[发明专利]一种磁流变抛光方法及抛光工具

权利要求书

1.一种磁流变抛光方法，其特征在于，一种实施该方法的磁流变抛光装置，由三层同心圆环形电磁铁构成，包括：电机，联轴器，铜环，电刷，中空集电环，电磁铁，电磁线圈，外壳，供电卡座，工作台底板；底部为三层圆环形电磁铁嵌套在一起的圆柱型电磁铁，各层之间由绝缘层隔开，电磁铁间隙包绕电磁线圈，每层电磁铁单独供电，电磁铁顶端由外壳包围固定，外壳上端中心位置固连圆柱型中空集电环，集电环外圆柱面上相间开有6道凹槽，并镶嵌铜环，三层电磁铁中电磁线圈的6根导线由中空集电环内部分别与六个铜环相连，供电卡座包围中空集电环，供电卡座上与6道凹槽对应位置开6个通孔，嵌入电刷，使之与六个铜环分别接触，供电卡座底部通过螺钉固定于工作台面底板上，中空集电环的上端通过联轴器与主轴电机的电机轴相连；供电卡座固定于工作台底板上，是静止部件；集电环、电磁铁、外壳共同组成了运动部件；外部电源通过6个电刷、集电环对三层旋转的电磁铁供电；

该方法具体包括如下步骤：

步骤一、已知工件面型信息；

步骤二、确定抛光工具的位置及抛光间隙；

步骤三、在抛光间隙内注入磁流变液；

步骤四、由抛光区域的面形信息及抛光区域内各点线速度分布，计算获得均匀去除率时的抛光压力分布；

已知平面抛光时抛光速度ν＝ωr，则在抛光区域半径方向的抛光速度分布，圆心处线速度最低，沿半径方向线速度逐渐增大，在边缘处线速度最大，抛光去除率服从Preston方程，γ＝kpv，k为常系数，p为抛光压力，v为抛光线速度，磁流变抛光时，圆形抛光区域的抛光速度由中心向外沿半径方向逐渐增大，只有抛光压力逐渐减小，保证抛光速度与抛光压力的乘积为常数，才能保证对工件表面的均匀去除；

步骤五、由压力分布反求磁场分布

由于磁流变抛光压强：

$P_m={\mathrm{\μ}}_0{\∫}_0^{H}M\left(f\right)dH=3{\mathrm{\μ}}_0{\mathrm{\μ}}_f\frac{{\mathrm{\μ}}_p-{\mathrm{\μ}}_f}{{\mathrm{\μ}}_p+2{\mathrm{\μ}}_f}H$

抛光压力P＝P_m*S

式中μ₀、μ_f、μ_p、S均为定值，则抛光压力与磁场强度H成正比；

步骤六、由所得磁场分布模型，改变三层同心圆环形电磁铁各自的线圈电压，使沿半径方向的磁场分布符合要求；

步骤七、进行抛光作业。