[發明專利]一種磁流體液壓砂輪及其可控式光整加工方法

在審

• 申請號: 201910183076.5
• 申請日: 2019-03-12
• 公開（公告）號: CN110076703A
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 朱科軍;張高峰;周友行;徐志強;張魁;周后明;郭懷仲
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: B24D7/02
• 分類號: B24D7/02;B24D7/10;B24D7/16;B24D7/18;B24B19/20;B24B41/04;B24B1/00
• 代理公司: 北京科家知識產權代理事務所(普通合伙) 11427
• 代理人: 陳娟

本發明公開了一種磁流體液壓砂輪、屬于模具光整加工及砂輪制造技術領域，磁流體液壓砂輪與主軸相連，包括球冠砂輪、砂輪基座、磁場發生裝置；砂輪基座與主軸相連，砂輪基座上設有磁場發生裝置和球冠砂輪，球冠砂輪與砂輪基座之間密封有磁流體，球冠砂輪為柔性橡膠基金剛石砂輪；球冠砂輪與砂輪基座之間還設有緊固圈。本發明提供一種適用于復雜型腔曲面光整加工的磁流體液壓砂輪，通過調節磁流體的粘彈性力學參數，即可實現對模具型腔表面進行可控式光整加工，解決現有精密模具加工過程中加工區域面積不易調整的問題。

技術領域

本發明屬于模具光整加工及砂輪制造技術領域，具體涉及一種磁流體液壓砂輪及可控式光整加工方法。

背景技術

模具是現代工業的核心，是衡量一個國家制造業水平的重要標志之一。隨著社會的發展和科技的進步，對模具的表面質量要求日益嚴格，各種復雜精密模具大量涌現，其表面形狀也越來越復雜，粗糙度要求越來越高。研究和開發適用面廣、加工效率高、加工精度高的新型光整加工新技術是現代工業生產的必然要求。

精密模具由毛坯到成品的加工過程中，無論是切削加工、銑削加工、磨削加工、鍛造加工，一般會在模具型腔表面留下程度不同的粗糙加工表面及各種各樣的缺陷，如加工紋路導致表面凹凸不平、加工應力導致微觀裂紋等。這些缺陷的產生和存在不僅影響模具本身的質量，還影響模具的裝配精度、性能和使用壽命。尤其為了改善模具型腔的表面質量，一般還要根據需要對模具型腔進行光整加工。

因此，如何提供一種適用于復雜型腔曲面光整加工的砂輪，來達到精密模具的高效率、高質量加工要求，是目前模具制造廠家急需解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種適用于復雜型腔曲面光整加工的磁流體液壓砂輪，通過調節磁流體的粘彈性力學參數，即可對模具型腔表面進行可控式光整加工，解決現有精密模具加工效率低、加工區域大小不易調控，加工質量較差的問題。

本發明的第一目的是提供一種磁流體液壓砂輪，其與主軸相連，包括球冠砂輪、砂輪基座、磁場發生裝置。

上述砂輪基座與上述主軸相連，上述砂輪基座上設有上述磁場發生裝置和上述球冠砂輪，上述球冠砂輪與上述砂輪基座之間密封有磁流體，上述球冠砂輪為柔性橡膠基金剛石砂輪；上述球冠砂輪與上述砂輪基座之間還設有緊固圈。

本發明提供的磁流體液壓砂輪進一步優選設置為， 上述磁流體內部設有冷卻流道，上述冷卻流道與外部的冷卻管網相連，上述冷卻流道由相互連通的橫孔、縱孔、弧形孔組成。通過相互連通的內置孔連接一體，構成整體內部冷卻系統，降低磨削溫度，防止磁流體內部溫度不均衡，影響磁流體性能。

本發明提供的磁流體液壓砂輪進一步優選設置為，上述冷卻流道一端與設于主軸內部的進液孔相連，另一端與主軸上設置的出液孔相連，所述主軸為中空芯軸，其上設有雙通道旋轉接頭、進液流道、出液流道。用于更換冷卻介質，使用現有的中空主軸和雙通道旋轉接頭方法來進行冷卻介質的更換。

本發明提供的磁流體液壓砂輪進一步優選設置為，上述磁場發生裝置包括電磁鐵和線圈，用于產生磁場。通過改變線圈電流大小來調節磁場強度，影響內墊層內磁流體的粘彈性力學參數，從而可以控制球冠砂輪與工件表面仿形接觸面的大小，實現加工區域面積大小的可控和調整。電磁鐵與電磁鐵控制器相連，電磁鐵控制器與機床主控系統相連并由其控制。

本發明提供的磁流體液壓砂輪進一步優選設置為，上述球冠砂輪還包括內墊層和粘黏層。用于連接和密封磁流體，同時對砂輪起到一定硬度的支撐作用。

本發明提供的磁流體液壓砂輪進一步優選設置為，上述磁流體由以下質量百分比的原料制成：磁性顆粒占30%-60%，硅油占20%-40%，SEBS彈性顆粒占30%-50%。磁流體在磁場作用下，通過改變粘彈性磁流體的粘度和彈性力學參數來改善砂輪與工件之間的接觸條件，實現砂輪與工件的柔性接觸。