[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

说明书

本发明属于板材成形技术领域，具体公开了一种基于磁流变液的工件成形与表面抛光装置，包括凸模、介质仓、压边圈、抛光模和线圈，压边圈设置在介质仓上方，线圈设置在介质仓和压边圈外围；介质仓内开有空腔，空腔内填充有磁流变液；介质仓底部开有安装孔，抛光模安装在安装孔中，抛光模下端连接有动力装置；加工时，凸模装配在压边圈内，待成形板材被夹持在压边圈与介质仓之间。还公开了其加工方法，该方法能够在同一工装中实现复杂曲面零件的成形与抛光复合过程，大幅度降低成本，并提高生产效率。同时，发挥磁流变液软模性能可调的优势，提高板材成形极限与零件成形质量，智能控制工件表面抛光质量。

技术领域

本发明涉及板材成形技术领域，具体公开了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。

背景技术

随着航空、航天及汽车领域的高速发展，轻量化、高精度、复杂曲面成为冲压件发展的趋势。镁合金、铝合金、钛合金及高强钢等轻质高强材料的使用越来越广泛，但这些材料低塑性对传统的刚模成形工艺提出了挑战。由于能够降低模具成本，获得更好的成形精度和表面质量，软模成形技术在近年来得到了较快的发展。

充液拉深是一种利用流体作为辅助传力介质的板材成形技术，与传统的拉深成形相比，凸模下行时，背部液体产生压力将板材紧紧贴在凸模上，产生摩擦保持效果，具有提高成形极限、减少成形道次、改善零件表面质量等优点。作为一种智能材料，磁流变液近年来也被应用于板材成形领域，使用磁流变液作为充液拉深中的传力介质可以更为方便的调节成形过程中的液室压力、板/液界面摩檫等关键参数，使得成形过程中工艺参数调节更为方便。另外，磁流变液也被应用于抛光技术中。磁流变抛光技术，正是利用磁流变抛光液在梯度磁场中发生流变而形成的具有黏塑行为的柔性“小磨头”与工件之间具有快速的相对运动，使工件表面受到很大的剪切力，从而使工件表面材料被去除。使用磁流变液作为抛光材料可以使得成形零件的表面质量得到进一步的提升，但是目前两种工艺相互独立，要获得相应要求的零件需要先成形后抛光，进行多次的装夹，这种方法效率低下并且成本过高。

发明内容

本发明的目的在于提供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，解决了目前两种工艺相互独立造成工作效率低下和生产成本高的问题。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种基于磁流变液的工件成形与表面抛光装置，包括凸模、介质仓、压边圈、抛光模和线圈，压边圈设置在介质仓上方，线圈设置在介质仓和压边圈外围；介质仓内开有空腔，空腔内填充有磁流变液；

介质仓底部开有安装孔，抛光模安装在安装孔中，抛光模下端连接有动力装置；

动力装置用于控制抛光模在成型时处于介质仓的底部，抛光时驱动抛光模上行至与待成形板材间隔为H的位置，此时线圈通电提供磁场，磁流变液转变为半固态；且用于控制抛光模旋转，带动磁流变液对板材表面进行抛光；

加工时，凸模装配在压边圈内，待成形板材被夹持在压边圈与介质仓之间；磁流变液中添加有磨料。

进一步，在介质仓底部开有进液口和出液口，进液口连接有液压缸，出液口安装有溢流阀。

进一步，抛光模包括旋转轴和头端，旋转轴一端与动力装置连接，另一端与头端连接，头端设置在空腔内。

进一步，头端为带凹槽的圆柱体，在凹槽内设有弧形筋。

进一步，弧形筋设有两条，两条弧形筋交叉设置。

进一步，凸模、介质仓、压边圈及抛光模的材质采用无磁钢。

进一步，磨料的比例为6％-10％。

本发明还公开了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，包括以下步骤：

S1、将待成形板材放置在介质仓上，压边圈下行压紧板料；