[发明专利]一种具有电磁流变双效应的抛光装置

说明书

本发明提出了一种具有电磁流变双效应的抛光装置，其结构包括：步进电机(1)、电机架(2)、联轴器(3)、抛光头外壳(4)、导电滑环(5)、紧定螺钉(6)、上电磁铁线圈(7)、上电磁铁铁芯(8)、弹性体外套(9)、工件夹具(10)、隔板(11)、压力应变片(12)、上电极片(13)、电磁流变弹性体(14)、工件(15)、下电极片(16)、工件底座(17)、下电磁铁铁芯(18)、下电磁铁线圈(19)、PWM直流电源B(20)、控制器(21)、高压直流电源(22)、PWM直流电源A(23)、惠斯通电桥(24)。一种具有电磁流变双效应的抛光装置作为一种可控柔性抛光装置，在加工零件时可通过压力应变片实时检测加工压力，随后通过控制电磁场来调节电磁流变弹性体的刚度，使其在抛光时具有固定的抛光力度，使得加工表面更加均匀，同时可根据不同加工零件的硬度调整不同的抛光力度。

技术领域

本发明涉及零件抛光领域，尤其涉及一种具有电磁流变双效应的抛光装置。

技术背景

随着机械行业的飞速发展，精密加工中对零件的尺寸偏差、形位偏差及表面粗糙度要求也越来越高。对于传统的零件加工，常用的提高零件表面粗糙度的加工方式主要为：减小零件加工时刀具的进给量同时提高零件或刀具的旋转速度；通过切换精加工刀具；在加工零件后对零件进行抛光处理等。而在抛光时，常见的几种抛光方式有机械抛光、超声波抛光、电解抛光、流体抛光等。而这些抛光方式都有一定的缺陷，如传统的机械抛光抛光力度不易控制；超声波抛光和流体抛光去除量不足；电解抛光去除率不容易控制等缺点。

磁流变液作为一种智能材料，在无磁场状态下为液体，在磁场作用下可以改变自身粘度，形成类固体或固体的状态，且反应十分迅速，具有优异的可控性。将研磨粉加入磁流变液后可形成磁研磨抛光液，即可通过控制磁场控制抛光液的抛光力度。而目前磁流变液存在着极大的沉降性缺陷，即由于磁性颗粒密度较大会发生沉降，导致磁流变液性能随时间推移性能不够稳定。

磁流变弹性体是磁流变液的一个分支，即将磁性颗粒分散在橡胶等基体中，当橡胶固化后形成橡胶弹性体，在不同磁场下橡胶的刚度会发生变化。磁流变弹性体由于其固体的特性，克服了磁流变液沉降性的问题。

本发明提出了一种同时具有电流变效应及磁流变效应的弹性体，在制作磁流变弹性体时，在橡胶基体中加入磁性颗粒(如羰基铁粉、四氧化三铁、铁钴合金等导磁颗粒)、电流变颗粒(如二硫化钼、二氧化钛等金属氧化物)、研磨粉(如常见的金刚石、氧化铝、氧化锆等粉末)后让其固化为电磁流变弹性体，使其具有电流变、磁流变双效应，即在电场条件下弹性体刚度随电场强度增大而增大，在磁场条件下弹性体刚度随磁场强度增大而增大。当弹性体刚度变大时，其抛光的磨削力度也会相应增大。

本发明的优点在于：可以通过控制电磁场来调节电磁流变弹性体的刚度，使其在抛光时具有不同的抛光力度；通过电流变效应增加弹性体刚度，弥补由于空气磁导率很低造成的磁场强度不足时弹性体刚度不足，同时可减小所需的磁场强度以减小电磁铁线圈发热的状况；通过上下两个电磁铁同时产生磁场，可以使磁场形成回路，在电磁流变弹性体上具有更大磁场强度；通过压力应变片实时检测加工压力后对加工力度进行调整，使得加工表面更加均匀。

附图说明

图1：一种具有电磁流变双效应的抛光装置剖面图

图2：一种具有电磁流变双效应的抛光装置外观图

图3：一种具有电磁流变双效应的抛光装置安装在三轴工作平台示意图

图中：

1.步进电机、2.电机架、3.联轴器、4.抛光头外壳、5.导电滑环、6.紧定螺钉、7.上电磁铁线圈、8.上电磁铁铁芯、9.弹性体外套、10.工件夹具、11.隔板、12.压力应变片、13.上电极片、14.电磁流变弹性体、15.工件、16.下电极片、17.工件底座、18.下电磁铁铁芯、19.下电磁铁线圈、20.PWM直流电源B、21.控制器、22.高压直流电源、23.PWM直流电源A、24.惠斯通电桥。