[发明专利]一种大口径管材表面精加工设备及方法

说明书

本发明的一种大口径管材表面精加工设备及方法，针对现有大口径管材外表面加工工艺加工精度低、自动化程度低的问题。它包括框架主体，管材驱动装置、研磨组件及研磨组件驱动装置，管材驱动装置的第一转动卡盘和第二转动卡盘分别固定于框架主体的基座和支撑架，与第二转动卡盘连接的液压油缸带动大口径管材竖向运动，与第一转动卡盘连接的第一驱动电机带动大口径管材沿轴线转动，研磨组件驱动装置的齿轮传动机构带动研磨组件转动，使得多个研磨头能够绕大口径管材圆周方向转动研磨，顶升油缸推动研磨组件竖向运动，使得多个研磨头能够沿大口径管材高度方向进行研磨，从而实现大口径管材外表面圆周方向及竖直方向的精密研磨加工。

技术领域

本发明涉及机械加工制造技术领域，特别涉及一种大口径金属及非金属管材质量防护预处理的表面精加工设备及方法。

背景技术

大口径管材普遍应用于航空航天、工业制造、建筑工程等领域。大口径管材使用前，需要对管材内外表面进行光整加工，除去材料表面金属毛刺、金属锈迹、粗糙纹理等，以提高材料表面均匀性、光整性，最终使用各种防护剂对管材表面进行喷涂保护。特别在一些高新技术领域，如航天制造领域使用的燃油、燃气输送管道，由于管材应用环境的特殊性，不仅对管材内表面质量要求比较高，同样对管材外表面的光整度要求也比较高，管材外表面的质量状况影响它的耐腐蚀性、抗氧化性、耐疲劳性等各个方面。

目前，大口径管材表面精加工方法有数控机床铣削高精度加工技术、化学试剂酸洗抛光处理、及砂轮砂纸打磨工艺，上述方法存在以下缺点：

1、数控机床铣削高精度加工技术成本高；

2、化学试剂酸洗抛光处理方式污染严重，且化学腐蚀方法应用性比较局限，不适于非金属材料化学抛光，金属材料抛光均匀性效果一般，效率不高；

3、砂轮打磨方式精度差，材料去除量控制不准确；砂纸打磨方式加工效率低下，适用于小口径管材表面抛光，不适用于大口径管材的精加工处理。

因此，本领域技术人员亟需设计一种适用于大口径管材表面精加工的设备及方法，以解决大口径管材表面精加工所面临的技术难题。

发明内容

针对现有大口径管材外表面精加工工艺光整度加工精度低、加工效率低、自动化程度低的问题。本发明的目的是提供一种大口径管材表面精加工设备及方法，利用管材驱动装置、研磨组件、研磨组件驱动装置及控制系统的自动化配合实现大口径管材外表面圆周方向及竖直方向的精密研磨加工，自动化程度高、加工效率高、抛光精度高，且材料去除量控制精准。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种大口径管材表面精加工设备，包括：

框架主体，包括基座，及平行且间隔连接于所述基座顶部的支撑架；

管材驱动装置，包括固定于所述基座的第一驱动电机、连接于所述第一驱动电机的第一转动卡盘；固定于所述支撑架的液压油缸，连接于所述液压油缸的第二转动卡盘；所述大口径管材竖向卡扣于所述第一转动卡盘和所述第二转动卡盘之间，且所述第一驱动电机、第一转动卡盘、液压油缸、第二转动卡盘和所述大口径管材同轴；

研磨组件，包括水平设置且贯穿大口径管材的底板，固接于所述底板并沿所述大口径管材轴线径向均布的多个研磨头，且所述研磨组件与所述第一转动卡盘、所述第二转动卡盘同轴；

研磨组件驱动装置，其设置于所述研磨组件底部并与其轴承连接，它包括多个顶升油缸、基板、轴承连接件及齿轮传动机构，多个所述顶升油缸竖向固定于所述基座，水平设置且贯穿所述大口径管材的基板固定于所述顶升油缸顶部，贯穿所述大口径管材的轴承连接件的一端连接于所述基板，其另一端连接于所述研磨组件的底板，设置于所述基板上的所述齿轮传动机构带动所述轴承连接件运动，进而带动所述研磨组件沿轴线绕所述大口径管材转动；

控制系统，其分别与所述第一驱动电机、所述液压油缸及所述顶升油缸信号连接。