CN103600268A - 磁流变液回转内表面抛光系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁流变液回转内表面抛光系统，其主要由数控系统、抛光工件、心轴、磁场发生装置和抛光池组成。抛光池中装入适量混有磨料的磁流变液，抛光工件固定在抛光池中，心轴放置于抛光工件回转内表面中，且保证其轴心线与抛光工件回转内表面轴心线重合。当系统工作时，首先打开磁场发生装置，根据程序指令调节回转内表面母线各点磁场力，保证母线各点磨削量大小一致；打开数控主轴，带动心轴转动，使得混有磨料的磁流变液形成的柔性磨头与抛光工件回转内表面发生相对运动，从而对回转内表面进行抛光直至达到要求的抛光精度。本发明公开的磁流变液回转内表面抛光系统通过调节回转内表面母线各点磁场力的大小从而保证回转内表面各母线各点磨削量大小一致，使得加工后的工件内孔粗糙度小且表面均匀度高，加工效率高。

Description

磁流变液回转内表面抛光系统

技术领域

本发明主要涉及利用磁流变液进行抛光的技术领域，尤其是一种利用磁流变液对回转内表面进行抛光的磁流变液回转内表面抛光系统。

背景技术

磁流变液在磁场的作用下会由液体状态逐渐转变成固体状态，粘度逐渐变大，在其中加入适量磨料即可形成带有许多由磨料形成的柔性磨头的磁流变液丝带。磁流变液抛光技术指当混有磨料的磁流变液在磁场的作用下与工件抛光表面发生相对运动时，磁流变液丝带上的柔性磨头对抛光表面产生大的切削力，从而对工件抛光表面进行抛光。经专利检索，虽然已经有学者提出利用磁流变液抛光技术对工件表面进行抛光，但当前主要集中于对外圆面或者是平面进行抛光，利用磁流变液对回转内表面进行抛光的应用尚未见报道。然而回转内表面的抛光一直是机械制造加工领域的一个难点，尤其是对非回转体上的回转内表面进行抛光，很难采用一般的技术对回转内表面进行表面均匀而又超光滑的抛光。

 

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种磁流变液回转内表面抛光系统，适用于对回转内表面有高精度加工要求的应用场合，尤其适用于对非回转体上回转内表面的抛光。

为了高效的完成对回转内表面的抛光，获得表面均匀一致而又粗糙度小的抛光回转内表面，本发明所采用的技术方案如下所述。

本发明所述的磁流变液回转内表面抛光系统主要由数控系统、抛光工件、心轴、磁场发生装置和抛光池组成，其中：1）所述的抛光工件固定于抛光池中，保证磁流变液与回转内表面的充分接触；2）所述的心轴轴心线与抛光工件上回转内表面轴心线重合，并置于抛光工件回转内表面中，从而保证同时对抛光工件回转内表面各点进行抛光；3）所述的磁场发生装置的磁场一极为心轴，另一极沿着抛光工件周向布置，从而保证回转内表面截面受到大小一致的磁场力，且沿着回转内表面母线各点产生的磁场力大小可调，通过调节母线各点的磁场力的大小保证母线为曲线的回转内表面母线各点磨削量大小一致，从而获得均匀一致的抛光精度；4）所述的抛光池中装有适量混有磨料的磁流变液。

所述的抛光工件回转内表面母线为直线或曲线，不仅仅限制于抛光母线为直线的内圆柱面，而是可用于抛光各种回转内表面。

所述的心轴母线为与抛光工件回转内表面母线相同的直线或者曲线，其一端与数控系统的数控主轴连接，另一端顶在顶尖上。对回转内表面进行抛光时，心轴带动在磁场作用下呈半固体状态的混有磨料的磁流变液柔性磨头与回转内表面发生相对运动，按照设定的程序对回转内表面母线各点进行均匀一致的抛光，最终达到要求的抛光精度。

所述的抛光池可根据需要加入磁流变液循环装置，以便于更好的循环和利用磁流变液。

特别地，当回转内表面母线为曲线时，所述的心轴可由被Y平面剖分的两部分组装而成，从而保证抛光轴顺利的装入抛光工件回转内表面中。

特别地，当回转内表面母线为曲线时，由于所述的心轴母线各点线速度不一样，通过调节抛光工件母线各点的磁场力的大小保证抛光工件母线各点磨削量大小一致。

根据上述技术方案，本发明具有以下有益效果。

1.加工表面均匀，精度高。本发明所述的磁流变液回转内表面抛光系统通过磁场发生装置调节回转内表面母线各点受到的磁场力的大小，从而保证母线各点受到大小一致的磨削力，进而获得表面均匀、精度高的抛光工件回转内表面。

2.尤其适用于非回转体抛光工件的回转内表面抛光。本发明所述的磁流变液回转内表面抛光系统通过心轴的转动带动混有磨料的磁流变液柔性磨头与抛光工件回转内表面发生相对运动，而不需依靠抛光工件本身的回转，不受抛光工件外形轮廓的限制，故而可轻易抛光采用传统方法难以抛光的非回转体抛光工件的回转内表面。

3.抛光效率高。本发明所述的磁流变液回转内表面抛光系统同时对回转内表面的各点进行抛光，故而抛光效率极高。

4.结构简单可靠。本发明所述的磁流变液回转内表面抛光系统可在现有机床上稍加改装：加入磁场发生装置和抛光池，即可组成简易的抛光系统。

 

附图说明

图1 磁流变液回转内表面抛光系统原理图。

图2 抛光工件母线为曲线的回转内表面与抛光轴示意图。

其中：1-数控系统，1a-数控主轴，1b-顶尖，2-抛光工件，2a-回转内表面，2b-回转内表面母线，3-心轴，3a-心轴母线，4-磁场发生装置，5-抛光池，5a-磨料。

 

具体实施方式

为了更好的解释说明本发明，现结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。

结合附图1，磁流变液回转内表面抛光系统主要由数控系统（1）、抛光工件（2）、心轴（3）、磁场发生装置（4）、抛光池（5）组成。抛光工件（2）固定于抛光池（5）中；心轴（3）轴心线与抛光工件（2）回转内表面（2a）轴心线重合，并置于回转内表面（2a）中，且其一端与数控系统（1）的数控主轴（1a）连接，另一端顶在顶尖（1b）上；磁场发生装置（4）的一极为心轴（3），另一极沿着抛光工件（2）周向布置，且其沿着抛光工件（2）回转内表面母线（2b）各点磁场大小可调，同时其让磁场内混有磨料（5a）的磁流变液变成半固体状态的磁流变液柔性磨头；抛光池（5）中装入适量混有磨料（5a）的磁流变液，保证抛光工件（2）与磁流变液的完全接触。

实施方式1 母线为直线的内圆柱面的抛光。

当磁流变液回转内表面抛光系统工作时，首先将抛光工件（2）固定于抛光池（5）中；接着将圆柱状心轴（3）的一端与数控主轴（1a）连接，另一端穿过抛光工件（2）回转内表面（2a）（此处为内圆柱面）顶住顶尖（1b），并保证心轴（3）的轴心线与回转内表面（2a）（轴心线重合；随后在抛光池中加入适量混有磨料（5a）的磁流变液，保证抛光工件（2）与磁流变液的充分接触；接着打开磁场发生装置（5），调节磁场力大小，使回转内表面母线（2b）上各点磨削量大小一致，同时让抛光池（5）中混有磨料（5a）的磁流变液在磁场力的作用下变成半固体状态的磁流变液柔性磨头；最后打开数控系统（1），让数控主轴（1a）带动心轴（3）转动，从而带动磁流变液柔性磨头与抛光工件（2）回转内表面（2a）发生相对运动，柔性磨头在数控程序的控制下对回转内表面（2a）进行磨削量大小一致的抛光，直至达到要求的抛光精度。

实施方式2 母线为曲线的回转内表面的抛光。

结合附图1、图2，抛光工件（2）的回转内表面母线（2b）为曲线时，通过磁场发生装置（4）自动调节回转内表面母线（2b）各点所受到的磁场力至规定的大小，从而保证回转内表面（2b）各点磨削量大小一致，其余步骤与实施方式1完全相同。

最后需要说明的是，本具体实施方式仅用于更好的解释说明本发明而非限制本发明的使用范围。本领域的技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者是等同替换，而不脱离本发明的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的保护范围当中。

Claims (3)

1.磁流变液回转内表面抛光系统，其特征在于：主要由数控系统、抛光工件、心轴、磁场发生装置和抛光池组成，其中，1）所述的抛光工件固定于抛光池中；2）所述的心轴轴心线与抛光工件回转内表面轴心线重合，并置于抛光工件回转内表面中；3）所述的磁场发生装置的一极为心轴，另一极沿着回转内表面周向布置，且沿着抛光工件母线各点产生的磁场力大小可调；4）所述的抛光池中装入混有磨料的磁流变液。

2.根据权利要求1所述的磁流变液回转内表面抛光系统，其特征在于：所述的抛光工件回转内表面母线为直线或曲线。

3.根据权利要求1所述的磁流变液回转内表面抛光系统，其特征在于：所述的心轴母线为与抛光工件回转内表面相同的直线或者曲线，且与抛光工件回转内表面母线平行放置。 

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