[发明专利]超声磁力复合高效光整加工装置

说明书

技术领域

本发明涉及光整加工技术，具体是一种超声磁力复合高效光整加工装置。

背景技术

机械零件由毛坯到成品的加工过程中，无论是切削加工、锻压加工、冲压加工还是焊接加工，总会在零件表面留下程度不同的各种缺陷，如表面凹凸不平、棱边残缺、飞边毛刺、磕碰划伤、微观裂纹等。零件表面缺陷不仅影响零件本身的质量，而且影响整机的装配精度、性能和使用寿命。因此，为了改善零件本身的质量，并保证整机的装配精度、性能和使用寿命，需要对零件表面缺陷进行消除，而在机械零件加工过程中旨在消除零件表面缺陷的各种加工技术便称为光整加工技术。在现有技术条件下，光整加工技术主要包括：一、中国专利ZL200610052410.6公开了一种超声波磁粒复合研磨方法及其装置。此种光整加工技术的缺点在于：其一，磁场由励磁线圈提供，励磁线圈易发热，因而其适用范围小（仅适合于工件的型腔内表面或凹型表面的研磨加工，而并不适合于工件的任意表面尤其是外凸自由曲面的研磨加工）。其二，研磨杆磁化后吸附的磨粒数有限（即实际参与研磨加工的磨粒数有限），因而其加工效率低。其三，缺少专门的磨料收集容器，因而其磨料不易收集。二、中国专利201010534181.8公开了一种粘弹性磁性磨具表面光整加工装置及其方法。此种光整加工技术的缺点在于：磁场存在磁极面积相对较小，磁场域中的磁场强度较低，得不到较大的磁力，且只有一侧参与加工，因而其加工效率低。三、文献1（林书玉.纵-扭复合模式夹心式功率超声压电换能器的研究[J].声学学报.1997，22（4））、文献2（王爱玲，祝锡晶，吴秀玲.功率超声频振动加工技术[M].北京：国防工业出版社，2006）公开了采用压电陶瓷作为功率超声换能器的超声频振动源的光整加工技术。此种光整加工技术的缺点在于：压电陶瓷材料的伸缩应变值有限（100~600μm·m^-1），必须连接变幅杆来增加超声频振动振幅，从而增大了装置尺寸和能量传递损耗，因而其结构复杂，不利于推广应用。综上所述，现有光整加工技术由于自身结构原理所限，普遍存在适用范围小、加工效率低、磨料不易收集、以及结构复杂的问题。为此有必要发明一种全新的光整加工技术，以解决现有光整加工技术存在的上述问题。

发明内容

本发明为了解决现有光整加工技术适用范围小、加工效率低、磨料不易收集、以及结构复杂的问题，提供了一种超声磁力复合高效光整加工装置。

本发明是采用如下技术方案实现的：超声磁力复合高效光整加工装置，包括工作台、导轨、尾架、超磁致伸缩换能器、夹具、圆筒状工件、磁场产生装置、大带轮、V带、固定支架、小带轮、以及电机；所述磁场产生装置包括圆环状磁轭、瓦片状永磁磁极、磁性磨具、套筒、以及端盖；所述超磁致伸缩换能器包括后端盖、预紧螺母、压块、冷却水进口、圆筒状外壳、圆筒状线圈架、前端盖、压杆、励磁线圈、冷却水出口、预紧弹簧、以及圆筒状稀土超磁致伸缩棒；导轨安装于工作台的上表面；电机的机座、固定支架的下端、尾架的下端自前向后依次滑动安装于导轨上；小带轮套固于电机的输出轴上；固定支架的上端开设有支撑通孔；V带缠绕于小带轮和大带轮上；大带轮、套筒自前向后依次套固于圆环状磁轭的外圈前部；圆环状磁轭的外圈后部支撑于支撑通孔内；瓦片状永磁磁极的数目为至少两个；各个瓦片状永磁磁极对称固定于圆环状磁轭的内圈；端盖的数目为两个，其中一个端盖安装于圆环状磁轭的前端面，另一个端盖安装于支撑通孔的后端面；圆筒状工件套设于圆环状磁轭的内侧；磁性磨具吸附于圆筒状工件的表面；压杆的外圈前部设有沿径向向外延伸的凸起；圆筒状稀土超磁致伸缩棒、压块、预紧弹簧自前向后依次套设于压杆上；圆筒状稀土超磁致伸缩棒的前端面与凸起的后端面固定；圆筒状线圈架套设于圆筒状稀土超磁致伸缩棒的外侧；圆筒状线圈架的外圈开设有环状励磁线圈槽；励磁线圈缠绕于环状励磁线圈槽内；圆筒状外壳套固于圆筒状线圈架的外圈；圆筒状线圈架的内部开设有环状冷却通道；冷却水进口与冷却水出口均开设于圆筒状外壳上；冷却水进口与环状冷却通道的后端连通；冷却水出口与环状冷却通道的前端连通；后端盖安装于圆筒状外壳的后端面；后端盖的中心孔内设有内螺纹；预紧螺母通过内螺纹安装于后端盖的中心孔内；压杆的后端面和预紧弹簧的后端均与预紧螺母的前端面固定；前端盖安装于圆筒状外壳的前端面；圆筒状工件贯穿前端盖的中心孔；圆筒状工件的后端面通过夹具与压杆的前端面固定；压杆的前端面与前端盖的后端面之间沿轴向留有伸缩间隙。