[发明专利]一种基于磁流变液的工件成形与表面抛光装置及加工方法

权利要求书

1.一种基于磁流变液的工件成形与表面抛光装置，其特征在于，包括凸模(1)、介质仓(8)、压边圈(2)、抛光模(6)和线圈(3)，压边圈(2)设置在介质仓(8)上方，线圈(3)设置在介质仓(8)和压边圈(2)外围；介质仓(8)内开有空腔，空腔内填充有磁流变液(5)；

介质仓(8)底部开有安装孔，抛光模(6)安装在安装孔中，抛光模(6)下端连接有动力装置；

动力装置用于控制抛光模(6)在成型时处于介质仓(8)的底部，抛光时驱动抛光模(6)上行至与待成形板材(4)间隔为H的位置，此时线圈(3)通电提供磁场，磁流变液(5)转变为半固态；且用于控制抛光模(6)旋转，带动磁流变液(5)对板材表面进行抛光；加工时，凸模(1)装配在压边圈(2)内，待成形板材(4)被夹持在压边圈(2)与介质仓(8)之间；

磁流变液(5)中添加有磨料。

2.根据权利要求1所述的一种基于磁流变液的工件成形与表面抛光装置，其特征在于，在介质仓(8)底部开有进液口和出液口，进液口连接有液压缸(9)，出液口安装有溢流阀(10)。

3.根据权利要求1所述的一种基于磁流变液的工件成形与表面抛光装置，其特征在于，抛光模(6)包括旋转轴(61)和头端(62)，旋转轴(61)一端与动力装置连接，另一端与头端(62)连接，头端(62)设置在空腔内。

4.根据权利要求3所述的一种基于磁流变液的工件成形与表面抛光装置，其特征在于，头端(62)为带凹槽的圆柱体，在凹槽内设有弧形筋(63)。

5.根据权利要求4所述的一种基于磁流变液的工件成形与表面抛光装置，其特征在于，弧形筋(63)设有两条，两条弧形筋(63)交叉设置。

6.根据权利要求1所述的一种基于磁流变液的工件成形与表面抛光装置，其特征在于，凸模(1)、介质仓(8)、压边圈(2)及抛光模(6)的材质采用无磁钢。

7.根据权利要求1所述的一种基于磁流变液的工件成形与表面抛光装置，其特征在于，磨料的比例为6％-10％。

8.权利要求1～7任意一项所述基于磁流变液的工件成形与表面抛光装置的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将待成形板材(4)放置在介质仓(8)上，压边圈(2)下行压紧板料；

S2、线圈(3)通电，给磁流变液(5)提供磁场，磁流变液(5)从液态向半固态转变；

S3、凸模(1)向下运动，待成形板材(4)在磁流变液(5)背压作用下贴模；

S4、调节磁流变液(5)背压，凸模(1)位置保持不变，施加一段时间，待成形板材(4)成形结束；

S5、线圈(3)断电，磁流变液(5)由半固态转变为液态；

S6、抛光模(6)上行至与待成形板材(4)间隔为H的位置，线圈(3)再次通电提供磁场，磁流变液(5)转变为半固态；

S7、抛光模(6)旋转，带动磁流变液(5)对板材表面进行抛光，直至板材表面粗糙度符合要求。

9.根据权利要求8所述基于磁流变液的工件成形与表面抛光装置的加工方法，其特征在于，步骤S2提供的磁场强度为B₁，0.07T≤B₁≤0.13T；

步骤S3中，凸模(1)下行速度为V，0.02mm/s≤V≤0.5mm/s；

步骤S6中，抛光模(6)与板料间隔为1mm≤H≤3mm；

步骤S7中，抛光模(6)的自转速度为30rad/s≤ω≤50rad/s。

10.根据权利要求8所述基于磁流变液的工件成形与表面抛光装置的加工方法，其特征在于，步骤S3中，磁流变液(5)背压为P1，步骤S4中磁流变液(5)背压为P₂，P₂＝P₁+ΔP，ΔP取值范围为3～20Mpa。