CN110614543B - 一种利用液态金属进行导电工件盲孔抛光的装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用液态金属进行导电工件盲孔抛光的装置及其方法，包括工作台、移动定位装置、旋转流道装置和旋转磁场装置，移动定位装置安装在工作台上，旋转流道装置安装在移动定位装置上，旋转磁场装置固定在旋转流道装置斜下方的工作台上；本发明可以对盲孔类工件的盲孔进行抛光，通过抽气使待抛光工件的盲孔处于负压状态，使得磨粒流可以更顺利的进入盲孔中。本发明使用的磨粒流为液态金属磨粒流，在环形永磁体产生的旋转磁场的作用下液态金属磨粒流内的金属粒子会与待加工工件表面形成良好接触，进行微量切削，不会导致待加工工件的盲孔表面产生机械变形；使得抛光效率更快，效果更佳且进行微量切削。

Description

一种利用液态金属进行导电工件盲孔抛光的装置及其方法

技术领域

本发明涉及液态金属领域，更具体的说，尤其涉及一种利用液态金属进行导电工件盲孔抛光的装置及其方法。

背景技术

3D打印技术也叫增材制造技术，亦即是国内称之为快速成形的一种先进制造技术，其本质原理是离散与堆积，即在计算机的辅助下，通过对实体模型进行切片处理，把三维实体的制造转换成二维层面的堆积和沿成形方向上的不断叠加，最终实现三维实体的制造。随着3D打印技术的使用越来越广泛，利用3D打印技术产生的盲孔产品也越来越多。盲孔相对于通孔来说是指不通的孔，广泛应用于生活和工业生产中，同时高精度的盲孔的用途越来越广泛，如压力传感器壳体的盲孔；车辆发动机中的关键零部件如柱塞、电磁阀座、喷油器的中间体、泵体盲孔等，用于实现发动机高效运转；在医疗应用中的人造心脏瓣膜架上的盲孔。

虽然现在3D打印技术越来越好，精细度已经很高，但是3D打印出来的模型，表面仍然会比较粗糙。为了解决表面粗糙的问题，传统的后处理方法采用机械打磨，表面喷砂等方法，但是这些传统的方法都易破坏零件所需求的形状，抛光过程产生的粉尘对环境和加工工人产生影响， 且传统的抛光方法不能抛光3D打印的小孔径的盲孔型工件，尤其是这些盲孔型工件的盲孔。

发明内容

本发明的目的在于解决现有抛光方法无法对3D打印技术打印出来的导电工件的盲孔进行抛光的问题，提出了一种利用液态金属进行导电工件盲孔抛光的装置及其方法，通过利用负压抛光环境下电磁场控制液态金属磨粒流的运动实现待加工工件的盲孔的自动化抛光，通过抽气使待加工工件的盲孔处于负压状态，使得液态金属磨粒流可以更顺利的进入盲孔中，在抛光过程中，电磁场不断作用于液态金属磨粒流，液态金属磨粒流在电磁场的作用下与待加工工件表面形成良好的接触，对待加工工件的盲孔进行微量切削抛光，以实现待加工工件的盲孔抛光。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种利用液态金属进行导电工件盲孔抛光的装置，包括工作台、移动定位装置、旋转流道装置和旋转磁场装置，移动定位装置安装在工作台上，旋转流道装置安装在移动定位装置上，旋转磁场装置固定在旋转流道装置斜下方的工作台上；

所述移动定位装置包括水平模组安装架、水平直线模组、水平模组驱动电机、竖直直线模组和竖直模组驱动电机，所述水平模组安装架固定在工作台上；所述水平直线模组水平固定在水平模组安装架上，所述水平模组驱动电机固定在水平直线模组的一端，水平模组驱动电机的驱动轴连接水平直线模组并驱动水平直线模组上的水平滑块沿着水平方向做直线运动；所述竖直直线模组竖直固定在水平直线模组的水平滑块上，竖直模组驱动电机固定在竖直直线模组的上端，竖直模组驱动电机的驱动轴连接竖直直线模组并驱动竖直直线模组上的竖直滑块沿着竖直方向做直线运动；所述旋转流道装置安装在竖直直线模组的竖直滑块上，所述旋转磁场装置安装在水平模组安装架旁边的工作台上；旋转磁场装置和旋转流道装置设置在竖直滑块的同一侧；

所述旋转流道装置包括支撑块、副夹持头、转盘底座、环形永磁体、法兰型过电滑环、导电铜片、和永磁体固定座，所述支撑块固定在工作台上，支撑块上设置有一个倾斜向上的安装斜面；安装斜面上开设有用于安装永磁体固定座的圆形凹槽和用于安装法兰型过电滑环的电滑环安装凹槽；所述电滑环安装凹槽与圆形凹槽同轴心设置且电滑环安装凹槽设置在圆形凹槽内部，所述永磁体固定座内嵌在安装斜面的圆形凹槽内，所述法兰型过电滑环内嵌在斜面的电滑环安装槽内，所述法兰型过电滑环的定子端固定安装在电滑环安装槽内，法兰型过电滑环的转子端与副夹持头的固定端固定连接；副夹持头上设置有工件安装槽，副夹持头的工件安装槽内壁上设置有导电铜片，导电铜片与法兰型过电滑环的转子端的导线相连接，法兰型过电滑环的定子端的导线连接外置方波交流电源的一根输入线；所述环形永磁体固定在永磁体固定座上，环形永磁体环绕整个副夹持头和转盘底座设置；

所述旋转流道装置包括旋转夹持头、旋转接头固定座、流道固定板、滑轨连接板、抽气口单向阀、气液磨粒流接头、磨粒流入口阀、流道接头、空心流道、旋转接头、法兰盘、旋转驱动电机、旋转主动轮、旋转从动轮、旋转同步带、环形过电滑环、电滑环固定座、电滑环定子端导线、滑环转子端导线、导电铜环和主夹持端O型圈，所述滑轨连接板竖直安装在竖直直线模组的竖直滑块上，流道固定板固定安装在滑轨连接板上，所述旋转接头固定座和电滑环固定座均固定安装在流道固定板上，所述旋转接头安装在旋转接头固定座上，所述旋转接头安装时旋转接头的轴心线平行于副夹持头的轴心线；所述旋转接头靠近旋转磁场模块模块的一端为旋转接头的旋转端，空心流道的一端与旋转接头的旋转端固定连接，空心流道的另一端套装有法兰盘，旋转夹持头安装在法兰盘上，旋转夹持头正对旋转流道装置的安装斜面，旋转夹持头的轴心线与安装斜面垂直设置，所述空心流道安装时空心流道的轴心线平行于副夹持头和旋转夹持头的轴心线；所述环形过电滑环安装在电滑环固定座上，环形过电滑环套装在空心流道上；所述环形过电滑环通过滑环定子导线连接外置的方波交流电源的另一根输入线；所述空心流道上设置有第一转子导线槽，第一转子导线槽沿着空心流道的外壁延伸到空心流道连接法兰盘的一端的端面上，所述法兰盘上设置有第二转子导线槽，第二转子导线槽的一端与空心流道上的第一转子导线槽连通，第二转子导线槽的另一端延伸到法兰盘用于装夹待加工工件一端的端面上，导电铜环安装在法兰盘用于装夹待加工工件的一端，滑环转子端导线嵌装在第一转子导线槽和第二转子导线槽内，滑环转子端导线的一端与环形过电滑环贴合，滑环转子端导线的另一端与导电铜环连接；待加工工件的两端分别通过旋转夹持头和副夹持头夹持，待加工工件的盲孔位于旋转夹持头一端，待加工工件装夹在旋转夹持头上时导电铜环与待加工工件贴合；所述旋转接头的另一端为旋转接头的固定端，旋转接头的固定端通过流道接头连接气液磨粒流接头，所述气液磨粒流接头设置有三个出入口，分别为磨粒流入口端、磨粒流出口端和抽气端，磨粒流入口端、磨粒流出口端和抽气端相互连通，气液磨粒流接头的磨粒流出口端连接流道接头，气液磨粒流接头的磨粒流入口端通过磨粒流入口阀和磨粒流管道连接外置的液态金属磨粒流发生装置，所述液态金属磨粒流发生装置产出的磨粒流为液态金属磨粒流，气液磨粒流接头的抽气端通过抽气口单向阀和抽气管道连接外置的抽气装置，所述气液磨粒流接头、流道接头、空心接头和旋转夹持头共同构成旋转流道装置的流道部分，气液磨粒流接头、流道接头、空心接头和旋转夹持头的高度依次降低。

进一步的，旋转夹持头包括法兰状的固定法兰端和用于固定待加工工件的主安装端，旋转夹持头的固定法兰端与法兰盘固定连接，旋转夹持头的主安装端上设置有与待加工工件的加工端形状相配合的工件安装主槽，待加工工件的加工端安装在工件安装主槽内，旋转夹持头的工件安装主槽设置有用于防止待加工工件的加工端滑动的主夹持端O型圈，主夹持端O型圈的内圈贴合并套装在待加工工件的加工端，主夹持端O型圈的外圈贴合工件安装主槽的内壁；所述副夹持头包括圆柱状的固定端和用于固定待加工工件的副安装端，副夹持头的固定端固定在支撑块的圆形凹槽内，所述副夹持头的副安装端内设置有与待加工工件后端形状相配合的工件安装副槽，待加工工件的后端安装在工件安装副槽内，副夹持头的工件安装副槽底部设置有用于防止待加工工件滑动的副夹持端O型圈，副夹持端O型圈的内圈贴合并套装在待加工工件的后端，副夹持端O型圈的外圈贴合工件安装副槽的内壁，所述导电铜环设置在主夹持端O型圈的内壁上，所述导电铜片设置在副夹持端O型圈的内壁上。

进一步的，水平直线模组通过螺栓固定在水平模组安装架上，水平模组安装架通过螺栓固定在工作台上，竖直直线模组通过螺栓固定在水平直线模组的水平滑块上。水平直线模组的一端设置有四个螺栓孔，水平模组驱动电机上设置有四个与水平直线模组上的螺栓孔相配合的螺栓孔，通过四个穿过螺栓孔的固定螺栓进行固定。

进一步的，所述气液磨粒流接头为方形接头，气液磨粒流接头固定在滑轨连接板上。

进一步的，所述旋转接头固定座包括流道固定底座和流道固定上座，空心流道底座和流道固定上座上均设置有与空心流道相配合的弧形槽，空心流道底座和流道固定上座共同将空心流道夹持住，空心流道底座和流道固定上座通过螺栓固定连接。

进一步的，所述空心流道的轴心线和副夹持头的固定端的轴心线均与水平面倾斜30-60度角，且空心流道的轴心线和副夹持头的固定端的轴心线均与支撑块的安装斜面相垂直。

进一步的，所述支撑块为直角三棱柱状的支撑块，支撑块上设置有两个直角面和一个安装斜面，支撑块的直角面固定安装在工作台上，副夹持头通过转盘底座安装在支撑块的安装斜面上。

进一步的，所述液态金属磨粒流为液态金属与松散磨粒混合构成，所述液态金属为液态稼。

进一步的，所处抽气装置为抽气泵，所述空心流道为一空心轴。

进一步的，所述空心流道的中部设置有用于安装环形过电滑环的中部定位安装螺纹，所述空心流道靠近旋转接头的一端设置有用于连接旋转接头的尾端定位安装螺纹，所述空心流道靠近法兰盘的一端设置有用于连接法兰盘的凸台。空心流道的两端与法兰盘和旋转接头的连接均为密封连接。

进一步的，所述水平直线模组和竖直直线模组均为由底座、直线导轨、滚珠丝杠、丝杠螺母、滑块和轴承座组成的丝杠模组。

基于一种利用液态金属进行导电工件盲孔抛光的装置的一种利用液态金属进行导电工件盲孔抛光的方法，具体包括如下步骤：

步骤一：将待加工工件的底端通过副夹持端O型圈安装在副夹持头上；

步骤二：启动竖直模组驱动电机，通过带动竖直直线模组上的竖直滑块向下直线运动，带动旋转夹持头向下运动，使旋转夹持头靠近副夹持头上的待加工工件；

步骤三：启动水平模组驱动电机，通过带动水平直线模组上的水平滑块的水平运动，带动旋转夹持头在水平方向上向待加工工件方向移动，当达到合适位置后停止水平模组驱动电机；

步骤四：重复步骤二和步骤三，使待加工工件和旋转夹持头逐渐靠近，直至待加工工件的加工端完全伸入旋转夹持头内，且旋转夹持头内的主夹持端O型圈完全套装在待加工工件的加工端上，此时待加工工件被旋转夹持头和副夹持头共同夹紧，待加工工件的盲孔与空心流道相连通；

步骤五：关闭磨粒流入口阀，打开抽气口单向阀并启动抽气装置，利用与抽气口单向阀通过抽气管道连接抽气装置进行抽气，使待加工工件的盲孔和空心流道内部处于负压状态；

步骤六：待加工工件的盲孔内部处于负压状态后关闭抽气装置，由于抽气口单向阀只允许气体单向流动，所以待加工工件的盲孔内部一直保持负压状态，此时打开磨粒流入口阀并启动液态金属磨粒流发生装置，使液态金属磨粒流发生装置中产生的液态金属磨粒流依次流经磨粒流入口阀、气液磨粒流接头、流道接头和旋转接头进入空心流道中，由于待加工工件的盲孔和空心流道均处于负压状态，液态金属磨粒流会直接流入待加工工件的盲孔内；

步骤七：液态金属磨粒流注入完毕后关闭磨粒流入口阀，打开旋转驱动电机，旋转驱动电机通过旋转主动轮、旋转从动轮和旋转同步带组成的同步带机构带动旋转接头的活动端、空心流道、法兰盘、旋转夹持头和待加工工件组成的整体进行旋转，使得待加工工件的盲孔和液态金属磨粒流产生相对运动；

步骤八：打开外置的方波交流电源，通过与环形过电滑环、滑环转子端导线、导电铜片、待加工工件、导电铜环和法兰型过电滑环组成的闭合回路向待加工工件施加方波交流电，在方波交流电的作用下待加工工件内部在会形成交流的电场，在交流电场的作用下，液态金属磨粒流中的金属粒子会沿着盲孔的轴向进行往复振荡运动，使液态金属磨粒流中磨粒运动更加无序；与此同时，永磁体产生固定的磁场，通入方波交流电的待加工工件在旋转驱动电机的带动下旋转时会不停的切割永磁体产生的磁场的同时会产生不规则电流，进一步增加了液态金属磨粒流中金属粒子的运动方向，使液态金属磨粒流中磨粒运动更加无序，从而进一步加快待加工工件的盲孔抛光，直至完成待加工工件的盲孔抛光。

本发明的有益效果在于：

1、本发明可以对盲孔类工件的盲孔进行抛光，通过抽气使待抛光工件的盲孔处于负压状态，使得磨粒流可以更顺利的进入盲孔中。

2、本发明使用的磨粒流为液态金属磨粒流，在环形永磁体产生的旋转磁场的作用下液态金属磨粒流内的金属粒子会与待加工工件表面形成良好接触，进行微量切削，不会导致待加工工件的盲孔表面产生机械变形；使得抛光效率更快，效果更佳且进行微量切削，不会导致工件表面的机械变形。

3、本发明将待加工工件孔口倾斜朝上，使得在抛光过程的磨粒流在盲孔中聚集，采用的液态金属磨粒流在旋转磁场下产生湍流流动，与传统介质水和油相比，液态金属具有密度大和流动可控性性好等特点，而且，液态金属的流动性与其周围的电场和磁场密切相关，可以通过改变磁场控制液态金属的流动状态对导体和非导体类型的工件可以进行不同的处理方式，应用范围广。

4、本发明采用液态金属磨粒流进行加工，液态金属磨粒流的熔点较低，可控制在8-29℃，同时液态金属磨粒流沸点高于2000℃，能够避免产生气化，便于流体管理，且液态金属磨粒流不可燃、无毒，其安全性比较高；同时液态金属磨粒流使用后可经过电磁净化技术进行分离，实现液态金属磨粒流的后期回收，节约能源。

5、本发明在抛光过程中只需的较少的磨粒流，且磨粒流无毒、安全性较高且对污染小，环境友好。

6、本发明利用水平直线模组和竖直直线模组组成的移动定位模块进行移动定位，能过快速准确实现在空间中的精确定位。

7、本发明公开了旋转流道组件中通过同步带轮和同步带传动，可以在相对恶劣的抛光环境下进行工作。

8、本发明将待加工工件倾斜放置在直角三棱柱状的支撑块上，待加工工件的盲孔具有一定的倾斜角，使得抛光时磨粒流进入盲孔后的运动更佳无序，使得抛光效果更佳。

9、本发明在抛光时，待加工工件可在旋转驱动电机的带动下进行机械旋转，使得待加工工件的盲孔内的液态金属磨粒流和待加工工件的盲孔产生相对位移，使得抛光效果更佳，效率更快。

10、本发明公开的旋转夹持头和副夹持头均用于待加工工件的夹持，旋转夹持头和副夹持头均可方便的拆装，在加工时可根据工件的实际情况设计及更换，并不需要对整套装置进行其他的变更，实用性强。

附图说明

图1是本发明一种利用液态金属进行导电工件盲孔抛光的装置的整体结构示意图。

图2是本发明移动定位组件的结构头示意图。。

图3是本发明旋转流道组件的结构头示意图。

图4是本发明旋转流道组件的流道部分剖视结构示意图。

图5是本发明空心流道的结构示意图。

图6是本发明旋转夹持头的剖视结构示意图。

图7是本发明旋转磁场组件的整体结构示意图。

图8是本发明旋转磁场组件的剖视结构示意图。

图9是本发明旋转磁场组件上旋转从动盘和法兰型过电滑环的安装机构示意图。

图中，1-移动定位组件、2-旋转流道组件、3-旋转磁场组件、4-待抛光工件、5-工作台、101-水平模组安装架、102-水平直线模组、103-水平直线模组滑块、104-竖直直线模组滑块、105-竖直模组驱动电机、106-竖直直线模组、107-水平模组驱动电机、201-旋转夹持头、202-空心流道、203-电滑环固定座、204-电滑环定子端导线、205-滑轨连接板、206-旋转接头固定座、207-旋转流道固定板、208-气和磨粒流接头、209-磨粒流入口阀、210-抽气口单向阀、211-流道接头、212-旋转接头、213-过电滑环、214-旋转电机、215-旋转电机固定板、216-同步带、217-旋转从动轮、218-定位螺母、219-法兰、220-定位螺母安装螺纹、221-电滑环转子导线槽、222-夹持头端O型圈、223-导电铜环、224-旋转主动轮、301-楔形支撑块、302-环形永磁体、303-永磁体固定座、304-旋转从动盘、305-从动盘端 O 型圈、306-法兰型过电滑环、307-导电铜片、308-过电滑环转子端导线、309-过电滑环定子端导线、311-永磁铁。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1~9所示，一种利用液态金属进行导电工件盲孔抛光的装置，包括工作台5、移动定位装置1、旋转流道装置2和旋转磁场装置3，移动定位装置1安装在工作台5上，旋转流道装置2安装在移动定位装置1上，旋转磁场装置3固定在旋转流道装置2斜下方的工作台5上。

所述移动定位装置1包括水平模组安装架101、水平直线模组102、水平模组驱动电机107、竖直直线模组106和竖直模组驱动电机105，所述水平模组安装架101固定在工作台5上；所述水平直线模组102水平固定在水平模组安装架101上，所述水平模组驱动电机107固定在水平直线模组102的一端，水平模组驱动电机107的驱动轴连接水平直线模组102并驱动水平直线模组102上的水平滑块沿着水平方向做直线运动；所述竖直直线模组106竖直固定在水平直线模组102的水平滑块上，竖直模组驱动电机105固定在竖直直线模组106的上端，竖直模组驱动电机105的驱动轴连接竖直直线模组106并驱动竖直直线模组106上的竖直滑块沿着竖直方向做直线运动；所述旋转流道装置2安装在竖直直线模组106的竖直滑块上，所述旋转磁场装置3安装在水平模组安装架101旁边的工作台5上；旋转磁场装置3和旋转流道装置2设置在竖直滑块的同一侧。

所述旋转磁场装置3包括支撑块301、旋转从动盘304、环形永磁体302、法兰型过电滑环306、导电铜片307、和永磁体固定座303，所述支撑块301固定在工作台5上，支撑块301上设置有一个倾斜向上的安装斜面；安装斜面上开设有用于安装永磁体固定座303的圆形凹槽和用于安装法兰型过电滑环306的电滑环安装凹槽；所述电滑环安装凹槽与圆形凹槽同轴心设置且电滑环安装凹槽设置在圆形凹槽内部，所述永磁体固定座303内嵌在安装斜面的圆形凹槽内，所述法兰型过电滑环306内嵌在斜面的电滑环安装槽内，所述法兰型过电滑环306的定子端固定安装在电滑环安装槽内，法兰型过电滑环306的转子端与旋转从动盘304的固定端固定连接；旋转从动盘304上设置有工件安装槽，旋转从动盘304的工件安装槽内壁上设置有导电铜片307，导电铜片307与法兰型过电滑环306的转子端的导线相连接，法兰型过电滑环306的定子端的导线连接外置方波交流电源的一根输入线；所述环形永磁体302固定在永磁体固定座303上，环形永磁体302环绕整个旋转从动盘304设置。

所述旋转流道装置2包括旋转夹持头201、旋转接头212旋转接头212固定座206、流道固定板207、滑轨连接板205、抽气口单向阀210、气液磨粒流接头208、磨粒流入口阀209、流道接头211、空心流道202、旋转接头212、法兰盘219、旋转驱动电机214、旋转主动轮224、旋转从动轮217、旋转同步带216、环形过电滑环213、电滑环固定座203、电滑环定子端导线204、滑环转子端导线221、导电铜环223和主夹持端O型圈222，所述滑轨连接板205竖直安装在竖直直线模组106的竖直滑块上，流道固定板207固定安装在滑轨连接板205上，所述旋转接头212旋转接头212固定座206和电滑环固定座203均固定安装在流道固定板207上，所述旋转接头212安装在旋转接头212旋转接头212固定座206上，所述旋转接头212安装时旋转接头212的轴心线平行于旋转从动盘304的轴心线；所述旋转接头212靠近旋转磁场模块的一端为旋转接头212的旋转端，空心流道202的一端与旋转接头212的旋转端固定连接，空心流道202的另一端套装有法兰盘219，旋转夹持头201安装在法兰盘219上，旋转夹持头201正对旋转流道装置2的安装斜面，旋转夹持头201的轴心线与安装斜面垂直设置，所述空心流道202安装时空心流道202的轴心线平行于旋转从动盘304和旋转夹持头201的轴心线；所述环形过电滑环213安装在电滑环固定座203上，环形过电滑环213套装在空心流道202上；所述环形过电滑环213通过滑环定子导线连接外置的方波交流电源的另一根输入线；所述空心流道202上设置有第一转子导线槽，第一转子导线槽沿着空心流道202的外壁延伸到空心流道202连接法兰盘219的一端的端面上，所述法兰盘219上设置有第二转子导线槽，第二转子导线槽的一端与空心流道202上的第一转子导线槽连通，第二转子导线槽的另一端延伸到法兰盘219用于装夹待加工工件一端的端面上，导电铜环223安装在法兰盘219用于装夹待加工工件的一端，滑环转子端导线221嵌装在第一转子导线槽和第二转子导线槽内，滑环转子端导线221的一端与环形过电滑环213贴合，滑环转子端导线221的另一端与导电铜环223连接；待加工工件的两端分别通过旋转夹持头201和旋转从动盘304夹持，待加工工件的盲孔位于旋转夹持头201一端，待加工工件装夹在旋转夹持头201上时导电铜环223与待加工工件贴合；所述旋转接头212的另一端为旋转接头212的固定端，旋转接头212的固定端通过流道接头211连接气液磨粒流接头208，所述气液磨粒流接头208设置有三个出入口，分别为磨粒流入口端、磨粒流出口端和抽气端，磨粒流入口端、磨粒流出口端和抽气端相互连通，气液磨粒流接头208的磨粒流出口端连接流道接头211，气液磨粒流接头208的磨粒流入口端通过磨粒流入口阀209和磨粒流管道连接外置的液态金属磨粒流发生装置，所述液态金属磨粒流发生装置产出的磨粒流为液态金属磨粒流，气液磨粒流接头208的抽气端通过抽气口单向阀210和抽气管道连接外置的抽气装置，所述气液磨粒流接头208、流道接头211、空心接头和旋转夹持头201共同构成旋转流道装置2的流道部分，气液磨粒流接头208、流道接头211、空心接头和旋转夹持头201的高度依次降低。

旋转夹持头201包括法兰状的固定法兰端和用于固定待加工工件的主安装端，旋转夹持头201的固定法兰端与法兰盘219固定连接，旋转夹持头201的主安装端上设置有与待加工工件的加工端形状相配合的工件安装主槽，待加工工件的加工端安装在工件安装主槽内，旋转夹持头201的工件安装主槽设置有用于防止待加工工件的加工端滑动的主夹持端O型圈222，主夹持端O型圈222的内圈贴合并套装在待加工工件的加工端，主夹持端O型圈222的外圈贴合工件安装主槽的内壁；所述旋转从动盘304包括圆柱状的固定端和用于固定待加工工件的副安装端，旋转从动盘304的固定端固定在支撑块301的圆形凹槽内，所述旋转从动盘304的副安装端内设置有与待加工工件后端形状相配合的工件安装副槽，待加工工件的后端安装在工件安装副槽内，旋转从动盘304的工件安装副槽底部设置有用于防止待加工工件滑动的副夹持端O型圈，副夹持端O型圈的内圈贴合并套装在待加工工件的后端，副夹持端O型圈的外圈贴合工件安装副槽的内壁，所述导电铜环223设置在主夹持端O型圈222的内壁上，所述导电铜片307设置在副夹持端O型圈的内壁上。

水平直线模组102通过螺栓固定在水平模组安装架101上，水平模组安装架101通过螺栓固定在工作台5上，竖直直线模组106通过螺栓固定在水平直线模组102的水平滑块上。。

所述气液磨粒流接头208为方形接头，气液磨粒流接头208固定在滑轨连接板205上。

所述旋转接头212旋转接头212固定座206包括流道固定底座和流道固定上座，空心流道202底座和流道固定上座上均设置有与空心流道202相配合的弧形槽，空心流道202底座和流道固定上座共同将空心流道202夹持住，空心流道202底座和流道固定上座通过螺栓固定连接。

所述空心流道202的轴心线和旋转从动盘304的固定端的轴心线均与水平面倾斜30-60度角，且空心流道202的轴心线和旋转从动盘304的固定端的轴心线均与支撑块301的安装斜面相垂直。

所述支撑块301为直角三棱柱状的支撑块301，支撑块301上设置有两个直角面和一个安装斜面，支撑块301的直角面固定安装在工作台5上，旋转从动盘304固定安装在法兰型过电滑环306的转子端，法兰型过电滑环306的法兰盘安装在支撑块301的安装斜面上。

所述空心流道202的中部设置有用于安装环形过电滑环213的中部定位安装螺纹，所述空心流道202靠近旋转接头212的一端设置有用于连接旋转接头212的尾端定位安装螺纹，所述空心流道202靠近法兰盘219的一端设置有用于连接法兰盘219的凸台。空心流道202的两端与法兰盘219和旋转接头212的连接均为密封连接。

基于一种利用液态金属进行导电工件盲孔抛光的装置的一种利用液态金属进行导电工件盲孔抛光的方法， 具体包括如下步骤：

步骤一：将待加工工件的底端通过副夹持端O型圈安装在旋转从动盘304上；

步骤二：启动竖直模组驱动电机105，通过带动竖直直线模组106上的竖直滑块向下直线运动，带动旋转夹持头201向下运动，使旋转夹持头201靠近旋转从动盘304上的待加工工件；

步骤三：启动水平模组驱动电机107，通过带动水平直线模组102上的水平滑块的水平运动，带动旋转夹持头201在水平方向上向待加工工件方向移动，当达到合适位置后停止水平模组驱动电机107；

步骤四：重复步骤二和步骤三，使待加工工件和旋转夹持头201逐渐靠近，直至待加工工件的加工端完全伸入旋转夹持头201内，且旋转夹持头201内的主夹持端O型圈222完全套装在待加工工件的加工端上，此时待加工工件被旋转夹持头201和旋转从动盘304共同夹紧，待加工工件的盲孔与空心流道202相连通；

步骤五：关闭磨粒流入口阀209，打开抽气口单向阀210并启动抽气装置，利用与抽气口单向阀210通过抽气管道连接抽气装置进行抽气，使待加工工件的盲孔和空心流道202内部处于负压状态；

步骤六：待加工工件的盲孔内部处于负压状态后关闭抽气装置，由于抽气口单向阀210只允许气体单向流动，所以待加工工件的盲孔内部一直保持负压状态，此时打开磨粒流入口阀209并启动液态金属磨粒流发生装置，使液态金属磨粒流发生装置中产生的液态金属磨粒流依次流经磨粒流入口阀209、气液磨粒流接头208、流道接头211和旋转接头212进入空心流道202中，由于待加工工件的盲孔和空心流道202均处于负压状态，液态金属磨粒流会直接流入待加工工件的盲孔内；

步骤七：液态金属磨粒流注入完毕后关闭磨粒流入口阀209，打开旋转驱动电机214，旋转驱动电机214通过旋转主动轮224、旋转从动轮217和旋转同步带216组成的同步带机构带动旋转接头212的活动端、空心流道202、法兰盘219、旋转夹持头201和待加工工件组成的整体进行旋转，使得待加工工件的盲孔和液态金属磨粒流产生相对运动；

步骤八：打开外置的方波交流电源，通过与环形过电滑环213、滑环转子端导线221、导电铜片307、待加工工件、导电铜环223和法兰型过电滑环306组成的闭合回路向待加工工件施加方波交流电，在方波交流电的作用下待加工工件内部在会形成交流的电场，在交流电场的作用下，液态金属磨粒流中的金属粒子会沿着盲孔的轴向进行往复振荡运动，使液态金属磨粒流中磨粒运动更加无序；与此同时，永磁体产生固定的磁场，通入方波交流电的待加工工件在旋转驱动电机214的带动下旋转时会不停的切割永磁体产生的磁场的同时会产生不规则电流，进一步增加了液态金属磨粒流中金属粒子的运动方向，使液态金属磨粒流中磨粒运动更加无序，从而进一步加快待加工工件的盲孔抛光，直至完成待加工工件的盲孔抛光。

上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims (7)

1.一种利用液态金属进行导电工件盲孔抛光的装置，其特征在于：包括工作台（5）、移动定位装置（1）、旋转流道装置（2）和旋转磁场装置（3），移动定位装置（1）安装在工作台（5）上，旋转流道装置（2）安装在移动定位装置（1）上，旋转磁场装置（3）固定在旋转流道装置（2）斜下方的工作台（5）上；

所述移动定位装置（1）包括水平模组安装架（101）、水平直线模组（102）、水平模组驱动电机（107）、竖直直线模组（106）和竖直模组驱动电机（105），所述水平模组安装架（101）固定在工作台（5）上；所述水平直线模组（102）水平固定在水平模组安装架（101）上，所述水平模组驱动电机（107）固定在水平直线模组（102）的一端，水平模组驱动电机（107）的驱动轴连接水平直线模组（102）并驱动水平直线模组（102）上的水平滑块沿着水平方向做直线运动；所述竖直直线模组（106）竖直固定在水平直线模组（102）的水平滑块上，竖直模组驱动电机（105）固定在竖直直线模组（106）的上端，竖直模组驱动电机（105）的驱动轴连接竖直直线模组（106）并驱动竖直直线模组（106）上的竖直滑块沿着竖直方向做直线运动；所述旋转流道装置（2）安装在竖直直线模组（106）的竖直滑块上，所述旋转磁场装置（3）安装在水平模组安装架（101）旁边的工作台（5）上；旋转磁场装置（3）和旋转流道装置（2）设置在竖直滑块的同一侧；

所述旋转磁场装置（3）包括支撑块（301）、旋转从动盘（304）、环形永磁体（302）、法兰型过电滑环（306）、导电铜片（307）、和永磁体固定座（303），所述支撑块（301）固定在工作台（5）上，支撑块（301）上设置有一个倾斜向上的安装斜面；安装斜面上开设有用于安装永磁体固定座（303）的圆形凹槽和用于安装法兰型过电滑环（306）的电滑环安装凹槽；所述电滑环安装凹槽与圆形凹槽同轴心设置且电滑环安装凹槽设置在圆形凹槽内部，所述永磁体固定座（303）内嵌在安装斜面的圆形凹槽内，所述法兰型过电滑环（306）内嵌在斜面的电滑环安装槽内，所述法兰型过电滑环（306）的定子端固定安装在电滑环安装槽内，法兰型过电滑环（306）的转子端与旋转从动盘（304）的固定端固定连接；旋转从动盘（304）上设置有工件安装槽，旋转从动盘（304）的工件安装槽内壁上设置有导电铜片（307），导电铜片（307）与法兰型过电滑环（306）的转子端的导线相连接，法兰型过电滑环（306）的定子端的导线连接外置方波交流电源的一根输入线；所述环形永磁体（302）固定在永磁体固定座（303）上，环形永磁体（302）环绕整个旋转从动盘（304）设置；

所述旋转流道装置（2）包括旋转夹持头（201）、旋转接头（212）旋转接头（212）固定座（206）、流道固定板（207）、滑轨连接板（205）、抽气口单向阀（210）、气液磨粒流接头（208）、磨粒流入口阀（209）、流道接头（211）、空心流道（202）、旋转接头（212）、法兰盘（219）、旋转驱动电机（214）、旋转主动轮（224）、旋转从动轮（217）、旋转同步带（216）、环形过电滑环（213）、电滑环固定座（203）、电滑环定子端导线（204）、滑环转子端导线（221）、导电铜环（223）和主夹持端O型圈（222），所述滑轨连接板（205）竖直安装在竖直直线模组（106）的竖直滑块上，流道固定板（207）固定安装在滑轨连接板（205）上，所述旋转接头（212）旋转接头（212）固定座（206）和电滑环固定座（203）均固定安装在流道固定板（207）上，所述旋转接头（212）安装在旋转接头（212）旋转接头（212）固定座（206）上，所述旋转接头（212）安装时旋转接头（212）的轴心线平行于旋转从动盘（304）的轴心线；所述旋转接头（212）靠近旋转磁场模块的一端为旋转接头（212）的旋转端，空心流道（202）的一端与旋转接头（212）的旋转端固定连接，空心流道（202）的另一端套装有法兰盘（219），旋转夹持头（201）安装在法兰盘（219）上，旋转夹持头（201）正对旋转流道装置（2）的安装斜面，旋转夹持头（201）的轴心线与安装斜面垂直设置，所述空心流道（202）安装时空心流道（202）的轴心线平行于旋转从动盘（304）和旋转夹持头（201）的轴心线；所述环形过电滑环（213）安装在电滑环固定座（203）上，环形过电滑环（213）套装在空心流道（202）上；所述环形过电滑环（213）通过滑环定子导线连接外置的方波交流电源的另一根输入线；所述空心流道（202）上设置有第一转子导线槽，第一转子导线槽沿着空心流道（202）的外壁延伸到空心流道（202）连接法兰盘（219）的一端的端面上，所述法兰盘（219）上设置有第二转子导线槽，第二转子导线槽的一端与空心流道（202）上的第一转子导线槽连通，第二转子导线槽的另一端延伸到法兰盘（219）用于装夹待加工工件一端的端面上，导电铜环（223）安装在法兰盘（219）用于装夹待加工工件的一端，滑环转子端导线（221）嵌装在第一转子导线槽和第二转子导线槽内，滑环转子端导线（221）的一端与环形过电滑环（213）贴合，滑环转子端导线（221）的另一端与导电铜环（223）连接；待加工工件的两端分别通过旋转夹持头（201）和旋转从动盘（304）夹持，待加工工件的盲孔位于旋转夹持头（201）一端，待加工工件装夹在旋转夹持头（201）上时导电铜环（223）与待加工工件贴合；所述旋转接头（212）的另一端为旋转接头（212）的固定端，旋转接头（212）的固定端通过流道接头（211）连接气液磨粒流接头（208），所述气液磨粒流接头（208）设置有三个出入口，分别为磨粒流入口端、磨粒流出口端和抽气端，磨粒流入口端、磨粒流出口端和抽气端相互连通，气液磨粒流接头（208）的磨粒流出口端连接流道接头（211），气液磨粒流接头（208）的磨粒流入口端通过磨粒流入口阀（209）和磨粒流管道连接外置的液态金属磨粒流发生装置，所述液态金属磨粒流发生装置产出的磨粒流为液态金属磨粒流，气液磨粒流接头（208）的抽气端通过抽气口单向阀（210）和抽气管道连接外置的抽气装置，所述气液磨粒流接头（208）、流道接头（211）、空心接头和旋转夹持头（201）共同构成旋转流道装置（2）的流道部分，气液磨粒流接头（208）、流道接头（211）、空心接头和旋转夹持头（201）的高度依次降低；

旋转夹持头（201）包括法兰状的固定法兰端和用于固定待加工工件的主安装端，旋转夹持头（201）的固定法兰端与法兰盘（219）固定连接，旋转夹持头（201）的主安装端上设置有与待加工工件的加工端形状相配合的工件安装主槽，待加工工件的加工端安装在工件安装主槽内，旋转夹持头（201）的工件安装主槽设置有用于防止待加工工件的加工端滑动的主夹持端O型圈（222），主夹持端O型圈（222）的内圈贴合并套装在待加工工件的加工端，主夹持端O型圈（222）的外圈贴合工件安装主槽的内壁；所述旋转从动盘（304）包括圆柱状的固定端和用于固定待加工工件的副安装端，旋转从动盘（304）的固定端固定在支撑块（301）的圆形凹槽内，所述旋转从动盘（304）的副安装端内设置有与待加工工件后端形状相配合的工件安装副槽，待加工工件的后端安装在工件安装副槽内，旋转从动盘（304）的工件安装副槽底部设置有用于防止待加工工件滑动的副夹持端O型圈，副夹持端O型圈的内圈贴合并套装在待加工工件的后端，副夹持端O型圈的外圈贴合工件安装副槽的内壁，所述导电铜环（223）设置在主夹持端O型圈（222）的内壁上，所述导电铜片（307）设置在副夹持端O型圈的内壁上；

水平直线模组（102）通过螺栓固定在水平模组安装架（101）上，水平模组安装架（101）通过螺栓固定在工作台（5）上，竖直直线模组（106）通过螺栓固定在水平直线模组（102）的水平滑块上。

2.根据权利要求1所述的一种利用液态金属进行导电工件盲孔抛光的装置，其特征在于：所述气液磨粒流接头（208）为方形接头，气液磨粒流接头（208）固定在滑轨连接板（205）上。

3.根据权利要求1所述的一种利用液态金属进行导电工件盲孔抛光的装置，其特征在于：所述旋转接头（212）旋转接头（212）固定座（206）包括流道固定底座和流道固定上座，空心流道（202）底座和流道固定上座上均设置有与空心流道（202）相配合的弧形槽，空心流道（202）底座和流道固定上座共同将空心流道（202）夹持住，空心流道（202）底座和流道固定上座通过螺栓固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种利用液态金属进行导电工件盲孔抛光的装置，其特征在于：所述空心流道（202）的轴心线和旋转从动盘（304）的固定端的轴心线均与水平面倾斜30-60度角，且空心流道（202）的轴心线和旋转从动盘（304）的固定端的轴心线均与支撑块（301）的安装斜面相垂直。

5.根据权利要求1所述的一种利用液态金属进行导电工件盲孔抛光的装置，其特征在于：所述支撑块（301）为直角三棱柱状的支撑块（301），支撑块（301）上设置有两个直角面和一个安装斜面，支撑块（301）的直角面固定安装在工作台（5）上，旋转从动盘（304）固定安装在法兰型过电滑环（306）的转子端，法兰型过电滑环（306）的法兰盘安装在支撑块（301）的安装斜面上。

6.根据权利要求1所述的一种利用液态金属进行导电工件盲孔抛光的装置，其特征在于：所述空心流道（202）的中部设置有用于安装环形过电滑环（213）的中部定位安装螺纹，所述空心流道（202）靠近旋转接头（212）的一端设置有用于连接旋转接头（212）的尾端定位安装螺纹，所述空心流道（202）靠近法兰盘（219）的一端设置有用于连接法兰盘（219）的凸台；空心流道（202）的两端与法兰盘（219）和旋转接头（212）的连接均为密封连接。

7.基于权利要求1所述的一种利用液态金属进行导电工件盲孔抛光的装置的一种利用液态金属进行导电工件盲孔抛光的方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

步骤一：将待加工工件的底端通过副夹持端O型圈安装在旋转从动盘（304）上；

步骤二：启动竖直模组驱动电机（105），通过带动竖直直线模组（106）上的竖直滑块向下直线运动，带动旋转夹持头（201）向下运动，使旋转夹持头（201）靠近旋转从动盘（304）上的待加工工件；

步骤三：启动水平模组驱动电机（107），通过带动水平直线模组（102）上的水平滑块的水平运动，带动旋转夹持头（201）在水平方向上向待加工工件方向移动，当达到合适位置后停止水平模组驱动电机（107）；

步骤四：重复步骤二和步骤三，使待加工工件和旋转夹持头（201）逐渐靠近，直至待加工工件的加工端完全伸入旋转夹持头（201）内，且旋转夹持头（201）内的主夹持端O型圈（222）完全套装在待加工工件的加工端上，此时待加工工件被旋转夹持头（201）和旋转从动盘（304）共同夹紧，待加工工件的盲孔与空心流道（202）相连通；

步骤五：关闭磨粒流入口阀（209），打开抽气口单向阀（210）并启动抽气装置，利用与抽气口单向阀（210）通过抽气管道连接抽气装置进行抽气，使待加工工件的盲孔和空心流道（202）内部处于负压状态；

步骤六：待加工工件的盲孔内部处于负压状态后关闭抽气装置，由于抽气口单向阀（210）只允许气体单向流动，所以待加工工件的盲孔内部一直保持负压状态，此时打开磨粒流入口阀（209）并启动液态金属磨粒流发生装置，使液态金属磨粒流发生装置中产生的液态金属磨粒流依次流经磨粒流入口阀（209）、气液磨粒流接头（208）、流道接头（211）和旋转接头（212）进入空心流道（202）中，由于待加工工件的盲孔和空心流道（202）均处于负压状态，液态金属磨粒流会直接流入待加工工件的盲孔内；

步骤七：液态金属磨粒流注入完毕后关闭磨粒流入口阀（209），打开旋转驱动电机（214），旋转驱动电机（214）通过旋转主动轮（224）、旋转从动轮（217）和旋转同步带（216）组成的同步带机构带动旋转接头（212）的活动端、空心流道（202）、法兰盘（219）、旋转夹持头（201）和待加工工件组成的整体进行旋转，使得待加工工件的盲孔和液态金属磨粒流产生相对运动；

步骤八：打开外置的方波交流电源，通过与环形过电滑环（213）、滑环转子端导线（221）、导电铜片（307）、待加工工件、导电铜环（223）和法兰型过电滑环（306）组成的闭合回路向待加工工件施加方波交流电，在方波交流电的作用下待加工工件内部在会形成交流的电场，在交流电场的作用下，液态金属磨粒流中的金属粒子会沿着盲孔的轴向进行往复振荡运动，使液态金属磨粒流中磨粒运动更加无序；与此同时，永磁体产生固定的磁场，通入方波交流电的待加工工件在旋转驱动电机（214）的带动下旋转时会不停的切割永磁体产生的磁场的同时会产生不规则电流，进一步增加了液态金属磨粒流中金属粒子的运动方向，使液态金属磨粒流中磨粒运动更加无序，从而进一步加快待加工工件的盲孔抛光，直至完成待加工工件的盲孔抛光。