本发明属于磁力研磨领域，尤其涉及一种基于旋转磁场优化的磁粒研磨细长管方法及装置。
背景技术：
1、不锈钢细长管拥有优良的抗疲劳性能、抗腐蚀性能和表面光洁度高的优点，常用于机械设备传输系统中。在输送高压流体时，细长管内壁质量直接影响到机械零部件的正常运转。由于管径狭小因素的制约，普通光整加工方式难以对内壁进行有效研磨。磁粒研磨光整加工技术作为一种非传统的光整加工方法，能够解决传统光整加工中无法完成的任务，由于磁粒研磨法具有柔性高、自锐性好、加工精度高等优点，利用磁粒研磨法抛光管内表面取得了良好的效果。然而单纯的使用磁粒研磨法对不锈钢细长管件进行内表面抛光时，由于管径较小，磁性磨粒填充量少，管内空间较小会导致磁性磨粒翻滚不充分，会使磁粒研磨光整加工效率大幅度降低。
2、为解决这一问题，采用在管件内部放置磁极链进行研磨加工的方式，磁极链的存在会改变原本加工区域的磁场，通过增大磁感应强度的方式来提高研磨效率。就目前为止，对其有效的加工方法大致分为以下几种：磁粒研磨、超声辅助磁粒研磨、金刚砂线复合磁粒研磨等。这些技术虽然可以在一定程度上提高了表面质量，但均局限于在静磁场下的磁粒研磨，这样就会导致由于管件转动带来的管件震颤问题，最终会影响磁粒研磨的效果以及效率。
技术实现思路
1、为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于旋转磁场优化的磁粒研磨细长管方法及装置，能够对大长径比细长管内表面进行磁粒研磨，保证工件的质量、加工的均匀性，提高研磨效率，降低成本。
2、为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
3、一种基于旋转磁场优化的磁粒研磨细长管装置，包括主轴旋转机构、永磁体磁粒研磨机构、移动滑台；主轴旋转机构能够带动管件进行转动运动；永磁体磁粒研磨机构使永磁体绕管件轴向旋转；移动滑台的作用是带动滑块沿管件轴向运动；
4、所述的永磁体磁粒研磨机构包括皮带传动机构、磁极、磁极链、磁极卡盘、磁性粒子、底座，磁极卡盘内固定有若干磁极，皮带传动机构带动磁极卡盘转动，使得磁极绕管件绕其中心轴旋转，磁极链设在管件内部，磁极链上吸附有磁性粒子；
5、所述的主轴旋转机构包括电主轴电机、主轴夹头、轴承，管件两端通过主轴夹头分别固定在电主轴电机与轴承上。
6、所述的磁极卡盘包括磁极夹、滑槽盘、蜗轮、蜗杆、直线轴承、壳体，壳体通过轴承与底座连接，滑槽盘与蜗轮同轴固定连接，磁极夹与磁极固定连接，磁极夹与卡销固定连接，滑槽盘上设有滑槽，卡销连接在滑槽内，蜗轮蜗杆相互配合，滑槽与滑槽盘半径的夹角为锐角，壳体与皮带传动机构固定连接。
7、所述的皮带传动机构包括伺服电机、大带轮、小带轮、同步带，伺服电机与小带轮连接，小带轮与大带轮通过同步带连接，大带轮中间与磁极卡盘固定连接，大带轮连接在底座上。
8、所述的电主轴电机上连接有无极调速器。
9、所述的主轴夹头包括筒夹、螺纹轴筒、六角螺母，螺纹轴筒端部带有螺纹，筒夹放置在螺纹轴筒内，六角螺母通过螺纹与螺纹轴筒连接。
10、所述的磁极的截面为扇形。
11、所述的移动滑台包括导轨、滑块、传动丝杠、步进电机，传动丝杠与步进电机连接，传动丝杠与滑块螺纹连接，导轨水平设置，管件与导轨平行放置，永磁体磁粒研磨机构固定在滑块上。
12、一种基于旋转磁场优化的磁粒研磨细长管的方法，包括以下步骤：
13、1)将移动滑台水平固定在工作台上，将永磁体磁粒研磨机构固定在移动滑台的滑块上，磁极卡盘与电主轴电机上的主轴夹头在同一轴心；
14、2)管件一端由主轴夹头夹持固定在电主轴电机上，并穿过磁极卡盘，另一端由轴承固定，轴承通过轴承座固定在工作台上，管件的轴心与磁极卡盘的轴心完全重合；
15、3)加工之前，在磁极链上吸附磁性粒子并将其塞入管件的一端，保证磁极链能在磁场的带动下沿管件轴向移动以及周向转动；
16、4)调节磁极卡盘上的磁极位置，进而调整加工间隙以适应不同直径的管件；
17、5)启动电主轴电机带动管件转动，转速低于100rad/min；启动伺服电机，带动磁极卡盘内磁极绕管件轴线转动，进而带动管内磁极链绕管件中心轴旋转，产生动态旋转磁场，磁性粒子与磁极链在旋转磁场的作用下，磁性粒子形成磁粒刷与磁极链同时压覆在管件内表面上沿圆周方向运动，实现周向研磨；启动步进电机，带动滑块沿管件轴向移动，进而带动磁极链沿管件轴线移动，实现轴向研磨；控制步进电机的脉冲频率、转速控制永磁体磁粒研磨机构的进给速度以及进给位移；
18、6)研磨结束后，关闭步进电机、伺服电机以及电主轴电机，卸下管件并取出磁极链，对细长管内表面残留的磁性粒子进行清洗。
19、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
20、本发明能够对细长管内表面进行有效的研磨，降低内表面粗糙度，而且结构较为简单合理，操作方便。对管件的材料去除量较低，属于微量磨削，不会改变工件的原始性能。在管件内外均设有磁性材料，能够加工导磁管件也能够加工非导磁管件。本发明装置具有结构简单，加工成本较低，工作可靠的优点。本发明实现了大长径比细长管内壁的研磨加工，利用动态旋转磁场，解决了传统静态磁场下由于细长管转动产生震颤导致研磨效果差的问题，同时可对磁极卡盘内磁极进行任意排布，增大了磁场强度，提高了研磨效率。
1.一种基于旋转磁场优化的磁粒研磨细长管装置，其特征在于，包括主轴旋转机构、永磁体磁粒研磨机构、移动滑台；主轴旋转机构能够带动管件进行转动运动；永磁体磁粒研磨机构使永磁体绕管件轴向旋转；移动滑台的作用是带动滑块沿管件轴向运动；
2.根据权利要求1所述的一种基于旋转磁场优化的磁粒研磨细长管装置，其特征在于，所述的磁极卡盘包括磁极夹、滑槽盘、蜗轮、蜗杆、直线轴承、壳体，壳体通过轴承与底座连接，滑槽盘与蜗轮同轴固定连接，磁极夹与磁极固定连接，磁极夹与卡销固定连接，滑槽盘上设有滑槽，卡销连接在滑槽内，蜗轮蜗杆相互配合，滑槽与滑槽盘半径的夹角为锐角，壳体与皮带传动机构固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于旋转磁场优化的磁粒研磨细长管装置，其特征在于，所述的皮带传动机构包括伺服电机、大带轮、小带轮、同步带，伺服电机与小带轮连接，小带轮与大带轮通过同步带连接，大带轮中间与磁极卡盘固定连接，大带轮连接在底座上。
4.根据权利要求1所述的一种基于旋转磁场优化的磁粒研磨细长管装置，其特征在于，所述的电主轴电机上连接有无极调速器。
5.根据权利要求1所述的一种基于旋转磁场优化的磁粒研磨细长管装置，其特征在于，所述的主轴夹头包括筒夹、螺纹轴筒、六角螺母，螺纹轴筒端部带有螺纹，筒夹放置在螺纹轴筒内，六角螺母通过螺纹与螺纹轴筒连接。
6.根据权利要求1所述的一种基于旋转磁场优化的磁粒研磨细长管装置，其特征在于，所述的磁极的截面为扇形。
7.根据权利要求1所述的一种基于旋转磁场优化的磁粒研磨细长管装置，其特征在于，所述的移动滑台包括导轨、滑块、传动丝杠、步进电机，传动丝杠与步进电机连接，传动丝杠与滑块螺纹连接，导轨水平设置，管件与导轨平行放置，永磁体磁粒研磨机构固定在滑块上。
8.利用权利要求1-7任意一项所述的装置实现的一种基于旋转磁场优化的磁粒研磨细长管的方法，其特征在于，包括以下步骤：
