[实用新型]一种长行程同步摆动磁流变抛光装置

说明书

一种长行程同步摆动磁流变抛光装置，包括抛光头、盛有磁流变液的抛光盘和位于抛光盘下部、与抛光头对应的电磁铁；抛光头和电磁铁分别由传动机构通过转轴驱动的上摇臂机构和下摇臂机构带动可同步做小于180°的往复摆动；抛光盘在调速电机驱动下可绕轴向转动。用该装置抛光的有益效果是，抛光轨迹行程长，工件抛光充分，工件材料去除明显；运动干涉叠加充分，工件表面形成的微观纹理轨迹复杂，工件抛光表面质量完整；便于抛光区域磁流变液的循环交换，使加工碎屑更容易跟随转为液相的磁流变液及时离开抛光区，有利于改善抛光表面微观纹理均化特性；装置结构简单、紧凑，易于操作。

技术领域

本实用新型涉及光学精密加工技术，特别是一种利用磁流变液对工件进行抛光的长行程同步摆动磁流变抛光装置。

背景技术

针对传统抛光方法存在的加工件外表面腐蚀容易造成亚表面损伤严重、抛光液污染、生产成本高、效率低和报废率高等系列问题，在超精密加工领域近几年出现了一种磁流变抛光工艺。它是通过在磁流变液中加入适量抛光微粉，利用磁流变液在磁特征下类固化，在加工区域形成有一定硬度和弹性、能承受较大剪切应力，对工件进行抛光。磁流变抛光作为新型智能抛光技术具有能够获得质量很高的光学表面、易于实现计算机控制、能够得到比较复杂的面形、去除效率高、不存在刀具磨损和堵塞现象等优点，在超精密加工领域具有极高的应用价值。该工艺现已被广泛应用于航空航天、机电工程、汽车工程、土木工程、精密加工工程、控制工程和医疗设备等技术领域。

美国罗切斯特大学W.I.Kordonski公开了一种磁流变抛光设备，它将磁流变液置于一转动的载液槽中，载液槽底部配置各种形式的磁场(可以是单一或多个磁极或者磁轭)，磁流变液在载液槽带动下进入工件和磁场之间的间隙，发生流变反应，实现确定性抛光。其特点是实现了磁流变液的大面积磁化，但磁通密度在磁极表面垂直的方向上衰减的较快，并且磁场为非匀强磁场，磁流变液固化后形成的抛光工具硬度不均匀，用于工件大平面表面研抛加工效果不佳。

ZL201220423641.4专利披露了一种集群磁流变平面抛光加工技术，利用集群微磨头的即效固化特征，在抛光装置中变单一磁体为多个微磁柱体，嵌于非导磁基体中，利用磁极的排布方式、尺寸等参数变化影响微磨头的材料去除效率。这种装置的缺点是：磁流变不便于更新，而且永磁铁的磁通密度不可控制，使得设备的结构复杂化，且加工完成后不易消磁，磁流变液易粘附在磁性研磨工具上。

ZL201310229989.9专利披露了一种磁流变平面抛光装置，由非导磁夹具夹持工件，夹具与工件轴之间设软磁板，与下方的电磁铁配合，形成均匀磁场；主轴带动载液槽，连带抛光垫与磁流变液一同旋转，在工件上下对等布置的磁极作用下，磁流变液发生流变反应形成宾汉姆粘塑性体，对工件完成材料去除、抛光。这种装置的缺点是：抛光行程短，加工碎屑不能及时排出，加工表面易产生缺陷，影响工件的抛光质量。

上述磁流变装置，由于存在磁场位置不可变、抛光区运动干涉叠加较少、抛光行程短等缺陷，影响工件材料的去除量以及抛光表面的完整性和均匀性。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述现有技术存在的缺陷提供一种具有抛光区运动干涉叠加充分、抛光工件表面形成的微观纹理轨迹复杂、抛光表面完整性和均匀性好、磁流变液在抛光加工区内交换顺畅、加工碎屑容易排出的长行程同步摆动磁流变抛光装置。

为实现上述目的，本实用新型提供的长行程同步摆动磁流变抛光装置包括抛光头、盛有磁流变液的抛光盘和位于抛光盘下部、与抛光头对应的电磁铁；所述抛光头和电磁铁分别由传动机构通过转轴驱动的上摇臂机构和下摇臂机构带动可同步做小于180°的往复摆动；所述抛光盘在调速电机驱动下可绕轴向转动。