CN103447890B - 一种基于磁流变弹性体的抛光方法与装置 - Google Patents
一种基于磁流变弹性体的抛光方法与装置 Download PDFInfo
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Abstract
一种基于磁流变弹性体的抛光方法及装置，旨在克服现有技术中的抛光去除率低、模型不可控制、可靠性低、需要高压的缺点，提供一种基于磁流变弹性体的抛光方法，包括以下步骤：A、将带有磁流变弹性体磨头的刀柄安装在抛光设备的主轴上；B、通过磁场施加装置调节磁流变弹性体磨头附近的磁场，进而调节磁流变弹性体磨头去除率，实现对复杂曲面的程控抛光。还提供一种基于磁流变弹性体的抛光装置，包括：刀柄、磁流变弹性体磨头和磁场施加装置，刀柄一端和磁流变弹性体磨头固定连接，刀柄另一端安装在现有的抛光设备的主轴上，磁场施加装置的电磁铁设置在磁流变弹性体磨头的两侧。本发明可通过磁场调节去除率，适用于零件抛光的环境。
Description
技术领域
本发明涉及叶片、叶轮类零件抛光加工领域，尤其涉及一种基于磁流变弹性体的抛光方法及装置。
背景技术
零件表面的质量对零件使用性能、寿命、可靠性等有很大的影响。抛光作为一种表面处理方法，利用抛光工具或其他抛光介质对工件表面进行修饰加工。叶片叶轮类零件的抛光通常采用磨粒流、袋式抛光等抛光方法，但磨粒流、袋式等都存在抛光过程依据经验，人为因素较多，很难获得可控的高精度的表面质量。磁流变液作为一种智能材料，是由高磁导率、低磁滞性的微小软磁性颗粒和非导磁性液体混合而成的悬浮体，开始在抛光加工领域应用。磁流变液抛光具有面型贴合好、不改变工件面形精度；磨头的硬度可调、非接触式抛光不会产生下表面破坏层等优点，但是，同时也存在以下缺点：有沉降，不能长时间放置；抛光去除率低；因为有抛光去除的材料影响磁流变液的磁致剪切性能，去除模型不可控。
发明内容
本发明的第一目的在于克服现有技术中的抛光去除率低、模型不可控制、可靠性低、需要高压的缺点，提供了一种基于磁流变弹性体的抛光方法。
本发明的第二目的在于克服现有技术中的抛光去除率低、模型不可控制、可靠性低、需要高压的缺点，提供了一种基于磁流变弹性体的抛光装置。
本发明实现第一发明目的采用的技术方案是：一种基于磁流变弹性体的抛光方法，与现有的抛光设备结合使用，包括以下步骤：
A、将带有磁流变弹性体磨头的刀柄安装在抛光设备的主轴上；
B、通过磁场施加装置调节磁流变弹性体磨头附近的磁场，使磁流变弹性体磨头的刚度随磁场强度的调节而同趋势变化，进而调节磁流变弹性体磨头去除率，实现对被抛光零件的复杂曲面的程控抛光。
所述的磁流变弹性体磨头主要由磨料、高分子聚合物和铁磁性颗粒组成。所述的抛光设备为加工机床。
本发明实现第二发明目的采用的技术方案是：一种基于磁流变弹性体的抛光装置，与现有的抛光设备结合使用，所述的抛光装置包括：刀柄、磁流变弹性体磨头和磁场施加装置，所述的磁场施加装置包括：电磁铁、主轴套筒、电磁铁与主轴套筒的连接件，主轴套筒的内径尺寸与抛光设备的主轴外径尺寸相同，连接件一端和主轴套筒固定连接，连接件另一端和电磁铁固定连接，刀柄一端和磁流变弹性体磨头固定连接，刀柄另一端安装在抛光设备的主轴上，主轴套筒安装在抛光设备的主轴外，一对电磁铁通过连接件的支撑设置在磁流变弹性体磨头的两侧。
本发明的有益效果是：磁流变弹性体兼有磁流变材料和弹性体的优点，不仅响应快、可逆性好、可控能力强，还克服了磁流变液沉降、稳定性差等缺点，利用磁流变弹性体的特性，通过磁场控制磁流变弹性体的状态，使磁流变弹性体磨头的刚度随磁场强度的调节而同趋势变化，进而调节磁流变弹性体磨头去除率，和现有的加工机床结合，实现对叶片、叶轮类零件等复杂曲面的程控抛光，有效的解决了已有抛光过程可靠性低及需要高压的问题，利用这种微力微量的切削逐步地达到光整加工的效果。
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的描述。
附图说明
图1为本发明的方法流程图。
图2为本发明的装置的结构示意图。
附图中，1为主轴套筒、2为主轴、3为刀柄、4为磁流变弹性体磨头、5为电磁铁、6为连接件。
具体实施方式
如附图1所示，本实施例的一种基于磁流变弹性体的抛光方法，与现有的抛光设备结合使用，包括以下步骤：
A、将带有磁流变弹性体磨头的刀柄安装在抛光设备的主轴上；
B、通过磁场施加装置调节磁流变弹性体磨头附近的磁场，使磁流变弹性体磨头的刚度随磁场强度的调节而同趋势变化，进而调节磁流变弹性体磨头去除率，实现对被抛光零件的复杂曲面的程控抛光。具体步骤为：
a、根据被抛光零件的抛光工艺参数，确定磁流变弹性体磨头的初始抛光刚度；
b、通过抛光设备的主轴使磁流变弹性体磨头旋转，磁流变弹性体磨头与被抛光零件表面相对移动并发生摩擦，实现磁流变弹性体磨头对被抛光零件表面的抛光加工；
c、根据被抛光零件的抛光工艺要求，改变磁流变弹性体磨头的外加磁场强度，调节磁流变弹性体磨头的刚度；
d、重复步骤b和步骤c，继续实现在不同磁流变弹性体磨头的刚度状态下，磁流变弹性体磨头对被抛光零件表面的抛光加工。
如附图2所示，本实施例的一种基于磁流变弹性体的抛光装置，与现有的抛光设备结合使用，所述的抛光装置包括：刀柄3、磁流变弹性体磨头4和磁场施加装置。所述的磁场施加装置包括：电磁铁5、主轴套筒1、电磁铁5与主轴套筒1的连接件6。主轴套筒1的内径尺寸与抛光设备的主轴2外径尺寸相同。连接件6一端和主轴套筒1固定连接，连接件6另一端和电磁铁5固定连接。刀柄3一端和磁流变弹性体磨头4固定连接，刀柄3另一端安装在抛光设备的主轴2上。主轴套筒1安装在抛光设备的主轴2外，一对电磁铁5通过连接件6的支撑设置在磁流变弹性体磨头4的两侧。
实际使用时，通过电磁铁5调节磁流变弹性体磨头4附近的磁场，使磁流变弹性体磨头4的刚度随磁场强度的调节而同趋势变化，进而调节磁流变弹性体磨头4去除率，在一定范围内进行柔性抛光。本装置与现有的加工机床结合，可实现对叶片、叶轮类零件等复杂曲面的程控抛光。这种全自动抛光技术可以替代以前各种费时的人工去毛剌和抛光工序，达到长久一致的表面质量保证。
Claims (5)
1.一种基于磁流变弹性体的抛光方法，与现有的抛光设备结合使用，其特征在于，包括以下步骤：
A、将带有磁流变弹性体磨头的刀柄安装在抛光设备的主轴上；
B、通过磁场施加装置调节磁流变弹性体磨头附近的磁场，使磁流变弹性体磨头的刚度随磁场强度的调节而同趋势变化，进而调节磁流变弹性体磨头去除率，实现对被抛光零件的复杂曲面的程控抛光。
2.根据权利要求1所述的一种基于磁流变弹性体的抛光方法，其特征在于，所述的步骤B的具体步骤为：
a、根据被抛光零件的抛光工艺参数，确定磁流变弹性体磨头的初始抛光刚度；
b、通过抛光设备的主轴使磁流变弹性体磨头旋转，磁流变弹性体磨头与被抛光零件表面相对移动并发生摩擦，实现磁流变弹性体磨头对被抛光零件表面的抛光加工；
c、根据被抛光零件的抛光工艺要求，改变磁流变弹性体磨头的外加磁场强度，调节磁流变弹性体磨头的刚度；
d、重复步骤b和步骤c，继续实现在不同磁流变弹性体磨头的刚度状态下，磁流变弹性体磨头对被抛光零件表面的抛光加工。
3.根据权利要求1所述的一种基于磁流变弹性体的抛光方法，其特征在于，所述的磁流变弹性体磨头主要由磨料、高分子聚合物和铁磁性颗粒组成。
4.根据权利要求1所述的一种基于磁流变弹性体的抛光方法，其特征在于，所述的抛光设备为加工机床。
5.一种基于磁流变弹性体的抛光装置，与现有的抛光设备结合使用，其特征在于，所述的抛光装置包括：刀柄（3）、磁流变弹性体磨头（4）和磁场施加装置，所述的磁场施加装置包括：电磁铁（5）、主轴套筒（1）、电磁铁（5）与主轴套筒（1）的连接件（6），主轴套筒（1）的内径尺寸与抛光设备的主轴（2）外径尺寸相同，连接件（6）一端和主轴套筒（1）固定连接，连接件（6）另一端和电磁铁（5）固定连接，刀柄（3）一端和磁流变弹性体磨头（4）固定连接，刀柄（3）另一端安装在抛光设备的主轴（2）上，主轴套筒（1）安装在抛光设备的主轴（2）外，一对电磁铁（5）通过连接件（6）的支撑设置在磁流变弹性体磨头（4）的两侧。
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