CN213106270U - 一种基于磁性复合流体的抛光装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于磁性复合流体的抛光装置，包括管状体、第一驱动元件以及磁性体，第一驱动元件用于驱动磁性体或待抛光的管状体转动，磁性体置于管状体的侧部，管状体内部设有磨料，磨料包括磁流体及磨粒。磁流体在磁场作用下形成磁链刷，磨粒加持于磁链刷的顶端和下部，磁链刷在管状体内部滚动的过程中，磨粒与管状体的内壁产生相对运动，实现对管状体内壁的抛光。本实用新型中抛光方法及抛光装置，不受管状体孔径大小以及管状体内部结构的限制，抛光效果好，并且便于清洗，加工较为便捷。
Description
技术领域
本实用新型涉及抛光及自动化加工技术领域，尤其涉及一种基于磁性复合流体的抛光装置。
背景技术
随着工业生产及科技的发展，航空航天、医疗器械及军工产业对工件的精密程度要求不断提高，尤其是高精密管件，对管件内壁及外部表面的粗糙度要求很高。
传统加工方法中一般采用抛光降低工件粗糙度，使工件表面更为光滑，满足工件的使用需求。由于使用环境的限制，很多管件的孔径较小，普通工具很难介入，抛光难度大，无法保证工件内壁的粗糙度。
实用新型内容
本实用新型的目的，在于提供一种基于磁性复合流体的抛光装置，以克服管件抛光难度大、光洁度低的缺陷。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种基于磁性复合流体的抛光装置，包括管状体、第一驱动元件以及磁性体，所述第一驱动元件用于驱动磁性体或待抛光的管状体转动，所述磁性体置于所述管状体的侧部，所述管状体内部设有磨料，所述磨料包括磁流体及磨粒。
在一种优选的实施方式中，包括磁感线变化的磁场，所述管状体位于所述磁场内。
在一种优选的实施方式中，还包括第二驱动元件，所述第二驱动元件与所述磁性体连接并驱动所述磁性体绕与所述管状体的轴线平行的方向转动，所述管状体与所述磁性体的转动方向相同。
在一种优选的实施方式中，所述第二驱动元件驱动所述磁性体沿与所述管状体的轴向平行的方向进行移动。
在一种优选的实施方式中，还包括基座，所述第一驱动元件与第二驱动元件安装于所述基座上，所述第一驱动元件上安装有第一夹具，所述第一夹具用于夹持所述管状体，所述第二驱动元件上安装有第二夹具，所述第二夹具用于夹持所述磁性体。
在一种优选的实施方式中，所述磨料还包括磁敏粒子。
在一种优选的实施方式中，所述磨料还包括α-纤维素。
本实用新型至少具有如下有益效果：
管状体内设置有磁流体及磨粒，磁流体在磁场作用下形成磁链刷，磨粒加持于磁链刷的顶端和下部，磁链刷在管状体内部滚动的过程中，磨粒与管状体的内壁产生相对运动，实现对管状体内壁的抛光。本实用新型中抛光装置，不受管状体孔径大小以及管状体内部结构的限制，抛光效果好，并且便于清洗，加工较为便捷。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是基于磁性复合流体的抛光装置一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本实用新型中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
鉴于小孔径管件抛光困难的问题，本实施例提供了一种基于磁性复合流体的抛光装置，该装置包括第一驱动元件20及磁性体10，第一驱动元件20用于驱动待抛光的管状体30转动，磁性体10用于产生磁场，管状体30的内部设置进行抛光的磨料。具体的，将管状体30固定于第一驱动元件20上，使管状体30在第一驱动元件20的驱动作用下进行转动；管状体30置于磁性体10所产生的磁场内，磨料包括磁流体及磨粒，磁流体中的顺磁性微粉沿磁场中的磁力线方向磁化，并沿磁力线方向排列，形成具有类固体形态以及具有一定刚度的磁链刷贴附在管状体的内表面；磨粒在磁场作用下被夹持在磁链刷的顶端和下部，保持与磁链刷的相对固定，随着管状体30的转动，磁链刷在管状体内部的滚动，磨粒与管状体30的内壁产生相对运动，并不断摩擦管状体30的内壁，对管状体30内壁进行抛光；磨粒中还包括磁敏粒子，磁敏粒子能够加强磁链刷的强度，优化抛光效果。
需要说明的是，可从管状体30的端面向其内部投入磨料，本实施例中的抛光装置，不受管状体内部形状以及孔径大小的限制，磁链刷能够跟随管件内部形状的改变而进行改变，具有良好的柔性，可以到达工件的任意部位，克服了因管件孔径较小限制管件内部粗糙度的问题；并且磨料为液态，完成抛光后，可通过吹气或者清洗方式清洗残余磨料，加工较为便捷。
还包括第二驱动元件40，第二驱动元件40与磁性体10连接并驱动磁性体10绕与管状体30的轴线平行的方向转动，磁性体10转动的同时，磁力线发生变化，管状体30内部的磁链刷随着磁力线方向的变化重新排列，磨料跟随管状体30的转动在管状体30的内部不断翻滚，磨粒不断进行更新，使紧贴管状体30内壁面的磨粒不断进行新陈代谢，保持磨粒的自锐性，提高抛光效果。
还可通过设置磁力线变化的磁场实现磁链刷在管状体内部的滚动。管状体30内部的磨料不断翻滚，并重新结合形成新的磁力刷，改变磨料自身相对固定的形态，使紧贴管状体30壁面的磨粒不断更新，使磨粒保持自锐性，并且随着管状体30的转动，磨粒与管状体30内壁之间的摩擦加大，增强磨粒对管状体30内壁的抛光强度，提高磨粒的利用率以及对管状体30内壁的抛光效果。具体为，磁性体10沿与管状体30的轴线平行的方向进行转动，使管状体30内部的磁链刷的运动方向与管状体30转动方向相反，增强磨粒与管状体30内壁之间的摩擦强度，提高磨粒对管状体30内壁的抛光效率。磁性体10可设置为永磁体，设置磁力线变化的磁场方法不限于此，如还可变化磁性体10与管状体30之间的相对位置等。
第二驱动元件40还能够驱动磁性体10沿平行于管状体30的轴线方向进行往复移动，使磁链刷跟随磁性体10的移动在管状体30的内部移动，并随着磨料在管状体30内部的滚动，磨粒对管状体30内壁的不同部位进行抛光，优化抛光效果。磨粒跟随磁性体10的往复移动，反复对管状体30的内壁进行抛光，进一步提高磨粒对管状体30的抛光效果。
上述磁性体10与管状体30之间的相对运动方式不限于此，如，第一驱动元件20可驱动管状体30沿管状体30的轴线进行移动，磁性体10保持固定，实现管状体30与磁性体10之间的相对运动；或者第一驱动元件20驱动管状体30沿管状体30的轴线移动，同时第二驱动元件40驱动磁性体10沿平行于管状体30轴线的方向进行移动，管状体30与磁性体10的移动方向相反，同样实现二者的相对运动，使磁链刷在管状体30的内部往复移动。
还包括基座50，第一驱动元件20及第二驱动元件40安装于基座50上，本实施例中的第一驱动元件20与第二驱动元件40分布于基座50的两侧，磁性体10位于管状体30的侧部。第一驱动元件20上还安装有第一夹具60，第一夹具60用于夹持管状体30；第二驱动元件40上还安装有第二夹具70，第二夹具70用于夹持磁性体10，实现磁性体10与第二驱动元件40之间的相对固定以及管状体30与第一驱动元件20之间的相对固定。磁性体10的外表面与管状体30的外表面之间相距1mm-10mm，保证管状体30处具有足够的磁场强度，以使磨粒在足够的磁场力作用下对管状体30进行抛光。
第一驱动元件20可采用直流电机，第二驱动元件40可采用步进电机，第一驱动元件20的最高转速为6000r/min，第二驱动元件40的最高转速为2500r/min。管状体30的优选转速为4000r/min，磁性体10的优选转速为600r/min。第二夹具70可采用三爪卡盘，第二驱动元件40上安装有丝杆，磁性体10固定于丝杆上，使磁性体10在第二驱动元件40的带动下沿与管状体30平行的方向移动；或者，第二驱动元件40滑动安装于基座50上，第二驱动元件40能够沿管状体30的轴线方向在基座50上移动，使第二驱动元件40驱动磁性体10转动的同时带动磁性体10进行移动。在基座50上设置两个第一夹具60对管状体30进行加持，两个第一夹具60分设于管状体30的两端，实现管状体30与基座50的相对固定，使管状体30在进行抛光过程中保持平衡与稳定，优化抛光效果。管状体30可以是孔径较小的且非磁性的细管、细长管、毛细管、直管或者弯管。
磁性体10可采用永磁体或者电磁体，本实施例中的磁性体10采用永磁体，如方形磁铁或者环形圆柱磁铁；因环形圆柱磁铁在转动过程中，磁力线产生周期性变化，磁场强度均匀，具有较好的抛光效果，优选为环形圆柱磁铁，材料为钕铁硼并沿直径方向充磁。
磁流体为磁性复合流体磨浆的基液，优选为具有良好流动性能的纳米级四氧化三铁颗粒的水基悬浊液。磨粒可选择为微米级的三氧化二铝颗粒或者金刚石粉末，磨粒具有较高的硬度，能够对管状体30的内壁进行打磨，且磨粒呈圆形，在进行抛光时不会在管状体30的内壁产生划痕，优选直径为3～7μm。磁敏粒子可选用微米级羰基铁粉，羰基铁粉分散于磁流体中能够加强磁链刷的强度，提高磁链刷的剪切屈服应力以及材料去除率，优化抛光效果；并且羰基铁粉的磁导率较高、磁矫顽力较低，能够满足磁流体的流变性要求。磨料中还包括α-纤维素，α-纤维素可以交织在磁链刷中，提高磁链刷的强度和韧性。
以上是对本实用新型的较佳实施例进行了具体说明，但本实用新型并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (5)
1.一种基于磁性复合流体的抛光装置，其特征在于，包括管状体、第一驱动元件以及磁性体，所述第一驱动元件用于驱动磁性体或待抛光的管状体转动，所述磁性体置于所述管状体的侧部，所述管状体内部设有磁流体及磨粒。
2.根据权利要求1所述的基于磁性复合流体的抛光装置，其特征在于，包括磁感线变化的磁场，所述管状体位于所述磁场内。
3.根据权利要求1所述的基于磁性复合流体的抛光装置，其特征在于，还包括第二驱动元件，所述第二驱动元件与所述磁性体连接并驱动所述磁性体绕与所述管状体的轴线平行的方向转动，所述管状体与所述磁性体的转动方向相同。
4.根据权利要求3所述的基于磁性复合流体的抛光装置，其特征在于，所述第二驱动元件驱动所述磁性体沿与所述管状体的轴向平行的方向进行移动。
5.根据权利要求3所述的基于磁性复合流体的抛光装置，其特征在于，还包括基座，所述第一驱动元件与第二驱动元件安装于所述基座上，所述第一驱动元件上安装有第一夹具，所述第一夹具用于夹持所述管状体，所述第二驱动元件上安装有第二夹具，所述第二夹具用于夹持所述磁性体。
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| CN202021421020.3U CN213106270U (zh) | 2020-07-17 | 2020-07-17 | 一种基于磁性复合流体的抛光装置 |
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| CN (1) | CN213106270U (zh) |
Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN111843627A (zh) * | 2020-07-17 | 2020-10-30 | 南方科技大学 | 一种基于磁性复合流体的抛光方法及抛光装置 |
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2020
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