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CN114603405B - 一种便捷式高精度磁流变-超声波复合抛光头 - Google Patents

一种便捷式高精度磁流变-超声波复合抛光头 Download PDF

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CN114603405B CN202210368519.XA CN202210368519A CN114603405B CN 114603405 B CN114603405 B CN 114603405B CN 202210368519 A CN202210368519 A CN 202210368519A CN 114603405 B CN114603405 B CN 114603405B
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Abstract

本发明公开一种便捷式高精度磁流变‑超声波复合抛光头，其包括刀柄、铁芯、线圈、外壳、抛光盘和压电式超声波换能器；所述抛光盘固定连接于铁芯的下端，铁芯的上端固定连接于刀柄的底部；所述外壳转动套接于铁芯上，外壳和铁芯之间形成储液腔，储液腔内部设有磁流变液，所述线圈固定连接于外壳内侧并环绕铁芯设置；所述压电式超声波换能器嵌设固定于铁芯的中轴上。本发明便捷式高精度磁流变‑超声波复合抛光头通过磁流变减震，控制电流大小，决定产生磁场强弱，磁流变也在磁场作用下产生相应阻尼，减弱不稳定波的径向振动，稳定加工过程，提高抛光去除的稳定性，从而有效提高抛光精度。

Description

一种便捷式高精度磁流变-超声波复合抛光头
技术领域
本发明涉及抛光技术领域，尤其涉及一种便捷式高精度磁流变-超声波复合抛光头。
背景技术
超声波模具抛光机抛光的过程其实是一个由电能转换成机械能的过程，主要由超声波主机控器将超声波电信号经功率放大器处理后输出到超声波换能器工作手柄上，进行高频抛光。传统超声波抛光较难控制，去除稳定性差，存在不稳定波的振动，难以控制加工过程。
发明内容
为克服现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种便捷式高精度磁流变-超声波复合抛光头，能够减弱不稳定波的振动，稳定加工过程。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种便捷式高精度磁流变-超声波复合抛光头，其包括刀柄、铁芯、线圈、外壳、抛光盘和压电式超声波换能器；
所述抛光盘固定连接于铁芯的下端，铁芯的上端固定连接于刀柄的底部；
所述外壳转动套接于铁芯上，外壳和铁芯之间形成储液腔，储液腔内部设有磁流变液，所述线圈固定连接于外壳内侧并环绕铁芯设置；
所述压电式超声波换能器嵌设固定于铁芯的中轴上。
进一步的，所述刀柄的顶部设有定位孔，定位孔的四周螺纹连接有多个固定螺栓，所述铁芯的上端插接于定位孔内，并通过固定螺栓锁紧固定。
进一步的，所述铁芯的下端中心固定有连接螺杆，所述抛光盘套接于铁芯的下端并通过锁紧螺母与连接螺杆螺纹连接锁紧固定抛光盘。
进一步的，所述外壳的顶部固定有固定盘，外壳的底部固定有底座，所述固定盘与铁芯之间连接有轴承A，外壳与铁芯之间连接有轴承B，底座与铁芯之间连接有轴承C。
进一步的，所述铁芯上活动套接有电刷，该电刷用于给线圈和压电式超声波换能器供电。
进一步的，所述抛光盘内部设有磁极孔，抛光盘为导磁材料成型，各磁极通过磁性吸附固定在对应的磁极孔中。
进一步的，所述外壳上设有用于给储液腔补充液体的加液管。
本发明采用以上技术方案，具有以下有益技术效果：
1、传统超声波抛光较难控制，去除稳定性差，难以控制加工过程。本发明便捷式高精度磁流变-超声波复合抛光头通过磁流变减震，控制电流大小，决定产生磁场强弱，磁流变也在磁场作用下产生相应阻尼，减弱不稳定波的径向振动，稳定加工过程，提高抛光去除的稳定性，从而有效提高抛光精度；
2、抛光盘具有磁性，使得磁流变抛光液能够吸附在永磁体抛光盘上，形成磁性刷，配合从而应用于磁流变抛光领域；此外，抛光盘内部可进行更换不同牌号磁极，改变磁场大小，从而适应不同生产工况；
3、本发明结构简单，拆装方便，可应用于各种加工机床；抛光盘可进行拆卸，可换成砂轮抛光盘、绒布抛光盘和抛光轮，使用范围广，灵活性强；同时本发明整体体积较小，使用携带较为便利，提高了便捷式高精度磁流变-超声波复合抛光头的实用性。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明；
图1为本发明整体结构的立体示意图；
图2为本发明整体结构的正视图；
图3为刀柄的示意图；
图4为传动的示意图；
图5为压电式超声波换能器位置示意图；
图6为储液腔的示意图；
图7为磁极排布的示意图。
具体实施方式
请参照图1-7，本发明一种便捷式高精度磁流变-超声波复合抛光头，其包括刀柄1、铁芯2、线圈5、外壳6、抛光盘8和压电式超声波换能器9；
抛光盘8固定连接于铁芯2的下端，铁芯2的上端固定连接于刀柄1的底部；
外壳6转动套接于铁芯2上，外壳6和铁芯2之间形成储液腔13，储液腔13内部设有磁流变液，线圈5固定连接于外壳6内侧并环绕铁芯2设置；外壳6上设有用于给储液腔13补充磁流变液的加液管10；
压电式超声波换能器9嵌设固定于铁芯2的中轴上。
刀柄1的顶部设有定位孔102，定位孔102的四周螺纹连接有多个固定螺栓101，铁芯2的上端插接于定位孔102内，并通过固定螺栓101锁紧固定。
作为一种实施方式，抛光盘8内部设有磁极孔801，抛光盘8为导磁材料成型，各磁极通过磁性吸附固定在对应的磁极孔801中。在抛光的过程中，磁流变抛光液吸附在抛光盘8上，磁流变抛光液形成具有黏塑行为的柔性“小磨头”与工件之间具有快速的相对运动，使工件表面受到很大的剪切力，从而使工件表面材料被去除，达到抛光的效果。
优选的方式，铁芯2的下端中心固定有连接螺杆，抛光盘8套接于铁芯2的下端并通过锁紧螺母4与连接螺杆螺纹连接锁紧固定抛光盘8。通过锁紧螺母4对抛光盘8进行固定，拆装方便，可应用于各种加工机床；抛光盘8可进行拆卸，可换成所需的普通砂轮抛光盘8、绒布抛光盘8和抛光轮，使得使用范围扩大化。
外壳6的顶部固定有固定盘3，外壳6的底部固定有底座7，固定盘3与铁芯2之间连接有轴承A11，外壳6与铁芯2之间连接有轴承B12，底座7与铁芯2之间连接有轴承C14。工程过程中，外壳6保持不动，刀柄1带着铁芯2旋转，通过在设置轴承，可以提高铁芯2旋转过程中的稳定性。
铁芯2上活动套接有电刷15，该电刷15用于给线圈5和压电式超声波换能器9供电，这样可以避免工作过程中，连接线缠绕干涉。
通过机床纵向夹持刀柄1（BT50）配合抛光盘8完成抛光，或车床横向夹持刀柄1配合抛光盘8进行抛光；通入电流后，机床带动便捷式高精度磁流变-超声波复合抛光头转动，带动抛光盘8转动进行抛光，同时压电式超声波换能器9进行超声波振动。线圈5外侧产出磁场，储液腔13内部的磁流变液也在磁场作用下产生相应阻尼。由于传统超声波抛光较难控制，去除稳定性差，难以控制加工过程。本发明通过磁流变减震，控制电流大小，决定产生磁场强弱，磁流变也在磁场作用下产生相应阻尼，减弱不稳定波的径向振动，稳定加工过程，提高抛光去除的稳定性，从而有效提高抛光精度。
上面结合附图对本发明的实施加以描述，但是本发明不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式是示意性而不是加以局限本发明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (6)

1.一种便捷式高精度磁流变-超声波复合抛光头，其特征在于：其包括刀柄、铁芯、线圈、外壳、抛光盘和压电式超声波换能器；
所述抛光盘固定连接于铁芯的下端，铁芯的上端固定连接于刀柄的底部；
所述外壳转动套接于铁芯上，外壳和铁芯之间形成储液腔，储液腔内部设有磁流变液，所述线圈固定连接于外壳内侧并环绕铁芯设置；
所述压电式超声波换能器嵌设固定于铁芯的中轴上；
所述铁芯上活动套接有电刷，该电刷用于给线圈和压电式超声波换能器供电；通入电流后，压电式超声波换能器进行超声波振动，同时线圈外侧产出磁场，通过控制电流的大小，控制储液腔内部的磁流变液在磁场作用下产生相应阻尼。
2.根据权利要求1所述的一种便捷式高精度磁流变-超声波复合抛光头，其特征在于：所述刀柄的顶部设有定位孔，定位孔的四周螺纹连接有多个固定螺栓，所述铁芯的上端插接于定位孔内，并通过固定螺栓锁紧固定。
3.根据权利要求1所述的一种便捷式高精度磁流变-超声波复合抛光头，其特征在于：所述铁芯的下端中心固定有连接螺杆，所述抛光盘套接于铁芯的下端并通过锁紧螺母与连接螺杆螺纹连接锁紧固定抛光盘。
4.根据权利要求1所述的一种便捷式高精度磁流变-超声波复合抛光头，其特征在于：所述外壳的顶部固定有固定盘，外壳的底部固定有底座，所述固定盘与铁芯之间连接有轴承A，外壳与铁芯之间连接有轴承B，底座与铁芯之间连接有轴承C。
5.根据权利要求1所述的一种便捷式高精度磁流变-超声波复合抛光头，其特征在于：所述抛光盘内部设有磁极孔，抛光盘为导磁材料成型，各磁极通过磁性吸附固定在对应的磁极孔中。
6.根据权利要求1所述的一种便捷式高精度磁流变-超声波复合抛光头，其特征在于：所述外壳上设有用于给储液腔补充液体的加液管。
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