一种超声辅助电磁永磁复合研磨平面的装置

本实用新型涉及超精密加工技术领域，特别涉及一种超声辅助电磁永磁复合研磨平面的装置。

背景技术：

20世纪以来，随着经济、科学技术和国防事业的发展，制造业已经在国际和国内所占的比重越来越多，尤其是在精密与超精密加工这样的高水平、高质量、高要求的加工技术领域。

抛光是利用抛光工具和磨料颗粒或其他抛光介质对工件表面进行的修饰加工，常用的抛光方法有机械抛光、化学抛光、电解抛光、超声波抛光、流体抛光、磁研磨抛光等。目前，国内企业采用的主要抛光方法为传统的机械铣床抛光以及手工砂纸抛光。

传统机械抛光是靠切削、材料表面塑性变形去掉被抛光后的凸部而得到平滑面的抛光方法，一般使用油石条、羊毛轮、砂纸等，以手工操作为主，特殊零件如回转体表面，可使用转台等辅助工具，操作简单，但加工效率较低，难以保证加工精度。

磁研磨抛光是利用磁性磨料在磁场作用下形成磨料刷，对工件磨削加工。这种方法加工效率高，质量好，加工条件容易控制，工作条件好。

超声抛光工艺是通过产生振动对磁性磨料施加研磨压力，并且促进磨料的翻滚和更新，但传统的产生波发生器一般安装在机床主轴上，容易引起机床抖动，使最后的研磨抛光效果较差。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种超声辅助电磁永磁复合研磨平面的装置，板材表面抛光效果好，抛光效率大大提高。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

一种超声辅助电磁永磁复合研磨平面的装置，包括机床，机床的垂直主轴上连接聚磁头，机床工作台上设有支撑板，支撑板的一侧通过弹簧连接支撑架，支撑板的另一侧连接超声波振动装置，支撑板的下方设有线圈，线圈与驱动电源连接。

所述的超声波振动装置包括相互连接的超声波发生器、换能器、集电环、变幅杆，变幅杆与支撑板固接。

所述的支撑架与机床工作台螺接。

所述的支撑板通过支撑杆与支撑架连接，支撑板的上方设有夹紧螺栓。

所述的驱动电源为恒流功率驱动电源，驱动电源设置在电源支架上。

所述的超声波振动装置通过超声支架与机床工作台连接。

所述的弹簧为压缩状态。

所述的线圈与支撑板的距离为1mm-3mm。

与现有的技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过通不断变化的交变电流进而产生不断变化的交变磁场，促进了磨粒的翻滚和更新，有利于增加磨粒的自锐性。交变电流产生磁场力的大小可以通过控制交流电的大小而改变，因此对于多种不同材质的工件，可以通过改变交流电的大小进而确定最佳的切削力，达到最佳的切削效果。

超声波装置为抛光装置提供间歇性的剪切力，可以大幅度提高加工效率。同时，超声波振动装置产生的超声振动可以促进吸附在聚磁头上面的磨粒翻滚和更新，使磨粒的使用寿命大大延长。

支撑板一侧的弹簧在装置工作前施加预紧力呈压缩状态，可以防止弹簧和变幅杆之间的支撑板剧烈抖动，同时，也可以减小机床的振动，增加机床使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为超声波振动装置的示意图。

图3为工件装夹示意图。

图4为加工过程示意图。

图5为聚磁头示意图。

图中：机床1、聚磁头2、机床工作台3、支撑板4、弹簧5、支撑架6、超声波振动装置7、线圈8、驱动电源9、支撑杆10、夹紧螺栓11、超声波发生器12、换能器13、集电环14、变幅杆15、电源支架16、超声支架17、平面工件18、磁性磨料19。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进一步说明：

如图1-图5，一种超声辅助电磁永磁复合研磨平面的装置，包括机床1，机床的垂直主轴上连接聚磁头2，机床工作台3上设有支撑板4，支撑板4的一侧通过弹簧5连接支撑架6，支撑板4通过支撑杆10与支撑架6的底面连接，支撑架6与机床工作台3螺接，支撑板4的上方设有夹紧螺栓11，支撑板4的另一侧连接超声波振动装置7，超声波振动装置7通过超声支架17与机床工作台3连接。

超声波振动装置7包括相互连接的超声波发生器12、换能器13、集电环14、变幅杆15，变幅杆15与支撑板4固接。变幅杆直径为8mm-12mm，支撑板4的下方设有线圈8，线圈与支撑板的距离为1mm-3mm。

线圈8与驱动电源9连接。驱动电源9为恒流功率驱动电源，驱动电源9设置在电源支架16上。

实施例

一种超声辅助电磁永磁复合研磨平面的装置，包括机床1，机床的垂直主轴上连接聚磁头2，机床工作台3上设有支撑板4，支撑板4的一侧通过弹簧5连接支撑架6，支撑板4通过支撑杆10与支撑架6的底面连接，支撑架6与机床工作台3螺接，支撑板4的上方设有夹紧螺栓11，支撑板4的另一侧连接超声波振动装置7，超声波振动装置7通过超声支架17与机床工作台3连接。

超声波振动装置7包括相互连接的超声波发生器12、换能器13、集电环14、变幅杆15，变幅杆15与支撑板4固接。变幅杆直径为8mm，支撑板4的下方设有线圈8，线圈与支撑板的距离为2mm。线圈8与驱动电源9连接。驱动电源9为恒流功率驱动电源，驱动电源9设置在电源支架16上。

上述装置加工平面工件的方法，平面工件18通过夹紧螺栓11固定在支撑板4上，机床夹持聚磁头2旋转，驱动电源9连接线圈8提供磁场力不断变化的交变磁场，聚磁头2下端吸附有磁性磨料19，磁性磨料19在定磁场和交变磁场的作用下形成柔性磁刷，磁刷对工件进行磨削加工，超声波发生器12发出电信号，电信号经过换能器13变为振动信号，振动经过变幅杆14调整处理后传递给支撑板4，使工件产生振动，对工件进行复合研磨。

聚磁头下表面与工件表面距离为20mm。

超声波发生器的频率为20khz，最大输出功率为1200w，驱动电源的电流为1.2a，功率为300hz；

磁性磨料为平均粒径为100μm烧结磁性磨料与油基研磨液，以体积比为1:2的比例混合制得。

精磨时机床主轴转速设为1000-2500r/min加工时间为20min，超精研磨时，机床主轴转速设为2000-3000r/min，加工时间为25min。

上面所述仅是本实用新型的基本原理，并非对本实用新型作任何限制，凡是依据本实用新型对其进行等同变化和修饰，均在本专利技术保护方案的范畴之内。

技术特征：

1.一种超声辅助电磁永磁复合研磨平面的装置，其特征在于，包括机床，机床的垂直主轴上连接聚磁头，机床工作台上设有支撑板，支撑板的一侧通过弹簧连接支撑架，支撑板的另一侧连接超声波振动装置，支撑板的下方设有线圈，线圈与驱动电源连接。

2.根据权利要求1所述的一种超声辅助电磁永磁复合研磨平面的装置，其特征在于，所述的超声波振动装置包括相互连接的超声波发生器、换能器、集电环、变幅杆，变幅杆与支撑板固接。

3.根据权利要求1所述的一种超声辅助电磁永磁复合研磨平面的装置，其特征在于，所述的支撑架与机床工作台螺接。

4.根据权利要求1所述的一种超声辅助电磁永磁复合研磨平面的装置，其特征在于，所述的支撑板通过支撑杆与支撑架连接，支撑板的上方设有夹紧螺栓。

5.根据权利要求1所述的一种超声辅助电磁永磁复合研磨平面的装置，其特征在于，所述的驱动电源为恒流功率驱动电源，驱动电源设置在电源支架上。

6.根据权利要求1所述的一种超声辅助电磁永磁复合研磨平面的装置，其特征在于，所述的超声波振动装置通过超声支架与机床工作台连接。

7.根据权利要求1所述的一种超声辅助电磁永磁复合研磨平面的装置，其特征在于，所述的弹簧为压缩状态。

技术总结
本实用新型涉及一种超声辅助电磁永磁复合研磨平面的装置，包括机床，机床的垂直主轴上连接聚磁头，机床工作台上设有支撑板，支撑板的一侧通过弹簧连接支撑架，支撑板的另一侧连接超声波振动装置，支撑板的下方设有线圈，线圈与驱动电源连接。超声波振动装置包括相互连接的超声波发生器、换能器、集电环、变幅杆，变幅杆与支撑板固接。本实用新型通过通不断变化的交变电流进而产生不断变化的交变磁场，促进了磨粒的翻滚和更新，有利于增加磨粒的自锐性。交变电流产生磁场力的大小可以通过控制交流电的大小而改变，因此对于多种不同材质的工件，可以通过改变交流电的大小进而确定最佳的切削力，达到最佳的切削效果。

技术研发人员：陈燕;刘文浩;丁叶;张洪毅;张泽群
受保护的技术使用者：辽宁科技大学
技术研发日：2020.11.19
技术公布日：2021.08.27