[發明專利]一種可控動磁場的動態磁流變拋光裝置及其拋光方法

在審

• 申請號: 201710094141.8
• 申請日: 2017-02-21
• 公開（公告）號: CN106938407A
• 公開（公告）日: 2017-07-11
• 發明（設計）人: 梁華卓;閻秋生;潘文波
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: B24B1/00
• 分類號: B24B1/00;B24B27/00;B24B29/02;B24B41/00
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所44329
• 代理人: 楊曉松

1.一種可控動磁場的動態磁流變拋光裝置，其特征在于，包括底座、驅動單元、轉動托盤、杯形拋光盤、支撐套筒和用于控制磁場強弱的可控動磁場單元；所述支撐套筒豎直固定在底座中部，所述驅動單元設置在底座上，所述轉動托盤由盤部和頸部組成，轉動托盤的頸部插入支撐套筒內，與驅動單元傳動連接；所述杯形拋光盤固定安裝在轉動托盤的盤部上；

所述可控動磁場單元包括變頻電源裝置、電線旋轉接頭和若干組勵磁線圈；所述勵磁線圈安裝在轉動托盤的盤部內，所述變頻電源裝置固定在底座上，所述電線旋轉接頭安裝在轉動托盤頸部的底端，通過電線分別與勵磁線圈和變頻電源裝置電氣連接。

2.根據權利要求1所述的可控動磁場的動態磁流變拋光裝置，其特征在于，所述驅動單元包括傳動電機、主動輪和從動輪；所述傳動電機固定在底座上，所述主動輪安裝在傳動電機的輸出軸上，所述從動輪安裝在轉動托盤的頸部，與轉動托盤固定連接；所述從動輪通過傳動帶與主動輪傳動連接，由傳動電機驅動轉動托盤旋轉。

3.根據權利要求2所述的可控動磁場的動態磁流變拋光裝置，其特征在于，還包括設置在轉動托盤頸部上的軸承端蓋、一對轉盤軸承、用于固定轉盤軸承的內套筒和外套筒；所述軸承端蓋安裝在轉動托盤的盤部與支撐套筒之間，所述轉盤軸承安裝在支撐套筒內，所述內套筒和外套筒設置于轉盤軸承之間，所述內套筒套入外套筒內。

4.根據權利要求1所述的可控動磁場的動態磁流變拋光裝置，其特征在于，所述變頻電源裝置采用低頻高壓交變電源。

5.根據權利要求4所述的可控動磁場的動態磁流變拋光裝置，其特征在于，所述變頻電源裝置采用電壓為0.5KV-5KV且頻率為0.1-5Hz的交變電源。

6.根據權利要求1所述的可控動磁場的動態磁流變拋光裝置，其特征在于，所述勵磁線圈包括線圈繞線基體和若干匝數的銅線，所述線圈繞線基體上等間距設有繞線圓柱體，所述銅線纏繞在繞線圓柱體上。

7.根據權利要求6所述的可控動磁場的動態磁流變拋光裝置，其特征在于，所述線圈繞線基體上的相鄰兩個繞線圓柱體的繞線方向相反。

8.一種如權利要求1至7任一項所述的可控動磁場的動態磁流變拋光裝置的拋光方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1:利用石蠟將工件貼在工具頭上，工件下表面與杯形拋光盤上表面平行，調節工件下表面與杯形拋光盤之間的間隙為0.5mm—5mm；

步驟S2:根據加工工件的特點和加工要求，在去離子水中加入如下三種磨料中的至少兩種磨料，三種磨料分別是濃度為2％～15％的微米級磨料、濃度為2％～15％的亞微米級磨料、濃度為2％～15％的納米級磨料，及去離子水中加入濃度為2％～20％的亞微米級羰基鐵粉及濃度為3％～15％的微米級羰基鐵粉，及加入濃度為3％～15％的分散劑和濃度為1％～6％的防銹劑，磨料加入后充分攪拌并通過超聲波震動5～30分鐘，形成磁流變液；

步驟S3:將磁流變液倒入杯形拋光盤中，根據加工工件的特點和加工要求，調節變頻電源裝置的輸出電流大小，從而產生磁場，在杯形拋光盤的上表面形成若干個動態微磨頭，這些微磨頭構成打磨工件的柔性拋光墊；

步驟S4:啟動傳動電機，通過傳動帶帶動轉動托盤高速旋轉，并且驅動工具頭高速旋轉和低速擺動，對工件表面材料進行均勻拋光。