[發明專利]一種基于磁流變-射流電沉積原理的曲面加工裝置及其方法

在審

• 申請號: 201811175688.1
• 申請日: 2018-10-10
• 公開（公告）號: CN109355688A
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 范暉;趙陽培;王善奎;田宗軍;王林
• 申請（專利權）人: 江蘇師范大學
• 主分類號: C25D5/08
• 分類號: C25D5/08;C25D5/22;C25D17/00;C25D21/18;B24B1/00;B24B13/00;B24B31/10
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1.一種基于磁流變-射流電沉積原理的曲面加工裝置，其特征在于，包括數控工作臺模塊、拋光輪及其傳動模塊、噴嘴系統、循環模塊和磁場發生模塊。

2.根據權利要求1所述的一種基于磁流變-射流電沉積原理的曲面加工裝置，其特征在于，所述包括數控工作臺模塊包括可實現X向和Y向數控運動的工作臺和龍門立柱，其曲面型工件通過鎖緊裝置和擺動模塊裝夾在龍門立柱上；

拋光輪及其傳動模塊由拋光輪和傳動裝置兩部分組成，均安放在機床工作平臺，拋光輪尺寸由噴嘴與陰極距離調節確定，拋光輪和工件之間要形成一個可調間隙，傳動裝置調節拋光輪轉速，保證拋光輪的平穩轉動；

磁場發生模塊由鐵芯，線圈和可控電源組成，通過電流調節磁場的強度，磁場發生模塊為對稱配置，放置在拋光輪兩側；

噴嘴系統采用工程塑料制成，由陽極腔和噴嘴兩部分組成，陽極腔的下端密封墊圈和密封蓋固定密封，中間固定有陽極棒，上端通過連接管與噴嘴相連，

工作狀態下工作液從陽極腔進液口流入從噴嘴噴出，噴嘴向上延長方向應與拋光輪曲面切面方向重合，保證噴射出工作液與拋光輪曲面重合，噴嘴安裝在工作臺噴嘴旋轉支架導軌上，可自由調節噴嘴的入射角度，并可沿導軌調節噴嘴與拋光輪的距離以改變工作液束流長度；

循環模塊由工作液收集器、工作液回收罐、泵體、調速閥組成，拋光輪側面裝有工作液收集器，主要用于收集發生沉積并拋光后的工作液，收集器回收后將磁流變液又送回回收罐中重新進行攪拌、過濾，保證拋光區的工作液的均勻性，使拋光能夠穩定進行。

3.根據權利要求2所述的一種基于磁流變-射流電沉積原理的曲面加工裝置，其特征在于，所述工作液為電解質及磁流變液成分構成，電解液的成分為普通酸性鍍銅或鍍鎳溶液，磁流變液主要成分包括羰基鐵粉，金剛石顆粒，羧甲基纖維素鈉，溶質為蒸餾水，以上成分經充分溶解、攪拌在室溫下制成。

4.一種基于磁流變-射流電沉積原理的曲面加工方法，其特征在于，包括如下方法：

拋光輪進行定向旋轉，其旋轉切線方向與工作液接觸方向設為同向；

啟動磁場發生裝置，形成磁流變狀態的必要磁場；

啟動泵，使工作液從噴嘴斜向上噴射到拋光輪外緣表面，流經拋光輪與工件形成的工作間隙；

加載輸入的數控程序，其功能范圍應使拋光輪磨頭的運動軌跡覆蓋整個待加工工件表面；

啟動電源，使陽極棒接通正極，工件接通負極；

工作液中在沿著拋光輪流至陰極位置時，其中的電解液與磁流變液分流，金屬陽離子接負電在陰極上沉積結晶；

磁流變液在通過工作間隙之后，流入回收裝置，進入工作液回收罐，并經泵輸送經管道再次送入陽極腔；

在拋光輪與工件加工面間隙處，磁場產生緞帶突起形成“柔性拋光膜”，對工件材料進行微觀整平去除，達到拋光的目的，通過調節電流大小可以控制“柔性拋光膜”的形狀、大小和硬度等特征，以及數控程序中調整工件與拋光輪的間隙以實現微小區域的拋光，提高拋光精度和表面質量，最終在曲面表面形成高質量均勻涂層。

5.根據權利要求4所述的一種基于磁流變-射流電沉積原理的曲面加工方法，其特征在于，所述的工藝參數：圓形噴嘴口徑2mm，噴嘴與陰極距離為2-5mm，電流密度200-500A/dm2，工作液流速5-10m/s。