一种垂直轴转台倒挂式斜轴磁流变研抛装置，属于研抛加工技术领域。本发明专利技术的目的是为了实现小曲率非球曲面零件的磁流变抛光加工。抛光工具由永磁式抛光头和抛光头连接杆组成；Z轴直线单元安装在龙门架上，转台通过直角连接架安装在Z轴直线单元上，转台内的转动轴的轴端通过二维精密微调位移台与抛光头主轴支架连接，抛光头主轴支架具有一定倾角使安装在抛光头主轴支架上的抛光头主轴与水平面的夹角为40度至45度，抛光头连接杆的一端安装在抛光头主轴的夹头上，抛光头连接杆的另一端与永磁式抛光头连接。本发明专利技术特别适用于小曲率、小口径非球曲面零件的超精密磁流变抛光加工。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种磁流变研抛装置，属于研抛加工
技术介绍
随着现代科学技术的日益发展，在国防、航空航天及电子行业、生物医疗等领域，需要各种高精度高表面质量的零件，通常这些高精度零件其面型要求达到亚微米级的形状精度、纳米级的表面粗糙度和极小的亚表层损伤。已经研究出多种加工方法可以获得高精度的加工表面，磁流变抛光作为一种新型的加工方法，它是通过梯度磁场使载液轮和工件表面之间的磁流变液体的流变性能发生变化，在工件表面与磁流变液接触的区域产生较大的剪切力，从而使工件表面材料被去除。它提供了一种可以精确控制抛光后的零件面形，同时保证低粗糙度的表面加工质量和高的加工效率的抛光方法，能很好的满足高精度零件的加工要求。目前常规的磁流变抛光装置普遍采用抛光轮回转，工件置于抛光轮上方或下方，通过抛光轮回转带动含有磨料的磁流变液在电磁铁产生的梯度磁场环境下形成柔性缎带，来对工件进行确定性抛光去除加工。这种结构形式由于受到抛光轮半径的限制，只适合于加工凸曲面、平面和曲率半径较大的凹曲面，而对于一些小口径非球面零件，由于结构形状复杂，表面多为自由曲面，并且曲面过渡部分曲率半径较小，由于常规的磁流变采用“抛光轮、电磁铁”抛光形式，其工具头或有效加工区域较大，无法接触到待加工小曲率非球曲面的各个位置，不能满足小口径非球曲面零件需要的加工条件。而采用一种小直径永磁体球形抛光头的抛光工具，其小直径工具抛光头可以适用于这种小口径非球面零件的加工，可以针对这种小直径抛光工具头需要完成的运动形式设计相应的磁流变研抛装置。
技术实现思路
本专利技术为了实现小曲率非球曲面零件的磁流变抛光加工，进而提供了一种垂直轴转台倒挂式斜轴磁流变研抛装置。本专利技术为解决上述技术问题采取的技术方案是本专利技术所述垂直轴转台倒挂式斜轴磁流变研抛装置包括龙门架、Z轴直线单元、直角连接架、转台、二维精密微调位移台、抛光头主轴、抛光头主轴支架和抛光工具；抛光工具由永磁式抛光头和抛光头连接杆组成；z轴直线单元安装在龙门架上，转台通过直角连接架安装在Z轴直线单元上，转台内的转动轴的轴端通过二维精密微调位移台与抛光头主轴支架连接，抛光头主轴支架具有一定倾角使安装在抛光头主轴支架上的抛光头主轴与水平面的夹角为40度至45度，抛光头连接杆的一端安装在抛光头主轴的夹头上，抛光头连接杆的另一端与永磁式抛光头连接。本专利技术的有益效果是本专利技术针对现有磁流变抛光技术存在的不足，提供一种在垂直轴上悬挂的磁流变研抛装置，使用转台倒挂式斜轴加工方式，其抛光工具采用小直径永磁体球形抛光头，可实现小曲率非球曲面零件的磁流变抛光加工。由于采用抛光头主轴斜置放置方式，且抛光工具头可随高精度转台绕一空间轴线做回转运动，在加工一些复杂面型工件时可以有效避免干涉，特别适用于小曲率、小口径非球曲面零件的超精密磁流变抛光加工，其抛光小曲率非球曲面零件的口径可在Φ 16mm Φ 60mm范围，零件的最小曲率半径R可在1. 5 4mm范围内。所述装置经试制试用被证明效果显著，符合使用需求，垂直轴行程50mm，在主要加工范围±10mm内，直线度彡3 μ m，闭环定位精度彡±0. 4 μ m ;抛光头主轴跳动彡I μ m。本专利技术的具体优点表现在以下几个方面a)抛光工具采用小直径永磁体球形抛光头，便于有效接触到待加工曲面的各个位置，特别适用于小口径非球曲面零件的磁流变抛光加工；b)具有高精度的对心调整装置，可以进行抛光头球心相对转台回转中心的对心调 整，用以满足小口径非球曲面零件实现加工轨迹的要求；c)研抛工具倒挂在高精度的垂直移动轴上，充分利用了竖直方向空间，并且采用抛光头主轴倾斜放置加工方式，可有效防止干涉现象；d)装置的关键结构件——竖直件，采用花岗岩材料来制作，可以很好的吸收振动，因而能够较大的提高装置的性能；e)采用高精度的直线单元和旋转单元作为该装置的主要运动部件，使得装置具有较高的加工精度。附图说明图1是本专利技术的主视图；图2是图1的左视图(图中22_螺钉、24-内六角螺钉、26-内六角螺钉、28-内六角螺钉、30-内六角螺钉、25-螺钉)；图3是图2的A部放大图；图4是本专利技术与超精密加工用工件轴数控运动平台装置构成的一种小口径非球面永磁式磁流变抛光加工机床的立体图；图5是图4的主视图；图6是图5的左视图，图6-1是图6的A向局部视图；图7是图5的俯视图。具体实施例方式具体实施方式一如图1 7所示，本实施方式所述的1、一种垂直轴转台倒挂式斜轴磁流变研抛装置，其特征在于所述垂直轴转台倒挂式斜轴磁流变研抛装置包括龙门架9(竖直件)、Z轴直线单元10 (垂直轴直线运动单元)、直角连接架11、转台12、二维精密微调位移台13、抛光头主轴14、抛光头主轴支架15(主轴夹持器)和抛光工具16 ;抛光工具16由永磁式抛光头16-1和抛光头连接杆16-2组成；Z轴直线单元10安装在龙门架9上，转台12通过直角连接架11安装在Z轴直线单元10上，转台12内的转动轴的轴端通过二维精密微调位移台13与抛光头主轴支架15连接，抛光头主轴支架15具有一定倾角使安装在抛光头主轴支架15上的抛光头主轴14与水平面的夹角为40度至45度，抛光头连接杆16-2的一端安装在抛光头主轴14的夹头上,抛光头连接杆16-2的另一端与永磁式抛光头16-1连接。具体实施方式二 本实施方式中，永磁式抛光头16-1为小直径永磁体球形抛光头，其目前所使用的直径范围为Φ3·5ι πι Φ4mm,形状精度优于O. 02mm,表面磁场强度O. 5 O. 75T。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。具体实施方式三本实施方式所述永磁式抛光头16-1的直径范围可扩展至Φ2_ Φ6_。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。具体实施方式四如图1 7所示，本实施方式所述转台12内的转动轴的轴端通过过渡安装板19与二维精密微调位移台13连接。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二或二相同。具体实施方式五本实施方式所述Z轴直线单元10采用美国Parker公司的滚珠丝杠平台404T01XR。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二或三相同。具体实施方式六本实施方式所述抛光头主轴14采用日本NSK公司的精密电主轴EMR-3008K。其它组成及连接关系与具体实施方式五相同。 具体实施方式七如图1 7所示，本实施方式所述抛光头主轴支架15上设有斜角连接座20 ;在斜角连接座20的倾斜面上固定着抛光头主轴支架15。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。在具体实施方式一中，竖直件9由花岗岩材料制成，四个脚设置有安装孔，可以与其他水平平台联接，其竖直主安装面与下底面有较高的垂直度要求以满足所需的加工精度。在竖直件9的主安装面上，通过螺钉22联接着垂直轴直线运动单元10。垂直轴直线运动单元10是通过内部的旋转电机带动精密滚珠丝杠驱动，可以在竖直方向实现高精度的自由往复移动。在垂直轴直线运动单元10的运动部件上联接着直角连接架11,转台12通过螺钉联接倒挂在直角连接架11的下方。转台12为直接驱动式电机转台，配有高分辨率编码器，低速运转平稳，该旋转平台径向跳动和轴向跳动误差很小。为了保证转台12的回转轴线与垂直轴直线运动单元10的运动轴线平行，需要直角连接架11的两个安装面之间有较高的垂本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种垂直轴转台倒挂式斜轴磁流变研抛装置，其特征在于：所述垂直轴转台倒挂式斜轴磁流变研抛装置包括龙门架(9)、Z轴直线单元(10)、直角连接架(11)、转台(12)、二维精密微调位移台(13)、抛光头主轴(14)、抛光头主轴支架(15)和抛光工具(16)；抛光工具(16)由永磁式抛光头(16?1)和抛光头连接杆(16?2)组成；Z轴直线单元(10)安装在龙门架(9)上，转台(12)通过直角连接架(11)安装在Z轴直线单元(10)上，转台(12)内的转动轴的轴端通过二维精密微调位移台(13)与抛光头主轴支架(15)连接，抛光头主轴支架(15)具有一定倾角使安装在抛光头主轴支架(15)上的抛光头主轴(14)与水平面的夹角为40度至45度，抛光头连接杆(16?2)的一端安装在抛光头主轴(14)的夹头上，抛光头连接杆(16?2)的另一端与永磁式抛光头(16?1)连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈明君，刘赫男，于霖，郭占玥，方针，吴春亚，罗康俊，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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