[发明专利]一种珩磨式磁流变抛光方法及装置

说明书

本发明涉及抛光设备和工艺领域，特别是一种珩磨式磁流变抛光方法及装置。抛光头内置电磁铁，在抛光头外表面形成高梯度磁场，磁流变抛光液从抛光头内腔流出在磁场作用下，迅速流变成具有黏塑性的Bingham介质，通过调整励磁电流的大小可调节磁场作用下磁流变抛光液的剪切屈服强度以及对工件表面的压力；抛光头由调速电机驱动作高速旋转运动，工件在滚珠丝杠的带动下作往复直线运动，通过抛光头与工件的相对运动实现对工件表面的材料去除；流经抛光区域的磁流变抛光液经由收集装置收集起来，经过过滤杂质、补充水分、充分搅拌后，继续参与磁流变抛光过程。采用本发明抛光均匀性好，适用于不锈钢、陶瓷、钛合金等非导磁管件内壁的高效抛光。

技术领域

本发明涉及抛光设备和工艺领域，特别是一种利用磁流变抛光液对非导磁管件内壁进行抛光的方法及装置。

背景技术

随着现代制造技术的飞速发展，对各种机械产品的加工质量要求也越来越高，特别是工程中对于一些小直径细长管内壁的光洁度要求越来越高。一般管件内壁在生产过程中会不可避免地产生毛刺、微裂纹、褶皱等表面缺陷，严重影响管件的使用性能和使用寿命，因此需要增加工序对管件内壁进行抛光处理，提高内壁表面质量，消除表面残余应力。

传统的机械抛光劳动强度大、加工效率低，对于细长的管件，受管件形状的限制，一般的抛光工具难以深入管件内部进行抛光。采用磨粒流工艺可以对细长管件内壁进行光整加工，通过半固态的有机高分子材料作为载体，将具有刮削作用的磨粒悬浮在其中形成黏弹性磨料，在压力作用下流动的磨粒流介质挤擦流过管件表面从而实现对管件表面的材料去除，但由于磨料在介质内的分布内在随机性和变量多样性，加工效果受流速、压力方面影响较大，缺乏成熟的理论支持，管件内表面易出现厚薄不均、表面加工不均匀的情况。化学抛光是靠化学试剂的化学浸蚀作用对工件表面进行光整加工，化学抛光设备简单，能够处理细管、带有深孔及形状复杂的零件，生产效率高，但是抛光溶液的使用寿命短，对环境污染非常严重，不适于可持续发展的要求。

采用磁流变抛光技术可以很好地克服上述问题，能实现微米、纳米量级的材料去除，获得高精度的超光滑表面。在磁场作用下磁流变抛光液会迅速流变成“柔性抛光模”，通过“柔性抛光模”与管件的相对运动实现对管件材料的剪切去除。磁流变抛光也是一种确定性精密加工技术，通过磁场控制“柔性抛光模”的大小、形状及强度，结合对“柔性抛光模”运动轨迹的控制，可实现对管件表面的确定性加工策略。目前，磁流变抛光装置主要用于平面、球面、非球面或者3D曲面的表面抛光处理。

发明内容

为了提高管件的使用性能和使用寿命，提高内壁抛光效率，实现管件内壁的磁流变抛光，本发明提供一种操作简单、抛光效率高、抛光均匀性好、能实现磁流变抛光液循环的珩磨式磁流变抛光方法及装置，尤其适用于非导磁管件的内壁抛光。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种珩磨式磁流变抛光方法，抛光头内置电磁铁，在抛光头外表面形成高梯度磁场，磁流变抛光液从抛光头内腔流出在磁场作用下，迅速流变成具有黏塑性的Bingham介质，通过调整励磁电流的大小可调节磁场作用下磁流变抛光液的剪切屈服强度以及对工件表面的压力。抛光头由调速电机驱动作高速旋转运动，工件在滚珠丝杠的带动下作往复直线运动，通过抛光头与工件的相对运动实现对工件表面的材料去除。流经抛光区域的磁流变抛光液经由收集装置收集起来，经过过滤杂质、补充水分、充分搅拌后，继续参与磁流变抛光过程。

所述的珩磨式磁流变抛光方法，具体步骤如下：

步骤1、将管件固定在两端夹具上，通过滚珠丝杠调节管件位置，使得管件右端面与抛光头右端面平齐，管件内壁和抛光头之间留有0.5-2mm的抛光间隙；

步骤2、调整励磁电流大小，使得抛光头和管件内壁之间的抛光区域的磁场强度为100-200mT；