[实用新型]一种磁射流光整加工装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及不规则工件的表面精加工技术领域，具体地说涉及一种磁射流光整加工装置。

背景技术

传统的研磨抛光在应用上有很大的限制，随着精度要求的提高和技术的突破，20世纪80年代，计算机控制光学表面成形技术（简称CCOS技术）的出现大大提高了光学零件的表面光整加工。20世纪90年代后期，美国Rochester大学光学技术中心的W. Kordonski，V. Prokhorov及合作者把磁流变精整加工（MRF）应用到光学零件的加工中，MRF克服了传统光学光整加工技术的许多限制，其切入量非常小，且加工的表面洁净、无刮伤，成为当时一种可控的确定性加工技术。QED公司的Kordonski等人的研究，提出磁射流抛光技术的第一个专利，以及后来的国防科技大学的张学成等人的磁射流抛光技术研究从而实现了磁射流技术的加工应用，在这些研究的基础上开始实现了磁射流抛光技术的应用。

磁射流抛光技术将磨料射流技术和磁流变效应结合起来，同时也可以突破导磁性材料的加工和复杂不规则曲面的加工，尤其是鼻椎体工件的加工，其去除函数相对较稳定，被称为一种确定性的光整加工技术，有确定的加工去除函数，可以较好的控制加工路径，实现面形误差为几十纳米和表面粗糙度达到数埃的精密表面，稳定性较好，应用范围较广，且磁流变液可以循环使用，减少了磨具磨损。

已有的磁流变抛光技术和磁射流抛光技术所针对的加工对象主要为光学零件或者玻璃零件，在加工对象以及加工装置方面少有突破。对于磁流变液的控制和实现方法仍有限制，未能取得满意的效果。

发明内容

本实用新型要克服已有的磁流变抛光技术和磁射流抛光技术不能针对导磁性材料进行加工的不足，提供一种能够对导磁性材料进行精整加工的磁射流光整加工装置。

本实用新型的技术方案是：

一种磁射流光整加工装置，包括机床，所述的机床的主轴上连接有使机床实现x轴、y轴、z轴运动的轴动装置，所述的轴动装置与用于提供磁场的磁场发生装置相连，所述的磁场发生装置中的电磁线圈的内部设有用于喷射磁流变液并使其形成射流束的喷嘴，所述的喷嘴的入口通过磁流变液管与一回收装置相连，所述的喷嘴的出口的正下方设有置于防护罩中的待加工工件，所述的防护罩固定在所述的机床的操作平台上；所述的回收装置包括容纳磁流变液的收容器，所述的收容器内设有伸入所述的磁流变液的电动搅拌器和冷却丝，其特征在于：所述的喷嘴的出口伸入所述的电磁线圈的长度的1/2处，所述的电磁线圈在所述的喷嘴的下方的内侧套有空心圆柱形纯铁，所述的电磁线圈的外部设有磁屏蔽体。

进一步，所述的喷嘴为高磁导性材料。

进一步，所述的磁屏蔽体为多层具有高磁导率的硅钢片。

进一步，所述的防护罩的底部设有与所述的收容器相通的回流管，所述的回流管通过一过滤器伸入所述的收容器内。

进一步，所述的收容器内还设有一温度计。

进一步，所述的磁流变液管的管路上装有隔膜泵。

进一步，所述的电磁线圈的中心轴线和所述的喷嘴的中心轴线在同轴上。

使用时，机床采用普通雕刻机，可以实现电脑精确控制三维定位，实现x轴、y轴、z轴运动，并根据工件的加工特性来对机床进行控制加工路径来实现。机床的主轴可用雕刻机的MACH程序来实现运动。加入磨粒的磁流变液在收容器中通过电动搅拌器充分搅拌，经过隔膜泵的吸入，从具有加入外磁场的喷嘴中喷出，喷嘴周围的电磁线圈通电以后产生平行于射流束方向的磁场，使磁流变液中的铁磁性颗粒形成纵向的磁性链，可以稳定射流束并准直地喷射到工件表面。按照机床本身对机床的主轴编制的程序运作，可以对操作平台进行手工操作，以辅助工件加工，按照加工工件的加工精度确定加工时间。喷射到工件表面的磁流变液失去磁场作用，变成牛顿流体状态，并在重力作用下，流到防护罩中。流入防护罩的磁流变液，经由回流管回流到回收装置的收容器中，回收装置在回收之前通过回流管中的过滤器进行过滤，滤掉加工过程中产生的碎屑，同时避免加工磨削影响磁流变液的加工效果。磁流变液在加工过程中与工件之间的相互作用会使其升温，所以采用冷却丝进行冷却，经过搅拌器充分搅拌后的磁流变液要用温度计进行测温，以保证给冷却丝以合适的温度，然后合适粘度和合适温度的磁流变液再经过隔膜泵进行循环加工。