[发明专利]一种基于磁流变效应的线性抛光加工方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及机械制造领域，具体是一种基于磁流变效应的线性抛光加工方法及其装置。

背景技术

目前市场上一些由简单二维曲面及平面构成的工件，其表面处理普遍开始应用数控技术、机器人技术利用砂纸、砂带等传统磨具进行单机组合、多工位、多工序表面打磨抛光，但是目前的打磨抛光技术存在一个致命的缺陷就是整个工件表面无法一次加工完成，需要多次拼接完成整个工件加工，始终存在刀痕接口，最后造成外表面整体性难以保证，需要后续专门补修工序消除打磨抛光加工拼接痕迹，不但降低效率、增加成本，加工品质也受到影响。

本发明在磁流变抛光技术的研究基础上，提出一种基于磁流变效应的线性抛光加工方法及其装置，基于“点-线-面”的原则，利用自制抛光单元的线加工，将磁流变抛光的高效率、柔性化、可控性、绿色环保等加工特点应用到简单二维复合面型工件的整体外表面抛光加工过程中，解决了其分次加工的弊端，实现工件精整加工，达到工件美观性、光泽和光顺性要求，同时提高良品率和加工效率，降低加工成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种效率高、绿色环保的基于磁流变效应的线性抛光加工方法及其装置。

一种基于磁流变效应的线性抛光加工方法，包括如下步骤：

步骤1：根据工件的材质特点和面型加工要求，在去离子水中加入浓度为30％-45％的微米级羰基铁粉，及加入浓度为10％-15％的微米级磨料，及加入浓度为5％-10％的分散剂和浓度为2％-5％的防锈剂，充分搅拌后形成磁流变工作液；

步骤2：利用工作液循环单元将所述工作液均匀喷洒在抛光单元表面上，启动电机，调节转轴转速逐渐升高，抛光工作液在磁场的作用下，于所述抛光单元表面形成较为均匀的柔性抛光膜；

步骤3：利用真空吸盘吸附待加工的所述工件，降低所述工件的位置，使所述工件表面与所述柔性抛光膜接触，实现其表面的线性加工，并保持所述工件加工区域距离所述抛光单元柱面1-3mm；

步骤4：利用控制柜的数控系统，在驱动装置的支配下，使所述抛光单元与所述工件之间实现X、Y、Z方向的相对运动以及真空吸盘的缓慢旋转，准确控制加工轨迹，实现所述工件外表面线加工到整个外表面的整体加工。

具体的，所述工件可以为具有简单二维曲面、平面或者其复合面型的工件。

具体的，所述的磁场发生器可以为永久性磁体。

一种基于磁流变效应的线性抛光加工装置，包括机床主体、工作台、工作液循环单元、抛光单元和工件夹持单元；所述工作液循环单元包括多通道蠕动泵、工作液容器、马达搅拌器、工作液回收槽、循环管、扁平喷嘴组；所述抛光单元包括调速电机、联轴器、转轴、树脂片、强磁环、转轴螺母；所述工件夹持单元包括、工件、真空吸盘、真空泵、真空泵安装块。

具体的，所述工作液循环单元主要部分静置在承物台上，所述工作液回收槽通过定位块安放在工作台上。

具体的，所述工作液循环单元中，所述多通道蠕动泵的一条循环通道用于将刮入所述工作液回收槽中的工作液通入所述工作液容器中，重新搅拌，另一条循环通道则将搅拌后的工作液通入喷嘴，均匀喷洒在所述抛光单元上形成柔性抛光膜进行抛光，然后被刮刀刮下，再进行循环。

具体的，所述抛光单元中，所述调速电机固定在工作台上，所述转轴通过所述联轴器的平键与电机相连，所述转轴上装有轴承对用于支撑转轴并保证其高速平稳转动，在所述转轴上间隔套有所述树脂片和所述强磁环，在所述转轴的无轴肩一侧有一定长度的螺纹，利用轴肩和所述转轴螺母可将套件夹紧，形成所述抛光单元。

具体的，轴承对和刮刀通过柱销固定在工作液回收槽上，所述扁平喷嘴组固定安装在工作液回收槽一边，与所述转轴平行；所述工件夹持单元中，真空泵安装在真空泵安装块上，并与真空吸盘相通，用于吸附夹持工件。

具体的，所述装置在驱动装置的支配下具有X、Y、Z三向进给运动及绕C轴的旋转运动，其中工作台具有X、Y方向的进给运动，真空泵安装块具有Z向进给运动，真空吸盘安装在C轴上可旋转，由控制柜进行编程控制。

具体的，所述转轴选用非磁性材料不锈钢，所述强磁环选用钕铁硼N35材质的磁环，所述强磁环采用轴向充磁的方式，相邻的强磁环采用同向磁极相邻安装的方式。