基于磁流变液的深孔抛光装置的制作方法

1.本实用新型涉及磁流变设备和器件，具体涉及基于磁流变液的深孔抛光装置。


背景技术：

2.在机械加工领域中，深孔的加工，即，对具有较大深度的孔进行加工，特别是抛光，一直是业内的技术难题。
3.目前现有的深孔抛光的方式一般包括机械抛光和电化学抛光。对于一般都机械抛光而言，是将磨削头深入孔内，驱动其快速旋转，来达到对孔内进行加工的目的。对于电化学抛光而言，它受到所用材料的限制，需要配合使用化学药剂和放电技术，来进行抛光。
4.现有技术的这些抛光技术和装置具有以下缺陷：
5.1.抛光精度低；
6.2.当工件内孔直径过小时，磨削抛光头不易制作，无法深入工件内孔进行抛光；
7.3.受限于材料的选择。
8.因此，对新型的基于磁流变液的深孔抛光装置和技术的需求，一直是业内的课题。
9.磁流变流体是一种随着磁场的施加其粘度发生变化的液体。由高磁导率、低剩磁的软磁颗粒通过表面活性剂的作用均匀分散于非导磁性载液中而构成的稳定悬浮液体系。磁流变流体的工作原理是：在外加磁场的作用下，每一颗粒都极化成磁偶极子，各个偶极子相互吸引，在两磁极板间形成的链束状结构像桥一样横架在极板之间，阻碍了流体的正常流动，使其产生类固体的特征。当去掉外加磁场时，流体又恢复到原来的状态，即磁流变液在液态和固态之间进行快速可逆的转换。固态化和刚硬程度与电流强度成稳定的可逆的比例关系，即控制电流强度就可以精确控制固态化磁流变液的剪切屈服强度，即，也可以控制磁流变液的刚度(和硬度)。
10.本实用新型的构思旨在利用磁流变液的上述特性，来构造一种基于磁流变液的深孔抛光装置。
11.本实用新型说明书的此背景技术部分中所包括的信息，包括本文中所引用的任何参考文献及其任何描述或讨论，仅出于技术参考的目的而被包括在内，并且不被认为是将限制本实用新型范围的主题。


技术实现要素：

12.鉴于以上以及其它更多的构思而提出了本实用新型。
13.根据本实用新型的一方面的构思，旨在提供一种基于磁流变液的深孔抛光装置，包括：基台；安装在基台上的夹持装置，夹持装置构造成用于在其上夹持工件，工件上具有待抛光加工的深孔；传动装置，与夹持装置可操作地相连并构造成用于带动夹持装置绕直立轴线旋转；电机，电机用于驱动传动装置旋转；和磁流变液供应装置，用于给工件的深孔供应抛光用的磁流变液。
14.根据本实用新型的一实施例，磁流变液是含有磨料的磁流变液。
15.根据本实用新型的一实施例，磨料选自氮化硼、碳化硅、金刚砂、刚玉砂、硬质合金微粒或者它们的任意组合。
16.根据本实用新型的一实施例，磨料是磁性磨料。
17.根据本实用新型的一实施例，夹持装置是能够绕直立轴线旋转的卡盘。
18.根据本实用新型的一实施例，传动装置是皮带轮和绕在皮带轮与电机上的皮带。
19.根据本实用新型的一实施例，磁流变液供应装置包括与磁流变液供应源连通的磁流变液输送管。
20.根据本实用新型的一实施例，基于磁流变液的深孔抛光装置还包括配置成给磁流变液提供外加磁场的永磁体或者电磁铁。
21.根据本实用新型的一实施例，磁流变液供应装置是与磁流变液供应源连通的磁流变液输送管。
22.根据本实用新型的一实施例，深孔是盲孔或者通孔。
23.本实用新型的更多实施例还能够实现其它未一一列出的有利技术效果，这些其它的技术效果在下文中可能有部分描述，并且对于本领域的技术人员而言在阅读了本实用新型后是可以预期和理解的。
附图说明
24.通过参考下文的描述连同附图，这些实施例的上述特征和优点及其他特征和优点以及实现它们的方式将更显而易见，并且可以更好地理解本实用新型的实施例，在附图中：
25.图1是根据本实用新型的一实施例的基于磁流变液的深孔抛光装置的示意图。
26.图2是图1所示的待磨削抛光工件及其纵向剖面的视图，显示了待磨削抛光工件中的待抛光的深孔。
27.标号如下：
28.1磁流变液输送管
29.2待磨削抛光工件
30.3左侧磁铁
31.4右侧磁铁
32.5卡盘
33.6传动装置
34.7电机
具体实施方式
35.在以下对附图和具体实施方式的描述中，将阐述本实用新型的一个或多个实施例的细节。从这些描述、附图以及权利要求中，可以清楚本实用新型的其它特征、目的和优点。
36.应当理解，所图示和描述的实施例在应用中不限于在以下描述中阐明或在附图中图示的构件的构造和布置的细节。所图示的实施例可以是其它的实施例，并且能够以各种方式来实施或执行。各示例通过对所公开的实施例进行解释而非限制的方式来提供。实际上，将对本领域技术人员显而易见的是，在不背离本实用新型公开的范围或实质的情况下，可以对本实用新型的各实施例作出各种修改和变型。例如，作为一个实施例的一部分而图
示或描述的特征，可以与另一第一实施例起使用，以仍然产生另外的实施例。因此，本实用新型公开涵盖属于所附权利要求及其等同要素范围内的这样的修改和变型。
37.同样，可以理解，本文中所使用的词组和用语是出于描述的目的，而不应当被认为是限制性的。本文中的“包括”、“包含”或“具有”及其变型的使用，旨在开放式地包括其后列出的项及其等同项以及附加的项。
38.下面将参考本实用新型的具体实施例对本实用新型进行更详细的描述。
39.如图1所示，图1显示了根据本实用新型的一实施例的基于磁流变液的深孔抛光装置的示意图。该基于磁流变液的深孔抛光装置包括基台，和安装在基台上的可绕直立轴旋转的卡盘5，与卡盘5同轴地一体安装的传动装置6可被电机7驱动旋转，从而带动卡盘5旋转。作为示例性的传动装置6可以说皮带轮和皮带，皮带安装在皮带轮与电机7上。
40.卡盘5例如可以是三脚卡盘。
41.待磨削抛光的工件2以大体上同轴的方式被夹具夹持固定在卡盘5上，使工件2的待磨削抛光的深孔与直立轴同轴。该深孔如图2所示是贯穿工件2的通孔。当然，本领域技术人员可以理解，该深孔也可以是盲孔，本实用新型专利的基于磁流变液的深孔抛光装置同样可对其进行抛光加工。
42.与磁流变液供应源连通的磁流变液输送管1可被定位在工件2的待磨削抛光的深孔的正上方且使其输出端靠近深孔，例如贴近深孔，以便于在加工期间提供充满并可选择性地流过工件2的深孔进行磨削抛光。就此而言，在磁流变液中添加各种可选择的磨料，例如，氮化硼、碳化硅、金刚砂、刚玉砂、硬质合金微粒等等，或者它们的组合，其成分比例和颗粒大小同样也可根据待被抛光加工的工件深孔以及抛光的要求进行调整。
43.如图1所示，在工件2的左右两侧分别设有左侧磁铁3和右侧磁铁4，以便于在抛光加工期间对磁流变液进行施加磁场。磁铁3和磁铁4可以是永磁体或者电磁铁。尤其是在加工时需要不时地改变磁流变液的刚(硬)度的场合，可以选择电磁铁以方便地可控地改变励磁磁场的强度，从而达到根据需要方便地改变磁流变液的刚(硬)度的目的。
44.在抛光加工时，电机7通过动力传输装置带动工件2旋转，通过磁流变液输送管1给工件2磁流变液，让磁流变液充满工件2的深孔。当左右两侧的磁铁施加磁场时，磁流变液在磁场作用下会变得粘稠。在更强磁场的情形下更具刚性，甚至变得刚硬。含有磨料的磁流变液会始终沿着外加磁场的磁力线方向分布，因此通常情形下不会随着工件转动而转动(即使有转动也会比工件转速慢得多)，这样工件的深孔就相对于含有磨料的磁流变液旋转运动，从而达到利用磨料来磨削抛光深孔的目的。
45.根据另一示例，磨料可优选为磁性的磨料，使得可以同磁流变液的磁粉一样延磁力线排布，这样的磨削抛光效率和速度相对更高。
46.通常，磁流变液只需要一次性充满深孔，后续无需继续添加磁流变液。
47.尽管如此，根据另外一个实例，根据需要，在深孔是通孔的情形下，磁流变液也可选择性地以很低的流率缓慢流过工件2的通孔深孔，或者多次地更换，以满足不同的抛光需求。
48.本实用新型的磁流变抛光装置的抛光精度根据应用场合的需要可以达到纳米级别，高于普通抛光头的精度。
49.不仅如此，根据以上的描述，本领域的普通技术人员完全可以理解，由于这种抛光
无需抛光轮、抛光头等外加装置，而是直接使用刚硬度可变的磁流变液直接对工件抛光，因此，可以抛光不同孔径大小的工件，而不会受到抛光头大小的影响。不仅如此，本实用新型的构思也节省了附加的抛光装置如抛光轮、抛光头的成本。
50.根据应用场合的需要，例如在抛光精度要求更高的场合，可以选择更细的纳米级的磁粉和磨料。例如，可以选择本技术人自身研发生产的基于纳米级磁粉的磁流变液，其成分和制备工艺和设备例如在本技术人已经获得的专利cn106486241b和cn106486240b中进行了详细的描述，此两个专利通过引用结合于本技术中。
51.当然，例如在抛光精度没有那么高的场合，可以选择基于普通磁粉、例如微米级磁粉的磁流变液。
52.出于说明的目的而提出了对本实用新型的对若干个实施例的前文描述。所述前文描述并非意图是穷举的，也并非将本实用新型限于所公开的精确步骤和/或形式，显然，根据上文的教导，可作出许多修改和变型。本实用新型的范围和所有的等同者旨在由所附权利要求限定。