一种变间隙集群磁流变抛光设备

1.本发明涉及磁流变加工技术领域，具体为一种变间隙集群磁流变抛光设备。


背景技术：

2.磁流变超精密加工技术是指使用磁流变抛光溶液从工件表面去除非常少量材料的柔性加工技术，该技术利用磁流变抛光液通过磁场来改变自身的流变性能的特性，使用磁场来控制抛光液中的磨料颗粒并实现均匀的表面磨削力，从而提高表面质量和材料去除率，避免了机械抛光造成机械损伤的情况，获得的表面光滑度极高，能够实现纳米级精度的光学元件加工，目前常用机械抛光，超声抛光，电化学抛光等，劳动强度大，抛光效率低，工件表面抛光品质低。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为解决软脆光学元件材料精密加工困难的问题，提供一种变间隙集群磁流变抛光设备，利用两个驱动电机使承料缸和放置加工工件的抛光盘作旋转运动，保证抛光盘轴线与承料缸轴线处于同一竖直平面，利用传动机构中通过齿轮轴和传动齿轮啮合使齿轮轴转动，齿轮轴转动可以带动抛光盘位置改变来调节不同工件位于合适的加工位置，液压缸通过推杆来调整抛光盘与承料缸之间的间隙，利用钕铁硼圆柱磁铁构成励磁装置，永磁磁铁排布方式为圆周集群排布，减少磁铁边缘效应的影响。加工时磁流变抛光液流放置在承料缸内，被加工工件固定在抛光盘上，在磁流变加工过程中，配合使用驱动电机旋转，使抛光更加均匀，实现了对加工工件表面抛光加工。
4.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种变间隙集群磁流变抛光设备，其特征在于，该设备由辅助部分、传动部分、工作区部分组成，所述辅助部分由工作台、电机座1、电机座2、盖板、连接轴及与之配合的螺栓、销、螺钉、联轴器组成，所述传动部分由驱动电机1、驱动电机2、齿轮轴、传动齿轮、后法兰式液压缸及与之配合的轴、螺栓、轴承组成，所述工作区部分由励磁装置、承料部分、抛光盘组成，所述承料部分由励磁支座、垫板、承料缸组成。
5.进一步，作为优选，所述辅助部分由工作台、电机座1、电机座2、盖板、连接轴及与之配合的螺栓、销、螺钉、联轴器组成，所述工作台设有阶梯孔并通过轴承配合与阶梯轴连接，所述电机座1上端和工作台底部设有螺纹孔通过螺栓进行连接，所述电机座2设有螺纹孔通过螺钉与连接轴进行连接，所述盖板设有螺纹孔并通过螺钉配合与工作台连接，盖板上端设置两个通孔用于放置齿轮轴和传动齿轮连接轴。
6.进一步，作为优选，所述传动部分由驱动电机1、驱动电机2、后法兰式液压缸、齿轮轴、传动齿轮及与之配合的螺栓、轴承组成，所述驱动电机1设用螺纹孔通过螺栓配合与电机座1连接，所述驱动电机1通过联轴器与阶梯轴配合连接，所述阶梯轴通过轴承配合在工作台上所具有的阶梯孔上，所述驱动电机2通过联轴器和带有螺纹的旋转轴配合连接，驱动电机2顶端设有四个螺纹孔通过螺钉与电机座2配合连接，所述后法兰式液压缸顶端设有四
个通孔与连接轴通过螺栓配合连接，后法兰式液压缸推杆末端设有螺纹通过螺纹连接和齿轮轴上所设有的螺纹孔配合，所述齿轮轴通过轴承固定在工作台上，所述传动齿轮通过轴承固定在工作台上并于齿轮轴啮合。
7.进一步，作为优选，所述工作区部分由励磁装置、承料部分、抛光盘组成，所述承料部分由励磁支座、垫板、承料缸组成，所述励磁装置为圆周排布的圆柱型磁铁通过螺钉固定在励磁支座上，所述励磁支座底部设有螺纹孔通过螺纹连接与阶梯轴上的螺纹配合，所述垫板、励磁支座和承料缸均在侧面设有两个通孔通过螺栓连接进行配合，所述抛光盘平面用于固定所加工的工件，顶端设有螺纹孔通过螺纹连接和带有螺纹的旋转轴配合连接固定。
8.进一步，作为优选，所述驱动电机1将旋转运动传递给工作区部分的承料缸，所述驱动电机2将旋转运动传递给放置工件的抛光盘，所述工作区部分加工时均作旋转运动使工件受力和加工更加均匀。
9.进一步，作为优选，所述励磁装置所采用的磁铁采用钕铁硼n42来制做。
附图说明
10.图1为变间隙集群磁流变抛光设备
11.图2为驱动电机1装配示意图
12.图3为工作台示意图
13.图4为电机座1示意图
14.图5为承料缸爆炸示意图
15.图6为驱动电机2与抛光盘装配示意图
16.图7为后法兰式液压缸示意图
17.图8为连接轴示意图
18.图9为齿轮轴示意图
19.图10为联轴器示意图
20.图11为齿轮配合示意图
21.图12为圆柱滚子轴承示意图
22.图中：1、工作台，1-1、阶梯孔，1-2、孔，2、驱动电机1，3、电机座1，3-1、通孔，3-2、螺纹孔，4、垫板，4-1、通孔，5、传动齿轮，6、盖板，7、轴，8、齿轮轴，9、驱动电机2，10、后法兰式液压缸，11、连接轴，12、电机座2，12-1、四个螺纹孔，12-2、四个通孔，12-3、圆形滑槽，13、联轴器，13-3、通孔，14、抛光盘，15、承料缸，15-1、通孔，16、励磁支座2，16-1、通孔，16-2、螺纹孔，17、联轴器，18、阶梯轴，18-1、螺纹，19、圆柱滚子轴承，20、励磁装置。
具体实施方式
23.本发明提供了一种变间隙集群磁流变抛光设备，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清晰、完整的描述，显然所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他实施例，都属于本发明的保护范围。
24.本发明主要有三部分组成，分别为辅助部分、传动部分、工作区部分。因本发明为
复合结构，故采用由下至上安装顺序。所述该设备的所述辅助部分由工作台(1)、电机座1(3)、电机座2(12)、盖板(6)、连接轴(11)及与之配合的螺栓、销、螺钉、联轴器组成，首先工作台(1)设有阶梯孔(1-1)并通过轴承配合与阶梯轴(18)连接，电机座1(3)上端和工作台(1)底部设有螺纹孔通过螺栓进行连接，电机座2(12)设有螺纹孔(12-1)通过螺钉与连接轴进行连接，盖板(6)设有螺纹孔并通过螺钉配合与工作台(1)连接，盖板上端设置两个通孔用于放置齿轮轴(8)和传动齿轮(5)连接轴。
25.所述传动部分由驱动电机1(2)、驱动电机2(9)、后法兰式液压缸(10)、齿轮轴(8)、传动齿轮(5)及与之配合的螺栓、轴承组成，驱动电机1(2)设用螺纹孔通过螺栓配合与电机座1(3)连接，驱动电机1(2)通过联轴器(17)与阶梯轴(18)配合连接，阶梯轴(18)通过轴承配合在工作台(1)上所具有的阶梯孔(1-1)上，所述驱动电机2(9)通过联轴器和带有螺纹的旋转轴配合连接，驱动电机2(9)顶端设有四个螺纹孔通过螺钉与电机座2(12)配合连接，后法兰式液压缸(10)顶端设有四个通孔与连接轴(11)通过螺栓配合连接，推杆末端设有螺纹通过螺纹连接和齿轮轴(8)上的螺纹孔配合，齿轮轴(8)通过轴承固定在工作台上，传动齿轮(5)通过轴承固定在工作台上并于齿轮轴啮合，传动齿轮上通过轴和转轮连接用于转动，通过齿轮啮合控制齿轮轴旋转。
26.所述工作区部分由励磁装置(20)、承料部分、抛光盘(14)组成，承料部分由励磁支座(16)、垫板(4)、承料缸(15)组成，励磁装置(20)为圆周排布的圆柱型磁铁通过螺钉固定在励磁支座(16)上，励磁支座(16)底部设有螺纹孔(16-1)通过螺纹连接与阶梯轴(18)的螺纹配合，垫板(4)、励磁支座(16)和承料缸(15)通过通孔(16-2)使用螺栓连接进行配合，所述抛光盘(14)平面用于固定所加工的工件，顶端设有螺纹孔通过螺纹连接和带有螺纹的旋转轴配合连接固定。
27.本设备的传动部分可调整抛光盘(14)和承料缸(15)的相对位置，便于加工不同材料时选用更合适的工艺参数，工作过程中实现抛光盘(14)和承料缸(15)同时作旋转运动，使加工更加均匀，垫板可拆卸更换，方便调整励磁间隙大小。
28.本设备在运行时，首先将确认励磁支座(16)、垫板(4)、承料缸(15)已经夹紧并可以转动，然后在承料缸(15)内倒入磁流变抛光液，通过液压缸和齿轮轴调整抛光盘和承料缸的相对位置，待工件置于抛光盘(14)上，然后将驱动电机1(2)、驱动电机2(9)通电，抛光盘(14)开始转动，最后开始进行磁流变精密加工叶轮工作。
29.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种变间隙集群磁流变抛光设备，其特征在于，该设备由辅助部分、传动部分、工作区部分组成，所述辅助部分由工作台、电机座1、电机座2、盖板、连接轴及与之配合的螺栓、销、螺钉、联轴器组成，所述传动部分由驱动电机1、驱动电机2、齿轮轴、传动齿轮、后法兰式液压缸及与之配合的轴、螺栓、轴承组成，所述工作区部分由励磁装置、承料部分、抛光盘组成，所述承料部分由励磁支座、垫板、承料缸组成。2.根据权利要求1所述的一种变间隙集群磁流变抛光设备，其特征在于：所述辅助部分由工作台、电机座1、电机座2、盖板、连接轴及与之配合的螺栓、销、螺钉、联轴器组成，所述工作台设有阶梯孔并通过轴承配合与阶梯轴连接，所述电机座1上端和工作台底部设有螺纹孔通过螺栓进行连接，所述电机座2设有螺纹孔通过螺钉与连接轴进行连接，所述盖板设有螺纹孔并通过螺钉配合与工作台连接，盖板上端设置两个通孔用于放置齿轮轴和传动齿轮连接轴。3.根据权利要求1所述的一种变间隙集群磁流变抛光设备，其特征在于：所述传动部分由驱动电机1、驱动电机2、后法兰式液压缸、齿轮轴、传动齿轮及与之配合的螺栓、轴承组成，所述驱动电机1设用螺纹孔通过螺栓配合与电机座1连接，所述驱动电机1通过联轴器与阶梯轴配合连接，所述阶梯轴通过轴承配合在工作台上所具有的阶梯孔上，所述驱动电机2通过联轴器和带有螺纹的旋转轴配合连接，驱动电机2顶端设有四个螺纹孔通过螺钉与电机座2配合连接，所述后法兰式液压缸顶端设有四个通孔与连接轴通过螺栓配合连接，后法兰式液压缸推杆末端设有螺纹通过螺纹连接和齿轮轴上所设有的螺纹孔配合，所述齿轮轴通过轴承固定在工作台上，所述传动齿轮通过轴承固定在工作台上并于齿轮轴啮合。4.根据权利要求1所述的一种变间隙集群磁流变抛光设备，其特征在于：所述工作区部分由励磁装置、承料部分、抛光盘组成，所述承料部分由励磁支座、垫板、承料缸组成，所述励磁装置为圆周排布的圆柱型磁铁通过螺钉固定在励磁支座上，所述励磁支座底部设有螺纹孔通过螺纹连接与阶梯轴上的螺纹配合，所述垫板、励磁支座和承料缸均在侧面设有两个通孔通过螺栓连接进行配合，所述抛光盘平面用于固定所加工的工件，顶端设有螺纹孔通过螺纹连接和带有螺纹的旋转轴配合连接固定。5.据权利要求1所述的一种变间隙集群磁流变抛光设备，其特征在于：所述驱动电机1将旋转运动传递给工作区部分的承料缸，所述驱动电机2将旋转运动传递给放置工件的抛光盘，所述工作区部分加工时均作旋转运动使工件受力和加工更加均匀。6.据权利要求1所述的一种变间隙集群磁流变抛光设备，其特征在于：所述励磁装置所采用的磁铁采用钕铁硼n42来制做。

技术总结
本发明提供一种变间隙集群磁流变抛光设备，该设备由辅助部分、传动部分、工作区部分组成，工作时通过电动机使承料缸和抛光盘作旋转运动，齿轮轴可以调节转动，从而带动抛光盘移动，另一方面，液压缸可改变抛光盘和承料缸的相对位置，实现了不同材料加工时最优参数的调整。本设备安装方便，操作简单，工作安全可靠，适合对软脆光学元件材料进行磁流变精密加工，提高材料性能。提高材料性能。提高材料性能。


技术研发人员：李俊烨 王天成 赵伟宏 刘建河 徐成宇 曹欣锐 熊家新 唐超
受保护的技术使用者：长春理工大学
技术研发日：2023.05.30
技术公布日：2023/9/12