[发明专利]一种恒压式超声波辅助磁流变抛光方法及装置

权利要求书

1.一种恒压式超声波辅助磁流变抛光方法，其特征在于它包括以下步骤：

(1)将工件安装在双回转工作台上，由双回转工作台带动工件实现A、C轴回转；

(2)调整微小球磨头和工件距离，使二者间形成间隙，通过控制系统设定安装在微小球磨头上方的电磁线圈铁芯伸出处测力传感器的阈值P₁和P₂，其中P₁＜P₂，P₁和P₂为加工过程中磁流变液对工件的作用力；

(3)启动主轴带动微小球磨头旋转，并同时启动超声波振动装置，带动微小球磨头做超声振动，在微小球磨头和工件形成的间隙中通过输出管道喷射混入了磨料并经搅拌装置搅拌均匀的磁流变液，接通电磁线圈开关以在微小球磨头和工件最小间隙处形成最强磁场，根据测力传感器的实时测量结果，控制系统向Z轴驱动装置的动力源输出进给量控制信号，调整微小球磨头沿Z轴移动距离，直到使测力传感器的测量结果P满足P₁<P<P₂；在所述的磁流变液流出加工区域处设置回收管道，利用回收管道上的回收泵产生的负压作用，将从加工区域流出的磁流变液回收到磁流变容器中，经搅拌后重新通过输出泵经输出管道输出到加工区域循环利用；

(4)分别根据被加工工件的表面形状，控制系统向X、Y、Z轴驱动装置的动力源输出进给量控制信号从而控制微小球磨头沿X、Y、Z轴方向进给，控制系统向A、C轴驱动装置的动力源输出旋转角度控制信号从而控制工件沿A、C轴转动，实现微小球磨头沿X、Y、Z轴方向进给以及工件沿A、C轴转动的联动控制以对工件进行抛光，反复对工件进行抛光直至完成对工件的加工，在对工件进行加工的同时根据测力传感器的实时测量结果，通过控制系统控制主轴带动微小球磨头进给调整微小球磨头和工件间的最小间隙，或者控制输出泵的输出量，或者调整电磁线圈的电流强度，来调节加工区域内磁流变液对工件的作用力值，使其在加工过程中始终满足P₁<P<P₂的要求，以保证加工过程中加工区域内磁流变液对工件的作用力值的稳定，从而实现对工件表面均匀稳定的材料去除。

2.根据权利要求1所述的一种恒压式超声波辅助磁流变抛光方法，其特征在于：当所述的步骤(1)中的工件需要粗加工、半精加工以及精加工时，所述的步骤(2)中粗加工阶段的P₁、P₂值及P₂-P₁值大于半精加工阶段的P₁、P₂值及P₂-P₁值，半精加工阶段的P₁、P₂值及P₂-P₁值大于精加工阶段的P₁、P₂值及P₂-P₁值。

3.一种实现权利要求1方法的装置，其特征在于：它包括微小球磨头，所述的微小球磨头安装在电磁线圈的铁芯伸出的端部，所述的电磁线圈的另一端和超声波振动装置的变幅杆一端联结在一起，所述变幅杆的另一端联结在超声波发生器上，所述的超声波发生器安装在竖直设置的主轴上，所述的主轴与主轴动力源相连，在电磁线圈和主轴连接的部位设置有电磁绝缘板，所述的主轴与能够实现X、Y、Z轴方向驱动的X、Y、Z轴驱动装置相连并且所述的主轴能够在X、Y、Z轴驱动装置的驱动下与沿X、Y、Z轴方向设置的导轨滑动配合，所述的沿Y轴设置的导轨安装在基座的顶部，在所述的基座上连接有与A、C轴驱动装置相连的双回转工作台，所述的双回转工作台能够在A、C轴驱动装置的驱动下沿A、C轴旋转，所述的双回转工作台安装在微小球磨头的下方，微小球磨头上方的电磁线圈铁芯伸出处安装有测力传感器，一个磁流变容器安装在基座上，在所述的磁流变容器上安装有搅拌机，其上安装有回收泵的回收管道一端设置在微小球磨头和工件形成的间隙中并且其另一端与磁流变容器的进口相连，其上安装有输出泵的输出管道一端设置在与回收管道的一端相对设置的微小球磨头和工件形成的间隙中并且其另一端与所述的磁流变容器的出口相连，一台控制系统分别与搅拌机电机、X、Y、Z轴驱动装置的动力源、A、C轴驱动装置的动力源、回收泵的电机、输出泵的电机、主轴的动力源、电磁线圈以及测力传感器相连，所述的控制系统用于读取测力传感器输出的作用力信号并根据所述的作用力信号向搅拌机电机、X、Y、Z轴驱动装置的动力源、A、C轴驱动装置的动力源、回收泵的电机、输出泵的电机、主轴的动力源以及电磁线圈输出控制信号。