圈(5)和工具磁極(2),磁芯(6)在電磁線圈(5) 的中心，電磁線圈(5)連接電流控制器，磁芯(6)的上端的柄端(4)固定在磁力拋光加工中心機床主軸的下端，磁芯(6)的下端通過螺紋配合連接工具磁極(2)，工具磁極(2)端部設置若干矩形槽(3)。
3.根據權利要求2所述的磁力拋光加工中心機床的磁性磨料自動更換裝置，其特征在于所述的工具磁極(2)端部為平頭磁極。
4.根據權利要求2所述的磁力拋光加工中心機床的磁性磨料自動更換裝置，其特征在于所述的工具磁極(2)端部為球頭磁極。
5.根據權利要求1所述的磁力拋光加工中心機床的磁性磨料自動更換裝置，其特征在于所述的磁性磨料庫(9)固定安裝在工作臺(13)的一側，磁性磨料庫(9)采用非導磁材料制作，磁性磨料庫(9)包括10-17個盛放磁性磨料的磨料斗(18)、I個廢磨料斗(17)、底座(10 )和螺紋定位孔(8 )，磨料斗(18 )和廢磨料斗(17 )固定在磁性磨料庫(9 )的底座(10 ) 上，底座(10)設置螺紋定位孔(8)，螺栓(11)和螺母(12)通過螺紋定位孔(8)將磁性磨料庫(9 )固定在工作臺(13 )上，磨料斗(18 )為圓柱狀容腔，容腔深度50mm 80mm，廢磨料斗 (17)設置在磁性磨料庫(9)的一側，廢磨料斗(17)的容積為磨料斗(18)容腔容積的4倍以上。
專利摘要一種磁力拋光加工中心機床的磁性磨料自動更換裝置，屬于金屬零件表面拋光加工設備領域。其特征在于磁力拋光加工中心機床主軸下方固定安裝電磁拋光頭，電磁拋光頭下方的工具磁極下端吸附磁性磨料，磁性磨料按編號的不同放置在磁性磨料庫對應編號的磨料斗中，廢磨料斗設置在磁性磨料庫的一側，磨料斗和廢磨料斗均固定在磁性磨料庫的底座上，磁性磨料庫固定安裝在工作臺上。自動更換方法包括相同和不同編號磁性磨料的自動更換，自動更換過程為電磁線圈接通弱電流，讓工具磁極吸附到一定量的磁性磨料，控制工具磁極上移一定距離，再切換到強電流，將磁性磨料吸牢。本實用新型用于實現磁力拋光過程中磁性磨料的自動更換。
文檔編號B24B37/00GK202825508SQ201220494290
公開日2013年3月27日 申請日期2012年9月25日 優先權日2012年9月25日
發明者趙玉剛, 姜文革 申請人:山東理工大學