CN110039380A - 一种用于周期性微沟槽结构抛光的磁性复合流体抛光装置 - Google Patents

Abstract

根据本发明所涉及的一种用于周期性微沟槽结构抛光的磁性复合流体抛光装置，因为包括与磁性复合流体供给装置相连通储液筒以及设置在储液筒的外部的固液转化部，固液转化部包含沿储液筒的长度方向依次设置的m个固液转化单元，m个固液转化单元分别与m个微沟槽相对应，每个固液转化单元含有n个固液转化管道以及n个励磁线圈，n个固液转化管道且分别与储液筒相连通，当来自磁性复合流体供给装置的磁性复合流体经储液筒流过固液转化管道时，磁性复合流体在固液转化管道的出口处形成抛光磨粒，抛光磨粒用于对m个微沟槽同时进行抛光。所以，本发明中的一种用于周期性微沟槽结构抛光的磁性复合流体抛光装置，能够同时抛光多个微沟槽。

Description

一种用于周期性微沟槽结构抛光的磁性复合流体抛光装置

技术领域

本发明属于机械加工领域，具体涉及一种用于周期性微沟槽结构抛光的磁性复合流体抛光装置。

背景技术

在工件的生产加工实践中，常常需要对工件表面的多个周期性微沟槽结构进行高精度抛光加工。使用以往传统的的抛光技术抛光周期性微沟槽结构时，只能一次加工一个依次对所有微沟槽进行抛光加工，且抛光的精度只能控制在微米级，如此的加工方式不仅抛光效率不高而且也在抛光精度方面存在限制。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于利用磁流体对多个周期性微沟槽结构同时进行抛光的抛光头。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明提供了一种用于周期性微沟槽结构抛光的磁性复合流体抛光装置，和磁性复合流体供给装置相连接，用于利用磁性复合流体供给装置供给的磁性复合流体对工件上间隔设置的m个微沟槽同时进行抛光，具有这样的特征，包括：储液筒，与磁性复合流体供给装置相连通；以及固液转化部，设置在储液筒的外部；其中，固液转化部包含沿储液筒的长度方向依次设置的m个固液转化单元，m个固液转化单元分别与m个微沟槽相对应，每个固液转化单元含有n个固液转化管道以及n个励磁线圈，n个固液转化管道沿储液筒的周向设置且分别与储液筒相连通，每一个励磁线圈设置在相邻的固液转化管道之间，当来自磁性复合流体供给装置的磁性复合流体经储液筒流过固液转化管道时，磁性复合流体在励磁线圈所形成的磁场作用下由流体状态转化为固体状态从而在固液转化管道的出口处形成抛光磨粒，抛光磨粒用于对m个微沟槽同时进行抛光，m为不小于2的正整数，n为不小于2的正整数。

在本发明提供的用于周期性微沟槽结构抛光的磁性复合流体抛光装置中，还可以具有这样的特征：其中，固液转化单元还含有环形管道，环形管道与对应的固液转化单元中的所有固液转化管道以及储液筒相连通。

在本发明提供的用于周期性微沟槽结构抛光的磁性复合流体抛光装置中，还可以具有这样的特征：其中，储液筒包含第一储液腔、p个第二储液腔以及p个液流通道单元，第一储液腔与磁性复合流体供给装置以及所有第二储液腔相连通，每个第二储液腔与所有环形管道分别相连通，p个液流通道单元分别与p个第二储液腔相对应，每个液流通道单元具有q个相互独立的液流通道，每一个液流通道的两端分别与对应的第二储液腔以及第一储液腔相连通，p为不小于1的正整数，q为不小于1的正整数。

在本发明提供的用于周期性微沟槽结构抛光的磁性复合流体抛光装置中，还可以具有这样的特征：其中，储液筒还包含：中空轴，内部形成第一储液腔，含有p个流体喷道单元；以及外筒，套设在中空轴外部，内部形成第二储液腔，含有p个流体通道单元，每个流体喷道单元具有q个流体喷道，每个流体通道单元具有q个流体通道，q个流体喷道与q个流体通道相连通形成q个液流通道。

在本发明提供的用于周期性微沟槽结构抛光的磁性复合流体抛光装置中，还可以具有这样的特征：其中，固液转化单元还含有n个线圈支撑架，每个线圈支撑架的两端分别安装在相邻的固液转化管道上，励磁线圈安装在对应的线圈支撑架上。

在本发明提供的用于周期性微沟槽结构抛光的磁性复合流体抛光装置中，还可以具有这样的特征，还包括：端盖组件，含有两个分别设置在储液筒的两个端部的端盖。

在本发明提供的用于周期性微沟槽结构抛光的磁性复合流体抛光装置中，还可以具有这样的特征：其中，固液转化部还包括转化管道固定单元，转化管道固定单元包含n个扇形瓣片以及至少两个锁紧圈，n个扇形瓣片沿储液筒的周向设置，每个扇形瓣片设置在相邻的固液转化管道之间且贯穿m个固液转化单元，扇形瓣片的两端分别与两个端盖相嵌合，两个锁紧圈分别位于扇形瓣片的两个端部。

在本发明提供的用于周期性微沟槽结构抛光的磁性复合流体抛光装置中，还可以具有这样的特征：其中，扇形瓣片的表面上沿扇形瓣片的长度方向设有不同的刻度值。

本发明还提供了一种用于周期性微沟槽结构抛光的磁性复合流体抛光设备，用于对工件上间隔设置的多个微沟槽同时进行抛光，具有这样的特征，包括：上述的磁性复合流体抛光装置；以及驱动部，与用于周期性微沟槽结构抛光的磁性复合流体抛光装置相连接，用于驱动磁性复合流体抛光装置绕储液筒的中心轴进行旋转动作。

发明的作用与效果

根据本发明所涉及的用于周期性微沟槽结构抛光的磁性复合流体抛光装置，因为包括与磁性复合流体供给装置相连通储液筒以及设置在储液筒的外部的固液转化部，固液转化部包含沿储液筒的长度方向依次设置的m个固液转化单元，m个固液转化单元分别与m个微沟槽相对应，每个固液转化单元含有n个固液转化管道以及n个励磁线圈，n个固液转化管道沿储液筒的周向设置且分别与储液筒相连通，当来自磁性复合流体供给装置的磁性复合流体经储液筒流过固液转化管道时，磁性复合流体在励磁线圈所形成的磁场作用下由流体状态转化为固体状态从而在固液转化管道的出口处形成抛光磨粒，抛光磨粒用于对m个微沟槽同时进行抛光。所以，本发明中的用于周期性微沟槽结构抛光的磁性复合流体抛光装置，能够同时可以抛光多个微沟槽，且当微沟槽的间距不一致时，还可以通过控制抛光盘实现无极滑动达到抛光间距可调的目的，而且使抛光微沟槽的抛光精度可以达到纳米级，相对传统的抛光技术，精度有较大的提升。

附图说明

图1是本发明的实施例中用于周期性微沟槽结构抛光的磁性复合流体抛光头的剖面图；

图2是本发明的实施例中固液转化单元的剖面示意图；以及

图3是本发明的实施例中锁紧圈紧固示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明的用于周期性微沟槽结构抛光的磁性复合流体抛光装置作具体阐述。

图1是本发明的实施例中用于周期性微沟槽结构抛光的磁性复合流体抛光头的剖面图。

如图1所示，一种用于周期性微沟槽结构抛光的磁性复合流体抛光装置100，和磁性复合流体供给装置相连接，用于利用磁性复合流体供给装置供给的磁性复合流体对工件上间隔设置的m个微沟槽同时进行抛光。

用于周期性微沟槽结构抛光的磁性复合流体抛光装置100包括储液筒10、固液转化部20以及端盖组件30。在本实施例中，m为4。

储液筒10包含中空轴11与外筒12。

中空轴11内部形成第一储液腔1A，中空轴11包括第一流入口111以及p个流体喷道单元112。

第一流入口111位于中空轴11的一个端面上，第一储液腔1A通过第一流入口111与磁性复合流体供给装置100相连通，磁性复合流体供给装置100供给的磁性复合流体通过第一流入口111流入第一储液腔1A。在本实施例中，第一储液腔为圆柱形空间。

p个流体喷道单元112沿中空轴11的圆周方向均匀分布，每个流体喷道单元112包括沿中空轴11的长度方向依次设置的q个流体喷道1121。在本实施例中，每个流体喷道单元112的q个流体喷道1121均等距设置。

每个流体喷道1121的两端分别连通第一储液腔1A与中空轴11的外部。在本实施例中，p为2，q为5。

外筒12为圆筒状，套接在中空轴11外部且与中空轴11固定连接，内部形成p个第二储液腔1B，外筒套12包括p个流体通道单元121以及p个流出螺纹孔单元122。

p个第二储液腔1B均位于外筒12筒壁内部且沿外筒12的周向均匀分布。

p个流体通道单元121与p个第二储液腔1B对应设置，并且p个流体通道单元121也与p个流体喷道1121对应设置，p个流体通道单元121均位于外筒12内圆周面且沿外筒12的圆周方向均匀设置，每个流体通道单元121包括沿外筒长度方向依次设置的q个流体通道1211，与同个流体喷道单元112中的q个流体喷道1121对应设置。在本实施例中，每个流体通道单元121的q个流体通道1211均等距设置。

每个流体通道1211连通外筒12外部与第二储液腔1B，q个流体通道1211对应同个流体喷道单元112中的q个流体喷道1121吻合连通形成含有q个相互独立的液流通道，每一个液流通道的两端分别与对应第二储液腔1B以及第一储液腔1A相连通。

第一储液腔1A与p个第二储液腔1B通过液流通道单元连通，外部流入第一储液腔1A的磁性复合流体通过液流通道流入第二储液腔1B。

p个流出螺纹孔单元122与p个第二储液腔1B对应设置，p个流出螺纹孔单元122均位于外筒12外圆周面且沿外筒12的圆周方向均匀设置，每个流出螺纹孔单元122包括沿外筒长度方向依次设置的m个流出螺纹孔1221。在本实施例中，每个流出螺纹孔单元122的m个流出螺纹孔1221均等距设置。

图2是本发明的实施例中固液转化单元的剖面示意图。

如图1、图2所示，固液转化部20包含m个固液转化单元21，n个扇形瓣片22，m-1个伸缩挡板23以及锁紧圈24。

m个固液转化单元21，同轴套设在储液筒10的外部且沿储液筒10的长度方向依次设置，m个固液转化单元21分别与m个微沟槽相对应。

每一个固液转化单元21含有环形管道211、p根连接软管212、n个固液转化管道213、外圈214、n个线圈支撑架215以及n个励磁线圈216。在本实施例中，m个固液转化单元21大小形状均相同。

环形管道211为圆环状，套装在外筒12上，沿环形管道211管壁的圆周方向均匀分布有p个流入螺纹孔。

p根连接软管212的两端分别通过螺纹管接头连通流出螺纹孔1221与流入螺纹孔，连接具体方式为，p个流入螺纹孔与包含在同个流出螺纹孔单元122中的p个流出螺纹孔1221通过p根连接软管212一一对应连接连通。储液筒10中的磁性复合流体通过连通软管212流入环形管道211。

n个固液转化管道213位于环形管道211外圆周面上且n个固液转化管道213呈中心辐射状设置，每个固液转化管道213的长度方向沿环形管道211的径向方向向外延伸。且n个固液转化管道213的一端与环形管道211内腔连通。

外圈214为圆环状，外圈214与环形管道211位于n个固液转化管道213的两端且同心设置，外圈214沿圆周方向在外圆周面表面上分布有n个磨粒形成孔道，n个磨粒形成孔道均沿外圈径向设置，每个磨粒形成孔道对应与每个固液转化管道213的另一端对应连通，环形管道211里的磁性复合流体通过固液转化管道213与磨粒形成孔道流向外圈214外部。外圈214内部沿圆周方向均匀分布着n个励磁腔，每个励磁腔位于在相邻磨粒形成孔道之间。

n个线圈支撑架215对应设置在n个励磁腔内，线圈支撑架215的两端分别安装在相邻磨粒形成孔道之间，n组励磁线圈216对应绕装在n个线圈支撑架215上。在本实施例中，n为8。

n个扇形瓣片22为长杆性构造且宽度方向沿储液筒10的周向设置，每个扇形瓣片22设置在相邻的固液转化管道214之间且贯穿m个固液转化单元21，m个固液转化单元21可沿扇形瓣片的长度方向自由滑动。扇形瓣片22的表面上沿扇形瓣片22的长度方向设有表示不同长度距离的不同的刻度值进而可以按实际需要调节m个固液转化单元21的间距。

锁紧圈24至少有2个，呈“C”形结构；位于所有扇形瓣片22的两个端部。通过收紧锁紧圈24可使得所有扇形瓣片22同时朝向外筒12聚敛进而使得m个固液转化单元21在摩擦力的作用下保持固定不动。在本实施例中，锁紧圈24的数量为2个，分别位于所有扇形瓣片22的两端；锁紧圈24的两端通过螺钉S可实现收紧或者放松的效果。

伸缩挡板23为一塑料材质的筒段，伸缩挡板23可沿筒段的长度方向收敛或扩展，m-1伸缩挡板23的两端分别通过螺纹连接在相邻两个固液转化单元21的环形管道211上实现了隔离扇形瓣片22与外筒12的效果。

图3是本发明的实施例中锁紧圈紧固示意图。

如图1、图3所示，端盖组件30含有两个端盖。分为有口端盖31与无口端盖32。

有口端盖31与无口端盖32均为圆盘状，有口端盖31与无口端盖32分别通过螺纹连接相对应的安装在外筒12的两个端面上且均与中空轴11同轴设置，有口端盖31与无口端盖32相向的两个圆表面上各设置有一个圆形连续的瓣片卡槽G，带有锁紧圈24的扇形瓣片22的两端分别通过瓣片卡槽G与两个端盖相嵌合。在本实施例中，两个瓣片卡槽G为同心的平底槽且同心设置。

有口端盖31的圆心处具有一个通口，中空轴11一端面的第一流出口111通过该通口与外部磁性复合流体供给装置相连通。

无口端盖32位于中空轴12的另一个端面。

本实施例的应用方法如下：

用于周期性微沟槽结构抛光的磁性复合流体抛光装置100作为用于周期性微沟槽结构抛光的磁性复合流体抛光设备中的一个执行部件使用，用于对工件上间隔设置的多个微沟槽同时进行抛光。

用于周期性微沟槽结构抛光的磁性复合流体抛光设备包括：驱动部以及用于周期性微沟槽结构抛光的磁性复合流体抛光装置100。

用于周期性微沟槽结构抛光的磁性复合流体抛光装置100轴向连接在驱动部上，用于驱动用于周期性微沟槽结构抛光的磁性复合流体抛光装置绕储液筒10的中心轴进行旋转动作。

当来自磁性复合流体供给装置的磁性复合流体经储液筒10流过固液转化管道213时，当用于周期性微沟槽结构抛光的磁性复合流体抛光装置100旋转时，外部电流对固液转化单元21进行选择性馈电，m个固液转化单元21同时旋转，此时位于固液转化单元21下部的n/2组励磁线圈216同时被通入电流而形成磁场，而位于固液转化单元21上部的n/2组励磁线圈216不被通入电流，磁性复合流体在励磁线圈216所形成的磁场作用下由流体状态转化为固体状态从而在固液转化管道213的出口处形成抛光磨粒，抛光磨粒用于对m个微沟槽同时进行抛光。且因为固化的磁性复合流体磁性颗粒具有链状或纤维状排列的特殊的物理结构，因此抛光磨粒的抛光精度可以达到纳米等级。

实施例的作用与效果

根据本发明所涉及的用于周期性微沟槽结构抛光的磁性复合流体抛光装置，因为包括与磁性复合流体供给装置相连通储液筒以及设置在储液筒的外部的固液转化部，固液转化部包含沿储液筒的长度方向依次设置的m个固液转化单元，m个固液转化单元分别与m个微沟槽相对应，每个固液转化单元含有n个固液转化管道以及n个励磁线圈，n个固液转化管道沿储液筒的周向设置且分别与储液筒相连通，当来自磁性复合流体供给装置的磁性复合流体经储液筒流过固液转化管道时，磁性复合流体在励磁线圈所形成的磁场作用下由流体状态转化为固体状态从而在固液转化管道的出口处形成抛光磨粒，抛光磨粒用于对m个微沟槽同时进行抛光。所以，本发明中的用于周期性微沟槽结构抛光的磁性复合流体抛光装置，能够同时可以抛光多个微沟槽，且当微沟槽的间距不一致时，还可以通过控制抛光盘实现无极滑动达到抛光间距可调的目的，而且使抛光微沟槽的抛光精度可以达到纳米级，相对传统的抛光技术，精度有较大的提升。

此外，固液转化部还包括转化管道固定单元，转化管道固定单元包含n个扇形瓣片以及至少两个锁紧圈，n个扇形瓣片沿储液筒的周向设置，每个扇形瓣片设置在相邻的固液转化管道之间且贯穿m个固液转化单元，扇形瓣片的两端分别与两个端盖相嵌合，两个锁紧圈分别位于扇形瓣片的两个端部。所以m个固液转化单元可沿n个扇形瓣片的长度方向自由移动，并且因为通过收紧锁紧圈可使得n个扇形瓣片同时聚敛，所以可使得固液转化单元在摩擦力的作用下实现位置固定。

另外，扇形瓣片的表面上沿扇形瓣片的长度方向设有不同的刻度值，所以可以按照实际需要对m个固液转化单元的间距进行调节。

上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围，例如，本实施例中中空轴与外筒还可以做成一体式的结构。

Claims (9)

1.一种用于周期性微沟槽结构抛光的磁性复合流体抛光装置，和磁性复合流体供给装置相连接，用于利用磁性复合流体供给装置供给的磁性复合流体对工件上间隔设置的m个微沟槽同时进行抛光，其特征在于，包括：

储液筒，与所述磁性复合流体供给装置相连通；以及

固液转化部，设置在所述储液筒的外部；

其中，所述固液转化部包含沿所述储液筒的长度方向依次设置的m个固液转化单元，该m个固液转化单元分别与m个所述微沟槽相对应，

每个所述固液转化单元含有n个固液转化管道以及n个励磁线圈，

n个所述固液转化管道沿所述储液筒的周向设置且分别与所述储液筒相连通，

每一个所述励磁线圈设置在相邻的所述固液转化管道之间，

当来自所述磁性复合流体供给装置的所述磁性复合流体经所述储液筒流过所述固液转化管道时，该磁性复合流体在所述励磁线圈所形成的磁场作用下由流体状态转化为固体状态从而在所述固液转化管道的出口处形成抛光磨粒，该抛光磨粒用于对m个所述微沟槽同时进行抛光，

所述m为不小于2的正整数，所述n为不小于2的正整数。

2.根据权利要求1所述的用于周期性微沟槽结构抛光的磁性复合流体抛光装置，其特征在于：

其中，所述固液转化单元还含有环形管道，该环形管道与对应的所述固液转化单元中的所有所述固液转化管道以及所述储液筒相连通。

3.根据权利要求2所述的用于周期性微沟槽结构抛光的磁性复合流体抛光装置，其特征在于：

其中，所述储液筒包含第一储液腔、p个第二储液腔以及p个液流通道单元，

所述第一储液腔与所述磁性复合流体供给装置以及所有所述第二储液腔相连通，

每个所述第二储液腔与所有所述环形管道分别相连通，

所述p个液流通道单元分别与所述p个第二储液腔相对应，每个所述液流通道单元具有q个相互独立的液流通道，每一个液流通道的两端分别与对应的所述第二储液腔以及所述第一储液腔相连通，

所述p为不小于1的正整数，所述q为不小于1的正整数。

4.根据权利要求3所述的用于周期性微沟槽结构抛光的磁性复合流体抛光装置，其特征在于：

其中，所述储液筒还包含：

中空轴，内部形成所述第一储液腔，含有p个流体喷道单元；以及

外筒，套设在所述中空轴外部，内部形成所述第二储液腔，含有p个流体通道单元，

每个所述流体喷道单元具有q个流体喷道，每个所述流体通道单元具有q个流体通道，q个所述流体喷道与q个所述流体通道相连通形成q个所述液流通道。

5.根据权利要求1所述的用于周期性微沟槽结构抛光的磁性复合流体抛光装置，其特征在于：

其中，所述固液转化单元还含有n个线圈支撑架，

每个所述线圈支撑架的两端分别安装在相邻的所述固液转化管道上，

所述励磁线圈安装在对应的所述线圈支撑架上。

6.根据权利要求1所述的用于周期性微沟槽结构抛光的磁性复合流体抛光装置，其特征在于，还包括：

端盖组件，含有两个分别设置在所述储液筒的两个端部的端盖。

7.根据权利要求6所述的用于周期性微沟槽结构抛光的磁性复合流体抛光装置，其特征在于：

其中，所述固液转化部还包括转化管道固定单元，该转化管道固定单元包含n个扇形瓣片以及至少两个锁紧圈，

所述n个扇形瓣片沿所述储液筒的周向设置，

每个所述扇形瓣片设置在所述相邻的所述固液转化管道之间且贯穿所述m个固液转化单元，

所述扇形瓣片的两端分别与两个所述端盖相嵌合，

所述两个锁紧圈分别位于所述扇形瓣片的两个端部。

8.根据权利要求7所述的用于周期性微沟槽结构抛光的磁性复合流体抛光装置，其特征在于；

其中，所述扇形瓣片的表面上沿所述扇形瓣片的长度方向设有不同的刻度值。

9.一种用于周期性微沟槽结构抛光的磁性复合流体抛光设备，用于对工件上间隔设置的多个微沟槽同时进行抛光，其特征在于，包括：

权利要求1-8中任意一项所述的用于周期性微沟槽结构抛光的磁性复合流体抛光装置；以及

驱动部，与所述磁性复合流体抛光装置相连接，用于驱动所述磁性复合流体抛光装置绕所述储液筒的中心轴进行旋转动作。