[发明专利]一种电解超声磁粒复合研磨光整加工曲轴系统及方法

权利要求书

1.一种电解超声磁粒复合研磨光整加工曲轴系统，其特征在于，包括机架以及安装在机架上的驱动装置、横向进给装置、磁粒研磨随动装置、超声振动装置与磁刷，还包括电化学反应装置；超声振动装置与曲轴一端相连，驱动装置与曲轴另一端相连，并带动其旋转，横向进给装置带动磁粒研磨随动装置沿曲轴轴线往复移动，磁粒研磨随动装置与磁刷相连，磁粒研磨随动装置使得磁刷跟随着要研磨的曲轴表面，且一直保持在2～3mm的加工距离；电化学反应装置包括电解槽、电解抛光仪、铜棒、喷嘴与碳刷组件，铜棒与喷嘴固接在磁刷上，电解槽通过管路与铜棒及喷嘴相连，铜棒与电解抛光仪直流电源的负极相连，直流电源的正极与碳刷组件的碳刷相连，碳刷抵在曲轴上；

所述机架包括底部平台、立板与横梁；底部平台为一水平的平板，立板垂直固接在底部平台上，横梁横向固接在两个立板之间，横梁与底部平台平行；

所述驱动装置包括驱动电机、橡胶法兰盘与驱动电机座；曲轴的一端与橡胶法兰盘相连，橡胶法兰盘与联轴器相连，联轴器与驱动电机相连，驱动电机安装在驱动电机座上，驱动电机座固接在立板上；

所述横向进给装置包括平移电机、丝杠、端部支撑件与导向柱；端部支撑件与平移电机固接在横梁上，导向柱一端固接在立板上，另一端固接在端部支撑件上，导向柱与横梁平行；平移电机与丝杠相连，丝杠与磁粒研磨随动装置螺纹相连，平移电机带动磁粒研磨随动装置沿导向柱横向水平移动；

所述磁粒研磨随动装置包括磁刷导向块、连接架、凸轮电机、凸轮、连杆、铰接杆、滑块与磁刷导向柱；磁刷导向块与丝杠螺纹连接，磁刷导向块与导向柱滑动连接，连接架固接在磁刷导向块上，凸轮电机与滑块固接在连接架上，滑块与滑轨滑动连接；

所述凸轮电机与凸轮相连，连杆一端与凸轮相连，另一端与铰接杆铰接，铰接杆与磁刷螺纹相连；磁刷导向柱固接在磁刷导向块上，磁刷与磁刷导向柱相连；凸轮电机带动凸轮旋转，进而带动磁刷沿磁刷导向柱往复移动；

所述超声振动装置包括超声波发生器、集电环、换能器、变幅杆和电木顶紧块，超声波发生器、集电环、换能器、变幅杆和电木顶紧块依次相连，电木顶紧块与曲轴的一端相连。

2.根据权利要求1所述的一种电解超声磁粒复合研磨光整加工曲轴系统，其特征在于，所述连杆一端设有滚轮，凸轮外表面设有沟槽，滚轮内嵌在沟槽内，沿沟槽运动。

3.根据权利要求1所述的一种电解超声磁粒复合研磨光整加工曲轴系统，其特征在于，所述电化学反应装置还包括过滤器、蠕动泵、流量计和控制阀，电解槽内设有搅拌器，过滤器、蠕动泵、流量计和控制阀安装在电解槽与铜棒相连的管路上，铜棒与磁刷内管道连通，磁刷内管道与喷嘴连通；电解液槽内的电解液通过蠕动泵吸入到铜棒中，通过磁刷内管道到磁刷上部的喷嘴，由喷嘴喷到曲轴外表面。

4.根据权利要求1所述的一种电解超声磁粒复合研磨光整加工曲轴系统，其特征在于，所述碳刷组件包括碳刷、碳刷导向块、碳刷导向柱与弹簧；碳刷、弹簧安装在碳刷导向柱上，碳刷导向柱安装在碳刷导向块上。

5.一种基于权利要求1～4任意一项所述电解超声磁粒复合研磨光整加工曲轴系统的电解超声磁粒复合研磨光整加工曲轴的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

1)将曲轴装夹在驱动装置上，曲轴一端通过螺栓紧固在橡胶制作的橡胶法兰盘上，橡胶法兰盘通过螺栓连接到驱动电机的输出联轴器上，紧固螺栓孔内设有电木制作的螺栓套筒，加上电木制作的垫片；

2)将曲轴与超声振动装置相连一端的电木顶紧块通过自带的螺纹和螺栓来调节顶出压力，将曲轴进行定位夹紧；

3)水基研磨液与磁性研磨粒子以1:2的比例混合后吸附在内部磁刷的磁极上；

4)将碳刷与直流电源的正极相连，直流电源的负极与铜棒电极相连，铜棒电极通过电解液输送管道和蠕动泵连接电解槽，启动蠕动泵后，电解槽内的电解液可通过蠕动泵吸入到铜棒电极中并从铜棒电极流过，通过磁刷内管道到磁刷上部的喷嘴，从合金曲轴工件的间隙中流出；

5)开启曲轴驱动电机，通过联轴器带动曲轴进行旋转，转速为600～1500r/min；带动右端的超声振动装置一起旋转，并将超声波发生器频率调至为14～18KHz；

6)开启横向进给装置的平移电机，平移电机通过联轴器带动丝杠进行旋转，丝杠带动磁刷调整左右位置，确定磁刷与待加工曲轴表面的横向进给方向；

7)开启凸轮电机，凸轮电机带动凸轮进行旋转，凸轮通过连杆带动磁刷跟着曲轴旋转运动，确定磁刷与曲轴表面距离保持在2～3mm；

8)当第一加工表面完成预定的加工时间后，凸轮带动磁刷退回极限位置后，通过横向进给装置，带动磁刷移动到下一加工表面的预定位置，凸轮继续带动磁刷进行横向进给跟随加工作业；

9)待所有加工表面加工完成后，凸轮带动磁刷退回极限位置，横向进给装置移动至初始位置，曲轴驱动电机停机，旋松曲轴电木顶紧块和驱动电机联轴器，将曲轴卸下；

10)对设备进行断电，并清洗磁刷上的磁粒和工作台表面。