[发明专利]一种基于磁场辅助的微细结构振动光整装置及光整方法

权利要求书

1.一种基于磁场辅助的微细结构振动光整装置，其特征在于：所述装置包括旋转轴（1-1）、工件夹持装置（1-2）、磁场发生装置（1-4）、振动辅助装置（1-5）、三轴精密位移平台（1-6）和底座（1-7），所述磁场发生装置（1-4）包括挡板（2-1）、磁极（2-2）、磁极槽（2-4）、六角螺栓（2-3）和螺母（2-5），所述振动辅助装置包括外壳（3-5）、导向固定杆（3-3）、振动电机（3-4）、振动连接板（3-1）和压缩弹簧（3-2），所述挡板（2-1）通过间隙配合连接在磁极槽（2-4）上，装有磁极（2-2）的所述磁极槽（2-4）通过六角螺栓（2-3）与螺母（2-5）固定连接在振动连接板（3-1）上，所述振动连接板（3-1）放置在安装压缩弹簧（3-2）的导向固定杆（3-3）上，所述振动电机（3-4）安置在外壳（3-5）的内部，外壳（3-5）固定在三轴精密位移平台（1-6）上，所述工件夹持装置（1-2）的一端连接待加工零件（1-3），另一端连接旋转轴（1-1）；

所述磁极槽（2-4）共3列，分别放入4个磁极（2-2），通过改变每列磁极槽放置磁极的排列方式，分别对应产生8路磁力线（4-1）、11路磁力线（4-2）、14路磁力线（4-3）、17路磁力线（4-4），磁性光整介质沿上表面磁力线分布形成“柔性固着磨具”，能够满足不同特征类型微细结构零件的光整加工。

2.根据权利要求1所述的一种基于磁场辅助的微细结构振动光整装置，其特征在于：通过频率控制器调整振动电机（3-4）的工作模式，可调控光整加工过程中磁场发生装置（1-4）的运动模式，以及磁场发生装置（1-4）与待加工零件（1-3）的间距，进而控制磨料的运动轨迹，实现不同尺寸微细结构零件的光整加工。

3.根据权利要求1所述的一种基于磁场辅助的微细结构振动光整装置，其特征在于：导向固定杆（3-3）可带动磁场发生装置（1-4）进行轴向方向的运动，促使磁性光整介质均匀进入微细结构，迫使已经破损的磨粒进行更替，增强磁性光整介质与微细结构的相对运动，提高加工效率。

4.根据权利要求1所述的一种基于磁场辅助的微细结构振动光整装置，其特征在于：振动电机（3-4）位于磁场发生装置（1-4）的下方正中间，保证磁场发生装置（1-4）所受激振力均匀相等。

5.根据权利要求1所述的一种基于磁场辅助的微细结构振动光整装置的光整加工方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

（1）待加工零件（1-3）安装工件夹持装置（1-2）上；

（2）将磁性光整介质放置在磁场发生装置（1-4）的挡板（2-1）上，在磁力线的作用下形成“柔性固着磨具”的凸起；

（3）通过磁极（2-2）的不同配置，产生不同的磁力线分布，从而产生不同类型的“柔性固着磨具”，满足不同特征类型微细结构零件的光整加工；

（4）通过旋转轴（1-1）和三轴精密位移平台（1-6）调整待加工零件（1-3）至磁场发生装置（1-4）的光整加工区域，并调节待加工零件（1-3）与磁性光整介质形成的“柔性固着磨具”柔性接触；

（5）振动电机（3-4）施加驱动信号后，在磁场发生装置（1-4）的轴向方向产生振动；

（6）通过振动辅助装置（1-5）的振动，配合待加工零件（1-3）的旋转，及三轴精密位移平台（1-6）的进给运动，能够实现“柔性固着磨具”与待加工零件（1-3）表面的相对移动，进行光整加工；

（7）通过频率控制器调整振动电机（3-4）的工作模式，调控光整加工过程中磁场发生装置（1-4）的运动模式，以及磁场发生装置（1-4）与待加工零件（1-3）的间距，进而控制磨料的运动轨迹，实现不同尺寸微细结构零件的光整加工。