星空体育- 星空体育官方网站- 世界杯指定平台集群磁流变抛光装置及其性能测试方法pdf

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　　2、/12(2006.01) B24B 49/16(2006.01) (54)发明名称 一种集群磁流变抛光装置及其性能测试方 法 (57)摘要 本发明涉及磁流变抛光技术领域， 公开了一 种集群磁流变抛光装置及其性能测试方法， 包括 底座， 底座上固定有抛光盘， 抛光盘上设置有凹 槽， 凹槽底部固定有多个凸块； 抛光盘底部在每 个凸块对应的位置设置有电磁感应线圈， 凹槽的 正上方设置有可升降的转轴， 转轴上设置有固定 待抛光工件的夹具， 转轴上连接有扭矩传感器。 本发明通过凸块将凹槽划分为多个小格， 在磁场 作用以及凸块对带有磨粒的磁流变液阻力作用 下， 高粘度的磁流变液不容易随抛光面一起旋 转， 。

　　3、可以提高带磨粒的磁流变液对待抛光面的去 除效果， 且抛光面平整； 同时通过扭矩传感器实 时监测转轴扭矩， 通过扭矩计算出抛光装置对待 抛光件的最大去除率， 以实时监测抛光装置对待 抛光工件的抛光性能。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 111975461 A 2020.11.24 CN 111975461 A 1.一种集群磁流变抛光装置， 包括底座(1)， 其特征在于： 所述底座(1)上方通过支撑杆 (2)固定连接有水平设置的抛光盘(3)， 所述抛光盘(3)上表面设置有凹槽(4)， 所述凹槽(4) 底部固定有多个凸块(5)， 多个所述凸块(5)沿所述凹槽(4)的径向环向均匀分布， 所。

　　5、(11)由支撑 杆(2)侧壁穿出并与液压泵(12)的出口端连通， 所述液压泵(12)的进口端与带有磨粒的磁 流变液储存机构连通。 3.根据权利要求2所述的一种集群磁流变抛光装置， 其特征在于： 所述抛光盘(3)的凹 槽(4)侧壁靠近凹槽(4)顶部位置设置有导流管(13)， 所述导流管(13)一端与凹槽(4)内腔 连通， 另一端伸入废液收集槽(15)内， 所述导流管(13)上设置有抽吸泵(14)。 4.一种集群磁流变抛光装置的性能测试方法， 其特征在于， 包括如下步骤： S1、 将掺杂有磨粒的磁流变液注入凹槽(4)内， 使液面覆盖凸块(5)； S2、 将待抛光工件(8)固定在夹具(9)内， 使待。

　　7、的相对速率， M为扭矩传感器(10)检测到的扭 矩值； 为待抛光面与带有磨粒的磁流变液之间的摩擦系数， D为待抛光面的直径。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111975461 A 2 一种集群磁流变抛光装置及其性能测试方法 技术领域 0001 本发明涉及磁流变抛光技术领域， 具体涉及一种集群磁流变抛光装置及其性能测 试方法。 背景技术 0002 随着精密机械、 微电子/光电子产业的发展， 超光滑表面的加工需求越来越多， 如 精细工件、 CD/DVD光学读数头、 光纤通讯中光/电(PD)和电/光(LD)信号转换器、 投影仪、 激 光打印机、 IC(集成电路)的芯片衬底、 光盘模具等， 这些元。

　　8、件要求表面精度达到超光滑程 度， 面型精度也有较高的要求， 需要严格控制亚表面损伤， 抛光是最终得到超光滑表面的有 效加工方法。 0003 集群磁流变抛光是一种基于磁流变效应的抛光方法， 在磁流变液中加入游离磨料 作为抛光工作液喷射在内部镶嵌磁性体的抛光盘上， 在磁场作用下产生磁流变效应， 磁流 变抛光工作液中的铁磁粒子成串排列将磨料微粒包裹、 约束在磁性体端面， 形成柔性微磨 头， 多个微磨头集群构成抛光盘面的集群磁流变抛光装置使磨粒处于半固着状态， 对工件 表面进行抛光加工。 作为一种柔性抛光方法， 磁流变抛光技术已经成为光学材料抛光的主 要工艺方法之一但现有的集群磁流变抛光装置采用多个圆。

　　9、柱形永磁体形成的环带型抛光 垫， 抛光过程中容易使抛光面形成 “w” 形纹理， 达不到较好的抛光效果， 且抛光过程中对抛 光垫的抛光性能没有一个准确的量化， 无法对实际磁流变抛光过程中的材料去除率进行进 行分析， 成为深入研究磁流变抛光技术的瓶颈。 发明内容 0004 基于以上问题， 本发明提供一种集群磁流变抛光装置及其性能测试方法， 通过凸 块将凹槽划分为多个小格， 在磁场作用以及凸块对带有磨粒的磁流变液阻力作用下， 高粘 度的磁流变液不容易随抛光面一起旋转， 可以提高带磨粒的磁流变液对待抛光面的去除效 果， 且抛光面平整； 同时通过扭矩传感器实时监测转轴扭矩， 通过扭矩计算出抛光装置对待 。

　　10、抛光件的最大去除率， 以实时监测抛光装置对待抛光工件的抛光性能。 0005 为实现上述技术效果， 本发明采用的技术方案是： 0006 一种集群磁流变抛光装置， 包括底座， 底座上方通过支撑杆固定连接有水平设置 的抛光盘， 抛光盘上表面设置有凹槽， 凹槽底部固定有多个凸块， 多个凸块沿凹槽的径向环 向均匀分布， 凸块的高度小于凹槽的高度； 抛光盘底部在与每个凸块对应的位置均设置有 电磁感应线圈， 电磁感应线圈的中轴线沿与对应的凸块的中轴线互相平行； 凹槽的正上方 设置有可升降的转轴， 转轴在靠近凹槽的端头固定有用于固定待抛光工件的夹具， 转轴上 通过法兰连接有扭矩传感器， 扭矩传感器与计算机通讯。

　　11、连接。 0007 进一步地， 支撑杆顶部中间设有开口， 支撑杆内设置有与开口连通的输送管， 输送 管由支撑杆侧壁穿出并与液压泵的出口端连通， 液压泵的进口端与带有磨粒的磁流变液储 存机构连通。 说明书 1/4 页 3 CN 111975461 A 3 0008 进一步地， 抛光盘的凹槽侧壁靠近凹槽顶部位置设置有导流管， 导流管一端与凹 槽内腔连通， 另一端伸入废液收集槽内， 导流管上设置有抽吸泵。 0009 为实现上述技术效果， 本发明还提供了一种集群磁流变抛光装置的性能测试方 法， 包括如下步骤： 0010 S1、 将掺杂有磨粒的磁流变液注入凹槽内， 使液面覆盖凸块； 0011 S2、 将待。

　　12、抛光工件固定在夹具内， 使待抛光面朝向凹槽， 调节转轴高度使工件的待 抛光面位于凹槽内液面上方； 0012 S3， 接通电磁感应线圈的电源， 启动转轴旋转； 凹槽内带有磨粒的磁流变液在凸块 上表面形成磨头并与工件待抛光面接触， 待抛光面旋转过程中实现对待抛光面的抛光； 抛 光过程中扭矩传感器实时检测转轴的扭矩值， 并将其传递至计算机中计算抛光过程中的材 料最大去除率； 按照抛光过程中的Preston方程， 具体计算按照如下公式进行： 0013 0014 其中， r为待抛光工件待抛光面的材料最大去除率， K为Preston常数， P为工件待抛 光面受到的正压力， V为待抛光面与抛光盘的相对速率，。

　　13、 M为扭矩传感器检测到的扭矩值； 为待抛光面与带有磨粒的磁流变液之间的摩擦系数， D为待抛光面的直径。 0015 与现有技术相比， 本发明的有益效果是： 本发明通过凸块将凹槽划分为多个小格， 在磁场作用以及凸块对带有磨粒的磁流变液阻力作用下， 高粘度的磁流变液不容易随抛光 面一起旋转， 可以提高带磨粒的磁流变液对待抛光面的去除效果， 且抛光面平整； 同时通过 扭矩传感器实时监测转轴扭矩， 通过扭矩计算出抛光装置对待抛光件的最大去除率， 以实 时监测抛光装置对待抛光工件的抛光性能。 附图说明 0016 图1为实施例中集群磁流变抛光装置的结构示意图； 0017 图2为实施例中抛光盘的立体结构图； 。

　　16、本实施例中， 带有磨粒的磁流变液位于带有凸块5的凹槽4内， 多个凸块5沿凹槽 4的径向环向均匀分布将凹槽4划分为多个小格； 本实施例的凸块5背面为凹腔结构， 电磁感 应线放置于凹腔内， 并与外部电源通过开关电性连接。 施加磁场后带有磨粒的磁流变液 黏度变大， 并在凸块5上方形成微磨头， 转轴7带动夹具9及夹具9内的待抛光工件8与磁流变 液面接触并转动过程中， 带有磨粒的磁流变液对待抛光工件8的待抛光面进行抛光； 因凹槽 4被多个凸块5划分为多个小格， 在磁场作用以及凸块5对带有磨粒的磁流变液阻力作用下， 高粘度的磁流变液不容易随抛光面一起旋转， 可以提高带磨粒的磁流变液对待抛光面的去 除效。

　　17、果， 且抛光面平整， 不会产生 “w” 形纹理。 同时通过扭矩传感器10实时监测转轴7扭矩， 通过扭矩计算出抛光装置对待抛光件的最大去除率， 以实时监测抛光装置对待抛光工件8 的抛光性能。 0024 本实施例中的扭矩传感器10包括与转轴7通过法兰同轴连接的杆部和贴设与杆部 的应变片， 通过应变片将扭力的物理变化转换成精确的电信号， 并传递至计算机中， 实现扭 矩的在线测量。 本实施例中的夹具9采用带固定腔的圆盘， 固定腔侧壁设置有拧紧螺栓， 实 现对各个尺寸的待抛光工件8的夹持固定。 0025 因抛光过程中， 待抛光面去除的材料调入磁流变液中， 加之磁流变液中的磨粒逐 渐被消耗， 会影响后续的。

　　18、抛光性能。 本实施例中， 通过在支撑杆2顶部中间设有开口， 支撑杆 2内设置有与开口连通的输送管11， 输送管11由支撑杆2侧壁穿出并与液压泵12的出口端连 通， 液压泵12的进口端与带有磨粒的磁流变液储存机构连通。 抛光过程中通过液压泵12将 新的带磨粒的磁流变液经开口注入凹槽4内， 对原有的磁流变液进行更新， 保证抛光装置对 工件的抛光效果。 0026 抛光盘3的凹槽4侧壁靠近凹槽4顶部位置设置有导流管13， 导流管13一端与凹槽4 内腔连通， 另一端伸入废液收集槽15内， 导流管13上设置有抽吸泵14。 通导抽吸泵14及流管 将多余溢出的带磨粒的磁流变液引流至收集槽15内， 实现对带磨粒。

　　20、Preston方程， 具体计算按照如下公式进行： 0031 0032 其中， r为待抛光工件8待抛光面的材料最大去除率， K为Preston常数， P为工件待 抛光面受到的正压力， V为待抛光面与抛光盘3的相对速率， M为扭矩传感器10检测到的扭矩 值； 为待抛光面与带有磨粒的磁流变液之间的摩擦系数， D为待抛光面的直径。 说明书 3/4 页 5 CN 111975461 A 5 0033 本发明通过扭矩传感器10测量待抛光工件8在抛光过程中的扭矩值， 然后直接通 过公式换算获得待抛光工件8在该抛光装置下的抛光性能参考值， 便于相关人员对抛光过 程进行量化控制； 此外， 通过凸块5底部的电磁感。

　　21、应线径向分布 的微磨头， 抛光过程不会产生 “w” 形纹理， 抛光面平整光滑； 抛光盘3凹槽4底部通过凸块5分 区， 可以限制磁流变液的流动， 提高抛光效果。 0034 如上即为本发明的实施例。 上述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表 述发明验证过程， 并非用以限制本发明的专利保护范围， 本发明的专利保护范围仍然以其 权利要求书为准， 凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化， 同理均应包 含在本发明的保护范围内。 说明书 4/4 页 6 CN 111975461 A 6 图1 图2 说明书附图 1/2 页 7 CN 111975461 A 7 图3 说明书附图 2/2 页 8 CN 111975461 A 8 。