CN215035943U - 一种复合振动磁场辅助光整加工装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及磁场辅助光整加工技术，特别提供了一种复合振动磁场辅助光整加工装置。所述装置包括旋转轴、超声辅助装置、上端磁体、光整主体装置和三轴精密位移平台，所述光整主体装置包括光整介质池、壳体、超声空化单元、导向固定单元、低频振动单元以及光整介质循环控制系统，所述低频振动单元包括下端磁体、铁芯和电磁线圈，电磁线圈通入交变电流后，铁芯的顶端实现N级与S级的交替，往复吸引与排斥下端磁体，进而实现光整介质池的轴向低频振动，同时提供了交变磁场，结合超声辅助装置的高频振动，达到光整加工区域的复合振动，联合超声辅助装置旋转、超声空化效果以及进给运动，实现高效高质光整加工。
Description
技术领域
本实用新型涉及磁场辅助光整加工技术，特别提供了一种复合振动磁场辅助光整加工装置。
背景技术
光整加工技术作为典型的表面精加工技术，可以减少和细化表面粗糙度，去除划痕、微观裂纹等表面缺陷，从而改善表面加工质量，提高表面光洁度。目前，磁场辅助光整加工技术作为一种应用最为广泛的光整技术，主要利用磁场驱动微纳磨粒冲击零部件/构件表面，去除表面层微观缺陷，降低表面粗糙度。其技术主要有磁力研磨、磁流变抛光、磁流体抛光以及磁射流抛光等等，具有游离磨料的自适应性、可控性等优势，有效解决了复杂结构零部件/构件精密与超精密光整加工中的诸多难题。尽管如此，磁场辅助光整加工仍然存在光整介质不稳定、光整周期长、材料去除率差、尺寸精度不易控制、加工轨迹单一等难题，一定程度上限制了磁场辅助光整加工的应用范围。因此，开发面向零部件/构件高效高质的磁场辅助光整装置，存在重要的理论意义和实际应用价值。本实用新型提出了一种复合振动磁场辅助光整加工装置，通过永磁体与电磁线圈的配合使用，实现轴向低频振动，同时提供了交变磁场，结合超声辅助装置的高频振动，达到光整加工区域的复合振动，联合超声辅助装置旋转、超声空化效果以及进给运动，实现高效高质光整加工。
发明内容
本实用新型提供了一种复合振动磁场辅助光整加工装置，通过永磁体与电磁线圈的配合使用，实现轴向低频振动，同时提供了交变磁场，结合超声辅助装置的高频振动，达到光整加工区域的复合振动，联合超声辅助装置旋转、超声空化效果以及进给运动，实现高效高质光整加工。
本实用新型的一种复合振动磁场辅助光整加工装置所提供的技术方案：所述装置包括旋转轴、超声辅助装置、上端磁体、光整主体装置和三轴精密位移平台，所述超声辅助装置包括超声波发生器、换能器和变幅杆，所述超声辅助装置固定于旋转轴上，所述上端磁体与工件通过胶接固定于超声辅助装置的末端，所述光整主体装置包括光整介质池、壳体、超声空化单元、导向固定单元、低频振动单元、循环泵、单向阀、搅拌器、温度控制器、介质储存池以及导管，所述循环泵、单向阀、搅拌器、温度控制器、介质储存池以及导管构成光整介质循环控制系统，所述光整介质通过光整介质循环控制系统流通于光整介质池与介质储存池之间，所述低频振动单元包括下端磁体、铁芯和电磁线圈，所述下端磁体固定于光整介质池底部，所述电磁线圈通入交变电流后，铁芯的顶端实现N级与S级的交替，往复吸引与排斥下端磁体，进而实现光整介质池的轴向低频振动，同时提供了交变磁场，结合超声辅助装置的高频振动，达到光整加工区域的复合振动，所述光整主体装置安装于三轴精密位移平台上。
本实用新型的有益效果是：1、本实用新型所述的一种复合振动磁场辅助光整加工装置，通过永磁体与电磁线圈的配合使用，实现轴向低频振动，同时提供了交变磁场，结合超声辅助装置的高频振动，达到光整加工区域的复合振动。2、本实用新型所述的一种复合振动磁场辅助光整加工装置，超声空化单元实现间歇式工作，通过超声空化的作用光整工件的侧面，同时保持光整介质的高性能。3、本实用新型所述的一种复合振动磁场辅助光整加工装置，通过改变超声辅助装置与低频振动单元的通入频率和振幅，优化光整质量与提高光整效率。
附图说明
图1是本实用新型的一种复合振动磁场辅助光整加工装置的整体结构示意图。
图2是本实用新型的一种复合振动磁场辅助光整加工装置的光整主体装置以及超声辅助装置结构示意图。
图3是本实用新型的一种复合振动磁场辅助光整加工装置的低频振动单元结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1、图2和图3说明本实施方式所述装置包括旋转轴（1-1）、超声辅助装置（1-2）、上端磁体（1-3）、光整主体装置（1-5）和三轴精密位移平台（1-6），所述超声辅助装置（1-2）包括超声波发生器（2-1）、换能器（2-2）和变幅杆（2-3），所述超声辅助装置（1-2）固定于旋转轴（1-1）上，所述上端磁体（1-3）与工件（1-4）通过胶接固定于超声辅助装置（1-2）的末端，所述光整主体装置（1-5）包括光整介质池（2-4）、壳体（2-6）、超声空化单元（2-7）、导向固定单元（2-8）、低频振动单元（2-9）、循环泵（2-10）、单向阀（2-11）、搅拌器（2-12）、温度控制器（2-13）、介质储存池（2-14）以及导管（2-15），所述循环泵（2-10）、单向阀（2-11）、搅拌器（2-12）、温度控制器（2-13）、介质储存池（2-14）以及导管（2-15）构成光整介质循环控制系统，所述光整介质（2-5）通过光整介质循环控制系统流通于光整介质池（2-4）与介质储存池（2-14）之间，所述低频振动单元（2-9）包括下端磁体（3-1）、铁芯（3-2）和电磁线圈（3-3），所述下端磁体（3-1）固定于光整介质池（2-4）底部，所述电磁线圈（3-3）通入交变电流后，铁芯（3-2）的顶端实现N级（3-4）与S级（3-5）的交替，往复吸引与排斥下端磁体（3-1），进而实现光整介质池（2-4）的轴向低频振动，同时提供了交变磁场，结合超声辅助装置（1-2）的高频振动，达到光整加工区域的复合振动，所述光整主体装置（1-5）安装于三轴精密位移平台（1-6）上。
具体实施方式二：结合图1和图2说明本实施方式所述光整主体装置（1-5）包含光整介质循环控制系统，打开循环泵（2-10）与搅拌器（2-12）的控制开关，温度控制器（2-13）设定为25 ℃，光整介质（2-5）通过光整介质循环控制系统流通于光整介质池（2-4）与介质储存池（2-14）之间，且始终保持固定的温度与均匀性，其它与具体实施方案一相同。
具体实施方式三：结合图1、图2和图3说明本实施方式所述低频振动单元（2-9）的电磁线圈（3-3）通入50 Hz的交变电流，铁芯（3-2）的顶端实现N级（3-4）与S级（3-5）的交替，往复吸引与排斥下端磁体（3-1），进而实现光整介质池（2-4）的轴向低频振动，为光整加工提供辅助振动，降低光整介质（2-5）的沉降，保障了光整介质（2-5）的性能，同时提供了交变磁场，实现光整加工过程中磁场强度的调控，其它与具体实施方案一或二相同。
具体实施方式四：结合图1、图2和图3说明本实施方式所述超声辅助装置（1-2）的超声波发生器（2-1）通入20 kHz的频率，通过换能器（2-2）将电信号转化为机械振动，在利用变幅杆（2-3）放大振动幅度，实现加工区域的高频振动，结合低频振动单元（2-9）的轴向低频振动，达到光整加工区域的复合振动，其它与具体实施方案一、二或三相同。
具体实施方案五：结合图1和图2说明本实施方式所述超声空化单元（2-7）的控制开关被设定为每隔10 min触发一次，保持时间为2 min，超声空化单元（2-7）实现间歇式工作，通过超声空化的作用光整工件（1-4）的侧面，同时保持光整介质（2-5）的高性能，其它与具体实施方式一、二、三或四相同。
具体实施方式六：结合图1、图2和图3说明本实施方式一、二、三、四或五中任意一个具体实施方式所述装置进行光整加工步骤如下：
（1）将工件（1-4）通过胶接固定于超声辅助装置（1-2）的末端，并调整Z轴距离，使其移至光整加工区域；
（2）将光整介质（2-5）放入介质储存池（2-14），打开循环泵（2-10）与搅拌器（2-12）的控制开关，温度控制器（2-13）设定为25 ℃；
（3）将50 Hz的交变电流通入低频振动单元（2-9）的电磁线圈（3-3）中，实现光整介质池（2-4）的轴向低频振动；
（4）将20 kHz频率的信号通入超声辅助装置（1-2），实现光整加工区域的高频振动；
（5）调整超声空化单元（2-7）的控制开关，将其设定为每隔10 min触发一次，保持时间为2 min；
（6）调整旋转轴（1-1）的控制信号与三轴精密位移平台（1-6）的进给信号，从而实现工件（1-4）的高效高质光整加工。
以上所述实施方式仅为本实用新型的个别优选实施例，其目的在于帮助理解本实用新型的内容及其核心思想，并不用于限制本实用新型。凡对本领域的技术人员来说，本实用新型在具体实施方式和应用上可以有各种更改和变化。凡对本实用新型所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种复合振动磁场辅助光整加工装置，其特征在于：所述装置包括旋转轴（1-1）、超声辅助装置（1-2）、上端磁体（1-3）、光整主体装置（1-5）和三轴精密位移平台（1-6），所述超声辅助装置（1-2）固定于旋转轴（1-1）上，所述上端磁体（1-3）与工件（1-4）通过胶接固定于超声辅助装置（1-2）的末端，所述光整主体装置（1-5）安装于三轴精密位移平台上。
2.根据权利要求1所述的一种复合振动磁场辅助光整加工装置，其特征在于：所述光整主体装置（1-5）包括光整介质池（2-4）、壳体（2-6）、超声空化单元（2-7）、导向固定单元（2-8）、低频振动单元（2-9）、循环泵（2-10）、单向阀（2-11）、搅拌器（2-12）、温度控制器（2-13）、介质储存池（2-14）以及导管（2-15），所述循环泵（2-10）、单向阀（2-11）、搅拌器（2-12）、温度控制器（2-13）、介质储存池（2-14）以及导管（2-15）构成光整介质循环控制系统，所述光整介质（2-5）通过光整介质循环控制系统流通于光整介质池（2-4）与介质储存池（2-14）之间。
3.根据权利要求1与权利要求2所述的一种复合振动磁场辅助光整加工装置，其特征在于：所述超声辅助装置（1-2）包括超声波发生器（2-1）、换能器（2-2）和变幅杆（2-3），所述低频振动单元（2-9）包括下端磁体（3-1）、铁芯（3-2）和电磁线圈（3-3），所述下端磁体（3-1）固定于光整介质池（2-4）底部，所述电磁线圈（3-3）通入交变电流后，铁芯（3-2）的顶端实现N级（3-4）与S级（3-5）的交替，往复吸引与排斥下端磁体（3-1），进而实现光整介质池（2-4）的轴向低频振动，结合超声辅助装置（1-2）的高频振动，达到光整加工区域的复合振动。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202120857123.2U CN215035943U (zh) | 2021-04-25 | 2021-04-25 | 一种复合振动磁场辅助光整加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202120857123.2U CN215035943U (zh) | 2021-04-25 | 2021-04-25 | 一种复合振动磁场辅助光整加工装置 |
Publications (1)
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| CN215035943U true CN215035943U (zh) | 2021-12-07 |
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ID=79112950
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| CN202120857123.2U Active CN215035943U (zh) | 2021-04-25 | 2021-04-25 | 一种复合振动磁场辅助光整加工装置 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN215035943U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114603405A (zh) * | 2022-04-06 | 2022-06-10 | 福建工程学院 | 一种便捷式高精度磁流变-超声波复合抛光头 |
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2021
- 2021-04-25 CN CN202120857123.2U patent/CN215035943U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN114603405A (zh) * | 2022-04-06 | 2022-06-10 | 福建工程学院 | 一种便捷式高精度磁流变-超声波复合抛光头 |
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