CN216707079U - 一种磁流变抛光装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及精密加工技术领域。本实用新型公开了一种磁流变抛光装置。其中，磁流变抛光装置的一种方案包括包括机架、载液头与第一驱动装置，所述第一驱动装置用于驱动所述载液头转动，所述载液头包括极性相反的第一磁极与第二磁极，所述第一磁极与所述第二磁极沿所述载液头的径向分布。本方案的磁流变抛光装置通过设置沿载液头的径向分布的第一磁极与第二磁极，使得抛光液中的磁性颗粒和磨粒能够集中在载液头侧面，以及底面与侧面的交接区域，且能够在打磨过程中对载液头侧面以及底面与侧面的交接区域的磨粒保持足够的吸附力，从而实现对工件内凹面的抛光。

Description

一种磁流变抛光装置

技术领域

本实用新型涉及精密加工技术领域，尤其是涉及一种磁流变抛光装置。

背景技术

磁流变抛光工艺的基本原理是：抛光液在未加磁场时呈现出低粘度的牛顿流体特性，当受到一定强度的磁场作用时将会产生磁流变效应，呈现出高粘度、低流动性的宾汉体特性，呈现出宾汉体特性的抛光液与产品之间发生相对运动，以达到去除产品表面材料的目的。参照图1，示出了目前磁流变抛光装置载液头的示意图，如图所示，磁流变抛光装置工作时的磁场通常由磁体提供，磁体的一极朝向待加工的工件，磁体的另一极远离待加工的工件，此时磁体的磁力线如图1中的虚线所示，导致抛光液中的磁性颗粒和磨粒集中在载液头底面的中心位置，而载液头侧面，以及底面与侧面的交接区域缺少足够数量且具有足够吸附力的磁性颗粒和磨粒，不利于磁流变抛光装置对工件内凹面的抛光。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的是提供一种磁流变抛光装置，能够使得抛光液中的磁性颗粒和磨粒集中在载液头侧面，以及底面与侧面的交接区域，且能够在打磨过程中对载液头侧面以及底面与侧面的交接区域的磨粒保持足够的吸附力。

本实用新型所采用的技术方案是：

第一方面，提供一种磁流变抛光装置，包括机架、载液头与第一驱动装置，所述第一驱动装置用于驱动所述载液头转动，所述载液头包括极性相反的第一磁极与第二磁极，所述第一磁极与所述第二磁极沿所述载液头的径向分布。

进一步地，还包括永磁体，所述永磁体上设有所述第一磁极与所述第二磁极。

更进一步地，所述永磁体为矩形、圆柱形或者环形。

进一步地，还包括电磁铁，所述电磁铁上设有所述第一磁极与所述第二磁极。

进一步地，所述载液头包括从所述机架中伸出的端部，所述第一磁极与所述第二磁极连接在所述端部上。

进一步地，还包括第二驱动装置，所述第二驱动装置用于驱动所述机架转动，且所述机架的转动方向与所述载液头的转动方向相反。

更进一步地，所述第一驱动装置包括第一电机，所述第一电机的旋转轴与所述载液头连接，所述第二驱动装置包括第二电机与传动装置，所述机架以及所述第二电机的旋转轴分别与所述传动装置连接。

更进一步地，所述传动装置包括主动带轮、从动带轮与同步带，所述主动带轮与所述第二电机的旋转轴连接，所述从动带轮与所述机架连接，所述同步带分别绕设在所述主动带轮与所述从动带轮上；

或者，所述传动装置包括主动齿轮与从动齿轮，所述主动齿轮与所述第二电机的旋转轴连接，所述从动齿轮与所述机架连接，所述主动齿轮与所述从动齿轮啮合。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的一个方案中通过设置沿载液头的径向分布的第一磁极与第二磁极，使得抛光液中的磁性颗粒和磨粒能够集中在载液头侧面，以及底面与侧面的交接区域，且能够在打磨过程中对载液头侧面以及底面与侧面的交接区域的磨粒保持足够的吸附力，从而实现对工件内凹面的抛光。

附图说明

图1是常见磁流变抛光装置加工时的示意图；

图2是本实用新型磁流变抛光装置第一实施例的剖视图；

图3是本实用新型磁流变抛光装置第一实施例加工时的示意图；

图4是利用本实用新型磁流变抛光装置第三实施例进行加工的测试数据图。

具体实施方式

本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型的较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，从而能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

在本实用新型的描述中，如果涉及到方位描述，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。如果某一特征被称为“设置”、“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接设置、固定、连接在另一个特征上，也可以间接地设置、固定、连接在另一个特征上。

在本实用新型的描述中，如果涉及到“若干”，其含义是一个或者多个，如果涉及到“多个”，其含义是两个以上，如果涉及到“大于”、“小于”、“超过”，均应理解为不包括本数，如果涉及到“以上”、“以下”、“以内”，均应理解为包括本数。如果涉及到“第一”、“第二”，应当理解为用于区分技术特征，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

此外，除非另有定义，本实用新型所使用的技术术语和科学术语均与所属技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本实用新型所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本实用新型。

参照图1，示出了常见磁流变抛光装置加工时的示意图。如图所示，常见载液头中的磁体1沿载液头的轴向放置，一端的磁极11朝向待加工工件2，另一端的磁极12则远离待加工工件2，因此抛光液中的磁性颗粒和磨粒集中在载液头底面13的中心位置，而载液头侧面 14，以及底面13与侧面14的交接区域缺少足够数量且具有足够吸附力的磁性颗粒和磨粒，难以对工件2上的内凹面21进行有效的磨削。

一.磁流变抛光装置第一实施例

为解决上述问题，参照图2，示出了磁流变抛光装置第一实施例的剖视图，如图所示，磁流变抛光装置包括机架100、载液头200、第一驱动装置(未示出)、第一轴承300与第二轴承400。

机架100的内部中空，载液头200的主体结构位于机架100的内部，并通过轴承与机架 100转动连接，具体的，机架100的顶部与底部均设有供载液头200伸出的孔，载液头200的上部通过第一轴承300与机架100的内壁转动连接，中部通过第二轴承400与机架100的内壁转动连接，实现载液头200的稳定转动。

载液头200包括壳体210、芯轴220、永磁体230与保护罩240。壳体210包括第一段211，以及与第一段同轴且直径大于第一段211的第二段212，第一段211的外壁连接有第二轴承400，第一段211的内部具有轴向的通孔，芯轴220的底部与永磁体230的顶部均插接在该通孔内，实现芯轴220、永磁体230与壳体210的固定连接。

本实施例中的永磁体230为通过径向充磁的方式制得的圆柱状磁铁，沿载液头200的轴向放置。本实施例中，永磁体230的左侧为第一磁极231，右侧为第二磁极232，即第一磁极231与第二磁极232沿载液头200的径向分布，且第一磁极231与第二磁极232的极性相反。本实施例中的载液头200在加工时的效果可参照图3，图3中的虚线表示磁力线，可见抛光液中的磁性颗粒和磨粒集中在底面以及底面与侧面的交接区域，并且能够在打磨过程中维持较大的吸附力度，从而能够对工件的内凹面进行充分的打磨抛光。此外，还能够起到搅拌抛光液的作用。

本实施例中永磁体230的底部从机架100的底部伸出，由于永磁体230的体积较小，相应的能够伸入至较小的内凹面中，增加磁流变抛光装置的适用范围。由于永磁体230的底部暴露在机架100的外部，为了避免抛光液磨损永磁体230，在永磁体230的底部还套接有保护罩240，以隔绝永磁体230与抛光液。

本实施例中，第一驱动装置为第一电机，第一电机的旋转轴与载液头200的芯轴220直接连接。

使用时，将具有凹陷的工件进行固定，然后使载液头200的底部伸入至凹陷内，并在机架100的底部与工件之间添加抛光液，最后通过第一驱动装置驱动载液头旋转便可以进行打磨动作。对工件的内凹面(位置与图1中的内凹面位置相同)进行多次取样，取样结构参照图4，可见经过90min的加工，工件内凹面的表面粗糙度从70nm下降到3nm，达到了所需的抛光精度。

二.磁流变抛光装置第二实施例

本实施例与第一实施例的区别在于，本实施例中将永磁体230替换为电磁铁，电磁铁上的第一磁极与第二磁极同样沿载液头200的径向分布。为了适应载液头的旋转，电磁铁可以使用电滑环进行供电。

三.磁流变抛光装置第三实施例

本实施例与第一实施例的区别在于，本实施例还包括有第二驱动装置，第二驱动装置包括第二电机，第二电机通过传动装置驱动机架100转动，且转动方向与载液头200的转动方向相反，利用机架100与载液头200逆向旋转产生的转速差对抛光液进行搅拌。

本实施例中的传动装置包括主动带轮、从动带轮与同步带，主动带轮与第二电机的旋转轴连接，从动带轮与机架100连接，同步带分别绕设在主动带轮与从动带轮上。

四.磁流变抛光装置第四实施例

本实施例与第三实施例的区别在于，本实施例中的传动装置包括主动齿轮与从动齿轮，主动齿轮与第二电机的旋转轴连接，从动齿轮与机架连接，主动齿轮与从动齿轮直接啮合或者通过其他齿轮间接啮合。

五.磁流变抛光装置第五实施例

本实施例与第一实施例的区别在于，本实施例中的永磁体230由圆柱体替换为矩形永磁体或者圆环形永磁体。

本实用新型还公开了磁流变抛光工艺的一种实施例，包括以下步骤；

准备第一驱动装置、机架与载液头，第一驱动装置用于驱动载液头旋转，载液头上设置有永磁体，永磁体的两个磁极沿载液头的径向分布；

将载液头的端部伸入至待加工工件的凹陷内，并在载液头与待加工工件之间添加抛光液，然后启动第一驱动装置，通过载液头的转动带动抛光液中的磨粒对待加工工件进行抛光

本实用新型还公开了利用磁流变抛光工艺制得的工件，该工件具有经抛光处理的内凹面。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，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。此外，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (8)

1.一种磁流变抛光装置，其特征在于，包括机架、载液头与第一驱动装置，所述第一驱动装置用于驱动所述载液头转动，所述载液头包括极性相反的第一磁极与第二磁极，所述第一磁极与所述第二磁极沿所述载液头的径向分布。

2.根据权利要求1所述的磁流变抛光装置，其特征在于，还包括永磁体，所述永磁体上设有所述第一磁极与所述第二磁极。

3.根据权利要求2所述的磁流变抛光装置，其特征在于，所述永磁体为矩形、圆柱形或者环形。

4.根据权利要求1所述的磁流变抛光装置，其特征在于，还包括电磁铁，所述电磁铁上设有所述第一磁极与所述第二磁极。

5.根据权利要求1所述的磁流变抛光装置，其特征在于，所述载液头包括从所述机架中伸出的端部，所述第一磁极与所述第二磁极连接在所述端部上。

6.根据权利要求1所述的磁流变抛光装置，其特征在于，还包括第二驱动装置，所述第二驱动装置用于驱动所述机架转动，且所述机架的转动方向与所述载液头的转动方向相反。

7.根据权利要求6所述的磁流变抛光装置，其特征在于，所述第一驱动装置包括第一电机，所述第一电机的旋转轴与所述载液头连接，所述第二驱动装置包括第二电机与传动装置，所述机架以及所述第二电机的旋转轴分别与所述传动装置连接。

8.根据权利要求7所述的磁流变抛光装置，其特征在于，所述传动装置包括主动带轮、从动带轮与同步带，所述主动带轮与所述第二电机的旋转轴连接，所述从动带轮与所述机架连接，所述同步带分别绕设在所述主动带轮与所述从动带轮上；

或者，所述传动装置包括主动齿轮与从动齿轮，所述主动齿轮与所述第二电机的旋转轴连接，所述从动齿轮与所述机架连接，所述主动齿轮与所述从动齿轮啮合。

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