CN115946032A - 一种小磨头式磁流变抛光装置及抛光方法 - Google Patents

Abstract

本公开关于一种小磨头式磁流变抛光装置及抛光方法，该装置包括机床本体组件、三维运动组件、主轴驱动组件、磁流变液循环组件、抛光头组件、磁场发生装置组件、差速运动组件和工件夹持运动组件；三维运动组件，安装在机床本体组件上；主轴驱动组件，安装在三维运动组件上；磁流变液循环组件，安装在主轴驱动组件上；抛光头组件安装在磁流变液循环组件上，差速运动组件安装在主轴驱动组件上；差速运动组件位于抛光头组件上方；磁场发生装置组件设置于差速运动组件和抛光头组件之间，磁场发生装置组件能够相对于抛光头组件转动；工件夹持运动组件，安装在机床本体组件上，位于抛光头组件的下方。基于上述装置，能够提高加工效率和质量。

Description

一种小磨头式磁流变抛光装置及抛光方法

技术领域

本公开涉及超精密加工的技术领域，尤其涉及一种小磨头式磁流变抛光装置及抛光方法。

背景技术

新一轮科技革命和产业变革正在孕育兴起，全球科技创新呈现新的发展态势，制造业领域正在酝酿突破传统加工方法的束缚，以期提升现代高科技和科学技术的发展。例如，以超精密加工技术为支撑的新型功能材料，例如半导体材料、光学材料和陶瓷材料等，为航天航空、电子信息和民用工业的发展奠定了坚实的基础。因此，超精密加工技术是科技革命和产业变革的重要支撑技术，是现代制造科学的重要发展方向。

磁流变抛光技术作为超精密加工技术中一种新兴的加工技术，具有加工面形精度高、加工范围广、机械结构简单和亚表面损伤深度小等特点。根据目前的研究现状，可将磁流变抛光装置分为两大类：“点接触”磁流变抛光装置、“面接触”磁流变抛光装置，且传统的磁流抛光装置基本上可以满足人们的加工需求，但是仍然存在一定的问题，具体问题如下：

(1)传统的“点接触”的抛光设备需要控制磁流变抛光装备沿着工件表面按一定的轨迹扫描才能实现整个表面的加工，存在加工效率低的问题；

(2)传统“面接触”的抛光设备虽能够增大加工效率，但存在加工轨迹单一、磁流变液循环更新难的问题。

发明内容

本公开提供一种小磨头式磁流变抛光装置及抛光方法，以至少解决相关技术中对工件进行抛光时加工效率低、加工轨迹单一、磁流变液循环更新难的问题。本公开的技术方案如下：

根据本公开实施例的第一方面，提供一种小磨头式磁流变抛光装置，所述小磨头式磁流变抛光装置包括：机床本体组件、三维运动组件、主轴驱动组件、磁流变液循环组件、抛光头组件、磁场发生装置组件、差速运动组件和工件夹持运动组件；

所述三维运动组件，安装在所述机床本体组件上，用于控制所述主轴驱动组件三维方向的运动；

所述主轴驱动组件，安装在所述三维运动组件上，用于驱动所述抛光头组件和所述差速运动组件沿水平方向转动；

所述磁流变液循环组件，安装在所述主轴驱动组件上和所述机床本体组件上，用于将磁流变液输送到所述抛光头组件和待抛光工件之间，以及回收磁流变液；

所述抛光头组件安装在所述磁流变液循环组件上，所述差速运动组件安装在所述主轴驱动组件上；所述差速运动组件位于所述抛光头组件上方；所述磁场发生装置组件设置于所述差速运动组件和所述抛光头组件之间，所述磁场发生装置组件能够相对于所述抛光头组件转动，所述差速运动组件用于调节所述磁场发生装置组件的转动速度；

所述工件夹持运动组件，安装在所述机床本体组件上，位于所述抛光头组件的下方，用于放置所述待抛光工件。

优选地，所述主轴驱动组件包括固定板、第一驱动电机支架、第一驱动电机、第一驱动电机传动轴、第一同步带轮、第一同步带轮止退环、同步带、第二同步带轮、第二同步带轮止退环、空心传动轴、支撑板、第一法兰盘轴承座和空心传动轴止退环；

所述第一驱动电机通过所述第一驱动电机支架固定于所述固定板上；所述第一同步带轮止和所述第一同步带轮均安装在所述第一驱动电机下端的第一驱动电机传动轴上，所述第一同步带轮止退环用于固定所述第一同步带轮；所述支撑板安装在所述固定板上，所述第一驱动电机位于所述支撑板和所述固定板之间；所述空心传动轴通过所述第一法兰盘轴承座和所述空心传动轴止退环固定在所述支撑板上；所述第二同步带轮止退环和所述第二同步带轮均安装在所述空心传动轴上，所述第二同步带轮止退环用于固定所述第二同步带轮；

所述第一同步带轮和所述第二同步带轮位于同一水平高度，所述第一同步带轮和所述第二同步带轮通过所述同步带连接。

优选地，所述抛光头组件固定于所述空心传动轴的下端，所述磁场发生装置组件安装于所述抛光头组件内；

所述磁场发生装置组件包括密封盖、磁铁盒、弧形阵列磁铁和连接轴；

所述弧形阵列磁铁固定于所述磁铁盒内，所述密封盖固定于所述磁铁盒下方的开口上；所述连接轴固定于所述磁铁盒的上方。

优选地，所述差速运动组件包括行星轮、太阳轮、外齿轮、外齿轮固定板和固定架；

所述外齿轮通过外齿轮固定板与所述固定架固定连接，所述固定架安装在所述支撑板上；所述太阳轮穿设于所述空心传动轴上，并通过键连接传动；所述行星轮啮合于所述太阳轮和所述外齿轮之间；所述行星轮穿设于所述连接轴上，并通过卡簧连接固定。

优选地，所述三维运动组件包括Z向运动组件、连接板、X向运动组件、Y向运动组件和三角形机架；

所述Z向运动组件和Y向运动组件通过螺钉固定在三角形机架上；所述X向运动组件通过连接板固定在Y向滑块和机床本体组件上；

所述主轴驱动组件的固定板安装在所述Z向运动组件上。

优选地，所述工件夹持运动组件包括第二驱动电机、小带轮、多楔带、大带轮、第二法兰盘轴承座、工件传动轴、工件盘和工件夹具；

所述第二驱动电机固定于所述机床本体组件的中间面板上，所述工件传动轴通过第二法兰盘轴承座固定于所述中间面板上；所述小带轮穿设于所述第二驱动电机下端的输出轴上，并通过键连接传动；所述大带轮穿设于所述工件传动轴的下端；所述小带轮与所述大带轮位于同一水平高度，所述小带轮与所述大带轮通过所述多楔带连接；所述工件盘固定于所述工件传动轴的上端，所述工件夹具设置于所述工件盘上。

优选地，所述第二驱动电机通过第二驱动电机固定架固定在所述中间面板上；所述工件夹具通过与所述工件盘中的凹槽相配合进行固定；所述工件盘通过螺纹与所述工件传动轴固定。

优选地，所述磁流变液循环组件包括旋转接头、防护盒和收集盒；

所述旋转接头安装在所述空心传动轴的顶端；所述防护盒安装在所述机床本体组件的前面板的上方，所述收集盒安装在所述前面板的下方；

所述工件盘位于所述防护盒和所述收集盒内。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种小磨头式磁流变抛光方法，应用于如第一方面所述的小磨头式磁流变抛光装置，所述方法包括：

接通小磨头式磁流变抛光装置的电源；

将待抛光工件通过石蜡固定在所述小磨头式磁流变抛光装置的工件夹具上；

通过所述小磨头式磁流变抛光装置的三维运动组件调整所述小磨头式磁流变抛光装置的抛光头组件与所述待抛光工件之间的间隙至预设间隙值；

将所述小磨头式磁流变抛光装置的第一驱动电机和第二驱动电机分别调整至预设速度参数，通过第一驱动电机带动所述小磨头式磁流变抛光装置的抛光头组件和磁场发生装置组件转动，通过第二驱动电机带动所述工件夹具转动；

通过所述小磨头式磁流变抛光装置的旋转接头和空心传动轴将磁流变液输送到工件与抛光盘的间隙中，以通过所述抛光头组件和所述磁场发生装置组件的差速运动、以及所述工件夹具转动时产生的离心作用实现所述工件夹具区域的磁流变液更新；

通过所述三维运动组件调整所述抛光头组件的水平位置，以控制所述抛光头组件对所述待抛光工件进行抛光，直至所述待抛光工件达到预设抛光需求。

优选地，通过所述小磨头式磁流变抛光装置的防护盒和收集盒对所述磁流变液进行回收。

本公开的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：

1.本公开实施例提供的小磨头式磁流变抛光置的抛光组件与待抛光工件的接触方式为面接触，能够有效提升待抛光工件的加工效率；

2.本公开实施例提供的小磨头式磁流变抛光置能够通过差速运动组件实现磁场发生装置组件与抛光组件之间的差速运动，从而实现了抛光区域的磁流变液的更新和自锐；

3.本公开实施例提供的小磨头式磁流变抛光置能够通过磁流变液循环组件对磁流变液进行输送和回收，实现了磁流变液的循环更新；

4.本公开实施例提供的小磨头式磁流变抛光置通过三维运动组件控制抛光组件沿三维方向的运动，通过第二驱动电机控制工件夹具的转动，增加了抛光组件与待抛光工件之间的抛光轨迹的复杂性，有效的提升了工件的加工质量。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理，并不构成对本公开的不当限定。

图1是根据一示例性实施例示出的一种小磨头式磁流变抛光装置的结构示意图。

图2是根据一示例性实施例示出的一种主轴驱动组件的结构示意图。

图3是根据一示例性实施例示出的一种主轴驱动组件的结构示意图。

图4是根据一示例性实施例示出的一种磁场发生装置组件的结构示意图。

图5是根据一示例性实施例示出的一种弧形阵列磁铁的结构示意图。

图6是根据一示例性实施例示出的一种差速运动组件的结构示意图。

图7是根据一示例性实施例示出的一种三维运动组件的结构示意图。

图8是根据一示例性实施例示出的一种工件夹持运动组件的结构示意图。

图9是根据一示例性实施例示出的一种工件盘的结构示意图。

图10是根据另一示例性实施例示出的一种工件盘的结构示意图。

图11是根据一示例性实施例示出的一种磁流变液循环组件的结构示意图。

图12是根据一示例性实施例示出的一种小磨头磁流变抛光方法的流程图。

图中：

1、机床本体组件；11、前面板；12、中间面板；

2、三维运动组件；21、Z向运动组件；211、第三驱动电机；212、Z向滚珠丝；213、Z向滑块；214、Z向导轨；22、连接板；23、X向运动组件；231、X向滑块；232、第四驱动电机；233、X向导轨；234、X向滚珠丝杠；24、Y向运动组件；241、第五驱动电机；242、Y向导轨；243、Y向滑块；

3、主轴驱动组件；301、固定板；302、第一驱动电机固定架；303、第一驱动电机；304、第一驱动电机传动轴；305、第一同步带轮；306、第一同步带轮止退环、307、同步带；308、第二同步带轮；309、第二同步带轮止退环；310、空心传动轴；311、支撑板；312、第一法兰盘轴承座；313、空心传动轴止退环；

4、磁流变液循环组件；41、旋转接头；42、防护盒；43、收集盒；

5、抛光头组件；51、抛光盘；

6、磁场发生装置组件；61、密封盖；62、磁铁盒；63、弧形阵列磁铁；64、连接轴。

7、差速运动组件；71、行星轮；72、太阳轮；73、外齿轮；74、外齿轮固定板；75、固定架；

8、工件夹持运动组件；81、第二驱动电机；811、第二驱动电机固定架；82、小带轮；83、多楔带；84、大带轮；85、第二法兰盘轴承座；86、工件传动轴；87、工件盘；88、工件夹具；

9、待加工工件。

具体实施方式

为了使本领域普通人员更好地理解本公开的技术方案，下面将结合附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

需要说明的是，本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

本公开实施例提供了一种小磨头磁流变抛光装置，包括实现抛光头组件三维方向运动、工件转动、空心传动轴转动的机械运动机构、实现在抛光过程中抛光区域磁流变液的更新和循环的循环机构。具体的，本公开实施例提供的小磨头磁流变抛光装置能够通过三维运动组件实现抛光头组件在三维方向上的运动；通过工件夹持运动组件的驱动电机带动工件传动轴实现工件的转动；通过抛光头组件与磁场发生装置组件之间的差速运动实现抛光区域磁流变液的更新；通过磁流变液循环组件实现磁流变液的运输和回收。本公开提供的小磨头磁流变抛光装置相较于传统的磁流变抛光装置，提升了工件抛光效率和质量，并实现了抛光区域磨料的更新、循环的功能。

下面结合图1至图11，对本公开实施例提供的小磨头磁流变抛光装置进行详细说明。

如图1至图11所示，本公开实施例提供的小磨头磁流变抛光装置包括机床本体组件(1)、三维运动组件(2)、主轴驱动组件(3)、磁流变液循环组件(4)、抛光头组件(5)、磁场发生装置组件(6)、差速运动组件(7)和工件夹持运动组件(8)。

在本实施例中，三维运动组件(2)安装在机床本体组件(1)上，用于控制主轴驱动组件(1)三维方向的运动。主轴驱动组件(3)安装在三维运动组件(2)上，用于驱动抛光头组件(5)和差速运动组件(7)沿水平方向转动。磁流变液循环组件(4)安装在主轴驱动组件(3)上，用于将磁流变液输送到抛光头组件(5)和待抛光工件(9)之间，以及回收磁流变液。抛光头组件(5)安装在磁流变液循环组件(4)上，差速运动组件(7)安装在主轴驱动组件(3)上；差速运动组件(7)位于抛光头组件(5)上方；磁场发生装置组件(6)设置于差速运动组件(7)和抛光头组件(5)之间，磁场发生装置组件(6)能够相对于抛光头组件(5)转动，差速运动组件(7)用于调节磁场发生装置组件(6)的转动速度；工件夹持运动组件(8)安装在机床本体组件(1)上，位于抛光头组件(5)的下方，用于放置待抛光工件(9)。

实际应用中，磁流变液循环组件(4)将磁流变液输送到抛光头组件(5)和待抛光工件(9)之间，磁流变液经过磁场发生装置组件(6)的作用后，形成柔性的抛光膜对待抛光工件(9)进行抛光，之后再通过磁流变液循环组件(4)将磁流变液回收。

结合图2和图3所示，本公开实施例提供的主轴驱动组件(3)包括固定板(301)、第一驱动电机支架(302)、第一驱动电机(303)、第一驱动电机传动轴(304)、第一同步带轮(305)、第一同步带轮止退环(306)、同步带(307)、第二同步带轮(308)、第二同步带轮止退环(309)、空心传动轴(310)、支撑板(311)、第一法兰盘轴承座(312)和空心传动轴止退环(313)。

在本实施例中，第一驱动电机(303)通过第一驱动电机支架(302)固定于固定板(301)上；第一同步带轮止退环(306)和第一同步带轮(305)均安装在第一驱动电机(303)下端的第一驱动电机传动轴(304)上，第一同步带轮止退环(306)用于固定第一同步带轮(305)；支撑板(311)安装在固定板(301)上，第一驱动电机(303)位于支撑板(311)和固定板(301)之间；空心传动轴(310)通过第一法兰盘轴承座(312)和空心传动轴止退环(313)固定在支撑板(311)上；第二同步带轮止退环(309)和第二同步带轮(308)均安装在空心传动轴(310)上，第二同步带轮止退环(309)用于固定第二同步带轮(308)；第一同步带轮(305)和第二同步带轮(308)位于同一水平高度，第一同步带轮(305)和第二同步带轮(308)通过同步带(307)连接。

实际应用中，由第一驱动电机(303)带动第一同步带轮(305)转动，后经过同步带(307)带动第二同步带轮(308)转动，从而实现空心传动轴(310)的转动。

结合图4、图5和图6所示，本公开实施例提供的抛光头组件(5)包括抛光盘(51)，磁场发生装置组件(6)包括密封盖(61)、磁铁盒(62)、弧形阵列磁铁(63)和连接轴(64)。

在本实施例中，抛光头组件(5)固定于空心传动轴(310)的下端，磁场发生装置组件(6)安装于抛光头组件(5)内。弧形阵列磁铁(63)由多个依次连接的弧形磁铁构成。

磁铁盒(62)下方开口，弧形阵列磁铁(63)固定于磁铁盒(62)内，密封盖(61)固定于磁铁盒(62)下方的开口上；连接轴(64)固定于磁铁盒(62)的上方。

在本实施例中，通过弧形阵列磁铁(63)发射磁力线与磁流变液接触，使其在抛光盘(51)表面硬化。

结合图2和图6所示，差速运动组件(7)包括行星轮(71)、太阳轮(72)、外齿轮(73)、外齿轮固定板(74)和固定架(75)。

在本实施例中，外齿轮(73)通过外齿轮固定板(74)与固定架(75)固定连接，固定架安装在支撑板(311)上；太阳轮(72)穿设于空心传动轴(310)上，并通过键连接传动；行星轮(71)啮合于太阳轮(72)和外齿轮(73)之间；行星轮(71)穿设于连接轴(64)上，并通过卡簧连接固定。

行星轮(71)与连接轴(64)的数量保持一致，本实施例中以行星轮(71)的数量为3个为例，相应的，连接轴(64)的数量也为3个。需要说明的是，行星轮(71)以及连接轴(64)的数量可以根据需要进行具体设置。

实际应用中，空心传动轴(310)、太阳轮(72)和抛光盘(51)同速转动，行星轮(71)与连接轴(64)同速转动。由于太阳轮(72)和行星轮(71)的齿数不同，所以太阳轮(72)带动行星轮(71)与外齿轮(73)进行啮合运动的速度也不同，从而实现了弧形阵列磁铁(63)和抛光盘(51)的差速运动，即能够实现抛光区域的磁流变液的更新和自锐。

结合图7所示，本公开实施例提供的三维运动组件包括Z向运动组件(21)、连接板(22)、X向运动组件(23)、Y向运动组件(24)和三角形机架(25)。

其中，Z向运动组件(21)和Y向运动组件(24)通过螺钉固定在三角形机架(25)上；X向运动组件(23)通过连接板(22)固定在Y向滑块(243)和机床本体组件(1)上；主轴驱动组件(3)的固定板(301)安装在Z向运动组件(21)上。

在本实施例中，Z向运动组件(21)、X向运动组件(23)和Y向运动组件(24)均包括驱动电机、滚珠丝杠、滑动导轨、滑块。

具体地，Z向运动组件(21)包括第三驱动电机(211)、Z向滚珠丝(212)、Z向滑块(213)和Z向导轨(214)；X向运动组件(23)包括X向滑块(231)、第四驱动电机(232)、X向导轨(233)和X向滚珠丝杠(234)；Y向运动组件(24)包括第五驱动电机(241)、Y向导轨(242)和Y向滑块(243)。

实际应用中，可以由控制程序给第三驱动电机(211)、第四驱动电机(232)和第五驱动电机(241)下达运动指令，使其带动抛光头组件(5)根据设定的轨迹进行相应的运动。

结合图8和图9所示，本公开实施例提供的工件夹持运动组件(8)包括第二驱动电机(81)、小带轮(82)、多楔带(83)、大带轮(84)、第二法兰盘轴承座(85)、工件传动轴(86)、工件盘(87)和工件夹具(88)。

在本实施例中，第二驱动电机(81)固定于机床本体组件(1)的中间面板(12)上，工件传动轴(86)通过第二法兰盘轴承座(85)固定于中间面板(12)上；小带轮(82)穿设于第二驱动电机(81)下端的输出轴上，并通过键连接传动；大带轮(84)穿设于工件传动轴(86)的下端；小带轮(82)与大带轮(84)位于同一水平高度，小带轮(82)与大带轮(84)通过多楔带(83)连接；工件盘(87)固定于工件传动轴(86)的上端，工件夹具(88)设置于工件盘(87)上。

第二驱动电机(81)通过第二驱动电机固定架(811)固定在中间面板(12)上；工件夹具(88)通过与工件盘(87)中的凹槽相配合进行固定；工件盘(87)通过螺纹与工件传动轴(86)固定。

在一可选实施例中，结合图10所示，工件盘(87)为可以拆卸结构，当多工位加工时，即可更换图10所示的工件盘(87)。在本实施例中，工件盘(87)可以放置多个工件夹具(88)，进而实现多工位加工。

实际应用中，将工件夹具(88)放在加热台上加热，等工件夹具(88)加热到80°时涂上石蜡；待石蜡融化后，将待抛光工件(9)与工件夹具(88)相贴合，关掉加热台，使石蜡冷却。之后，将冷却后的工件夹具(88)放置于工件盘(87)上，后通过控制程序启动第二驱动电机(81)，第二驱动电机(81)通过多楔带(83)带动工件传动轴(86)转动，进而通过工件夹具(88)带动待抛光工件(9)同步转动。

结合图4和图11所示，本公开实施例提供的磁流变液循环组件(4)包括旋转接头(41)、防护盒(42)和收集盒(43)。

在本实施例中，旋转接头(41)安装在空心传动轴(310)的顶端；防护盒(42)安装在机床本体组件(1)的前面板(11)的上方，收集盒(43)安装在前面板(11)的下方；工件盘(88)位于防护盒(42)和收集盒(43)内。

实际应用中，蠕动泵通过旋转接头(41)和空心传动轴(310)将磁流变液输送到待抛光工件(9)和抛光盘(51)之间，通过防护盒(42)防止工作过程中磁流变液的四处飞溅，后通过抛光盘(51)和工件盘(87)的离心作用将磁流变液分离到收集盒(43)中，通过连接到收集盒(43)的外部回收管道，完成磁流变液的循环过程。

图12是根据一示例性实施例示出的一种小磨头磁流变抛光方法的流程图，如图12所示，该方法包括以下步骤：

S101、接通小磨头式磁流变抛光装置的电源。

在接通小磨头式磁流变抛光装置的电源后，可以通过控制终端连接小磨头式磁流变抛光装置，并通过控制终端启动小磨头式磁流变抛光装置的控制系统。本实施例中，控制终端可以为电子设备，电子设备可以包括笔记本电脑、手机等等。

S102、将待抛光工件通过石蜡固定在小磨头式磁流变抛光装置的工件夹具上。

具体地，可以将工件夹具(88)放在加热台上加热，等工件夹具(88)加热到80°时涂上石蜡；待石蜡融化后，将待抛光工件(9)与工件夹具(88)相贴合，关掉加热台，使石蜡冷却，以使待抛光工件(9)固定在工件夹具(88)上。

S103、通过小磨头式磁流变抛光装置的三维运动组件调整小磨头式磁流变抛光装置的抛光头组件与待抛光工件之间的间隙至预设间隙值。

具体地，可以通过控制终端对三维运动组件(2)的Z向运动组件(21)的第三驱动电机(211)实现抛光头组件(5)与待抛光工件(9)之间的间隙的调整。预设间隙值可以包括1mm、3mm等等，本实施例中以预设间隙值为1mm为例。需要说明的是，预设间隙值可以为任意值，可以根据具体加工要求进行设置。

S104、将小磨头式磁流变抛光装置的第一驱动电机和第二驱动电机分别调整至预设速度参数，通过第一驱动电机带动小磨头式磁流变抛光装置的抛光头组件和磁场发生装置组件转动，通过第二驱动电机带动工件夹具转动。

具体地，在将抛光头组件(5)与待抛光工件(9)之间的间隙调整至1mm后，可以通过控制终端对第一驱动电机(303)和第二驱动电机(81)的速度参数进行设置，第一驱动电机(303)和第二驱动电机(81)的速度参数可以相同，也可以不同。

在分别设置完第一驱动电机(303)和第二驱动电机(81)的速度参数后，可以通过第一驱动电机(303)带动小磨头式磁流变抛光装置的抛光头组件(5)和磁场发生装置组件(6)转动，通过第二驱动电机(81)带动工件夹具(88)转动。

S105、通过小磨头式磁流变抛光装置的旋转接头和空心传动轴将磁流变液输送到工件与抛光盘的间隙中，以通过抛光头组件和磁场发生装置组件的差速运动、以及工件夹具转动时产生的离心作用实现工件夹具区域的磁流变液更新。

具体地，将旋转接头(41)与蠕动泵连接，蠕动泵将磁流变液输送至旋转接头(41)，进而通过空心传动轴(310)将磁流变液输送到待抛光工件(9)和抛光盘(51)之间。由于抛光头组件(5)和磁场发生装置组件(6)的差速运动、以及工件夹具(88)转动时产生的离心作用，磁流变液可以在工件夹具(88)的区域内进行更新和自锐。

S106、通过三维运动组件调整抛光头组件的水平位置，以控制抛光头组件对待抛光工件进行抛光，直至待抛光工件达到预设抛光需求。

具体地，可以通过控制终端对第四驱动电机(232)和第五驱动电机(241)的工作参数进行设置，以实现抛光头组件(5)在X方向和Y方向上的位置变化，进而可以控制光头组件(5)的抛光轨迹，增加控制光头组件(5)的抛光轨迹复杂性，提升加工质量。

在一可选实施例中，可以通过小磨头式磁流变抛光装置的防护盒(42)和收集盒(43)对磁流变液进行回收。

具体地，蠕动泵通过旋转接头(41)和空心传动轴(310)将磁流变液输送到待抛光工件(9)和抛光盘(51)之间，通过防护盒(42)防止工作过程中磁流变液的四处飞溅，后通过抛光盘(51)和工件盘(87)的离心作用将磁流变液分离到收集盒(43)中，通过连接到收集盒(43)的外部回收管道，完成磁流变液的循环过程。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种小磨头式磁流变抛光装置，其特征在于，包括机床本体组件、三维运动组件、主轴驱动组件、磁流变液循环组件、抛光头组件、磁场发生装置组件、差速运动组件和工件夹持运动组件；

所述三维运动组件，安装在所述机床本体组件上，用于控制所述主轴驱动组件三维方向的运动；

所述主轴驱动组件，安装在所述三维运动组件上，用于驱动所述抛光头组件和所述差速运动组件沿水平方向转动；

所述磁流变液循环组件，安装在所述主轴驱动组件上和所述机床本体组件上，用于将磁流变液输送到所述抛光头组件和待抛光工件之间，以及回收磁流变液；

所述抛光头组件安装在所述磁流变液循环组件上，所述差速运动组件安装在所述主轴驱动组件上；所述差速运动组件位于所述抛光头组件上方；所述磁场发生装置组件设置于所述差速运动组件和所述抛光头组件之间，所述磁场发生装置组件能够相对于所述抛光头组件转动，所述差速运动组件用于调节所述磁场发生装置组件的转动速度；

所述工件夹持运动组件，安装在所述机床本体组件上，位于所述抛光头组件的下方，用于放置所述待抛光工件。

2.根据权利要求1所述的小磨头式磁流变抛光装置，其特征在于，所述主轴驱动组件包括固定板、第一驱动电机支架、第一驱动电机、第一驱动电机传动轴、第一同步带轮、第一同步带轮止退环、同步带、第二同步带轮、第二同步带轮止退环、空心传动轴、支撑板、第一法兰盘轴承座和空心传动轴止退环；

所述第一驱动电机通过所述第一驱动电机支架固定于所述固定板上；所述第一同步带轮止退环和所述第一同步带轮均安装在所述第一驱动电机下端的第一驱动电机传动轴上，所述第一同步带轮止退环用于固定所述第一同步带轮；所述支撑板安装在所述固定板上，所述第一驱动电机位于所述支撑板和所述固定板之间；所述空心传动轴通过所述第一法兰盘轴承座和所述空心传动轴止退环固定在所述支撑板上；所述第二同步带轮止退环和所述第二同步带轮均安装在所述空心传动轴上，所述第二同步带轮止退环用于固定所述第二同步带轮；

所述第一同步带轮和所述第二同步带轮位于同一水平高度，所述第一同步带轮和所述第二同步带轮通过所述同步带连接。

3.根据权利要求2所述的小磨头式磁流变抛光装置，其特征在于，所述抛光头组件固定于所述空心传动轴的下端，所述磁场发生装置组件安装于所述抛光头组件内；

所述磁场发生装置组件包括密封盖、磁铁盒、弧形阵列磁铁和连接轴；

所述弧形阵列磁铁固定于所述磁铁盒内，所述密封盖固定于所述磁铁盒下方的开口上；所述连接轴固定于所述磁铁盒的上方。

4.根据权利要求3所述的小磨头式磁流变抛光装置，其特征在于，所述差速运动组件包括行星轮、太阳轮、外齿轮、外齿轮固定板和固定架；

所述外齿轮通过外齿轮固定板与所述固定架固定连接，所述固定架安装在所述支撑板上；所述太阳轮穿设于所述空心传动轴上，并通过键连接传动；所述行星轮啮合于所述太阳轮和所述外齿轮之间；所述行星轮穿设于所述连接轴上，并通过卡簧连接固定。

5.根据权利要求1所述的小磨头式磁流变抛光装置，其特征在于，所述三维运动组件包括Z向运动组件、连接板、X向运动组件、Y向运动组件和三角形机架；

所述Z向运动组件和Y向运动组件通过螺钉固定在三角形机架上；所述X向运动组件通过连接板固定在Y向滑块和机床本体组件上；

所述主轴驱动组件的固定板安装在所述Z向运动组件上。

6.根据权利要求1所述的小磨头式磁流变抛光装置，其特征在于，所述工件夹持运动组件包括第二驱动电机、小带轮、多楔带、大带轮、第二法兰盘轴承座、工件传动轴、工件盘和工件夹具；

所述第二驱动电机固定于所述机床本体组件的中间面板上，所述工件传动轴通过第二法兰盘轴承座固定于所述中间面板上；所述小带轮穿设于所述第二驱动电机下端的输出轴上，并通过键连接传动；所述大带轮穿设于所述工件传动轴的下端；所述小带轮与所述大带轮位于同一水平高度，所述小带轮与所述大带轮通过所述多楔带连接；所述工件盘固定于所述工件传动轴的上端，所述工件夹具设置于所述工件盘上。

7.根据权利要求6所述的小磨头式磁流变抛光装置，其特征在于，所述第二驱动电机通过第二驱动电机固定架固定在所述中间面板上；所述工件夹具通过与所述工件盘中的凹槽相配合进行固定；所述工件盘通过螺纹与所述工件传动轴固定。

8.根据权利要求6所述的小磨头式磁流变抛光装置，其特征在于，所述磁流变液循环组件包括旋转接头、防护盒和收集盒；

所述旋转接头安装在所述空心传动轴的顶端；所述防护盒安装在所述机床本体组件的前面板的上方，所述收集盒安装在所述前面板的下方；

所述工件盘位于所述防护盒和所述收集盒内。

9.一种小磨头式磁流变抛光方法，其特征在于，应用于如权利要求1-8任一项所述的小磨头式磁流变抛光装置，所述方法包括：

接通小磨头式磁流变抛光装置的电源；

将待抛光工件通过石蜡固定在所述小磨头式磁流变抛光装置的工件夹具上；

通过所述小磨头式磁流变抛光装置的三维运动组件调整所述小磨头式磁流变抛光装置的抛光头组件与所述待抛光工件之间的间隙至预设间隙值；

将所述小磨头式磁流变抛光装置的第一驱动电机和第二驱动电机分别调整至预设速度参数，通过第一驱动电机带动所述小磨头式磁流变抛光装置的抛光头组件和磁场发生装置组件转动，通过第二驱动电机带动所述工件夹具转动；

通过所述小磨头式磁流变抛光装置的旋转接头和空心传动轴将磁流变液输送到工件与抛光盘的间隙中，以通过所述抛光头组件和所述磁场发生装置组件的差速运动、以及所述工件夹具转动时产生的离心作用实现所述工件夹具区域的磁流变液更新；

通过所述三维运动组件调整所述抛光头组件的水平位置，以控制所述抛光头组件对所述待抛光工件进行抛光，直至所述待抛光工件达到预设抛光需求。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

通过所述小磨头式磁流变抛光装置的防护盒和收集盒对所述磁流变液进行回收。

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