[發明專利]一種復合磁場式磁流變拋光頭

有效

• 申請號: 201711181896.8
• 申請日: 2017-11-23
• 公開（公告）號: CN107825230B
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 宋萬里;石沛;修世超;王娜
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: B24B1/00
• 分類號: B24B1/00;B24B41/04
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 俞魯江

本發明公開了一種復合磁場式磁流變拋光頭，包括傳動軸、工件、拋光頭、左鐵芯、勵磁線圈、釹鐵硼磁瓦、左隔磁板、磁流變液、右隔磁板、右鐵芯、輸液管，拋光頭安裝于工件內壁中心位置處，拋光頭兩端分別與傳動軸和輸液管螺紋連接，拋光頭由傳動軸驅動相對工件內壁作高速旋轉運動，工件相對拋光頭作往復直線運動，本發明結構簡單，將電磁鐵和永磁體結合起來作為磁流變拋光的勵磁裝置，在提供足夠大小的磁場強度下，勵磁裝置所占空間小，發熱量少，可以實現拋光區域磁場強度的準確調節，尤其適用于細長非導磁管件的內壁拋光處理。

技術領域

本發明設計一種拋光頭，尤其涉及一種用于加工細長非導磁管件內壁的復合磁場式磁流變拋光頭。

背景技術

磁流變拋光是一種新興的超精密加工技術，利用磁流變液在磁場作用下的流變性來實現對工件表面的拋光，具有可控性好、材料去除穩定、拋光效果好的優點。在梯度磁場的作用下磁流變液表觀粘度、剪切屈服應力迅速增大，形成與被加工表面相吻合的柔性拋光模，通過柔性拋光模與工件的快速相對運動實現對工件表面材料的剪切去除。拋光模的硬度可根據磁場強度的大小來進行控制，在一定范圍下，磁流變液的屈服應力隨磁場強度的增大而增大，超過一定范圍磁流變液的屈服應力將不再受磁場強度的影響，所以磁場強度是影響磁流變拋光的一個關鍵因素。

中國專利(公開號CN 1486821A)公開的電磁方式磁流變拋光頭，使用電磁鐵作為磁流變拋光的勵磁裝置，通過改變勵磁電流大小即可改變拋光區域的磁場強度，控制簡單方便，但是電磁鐵所占空間較大，而且隨著拋光時間增長電磁鐵發熱嚴重容易影響拋光效果，還需設計專門的冷卻機構。中國專利(公開號CN 106736879A)公開的一種滾軸式磁流變拋光裝置與方法，使用永磁體作為磁流變拋光的勵磁裝置并安裝在拋光軸內，永磁體占用空間體積小，不會產生發熱問題，但是難以準確調節拋光區域的磁場強度，只能通過調節永磁體和拋光軸內壁的間距或者拋光軸外壁和工件被拋光表面的間距來間接調節拋光區域的磁場強度，可控性差。

發明內容

目前磁流變拋光裝置主要用于平面、球面、非球面或者3D曲面的表面拋光處理，針對上述裝置存在的問題，本發明提供了一種可用于細長非導磁管件內壁拋光的復合磁場式磁流變拋光頭，將永磁體和電磁鐵結合起來，當電磁鐵產生磁場和永磁體產生磁場方向相同時，兩者疊加磁場增強，當電磁鐵產生磁場和永磁體產生磁場方向相反時，兩者疊加磁場減小，在提供足夠大小的磁場強度下，勵磁裝置所占空間小，發熱量少，可以實現拋光區域磁場強度的準確調節。本發明的目的在于提供一種復合磁場式磁流變拋光頭，能夠適用于對細長非導磁管件內壁進行拋光處理，勵磁裝置所占空間小，發熱量少，能實現拋光區域磁場強度的準確調節。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種復合磁場式磁流變拋光頭，包括傳動軸、工件、拋光頭、左鐵芯、勵磁線圈、釹鐵硼磁瓦、左隔磁板、磁流變液、右隔磁板、右鐵芯、輸液管，具體結構如下：拋光頭安裝于工件內壁中心位置處，拋光頭兩端分別與傳動軸和輸液管螺紋連接，拋光頭由傳動軸驅動相對工件內壁作高速旋轉運動，工件相對拋光頭作往復直線運動，左鐵芯和右鐵芯分別安裝在拋光頭內部左右兩側，左鐵芯兩端分別與傳動軸和左隔磁板螺紋連接，右鐵芯兩端分別與輸液管和右隔磁板螺紋連接，左鐵芯和右鐵芯的兩端周向上各自均勻分布四塊釹鐵硼磁瓦，左鐵芯和右鐵芯中間柱面上纏繞勵磁線圈；所述釹鐵硼磁瓦徑向充磁，同一鐵芯左右兩端釹鐵硼磁瓦磁極方向相反；所述拋光頭中部外壁面開有環形槽，環形槽上均勻分布多個矩形孔；磁流變液經輸液管輸送到拋光頭內部空腔，隨著磁流變液的持續輸入，磁流變液從拋光頭中部周向開孔處溢出積聚在環形槽內，再流向兩側的拋光區域。

所述環形槽寬2mm，環形槽上均勻分布三個矩形孔，矩形孔的長為8-9mm，寬為1.5-2mm。

電磁鐵產生磁場和永磁體產生磁場方向相同時，兩者疊加磁場增強，當電磁鐵產生磁場和永磁體產生磁場方向相反時，兩者疊加磁場減小。