[实用新型]一种超声波振动辅助磁流变超精密抛光装置

说明书

本实用新型涉及超精密加工技术领域，具体公开了一种超声波振动辅助磁流变超精密抛光装置，包括机床、复合振动装置、抛光系统、抛光液循环系统以及与上述各组件分别连接的控制系统，抛光系统中在抛光轮的上方设置有传送带，通过抛光液循环系统将抛光液送至传送带上进行抛光，使磁流变抛光液运动时摆脱了离心力的影响，克服了传统磁流变抛光使用抛光轮抛光时产生的拐点问题，通过两阶段式复合振动磁流变抛光，可实现高效率与高精度的结合。

技术领域

本实用新型涉及超精密加工技术领域，具体涉及一种超声波振动辅助磁流变超精密抛光装置，适用于加工各种硬脆材料，例如玻璃、陶瓷、人造宝石、石英、锗、硅、石墨等非金属材料。

背景技术

随着光学、电子、航天航空、半导体等高新技术产业的迅速发展，越来越多的精密零部件对加工质量，加工精度和加工效率提出了更严格的要求。磁流变抛光法是一种先进的超精密光整加工技术。磁流变抛光技术以流体力学、磁力学、界面化学、摩擦化学等原理为基础，有效的应用于超精密光整加工实践中。磁流变抛光的基本原理是利用含有磨料的磁流变液在磁场作用下产生的流变效应，使其瞬间在加工区域产生一个柔性“磨头”，通过对“磨头”与工件表面之间施加相对运动，实现工件表面的材料去除。磁流变抛光主要是去除精磨后的凹凸层及裂纹层，对工件亚表面损伤极小，可以被认为是一种高质量、无损伤的先进光整加工工艺。然而，在磁流变加工过程中，一直存在着抛光效率低的问题。如何提高抛光效率，主要有两种方法。一种是增加工件与磁流变液之间的相对运动速度，通过增大剪切力来提高效率。第二种是通过增大磁场，提高磁力来改善效率。然而，过大的相对运动速度会导致磁流变液在加工过程中产生飞溅，过大的磁场会增大加工危险系数，另外，目前无论采用永磁铁还是电磁铁，所得到磁力均在2T以下。因此，如何保证高表面质量的前提下实现高效率抛光是目前磁流变抛光技术拟解决的关键问题。

此外，超声波振动加工也是一种非传统超精密加工技术之一。超声波振动系统由超声波发生器、换能器、变幅杆等部分组成。其原理是超声抛光是把一定的超声振动功率附加在抛光工件上,使其以一定频率和振幅作高频振动,从而实现高效率抛光。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种集复合振动加工和磁流变抛光于一体的超声波振动辅助磁流变超精密抛光装置，其适用范围广、并能保证高效率与高精度。

为达成上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种超声波振动辅助磁流变超精密抛光装置，包括机床床身，所述机床床身上分别设置有复合振动装置、抛光系统、抛光液循环系统以及与上述各组件分别连接的控制系统；所述复合振动装置设置于抛光系统的上方，所述复合振动装置带动工件旋转并带动工件在水平和垂直方向上振动；所述抛光液循环系统包括依次通过管道连接的收集器、抛光液容器、泵和喷嘴，所述抛光液容器对抛光液进行搅拌、恒温及恒粘度控制；所述抛光系统设置于固定在机床床身上的工作台上，所述抛光系统包括抛光轮和传送带机构，所述抛光轮通过抛光轮电机驱动，所述抛光轮电机通过升降板设置在工作台上，所述抛光轮的两侧分别设有若干励磁装置，抛光轮两侧的励磁装置磁极方向相反；所述传送带机构包括四个滚轮和依次穿过四个滚轮的传送带，所述四个滚轮呈方形分布，所述传送带的上边位于抛光轮的上方，四个滚轮中其中一个滚轮通过传送带电机驱动；所述抛光液循环系统的喷嘴正对传送带上边的一端，所述收集器设置于传送带上边的另一端。

进一步的设置在于，所述机床床身上设有床身垂直轴，所述床身垂直轴的侧面设有导轨，所述导轨上可竖直滑动地设置有滑块，所述滑块的侧面连接有摆动盘，所述复合振动装置固定在摆动盘的侧面；所述摆动盘的回转中心与水平方向平行。通过控制机床可实现复合振动装置垂直运动和摆动的联轴运动。