[发明专利]垂直方向振动磁力研磨工艺及装置

说明书

技术领域

本发明涉及精密磁力研磨加工工艺及其装置。

背景技术

磁力研磨技术(Magnetic Abrasive Finishing)是利用磁性磨料、辅助磁场的作用进行精密研磨的一种工艺方法，其适应性强，适合于平面，二维，三维复杂曲面的研磨，可以广泛地应用到机械、汽车、模具、医疗器械，电子和光学等行业。1938年，前苏联工程师Kargolow正式提出MAF这一概念，随后60年代这一技术的发展正是得益于前苏联Baron和他的同事们及保加利亚Mekedonski和他的同事们的研究和推广应用工作。

在常规磁力研磨工艺中，把工件放入N、S极中间，并使工件相对N极和S极保持一定的间隙，然后把磁性磨粒放入磁场中，磁性磨料在磁场中将沿着磁力线的方向有序地排列成磁力研磨刷，当工件相对磁极作相对运动时，磁力研磨刷将对工件表面进行研磨，磁性磨粒在工件表面的运动状态通常有滑动、滚动、切削几种形式。

磁力研磨加工具有较好的柔性、自适应性、自锐性、可控性、温升小、无变质层、加工质量高、效率高和工具无须进行磨损补偿、无须修形等特点，在国际上引起了广泛的关注，其研究成果已在平面、外圆面、内圆面和成形面光整加工和毛刺去除加工等许多场合中得到应用。

国际上从50年代开始，前苏联、保加利亚、日本等国发表了大量有关这方面的论文，研制了许多磁力研磨装置，使这项技术在实际中得到推广应用。国内对磁力研磨加工的研究开始于80年代末，目前仍处于试验研究阶段，应用较少。一些研究单位自行研制出不同的磁力研磨实验装置，并对轴承滚道、钢管、丝锥、电机轴、齿轮、阶梯轴、钢球等工件进行了研磨实验，取得了较理想的加工效果。

第00254669.8号中国专利文献公开了一种振动磁力研磨机，它是将工件与磁性磨粒混合一起放在振动容器内加工，容器可绕水平轴转动；由于工件放在容器内，容器大小限制了加工工件的体积，还由于工件没有固定，受到加工压力不大，因此它的材料去除率和加工效率也很有限；加之它是一种专用设备，不能利用已有机加工设备改装实现。

包括上述振动磁力研磨机在内的已有技术，在常规的磁力研磨工艺条件下，受到磁场与磁性磨粒的限制，其加工效率比较低。而且在加工复杂的细微三维曲面零件时，对于那种不可见的和常规加工不能达到的曲面更是无能为力。那么研发新的磁力研磨装置来提高对三维曲面零件的研磨效率是十分有必要的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的不足，提出一种垂直方向振动磁力研磨工艺及装置，该工艺及装置通过附加一种相对于工件表面的垂直方向的振动，提高材料的去除效率；并且对复杂三维微曲面能够实现有效的加工，所述装置既可以做成专用磁力研磨设备，亦可以利用已有立式铣床等普通机加工设备改装而成。

本发明的技术解决方案之一是，所述垂直方向振动磁力研磨工艺是，在常规磁力研磨方式下附加一种相对于工件表面的垂直方向的振动，形成脉冲压力进行磁力研磨，以提高材料的去除效率。

本发明的技术解决方案之二是，所述垂直方向振动磁力研磨装置包括相对于工件表面的垂直方向设置的主轴，磁极头安装在所述主轴的底端，在所述磁极头的下方设有与振动驱动机构相连接而可作相对于工件表面的垂直方向振动的振动台，混合磁性磨料置于所述振动台上的工件与所述磁极头之间的间隙中。

以下结合图1所示实施例装置对本发明的工艺和装置做出进一步说明。

参见图1，本发明所述垂直方向振动磁力研磨装置的结构是，它包括相对于工件表面的垂直方向设置的主轴2，磁极头12安装在所述主轴2的底端，在所述磁极头12的下方设有与振动驱动机构相连接而可作相对于工件表面的垂直方向(设为Z向)振动的振动台14，混合磁性磨料13置于所述振动台14上的工件11与所述磁极头12之间的间隙中。

如图1所示，还可在磁极头12底端开设凹槽1，这样可以增加磁场强度。

为了便于工件在研磨加工中的进给，可将所述振动台14安装在一个X-Y向进给台8上。所述X-Y向是指三维直角坐标系中，水平面内成正交的X轴方向和Y轴方向，X-Y向进给台8可在该X向和Y向运行，实现工件进给；所述Z向是指该座标系中的Z轴方向。