[发明专利]金属增材制造件表面电流变液辅助超声抛光装置及加工方法

权利要求书

1.一种电流变液辅助超声抛光装置，包括：超声加工机床、抛光用工具、和工作液容器；

所述超声加工机床包括：超声波发生器、换能器、变幅杆、振动传递系统、主轴进给系统、数控工作台；

其特征在于本装置还包括：

置于工作液容器内的电流变液，添加在电流变液内的微细磨料颗粒以及施加电流变效应的高压直流电源；

所述高压直流电源正极与被加工金属增材制造件连接，负极与抛光用工具连接；

所述抛光用工具采用不锈钢304材质制成圆柱状电极，置于工件表面待抛光处，并且抛光用工具端部与加工表面之间间距应大于一个振幅与磨料颗粒最大径的和，并在1mm以内。

2.根据权利要求1所述的一种电流变液辅助超声抛光装置，其特征在于：

所述电流变液为以硅油为绝缘基础油的粒子型电流变液；磨料颗粒为SiC，平均粒径1μm。

3.根据权利要求1或2所述的一种电流变液辅助超声抛光装置，其特征在于：

电流变液和磨料颗粒由与电流变液使用的绝缘基础油一致的硅油进行混合稀释制成加工液置于工作液容器中。

4.根据权利要求3所述的一种电流变液辅助超声抛光装置，其特征在于：

所述超声加工机床振动频率为24kHz，工具为筒套夹紧方式安装在变幅杆上，先端振幅为70μm。

5.采用如权利要求1所述的电流变液辅助超声抛光装置的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，将增材制造金属件定位安装在工作液容器中，并将工作液容器置于数控工作台上，从而使得工件得以在水平方向上X轴、Y轴移动；

步骤二，抛光用工具通过筒套夹紧方式安装在变幅杆上，在超声系统的驱动下沿轴向高频振动，并在主轴进给系统驱动下沿垂直于数控工作台方向Z轴上下移动；

步骤三，施加电流变效应的高压直流电源正极与增材金属件连接，负极与工具连接；

步骤四，加工液置于工作液容器中，并保证加工液淹没待抛光区域，且工具浸泡于加工液中；

步骤五，通过控制进给系统，使工具先端端面达到待抛光区域，并与待抛光表面保持一定距离；施加超声振动，在空化作用下，增材制造金属件表面的粘附颗粒和由球化等导致的不规则结构将被高效去除；

步骤六，接通直流高压电源，施加电流变效应，控制空化气泡和磨料颗粒的运动，促进磨料颗粒的有效抛光。