[发明专利]一种磁流变射流辅助变刚度砂轮的抛光装置及方法

说明书

本发明涉及超精密加工的技术领域，尤其是涉及一种磁流变射流辅助变刚度砂轮的抛光装置及方法，包括底板、滑动导轨模组、一号轴承座、导轮、一号铁芯、一号线圈、工件、铁芯支架、二号轴承座底座、二号轴承座、嵌有磨粒的磁流变弹性体砂轮、导管、磁流变抛光液储存盒、联轴器、电机、电机支架、二号线圈、二号铁芯、底座、螺栓、工件支架、一号轴、二号轴、泵、喷嘴、压力传感器、三号线圈。本发明采用磁场控制嵌有磨粒的磁流变弹性体砂轮刚度的机械抛光和磁流变抛光液射流抛光同时进行，具有较好的表面加工质量与加工效率。

技术领域

本发明涉及超精密加工的技术领域，尤其是涉及一种磁流变射流辅助变刚度砂轮的抛光装置及方法。

背景技术

随着中国制造2025的迅猛发展，高端装备制造业对于超精密加工技术及工艺方法的需求越发旺盛，特别是精密仪器、航空航天器件等领域中关键部件的表面抛光技术，一直是制约我国超精密加工技术发展的瓶颈之一。高端装备中某些关键部件对于其表面质量的要求非常高，譬如光学元件、半导体芯片、航发叶片、电机主轴等，因此探索研究新型的超精密抛光技术对于我国先进装备制造业的发展具有重要的现实意义。聚氨酯砂轮弹性磨削作为一种新型柔性抛光技术，具有耐磨性好、形变小、抛光效率高等优点，但其抛光时存在砂轮硬度不可控、产生大量磨削热、工件易损伤等问题。同样，磁流变抛光技术作为一种先进的柔性抛光技术，具有柔度可控、去除率稳定、高精度与低损失等优势，但该技术存在抛光效率低、电磁场控制复杂等缺陷。因此分析现有技术存在的不足，结合上述两种抛光技术的优势，提出一种磁流变射流辅助变刚度砂轮的抛光装置及方法。

发明内容

为了解决以上所述问题，本发明提供一种磁流变射流辅助变刚度砂轮的抛光装置及方法，采用磁场控制嵌有磨粒的磁流变弹性体砂轮刚度的机械抛光和磁流变抛光液射流抛光双重作用，改善工件的表面质量与加工效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种磁流变射流辅助变刚度砂轮的抛光装置，包括底板1、滑动导轨模组2、一号轴承座3、导轮4、一号铁芯5、一号线圈6、工件7、铁芯支架8、二号轴承座底座9、二号轴承座10、嵌有磨粒的磁流变弹性体砂轮11、导管12、磁流变抛光液储存盒13、联轴器14、电机15、电机支架16、二号线圈17、二号铁芯18、底座19、螺栓20、工件支架21、一号轴22、二号轴23、泵24、喷嘴25、压力传感器26、三号线圈27。所述的导轮4、一号轴11以及一号轴承座3放置于滑动导轨模组2上；所述的一号铁芯5和一号线圈6架在铁芯支架8上；所述的嵌有磨粒的磁流变弹性体砂轮11、二号轴23以及二号轴承座10放置于底板1上；所述的二号线圈17和二号铁芯18放置于底座19上；所述的联轴器14连接电机15和二号轴23；所述的导管12两端分别连接喷嘴25和泵24，且导管12中部安装有压力传感器26；所述的泵24进口与磁流变抛光液储存盒13连通，泵24出口与导管12连通。

进一步地，所述滑动导轨模组2的水平运动可用于调节导轮4与嵌有磨粒的磁流变弹性体砂轮11的中心距，以抛光不同直径大小的工件7。

进一步地，所述嵌有磨粒的磁流变弹性体砂轮11的外径边缘穿过二号铁芯18的气隙，且二号铁芯18的气隙中部分磁场线垂直通过嵌有磨粒的磁流变弹性体砂轮11，使得刚度受控于磁场。

进一步地，所述喷嘴25安装于工件7与嵌有磨粒的磁流变弹性体砂轮11间隙的正上方。

进一步地，所述磁流变抛光液放置在磁流变抛光液储存盒13。

进一步地，所述工件支架21与工件7所接触的平面为45°斜面，嵌有磨粒的磁流变弹性体砂轮11与工件7的圆柱面相切，导轮4与工件7的圆柱面相切，三个方向同时对工件7进行约束，确保工件7夹紧。

本发明还提供了一种磁流变射流辅助变刚度砂轮的抛光方法，包括以下步骤：

S1.将工件7安装于工件支架21，且一号铁芯5的两端面与工件7两端端面平行靠近，开启滑动导轨模组2将导轮4推至工件7处；