CN215919917U - 可旋转式磁流变动压加工装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了可旋转式磁流变动压加工装置，包括旋转夹具、磁流变装置、圆形抛光槽、圆形抛光辊子、压力测试器；所述圆形抛光辊子设置于圆形抛光槽内部，且与圆形抛光槽同圆心；旋转夹具设置于圆形抛光槽一侧，磁流变装置设置于设有旋转夹具的圆形抛光槽一侧，压力测试器设置于旋转夹具的一侧。本实用新型通过线性变动压装置与磁流变装置的结合，利用磁性磨粒带动周围抛光液的加速，让抛光液中的磨粒以更大的速度撞击工件表面，极大地提高了加工效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及流体抛光加工技术领域，尤其涉及可旋转式磁流变动压加工装置。
背景技术
目前，抛光加工技术根据抛光盘与工件的接触情况分为接触式抛光与非接触式抛光，在接触式抛光中，工件与抛光盘直接接触，磨粒在两者之间接触摩擦，实现材料的脆性去除，非接触式抛光过程中，工件与抛光盘没有直接接触，磨粒游离在抛光盘和工件之间，抛光盘运动带动磨粒撞击工件表面，实现材料的塑性去除，与塑性去除相比脆性去除对材料的亚表面有较为明显的损伤。因此，非接触式的抛光技术是获取超光滑无损伤表面的重要加工技术。而线性液动压抛光技术则是在非接触抛光技术上发展起来的新型抛光加工技术。
当辊子完全浸没在抛光液中时，抛光辊子与工件之间与其他部分相比较，会相对保持一个极小的间隙。当电机启动，主轴带动辊子高速旋转，辊子与工件的间隙中的流体存在速度梯度而产生相应的剪切力，抛光液由大口流进小口流出产生动压力，在剪切力和动压力的共同驱动下，磨粒以一定角度冲击工件表面去除微凸起，提高工件表面质量。
在现阶段的研究中，发现当工件与辊子之间的距离越小，产生的线性液动压力越大。但是因为机器本身各个零部件的加工精度存在极限，辊子在运动过程中会出现跳动，以及水流带动装置震动等问题。加工过程中，辊子与工件接近到一定距离后，便可能出现擦碰的情况，产生的液动压力无法大幅提升，加工效率因此也大大降低。由于短时间无法解决机器精度的问题，于是便引入了磁流变装置，用来提升加工效率。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术的缺陷，提供可旋转式磁流变动压加工装置，可以有效减少装置振动、提高磨粒冲击动能。
为了实现以上目的，本实用新型采用以下技术方案：
可旋转式磁流变动压加工装置，包括旋转夹具、磁流变装置、圆形抛光槽、圆形抛光辊子、压力测试器；所述圆形抛光辊子设置于圆形抛光槽内部，且与圆形抛光槽同圆心；旋转夹具设置于圆形抛光槽一侧，磁流变装置设置于设有旋转夹具的圆形抛光槽一侧，压力测试器设置于旋转夹具的一侧。
进一步的，还包括基座，所述的圆形抛光槽设置于基座上。
进一步的，所述基座内部还设有电机。
进一步的，所述基座下还设有减震脚垫。
进一步的，还包括磁流变控制装置，与磁流变装置通信连接，用于控制磁流变装置探出圆形抛光槽的距离。
进一步的，还包括转速控制器，与电机通信连接，用于开启/关闭电机。
与现有技术相比，本实用新型通过线性变动压装置与磁流变装置的结合，利用磁性磨粒带动周围抛光液的加速，让抛光液中的磨粒以更大的速度撞击工件表面，极大地提高了加工效率。通过控制磁流变装置的探出角度与距离，间接地控制磨粒撞击工件的速度与角度，并通过压力测试装置及时反馈，可以有效地抑制工件表面及亚表面裂纹的产生，以及释放工件表面加工应力，很大程度上改善了工件表面质量，旋转式的夹持装置不仅满足了平面工件的加工，更是解决了小曲率半径凸球面面形工件加工难的问题。而圆形抛光槽，与基座底部的八个减震垫脚的配合，可以有效减少装置的震动，这对超精密加工具有重要意义。
附图说明
图1是实施例一提供的可旋转式磁流变动压加工装置部分结构仰视图；
图2是实施例一提供的可旋转式磁流变动压加工装置结构图；
其中，1.旋转夹具；2.磁流变装置；3.圆形抛光槽；4.圆形抛光辊子；5.压力测试器；6.磁流变控制装置；7.基座；8.减震脚垫；9.转速控制器。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本实用新型的目的是针对现有技术的缺陷，提供了可旋转式磁流变动压加工装置。
实施例一
本实施例提供可旋转式磁流变动压加工装置，如图1-2所示，包括旋转夹具1、磁流变装置2、圆形抛光槽3、圆形抛光辊子4、压力测试器5；圆形抛光辊子4设置于圆形抛光槽3内部，且圆形抛光辊子4与圆形抛光槽3同圆心；旋转夹具1设置于圆形抛光槽3一侧，且旋转夹具1一端展示在圆形抛光槽3表面外部，另一端穿过圆形抛光槽3表面，但未与圆形抛光辊子4接触，旋转夹具1为可匀速转动的夹具；磁流变装置2设置于圆形抛光槽一侧，与旋转夹具1在同一侧，且磁流变装置2有两个，分别位于旋转夹具1两侧；压力测试器5设置于旋转夹具1的另一侧，即设置于穿过圆形抛光槽3表面的一侧。
在本实施例中，还包括基座7、电机、减震脚垫8、磁流变控制装置6、转速控制器9；电机设置于基座7内部，减震脚垫8设置于基座7下方；基座7设置于圆形抛光槽3下，且用于放置圆形抛光槽3；磁流变控制装置6与磁流变装置2通信连接，用于控制磁流变装置探出圆形抛光槽的距离；转速控制器9与电机通信连接，用于开启/关闭电机。其中，本实施例的减震胶垫设置为8个。
可旋转式磁流变动压加工装置的具体使用方法为：
抛光液加入圆形抛光槽3内，当用转速控制器9启动电机时，圆形抛光辊子4被电机带动匀速转动时，工件被夹持安装在旋转夹具1上。为了让仅仅只产生一条带状的液动压力能够均匀地去除工件表面材料，旋转夹具1自身提供一个360°的转动，可用来加工平面以及具有一定弧度的工件；当磨料在圆形抛光槽3内被圆形抛光辊子4带动流动时，圆形抛光槽3因为设计成圆形，可以尽量减少磨料与圆形抛光槽3壁面的撞击，减少加工时液体飞溅以及减少因为撞击而带来的装置振动与液体扰动，提高加工精度。加工时，磨料中一部分带有磁性的磨粒在通过磁流变装置2加速时，可以以更大的速度撞击向工件。在通过图2中的磁流变控制器6的实时反馈，可以有效地调控磁流变装置2探出圆形抛光槽3的距离，当磁流变装置2探出距离与旋转夹具1上工件的位置齐平时，可以使磨粒与工件保持几乎0°撞击工件表面突起，有效提高加工效率，以及工件表面质量。同理，通过磁流变控制器6，设定周期调控磁流变装置2的探出距离，可以进一步利用改变磁性磨粒撞击工件表面的角度，撞击力通过压力测试器5测得，变化的压力使得工件表面的应力松弛，进一步提高工件性能。
在加工过程中，基座7用来进行配重，而减震垫脚8则是用来平衡因为电机与圆形抛光辊子4转动带来的微小角度的晃动，以此使得装置整体获得一个更高的精度，这在高精度的纳米级表面加工中具有很重要的作用。需要说明的是，在实际加工中，如果震动较大，可以更换相应减震垫脚的型号，或者安装更多的垫脚。
本实施例随着辊子的转动，圆形抛光槽内的抛光液从工件与圆形抛光辊子之间的狭小的间隙通过，形成速度梯度。抛光液中的磨粒以一定的角度，撞击在工件表面，形成材料去除达到抛光效果。而因为速度梯度存在，工件与圆形抛光辊子之间间隙最小处即为加工压力最大位置，呈带状。为了达到整块工件表面的加工效果，引入了旋转夹具，该旋转夹具通过匀速旋转，让带状加工压力匀速扫过工件表面。该种加工形式，不仅可以加工平面工件，更适合小曲率半径凸球面面形工件的抛光加工。而磁流变装置安装在圆形抛光槽左右两侧，通过加入磁性颗粒，带动周围抛光液的加速运动，以更大的动能冲击工件表面，提升加工效率。同时可以通过控制磁流变装置探出圆形抛光槽的距离，即与旋转夹具的相对位置来控制抛光液中的磨粒的撞击角度。安装在旋转夹具表面的压力测试器，可以实时反馈加工压力，通过加工压力的变化，达到一个应力松弛的效果，提高工件表面性能。
与现有技术相比，本实施例通过线性变动压装置与磁流变装置的结合，利用磁性磨粒带动周围抛光液的加速，让抛光液中的磨粒以更大的速度撞击工件表面，极大地提高了加工效率。通过控制磁流变装置的探出角度与距离，间接地控制磨粒撞击工件的速度与角度，并通过压力测试装置及时反馈，可以有效地抑制工件表面及亚表面裂纹的产生，以及释放工件表面加工应力，很大程度上改善了工件表面质量，旋转式的夹持装置不仅满足了平面工件的加工，更是解决了小曲率半径凸球面面形工件加工难的问题。而圆形抛光槽，与基座底部的八个减震垫脚的配合，可以有效减少装置的震动，这对超精密加工具有重要意义。
注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (6)
1.可旋转式磁流变动压加工装置，其特征在于，包括旋转夹具、磁流变装置、圆形抛光槽、圆形抛光辊子、压力测试器；所述圆形抛光辊子设置于圆形抛光槽内部，且与圆形抛光槽同圆心；旋转夹具设置于圆形抛光槽一侧，磁流变装置设置于设有旋转夹具的圆形抛光槽一侧，压力测试器设置于旋转夹具的一侧。
2.根据权利要求1所述的可旋转式磁流变动压加工装置，其特征在于，还包括基座，所述的圆形抛光槽设置于基座上。
3.根据权利要求2所述的可旋转式磁流变动压加工装置，其特征在于，所述基座内部还设有电机。
4.根据权利要求2所述的可旋转式磁流变动压加工装置，其特征在于，所述基座下还设有减震脚垫。
5.根据权利要求1所述的可旋转式磁流变动压加工装置，其特征在于，还包括磁流变控制装置，与磁流变装置通信连接，用于控制磁流变装置探出圆形抛光槽的距离。
6.根据权利要求3所述的可旋转式磁流变动压加工装置，其特征在于，还包括转速控制器，与电机通信连接，用于开启/关闭电机。
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