基于法向力的水基磁流变封闭式柔性抛光头.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107253101A(43)申请公布日2017.10.17(21)申请号201710658724.9(22)申请日2017.08.04(71)申请人南京理工大学地址210094江苏省南京市玄武区孝陵卫街200号(72)发明人张广汪辉兴王炅(74)专利代理机构南京理工大学专利中心32203代理人朱沉雁(51)Int.Cl.B24B1/00(2006.01)B24B41/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称基于法向力的水基磁流变封闭式柔性抛光头(57)摘要本发明公开了一种基于法向力的水基磁流变封闭式柔性抛光头，包括柔性磨片、磁流变液、柔性密封圈、转盘、C形磁轭、外壳、隔板、电磁线圈、电机、隔磁套、联轴器、键、轴和磨粒。磨粒均匀分布在柔性磨片顶面；柔性磨片、柔性密封圈和转盘形成一个密封腔室，磁流变液置于密封腔室中；转盘底面中心设有转轴，转轴中心向上开有盲孔，电机通过联轴器与轴连接，轴通过键与盲孔连接；电机固定在隔板顶面，并通过隔磁套将电机与C形磁轭隔离，隔板下底面与电磁线圈接触，电磁线圈绕在C形磁轭的封闭端，本发明不需要另加抛光液循环装置，大大减小流装置尺寸，降低了生产成本。CN107253101ACN107253101A权利要求书1/1页1.一种基于法向力的水基磁流变封闭式柔性抛光头，其特征在于：包括柔性磨片（1）、磁流变液（2）、柔性密封圈（3）、转盘（4）、C形磁轭（5）、外壳（6）、隔板（8）、电磁线圈（9）、电机（10）、隔磁套（11）、联轴器（12）、键（13）、轴（14）和磨粒（15）；磨粒（15）均匀分布在柔性磨片（1）顶面，所述转盘（4）底部中心设有转轴，自转轴向上盲孔，柔性磨片（1）平行设置在转盘（4）上方，两者之间固连柔性密封圈（3），柔性磨片（1）、柔性密封圈（3）和转盘（4）形成一个密封腔室，磁流变液（2）填充在所述密封腔室中，外壳（6）设置在转盘（4）底面下方，C形磁轭（5）设置在外壳（6）内，C形磁轭（5）开口端朝向转盘（4），C形磁轭（5）、转盘（4）和外壳（6）三者之间构成腔室，隔板（8）、电磁线圈（9）、电机（10）、隔磁套（11）、联轴器（12）、键（13）和轴（14）设置在所述腔室内，电磁线圈（9）绕在C形磁轭（5）封闭端，隔板（8）设置在电磁线圈（9）顶面，隔板（8）的侧壁与C形磁轭（5）内侧面过盈配合；电机（10）固定在隔板（8）顶面，隔磁套（11）套在电机（10）外壁，电机（10）通过联轴器（12）与轴（14）连接，轴（14）通过键（13）与盲孔连接。2.根据权利要求1所述基于法向力的水基磁流变封闭式柔性抛光头，其特征在于：所述转盘（4）底面与外壳（6）之间留有间隙，用于抛光头内外空气对流，有利于散热。3.根据权利要求1所述基于法向力的水基磁流变封闭式柔性抛光头，其特征在于：所述磁流变液（2）为水基磁流变液。4.根据权利要求1所述基于法向力的水基磁流变封闭式柔性抛光头，其特征在于：所述磨粒（15）采用微米级氧化铝。2CN107253101A说明书1/3页基于法向力的水基磁流变封闭式柔性抛光头技术领域[0001]本发明属于精密抛光设备，具体涉及一种基于法向力的水基磁流变封闭式柔性抛光头。背景技术[0002]超光滑表面抛光技术是超精密加工体系的一个重要组成部分，随着研究的深入以及检测技术的提高，人们对纳米级超光滑表面的形成机理有了更深刻的认识，并开发了许多抛光技术，如传统游离磨料抛光，主要指磨料游离散布在工件与柔性研具之间的工作界面内，通过工件和研具向磨料施加作用力，使磨料在工作界面内滚动和滑动，从工件上去除材料的加工方式，该方法在抛光过程中，磨料的浓度、分布均匀性、运动速度、运动轨迹及滞留时间等无法直接控制。再如弹性发射加工，该方式的核心部件是一个抛光轮，抛光轮与工件之间保持一个微小间隙（大约数十个微米），抛光液充斥于该间隙之内。加工时，抛光轮高速旋转，使微小间隙内形成了一层流体动压抛光膜，从而平衡施加在抛光轮上的压力。磨料在流体动压的作用下与工件表面发生微弱的弹性碰撞实现从工件上去除材料，但是该方法的加工效率极其低下（仅5nm/min）。湖南大学王永强博士在《大抛光模流变超光滑平面抛光技术》一文中记载了一种磁流变抛光的材料去除率为2μｍ/min，其优点是可以通过多步修形来提高面形精度，逐步降低表面粗糙度，且不引入表面及亚表面损伤，但目前关于磁流变抛光装置都需要集成一个抛光液循环装置，从而增大整个抛光装置的尺寸，增加了抛光装置的成本。基于以上现状，我国抛光技术比较成熟，但在某些细节方面需要优化改善（如缩小结构尺寸、降低成本等）。[0003]铁磁物质，均为亲水性物质，较易在水中分散