[实用新型]超声波磁粒复合研磨装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及机械加工领域，具体涉及通过超声波磁粒复合研磨对机械零件表面进行研磨抛光的方法及为实现该方法所发明的一种装置。

背景技术

随着人们对美学效果的不断追求，越来越多的制品采用复杂的自由曲面造型，且型面精度要求越来越高，但是由于高档次高精度设备如高速铣等成本高、投入大而难以大量普及，模具型面机加工结束后，留给最后手工打光、抛光的工作量非常大，这导致了模具生产周期长，生产效率低，型面精度得不到可靠保证；对于汽车零件如覆盖件、车灯等自由曲面型面，这方面的矛盾尤为突出。如何提高自由曲面加工精度，降低手工打光工作量是国内外模具行业期盼解决的问题。

对模具自由曲面的自动研磨加工一直是国际上工业发达国家致力研究的课题，美国、德国、法国、日本早在上世纪80年代就投入了大量人力、物力和财力进行模具自由曲面自动化研磨系统的研究，并相继开发出了模具自动研磨专用机床。研磨工艺方法也从机械研磨发展到电化学研磨、激光研磨、超声波振动研磨、磁粒研磨等多种特种研磨，并从手工研磨向数控研磨、机器人研磨发展。

申请号为200410044076.0的中国发明专利，涉及超声波磁流变复合抛光方法及装置。该发明创造主要用于小型自由曲面光学元件的超精密加工，该发明方案是利用通入循环流动的混有磨料的磁流变液，施加一定的磁场，使磁流变液在工具头部位成为有一定材料去除能力的柔性抛光工具，同时施加超声波振动来实现抛光去除作用。该方案具有设备紧凑、操作方便、加工精度高等优点。该方案主要适合小型光学元件加工技术领域，其目标粗糙度值可达Ra0.7nm，但该方法切削力较小，同时，磁流变液还具有易沉积的缺点，该发明不适合大量应用于模具等自由表面精密加工领域。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种简单高效、方便实用、可用于工件自由表面研磨、抛光的超声波磁粒复合研磨系统装置，该装置既适用于模具制造业，也可用于其他机械制造业。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种超声波磁粒复合研磨系统装置，它直接安装在数控加工机床上，可对工件自由表面实现精密研磨加工。其特征在于所述的系统装置中具有可装于数控加工机床主轴端的将超声波振动与磁粒研磨相复合的研磨头组件，组件中包括超声磁粒复合研磨杆、超声波换能器等；在随主轴一起转动的研磨头组件外部套装着高压集电环；超声磁粒复合研磨杆外空套有固定在数控机床支架上的电磁线圈；固定在数控机床支架上的高压电刷紧压在高压集电环上；控制系统由超声波发生器、电磁线圈的励磁电源以及相应的控制软件组成，超声波信号与电磁线圈的控制电流通过电路导线组与研磨头组件和电磁线圈连接。由控制系统输出的励磁电流通过电路导线组让电磁线圈励磁使超声磁粒复合研磨杆工作端部吸引磁性磨料形成柔性的磨刷。超声波信号由高压电刷通过高压集电环传送到装在研磨头组件内部的超声波换能器，超声波换能器装在超声磁粒复合研磨杆的上端部，超声波换能器将超声波信号转换为振动能传给超声磁粒复合研磨杆促使磨粒翻滚自锐；利用数控加工机床的数控加工代码控制超声磁粒复合研磨杆沿自由曲面的轨迹运动，从而实现自由曲面的数字化高精度研磨。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：在磁粒研磨技术基础上有机地复合了超声波振动技术，广泛适用于自由曲面的研磨与抛光加工，加工效率高。该装置结构简单，系统易于维护，设备投入低，实用性强，非常有利于该技术的大面积推广。

附图说明

图1为本实用新型超声波磁粒复合研磨装置实施例结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。