[发明专利]一种基于磁流变弹性体的抛光方法与装置

说明书

技术领域

本发明涉及叶片、叶轮类零件抛光加工领域，尤其涉及一种基于磁流变弹性体的抛光方法及装置。

背景技术

零件表面的质量对零件使用性能、寿命、可靠性等有很大的影响。抛光作为一种表面处理方法，利用抛光工具或其他抛光介质对工件表面进行修饰加工。叶片叶轮类零件的抛光通常采用磨粒流、袋式抛光等抛光方法，但磨粒流、袋式等都存在抛光过程依据经验，人为因素较多，很难获得可控的高精度的表面质量。磁流变液作为一种智能材料，是由高磁导率、低磁滞性的微小软磁性颗粒和非导磁性液体混合而成的悬浮体，开始在抛光加工领域应用。磁流变液抛光具有面型贴合好、不改变工件面形精度；磨头的硬度可调、非接触式抛光不会产生下表面破坏层等优点，但是，同时也存在以下缺点：有沉降，不能长时间放置；抛光去除率低；因为有抛光去除的材料影响磁流变液的磁致剪切性能，去除模型不可控。

发明内容

本发明的第一目的在于克服现有技术中的抛光去除率低、模型不可控制、可靠性低、需要高压的缺点，提供了一种基于磁流变弹性体的抛光方法。

本发明的第二目的在于克服现有技术中的抛光去除率低、模型不可控制、可靠性低、需要高压的缺点，提供了一种基于磁流变弹性体的抛光装置。

本发明实现第一发明目的采用的技术方案是：一种基于磁流变弹性体的抛光方法，与现有的抛光设备结合使用，包括以下步骤：

A、将带有磁流变弹性体磨头的刀柄安装在抛光设备的主轴上；

B、通过磁场施加装置调节磁流变弹性体磨头附近的磁场，使磁流变弹性体磨头的刚度随磁场强度的调节而同趋势变化，进而调节磁流变弹性体磨头去除率，实现对被抛光零件的复杂曲面的程控抛光。

所述的磁流变弹性体磨头主要由磨料、高分子聚合物和铁磁性颗粒组成。所述的抛光设备为加工机床。

本发明实现第二发明目的采用的技术方案是：一种基于磁流变弹性体的抛光装置，与现有的抛光设备结合使用，所述的抛光装置包括：刀柄、磁流变弹性体磨头和磁场施加装置，所述的磁场施加装置包括：电磁铁、主轴套筒、电磁铁与主轴套筒的连接件，主轴套筒的内径尺寸与抛光设备的主轴外径尺寸相对应，连接件一端和主轴套筒固定连接，连接件另一端和电磁铁固定连接，刀柄一端和磁流变弹性体磨头固定连接，刀柄另一端安装在抛光设备的主轴上，主轴套筒安装在抛光设备的主轴外，一对电磁铁通过连接件的支撑设置在磁流变弹性体磨头的两侧。

本发明的有益效果是：磁流变弹性体兼有磁流变材料和弹性体的优点，不仅响应快、可逆性好、可控能力强，还克服了磁流变液沉降、稳定性差等缺点，利用磁流变弹性体的特性，通过磁场控制磁流变弹性体的状态，使磁流变弹性体磨头的刚度随磁场强度的调节而同趋势变化，进而调节磁流变弹性体磨头去除率，和现有的加工机床结合，实现对叶片、叶轮类零件等复杂曲面的程控抛光，有效的解决了已有抛光过程可靠性低及需要高压的问题，利用这种微力微量的切削逐步地达到光整加工的效果。

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的描述。

附图说明

图1为本发明的方法流程图。

图2为本发明的装置的结构示意图。

附图中，1为主轴套筒、2为主轴、3为刀柄、4为磁流变弹性体磨头、5为电磁铁、6为连接件。

具体实施方式

如附图1所示，本实施例的一种基于磁流变弹性体的抛光方法，与现有的抛光设备结合使用，包括以下步骤：

A、将带有磁流变弹性体磨头的刀柄安装在抛光设备的主轴上；

B、通过磁场施加装置调节磁流变弹性体磨头附近的磁场，使磁流变弹性体磨头的刚度随磁场强度的调节而同趋势变化，进而调节磁流变弹性体磨头去除率，实现对被抛光零件的复杂曲面的程控抛光。具体步骤为：

a、根据被抛光零件的抛光工艺参数，确定磁流变弹性体磨头的初始抛光刚度；

b、通过抛光设备的主轴使磁流变弹性体磨头旋转，磁流变弹性体磨头与被抛光零件表面相对移动并发生摩擦，实现磁流变弹性体磨头对被抛光零件表面的抛光加工；

c、根据被抛光零件的抛光工艺要求，改变磁流变弹性体磨头的外加磁场强度，调节磁流变弹性体磨头的刚度；

d、重复步骤b和步骤c，继续实现在不同磁流变弹性体磨头的刚度状态下，磁流变弹性体磨头对被抛光零件表面的抛光加工。