本實(shí)用新型涉及磁力研磨光整加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于非金屬脆硬材料表面研磨拋光的旋轉(zhuǎn)超聲磁力研磨加工裝置。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，非金屬脆硬性材料在現(xiàn)代工業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，然而，由于非金屬脆硬材料本身硬度高、脆性大，因此加工困難；尤其是工件形狀復(fù)雜，加工精度及表面粗糙度要求較高時(shí)，傳統(tǒng)加工方法很難實(shí)現(xiàn)預(yù)期效果。

旋轉(zhuǎn)超聲波技術(shù)對(duì)加工脆硬性材料具有良好的效果，旋轉(zhuǎn)超聲波在隨機(jī)床主軸旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，刀具(金剛石砂輪)還參與了沿主軸軸向的高速振動(dòng)，這使得磨粒在靜載荷、超聲振動(dòng)和主軸旋轉(zhuǎn)的共同作用下不斷沖擊、劃擦被加工零件表面，從而將被加工材料粉碎成很多微小的顆粒，提高了加工效率。

磁力研磨工藝作為一種非傳統(tǒng)的精密加工方法，因其具有良好的柔性、自銳性、加工適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可以壓附在工件表面，隨工件表面形貌的變化而變化，因此也可適用于形狀復(fù)雜的非金屬脆硬性材料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供了一種旋轉(zhuǎn)超聲磁力研磨加工裝置，結(jié)合超聲波加工技術(shù)和磁力研磨加工技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)非金屬脆硬性材料的表面光整加工，并顯著提高了研磨加工效率和工件表面質(zhì)量。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種旋轉(zhuǎn)超聲磁力研磨加工裝置，包括研磨驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、超聲波振動(dòng)系統(tǒng)、磁性研磨系統(tǒng)和磨削液循環(huán)系統(tǒng)；所述超聲波振動(dòng)系統(tǒng)由超聲波發(fā)生器、超聲波換能器和變幅桿組成，其中超聲波換能器和變幅桿集成在超聲刀桿中，超聲刀桿安裝在研磨驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的旋轉(zhuǎn)電機(jī)主軸上并可隨之轉(zhuǎn)動(dòng)；磁性研磨系統(tǒng)由磁極和磁性研磨粒子組成，磁極通過(guò)彈性筒夾與變幅桿連接，磁極底部吸附磁性研磨粒子，磁性研磨粒子作用于工件表面進(jìn)行研磨；工件固定在工作槽中，工作槽隨十字滑臺(tái)做水平運(yùn)動(dòng)；工件研磨區(qū)上方一側(cè)設(shè)磨削液噴灑頭，工作槽底部設(shè)磨削液回收口，磨削液噴灑頭和磨削液回收口分別連接磨削液循環(huán)系統(tǒng)。

所述研磨驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由機(jī)床本體、旋轉(zhuǎn)電機(jī)和十字滑臺(tái)組成；機(jī)床本體由機(jī)床底座、立柱和橫梁組成，旋轉(zhuǎn)電機(jī)固定在橫梁上并能夠隨橫梁沿立柱上、下移動(dòng)；十字滑臺(tái)固定在工作槽下方的機(jī)床底座上。

所述橫梁一端通過(guò)套筒套設(shè)在立柱外側(cè)，套筒一側(cè)與立柱平行地設(shè)有升降絲杠，套筒內(nèi)設(shè)升降絲母與升降絲杠嚙合傳動(dòng)，升降絲杠頂部通過(guò)減速機(jī)構(gòu)連接升降電機(jī)。

所述超聲波發(fā)生器和超聲波換能器通過(guò)上、下兩級(jí)線圈實(shí)現(xiàn)非接觸電磁轉(zhuǎn)換式供電；其中上級(jí)線圈通過(guò)線圈外殼固定在旋轉(zhuǎn)電機(jī)主軸外側(cè)，并通過(guò)導(dǎo)線與超聲波發(fā)生器連接；下級(jí)線圈纏繞在超聲刀柄上，并隨超聲刀柄轉(zhuǎn)動(dòng)。

所述磨削液循環(huán)系統(tǒng)由磨削液輸送管道、磨削液盛放槽和磨削液回收管道組成，磨削液輸送管道的兩端分別連接磨削液噴灑頭和磨削液盛放槽，磨削液回收管道的兩端分別連接磨削液回收口和磨削液盛放槽；磨削液輸送管道上設(shè)蠕動(dòng)泵和過(guò)濾器，磨削液盛放槽中設(shè)攪拌器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

1)結(jié)合旋轉(zhuǎn)超聲波技術(shù)與磁力研磨技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)脆硬材料的光整加工，顯著提高了研磨加工效率和工件表面質(zhì)量；

2)磁性研磨粒子吸附在磁極上，不僅能夠隨旋轉(zhuǎn)電機(jī)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在工件表面產(chǎn)生劃擦、撕扯，而且受旋轉(zhuǎn)超聲波作用在豎直方向上產(chǎn)生振動(dòng)沖擊作用，同時(shí)工件在十字滑臺(tái)作用下進(jìn)行水平運(yùn)動(dòng)，增加了研磨的范圍，并使研磨更加充分、均勻；

3)機(jī)床本體可由普通鉆床或銑床改制，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低；

4)通用性強(qiáng)、加工精度高，可廣泛用于各類脆硬性零件表面的研磨加工。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型所述旋轉(zhuǎn)超聲磁力研磨加工裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型所述旋轉(zhuǎn)超聲磁力研磨加工裝置的研磨機(jī)理圖。

圖中：1.機(jī)床底座 2.立柱 3.橫梁 4.升降電機(jī) 5.旋轉(zhuǎn)電機(jī) 6.超聲波發(fā)生器 7.線圈外殼 8.超聲刀柄 9.磁極 10.磁性研磨粒子 11.工作槽 12.十字滑臺(tái) 13磨削液輸送管道 14.蠕動(dòng)泵 15過(guò)濾器 16.攪拌器 17.磨削液盛放槽 18.工件 19.磨削液回收管道

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步說(shuō)明：

如圖1所示，本實(shí)用新型所述一種旋轉(zhuǎn)超聲磁力研磨加工裝置，包括研磨驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、超聲波振動(dòng)系統(tǒng)、磁性研磨系統(tǒng)和磨削液循環(huán)系統(tǒng)；所述超聲波振動(dòng)系統(tǒng)由超聲波發(fā)生器6、超聲波換能器和變幅桿組成，其中超聲波換能器和變幅桿集成在超聲刀桿8中，超聲刀桿8安裝在研磨驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的旋轉(zhuǎn)電機(jī)5主軸上并可隨之轉(zhuǎn)動(dòng)；磁性研磨系統(tǒng)由磁極9和磁性研磨粒子10組成，磁極9通過(guò)彈性筒夾與變幅桿連接，磁極9底部吸附磁性研磨粒子10，磁性研磨粒子10作用于工件18表面進(jìn)行研磨；工件18固定在工作槽11中，工作槽11隨十字滑臺(tái)12做水平運(yùn)動(dòng)；工件研磨區(qū)上方一側(cè)設(shè)磨削液噴灑頭，工作槽11底部設(shè)磨削液回收口，磨削液噴灑頭和磨削液回收口分別連接磨削液循環(huán)系統(tǒng)。

所述研磨驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由機(jī)床本體、旋轉(zhuǎn)電機(jī)5和十字滑臺(tái)12組成；機(jī)床本體由機(jī)床底座1、立柱2和橫梁3組成，旋轉(zhuǎn)電機(jī)5固定在橫梁3上并能夠隨橫梁3沿立柱2上、下移動(dòng)；十字滑臺(tái)12固定在工作槽11下方的機(jī)床底座1上。

所述橫梁3一端通過(guò)套筒套設(shè)在立柱2外側(cè)，套筒一側(cè)與立柱2平行地設(shè)有升降絲杠，套筒內(nèi)設(shè)升降絲母與升降絲杠嚙合傳動(dòng)，升降絲杠頂部通過(guò)減速機(jī)構(gòu)連接升降電機(jī)4。

所述超聲波發(fā)生器6和超聲波換能器通過(guò)上、下兩級(jí)線圈實(shí)現(xiàn)非接觸電磁轉(zhuǎn)換式供電；其中上級(jí)線圈通過(guò)線圈外殼7固定在旋轉(zhuǎn)電機(jī)5主軸外側(cè)，并通過(guò)導(dǎo)線與超聲波發(fā)生器6連接；下級(jí)線圈纏繞在超聲刀柄8上，并隨超聲刀柄8轉(zhuǎn)動(dòng)。

所述磨削液循環(huán)系統(tǒng)由磨削液輸送管道13、磨削液盛放槽17和磨削液回收管道19組成，磨削液輸送管道13的兩端分別連接磨削液噴灑頭和磨削液盛放槽17，磨削液回收管道19的兩端分別連接磨削液回收口和磨削液盛放槽17；磨削液輸送管道13上設(shè)蠕動(dòng)泵14和過(guò)濾器15，磨削液盛放槽17中設(shè)攪拌器16。

如圖1～2所示，本實(shí)用新型所述一種旋轉(zhuǎn)超聲磁力研磨加工裝置，由旋轉(zhuǎn)電機(jī)5帶動(dòng)磁性研磨粒子10旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生切削力，超聲波發(fā)生器6發(fā)出的超聲波通過(guò)振動(dòng)產(chǎn)生沖擊力，共同作用在工件18上達(dá)到去除材料和研磨的作用。

機(jī)床底座1通過(guò)地腳螺栓安裝在地基上，旋轉(zhuǎn)電機(jī)5固定在橫梁3上。超聲波換能器、變幅桿集成在超聲刀柄8內(nèi)部，超聲刀柄8通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)主軸接口安裝在旋轉(zhuǎn)電機(jī)5主軸上，超聲波發(fā)生器6和超聲波換能器間通過(guò)上、下級(jí)線圈實(shí)現(xiàn)非接觸電磁轉(zhuǎn)換式供電，上級(jí)線圈通過(guò)線圈外殼7固定在驅(qū)動(dòng)電機(jī)5主軸外殼上，下級(jí)線圈纏繞在超聲刀柄8上，隨旋轉(zhuǎn)電機(jī)5的主軸旋轉(zhuǎn)。磁極9通過(guò)彈性筒夾與變幅桿連接，磁極9與工件18之間留有1～2mm加工間隙，將磁性研磨粒子10與研磨液混合均勻后，填充在磁極9與工件18之間的加工間隙內(nèi)，工件18固定在工作槽11內(nèi)，并隨十字滑臺(tái)做任意方向的水平運(yùn)動(dòng)，工件加工時(shí)受到磁性研磨粒子擠壓與劃擦，同時(shí)受到超聲波的沖擊作用達(dá)到去除多余材料及研磨的作用。

攪拌器16的作用是使磨削液更均勻，液壓泵14將磨削液通過(guò)過(guò)濾器15抽出，過(guò)濾器15能夠把磨削液中的雜質(zhì)過(guò)濾掉，避免磨削液內(nèi)的雜質(zhì)影響工件加工精度；磨削液輸送管道13把磨削液輸送到工件18表面，工作槽11內(nèi)的磨削液再經(jīng)過(guò)磨削液回收管道19流回磨削液容器內(nèi)進(jìn)行重復(fù)利用。

本實(shí)用新型所述一種旋轉(zhuǎn)超聲磁力研磨加工裝置的工作過(guò)程如下：

工件18裝夾在工作槽11內(nèi)，升降電機(jī)4驅(qū)動(dòng)橫梁3沿著升降絲杠上、下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)磁極9與工件18之間加工間隙的調(diào)整；調(diào)整完成后，把磁性研磨粒子10填充在加工間隙內(nèi)，啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)5帶動(dòng)超聲刀柄8及磁極9旋轉(zhuǎn)，同時(shí)啟動(dòng)超聲波發(fā)生器6，超聲波發(fā)生器6產(chǎn)生的電信號(hào)由上級(jí)線圈通過(guò)耦合作用傳輸?shù)较录?jí)線圈，使磁性研磨粒子10在工件表面產(chǎn)生沖擊作用；通過(guò)十字滑臺(tái)12可以沿前后左右任意方向改變工件18的位置，從而對(duì)工件18的不同部位進(jìn)行研磨；加工的同時(shí)開啟磨削液循環(huán)系統(tǒng)，使磨削液噴灑在工件18表面，最終高質(zhì)高效地完成對(duì)工件表面的研磨拋光。

以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及其構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。