管道在服役过程中常常会出现质量问题,如:生锈、堵塞、腐蚀、泄漏以及内部裂纹引起的管道破裂等,这除了与其本身材质、尺寸、强度等有关外,与管道内表面的质量也有密切联系。因此管道内表面必须满足一定的质量要求。表面光整加工作为零件的末端加工工序,其在提高零件的表面质量以及使用性能方面有着重要意义。本文针对管道内表面现有的质量问题进行了研究,结合管道中存在变形、变径、管壁薄等实际情况,并针对内径为Φ106mm的管道设计了一种自适应珩磨光整加工装置。装置由加工部分和支撑部分组成,通过外部驱动实现装置的旋转运动与轴向往复运动。加工部分由传统珩磨头结合自适应机构设计而成,利用镶嵌在油石槽中的油石与管壁发生摩擦、刻划等磨削作用,实现对管道内表面的光整加工。支撑部分主要是为了防止由于推杆重力引起装置的轴心偏斜,保证了装置的定心性。其同样采用了自适应机构,从而使装置整体具备了适应性。本文主要研究内容如下:1.对装置各部分进行了原理介绍和理论分析。介绍了加工部分工作原理,并对自适应机构进行了理论分析,推导出了管壁与油石间作用力的计算公式,对滑块可能存在的自锁问题以及加工中网纹的形成过程进行了分析。介绍了支撑部分的工作原理,重点推导出了管壁与支撑轮间作用力的计算公式。2.基于ADAMS虚拟样机技术进行了仿真分析。仿真结果表明:理论分析公式推导正确;弹簧预载荷是影响管壁与油石间作用力大小的主要因素,主轴转速是是影响管壁与油石间作用力改变频率的主要因素,重力是影响管壁与油石间作用力波动性的主要因素。对支撑部分姿态角为0°、30°、60°和90°时分别进行仿真,仿真结果表明:姿态角为0°时是支撑部分的最佳姿态角。3.对装置各零部件进行了结构设计和有限元分析。依次对支架、滑块、主支撑座、副支撑座、端盖和传动轴等部件进行了设计,完成弹簧、轴承、联轴器的选型。在此基础上完成了装置的整体装配。利用Solid Works Simulation对装置关键零部件进行有限元分析,结果表明:设计符合强度要求。4.样机制作与实验。做出了加工部分的实物模型,并结合实验室现有条件,搭建了立式实验平台和卧式实验平台。通过实验验证了装置的可行性,并通过改变加工方式、弹簧预载荷、油石目数等参数,对加工过程进行了工艺实验研究,以为生产实践提供指导。