[发明专利]一种磁流体搅拌抛光装置及其抛光方法

说明书

本发明提供了一种磁流体搅拌抛光装置及其抛光方法，包括以下步骤：安装工件和工件安装架；在罐体内盛入少量磁流变体后，再通过顶盖的通孔补入适量的磁流变体，然后将罐体置于通电螺旋管中部；判断是否需要均匀化磁流变体；直流电源关闭输出电流，电机驱动启动伺服电机，使伺服电机低速均匀搅拌磁流变体；设置伺服电机的转速，并设置直流电源的输出电流，磁流变体开始剪切抛光工件；工件的表面光洁度满足要求后，关闭直流电源，并延迟关闭伺服电机，在取出工件后，拆卸并清洗工件；结束。采用本方案，实现各类形状零件高质量表面要求的高效率柔性抛光，避免出现划伤、磕碰等传统抛光存在的问题，同时几乎不影响工件面形精度和几何公差。

技术领域

本发明涉及工件加工抛光技术领域，具体涉及一种磁流体搅拌抛光装置及其抛光方法。

背景技术

传统机械式研磨、抛光工艺方法，采用电机带动抛光机上的砂轮、海绵、羊毛等材质抛光盘高速旋转，在抛光盘和抛光剂共同作用下对工件待抛光表面进行摩擦，达到去除表面污染、氧化层、浅痕、提高光洁度的目的。现有的抛光机大多仅适用于工件外表面、大孔腔结构进行抛光，难以抛光复杂曲面、狭缝腔等结构，人工抛光费时费力，抛光效率低，且抛光均匀性和表面质量难以稳定控制。采用磁针高速运动的磁力抛光，由于是硬接触，同样存在容易划伤、磕碰工件表面，影响工件表面质量。采用轮式抛光，抛光效率低、且无法抛光狭缝腔结构。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供了一种磁流体搅拌抛光装置及其抛光方法，采用本方案，实现各类形状零件高质量表面要求的高效率柔性抛光，避免出现划伤、磕碰等传统抛光存在的问题，同时几乎不影响工件面形精度和几何公差。

本发明采用的技术方案为：一种磁流体搅拌抛光装置，包括罐体，还包括通电螺旋管、工件安装架、搅拌轴和磁流变体；

所述磁流变体填充在罐体内，所述搅拌轴设于罐体内部，所述搅拌轴上设有多个工件安装架，所述工件安装架上用于安装工件，所述罐体设于通电螺旋管中部，所述搅拌轴带动工件安装架的运动方向垂直于通电螺旋管的磁场方向，并用于搅拌磁流变体。

本方案具体运作时，在罐体内填充磁流变体，其中磁流变体主要由羟基铁粉、水和抛光粉组成，在罐体内还设有搅拌轴，搅拌轴上设有多个工件安装架，其中每个工件安装架均优选为垂直于搅拌轴设置，工装安装架上用于放置工件，可根据不同工件的结构，设计不同的工件安装架，以实现各类形状零件的高效率柔性抛光，其中多个工装安装架安装在搅拌轴上时，优选为沿搅拌轴轴线方向对称设置，而工件也需沿搅拌轴轴线方向对称设置，以均匀的搅拌磁流变体；其中通电螺旋管由铁芯和线圈匝组成，在罐体侧面还设有上端盖和下底座，其中上端盖和下底座均为非导磁材料的圆环结构，铁芯为导磁材料DT4的空心圆柱结构，上端盖、下底座与铁芯分别通过螺栓或金属胶粘结连接，形成工字型骨架，线圈匝缠绕在铁芯上，根据装置电磁场强度的需要，线圈匝可设置不同的匝数；将罐体放置在铁芯的空心圆柱中心，罐体与铁芯底部平齐，并在径向设置0.5mm-2mm间隙，罐体上端面高出上端面不小于20mm，其中罐体采用非金属材料，搅拌轴和工件安装架均采用非导磁材料；线圈匝通电时，磁流变体处于强磁场中，呈高粘度、低流动性的Bingham流体；搅拌轴带动工件和工件安装架一起运动时，其运动方向垂直于磁场方向，磁流变体能相对于工件运动，产生剪切力，实现磁流变体对工件的剪切抛光，能避免出现划伤、磕碰等传统抛光存在的问题，同时几乎不影响工件面形精度和几何公差。

进一步优化，还包括伺服电机、安装座和顶盖，所述顶盖用于封闭罐体顶部，所述伺服电机通过安装座安装于顶盖上端的中部，所述顶盖中部开有台阶孔，所述伺服电机的联轴器通过台阶孔和搅拌轴一端连接，并带动搅拌轴运动。