本發(fā)明屬于研磨裝置技術領域，具體而言，涉及一種超高速超精密磁性研磨微米加工裝置。

背景技術：

現(xiàn)代科技的快速發(fā)展和人民生活質(zhì)量的不斷提高，使得作為國民經(jīng)濟各部門提供技術裝備的機械工業(yè)，無論是在加工技術還是加工設備方面都要求取得飛速發(fā)展。人們對許多產(chǎn)品的性能，質(zhì)量都提出了越來越高的要求，對復雜形狀的精密零件和精密電子元件的表面質(zhì)量精密尺寸有著更高的要求，期望以低廉的價格，獲得功能齊全，性能良好，使用可靠的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。

醫(yī)學上，人工關節(jié)、人體冠狀動脈支架、人工牙齒的表面以及人工毛細血管的內(nèi)表面由于材料表面缺陷會威脅到患者的健康，嚴重的可能會導致致命；機械制造業(yè)上，零件表面質(zhì)量下降，粗糙度系數(shù)大和不良的微觀幾何形貌不僅會影響材料的外觀質(zhì)量，而且耐磨系數(shù)降低，易腐蝕和易疲勞都會對材料的性能有極大的影響；半導體工業(yè)上，輸送氣體的容器管道，制藥機械、食品機械的物流管道內(nèi)表面清潔同樣至關重要，管材在制造時，一方面管道內(nèi)表面的凹凸不平以及污染物的附著是無法避免的，而正是因為這些無法避免的影響因子，對氣體、液體的純度產(chǎn)生了大的影響，另一方面管道內(nèi)表面的質(zhì)量下降同樣會影響輸送效率。對于一些產(chǎn)品尤其是承受沖擊和交變載荷的產(chǎn)品來說，一般其表面的粗糙值降低，其使用壽命會降低50％左右。

為了實現(xiàn)這些材料可以表現(xiàn)出最優(yōu)秀的機械特性和發(fā)揮出突出的功能，作為新型特殊加工方法中的一種，磁性研磨加工法正在被各領域所應用。磁性研磨加工是利用磁性研磨粒在磁場中產(chǎn)生的磁力來大幅提高被加工物的表面粗糙度，尺寸精密度的一種加工方法。精密加工面的品質(zhì)是加工面的表面品位，即表面粗度，可以根據(jù)殘余應力的存在與否來判定。其中，對加工面的品位影響的主要原因包括塑性變形、殘余應力的變化以及材料微細組織的變化等，而精密加工面的塑性變形層的形成對機械零件的物理性質(zhì)有著各種形式的影響。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決傳統(tǒng)加工方法上滿足不了需求的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種超高速超精密磁性研磨微米加工裝置，以對加工物的表面粗糙度，尺寸精密度有大幅的提高的同時，提高零件的使用壽命，減少加工時間，滿足微細和非常小直徑的加工物以及部分不規(guī)則形狀的有精密需求的各種零件的高效率、超精密的磁性研磨微米加工，并使其具有結構簡單，操作方便的優(yōu)點。

本發(fā)明所采用的技術方案為：

一種超高速超精密磁性研磨微米加工裝置，其包括：工作臺以及設置于所述工作臺上的磁性組件以及驅動組件；所述磁性組件包括第一永久磁鐵、第二永久磁鐵以及兩個磁極構件；所述磁極構件的相對的兩端分別為寬端和窄端；所述第一永久磁鐵的n極與所述第二永久磁鐵的s極相對設置，且所述兩個磁極構件的寬端分別與所述第一永久磁鐵的n極和所述第二永久磁鐵的s極連接，所述兩個磁極構件的窄端相對并具有間隔；所述驅動組件包括用于驅動被加工物轉動的驅動轉子，所述驅動轉子朝向所述間隔設置。

基于上述結構的超高速超精密磁性研磨微米加工裝置，通過驅動轉子便于控制被加工物的轉動，并使被加工物置于兩個磁極構件間的間隔內(nèi)；通過磁性組件中相對設置的第一永久磁鐵和第二永久磁鐵可以利用填充在兩個磁極構件間的間隔內(nèi)的磁性研磨料形成強力的磁性研磨刷，并且設置于第一永久磁鐵和第二永久磁鐵上的兩個磁極構件的窄端可以使磁性密度在被加工物的表面形成最大密度的磁力，提高磁性研磨的工作效率，從而在對加工物的表面粗糙度、尺寸精密度有大幅的提高的同時，不會產(chǎn)生基礎加工方法中避免不了的殘余應力的存在，即在加工過程中不會產(chǎn)生塑性變形層，可以多方面的提高零件的使用壽命；而且，還可以減少加工時間，滿足于微細和非常小直徑的加工物以及部分不規(guī)則形狀的有精密需求的各種零件的高效率、超精密的磁性研磨微米加工，并且其具有結構簡單，操作方便的優(yōu)點。

同時，該超高速超精密磁性研磨微米加工裝置可以達到80000rmp的超高速加工，目前在磁性研磨加工領域沒有可以達到這樣超高速加工，80000rmp的加工速度是世界級的一項突破。

其中，磁性研磨料可以為具有強磁性的顆粒狀磨料或鐵磁性物質(zhì)與磨料的混合物。

進一步，所述磁性組件還包括座架，所述第一永久磁鐵的s極與所述第二永久磁鐵的n極通過所述座架連接；所述座架采用磁性材料制成。

為了更好地提高加工效率，磁性組件中還設置了采用磁性材料制成的座架，并使第一永久磁鐵的s極與第二永久磁鐵的n極通過座架連接，這樣可以使第一永久磁鐵和第二永久磁鐵間的磁場被集中的連接在一起，更好地提供磁性組件的作用效果，使加工效果更好地提高。

進一步，所述座架包括支撐柱、橫梁以及第一連接臂和第二連接臂；所述橫梁設置于所述支撐柱上；所述第一連接臂的一端與所述第一永久磁鐵的s極連接，所述第一連接臂的另一端與所述橫梁貼合并與所述橫梁滑動配合；所述第二連接臂的一端與所述第二永久磁鐵的n極連接，所述第二連接臂的兩一端與所述橫梁貼合并與所述橫梁滑動配合。

基于上述結構的座架，通過與橫梁貼合并滑動配合的第一連接臂和第二連接臂，在調(diào)節(jié)第一永久磁鐵和第二永久磁體的間隔的距離過程中，使得第一永久磁鐵的s極與第二永久磁鐵的n極通過橫梁始終保持連接狀態(tài)，從而有利于第一永久磁鐵和第二永久磁體的間隔的距離的調(diào)節(jié)，使其適用于大小規(guī)格不同的被加工物。

進一步，所述工作臺上設置有基礎面板，所述基礎面板上設置有第一永久磁鐵固定座和第二永久磁鐵固定座，且所述第一永久磁鐵固定座和所述第二永久磁鐵固定座相對設置，所述第一永久磁鐵和所述第二永久磁鐵分別設置于所述第一永久磁鐵固定座和所述第二永久磁鐵固定座上；所述基礎面板采用非磁性材料制成，所述座架設置于所述基礎面板上。

為了便于第一永久磁鐵和第二永久磁鐵的固定設置，特別是為了避免在超高轉速時的震動影響，在工作臺上設置了基礎面板，并在基礎面板上設置了相應的第一永久磁鐵固定座和第二永久磁鐵固定座，從而不僅方便了第一永久磁鐵和第二永久磁鐵的安裝固定，而且提高了第一永久磁鐵和第二永久磁鐵固定的穩(wěn)定性，保證在超高轉速時的加工效果。

同時，基礎面板采用非磁性材料制成可以防止第一永久磁鐵和第二永久磁鐵對基礎面板傳達磁力，使第一永久磁體和第二永久磁鐵的磁力更集中的作用于被加工物上，從而達到更高效果的磁性研磨加工效果。

進一步，所述基礎面板上設置有導軌以及第一伸縮機構和第二伸縮機構；所述第一永久磁鐵固定座和所述第二永久磁鐵固定座均設置于所述導軌上；所述第一伸縮機構的伸縮桿與所述第一永久磁鐵固定座連接，所述第二伸縮機構的伸縮桿與所述第二永久磁鐵固定座連接；所述第一伸縮機構和所述第二伸縮機構控制所述第一永久磁鐵固定座和第二永久磁鐵固定座沿所述導軌往復移動，并調(diào)節(jié)所述兩個磁極構件間的所述間隔的距離。

為了便于控制調(diào)節(jié)兩個磁極構件間的間隔的距離，在基礎面板上設置了導軌以及第一伸縮機構和第二伸縮機構，這樣，通過第一伸縮機構和第二伸縮機構的伸縮桿可以分別帶動第一永久磁鐵固定座和第二永久磁鐵固定座在導軌上做相向或相背的往復運動，從而實現(xiàn)了兩個磁極構件間的間隔的距離的調(diào)節(jié)，使其適用于不同寬度尺寸的被加工物，擴大了適用范圍。

進一步，所述工作臺上還設置有振動機構；所述基礎面板滑動設置于所述工作臺上，且所述振動機構的執(zhí)行端與所述基礎面板連接，所述振動機構控制所述基礎面板朝向所述驅動轉子往復移動。

為了使超高速超精密磁性研磨微米加工裝置可以適用于不同長度的被加工物，尤其是為了配合高速加工而提高加工效果，在工作臺上還設置了振動機構，并使基礎面板滑動設置于工作臺上，這樣通過振動機構的執(zhí)行端帶動基礎面板沿驅動轉子的軸線方向往復運動，使磁性組件沿驅動轉子的軸線方向震動，從而實現(xiàn)了一定加工距離的調(diào)節(jié)，使其可以適用于不同長度的被加工物，更好地提供加工效率；更重要的是對于加工效率來說，表面粗糙值、微米級直徑、真圓度等精密度在震動下的加工效果是非?？捎^的。實驗表明，沒有震動條件下的加工效果是遠遠不如加入震動條件下的加工效果的，而且根據(jù)不同的加工材料，振動機構的震動的指數(shù)是多元化可以調(diào)節(jié)的，例如震動頻率為3hz、5hz、10hz或20hz等。

同時，為了提高基礎面板移動的穩(wěn)定相，可以在工作臺上設置導軌，將基礎面板滑動設置在導軌上，從而可以提高基礎面板移動的穩(wěn)定性。

作為其他實現(xiàn)方式，也可以使磁性組件固定，將驅動組件滑動設置于工作臺上，這樣通過振動機構帶動驅動組件的往復運動。

進一步，所述基礎面板上還設置有密閉罩，且所述密閉罩與所述基礎面板可拆卸連接；所述密閉罩與所述基礎面板形成密閉空間，所述磁性機構設置于所述密閉空間內(nèi)。

為了提供加工的安全性，防止其他雜物落入磁性組件內(nèi)以及被加工物在加工過程中脫落飛出，在基礎面板上設置了密閉罩，通過密閉罩可以對磁性組件起到保護作用，防止其他雜物落入磁性組件內(nèi)以及被加工物在加工過程中脫落飛出，從而提高了加工的安全性。

進一步，所述密閉罩設置有惰性氣體注入口，且所述惰性氣體注入口與所述密閉空間連通。

加工過程中，為了防止因高溫導致被加工物表面發(fā)生氧化、氮化和氫化等化學反應，在密閉罩上設置了惰性氣體注入口，從而便于通過惰性氣體注入口將惰性氣體注入密閉罩內(nèi)，對磁性組件中的被加工物起到保護作用，避免化學反應的發(fā)生。

進一步，所述密閉罩設置有冷卻液或冷卻氣體注入口，且所述冷卻液或冷卻氣體注入口與所述密閉空間連通。

進一步，所述密閉罩內(nèi)設置有溫度傳感器，且所述溫度傳感器電連接有控制系統(tǒng)；所述溫度傳感器用于檢測所述密閉空間內(nèi)的溫度，并產(chǎn)生感應信號；所述控制系統(tǒng)接收所述溫度傳感器的感應信號，并根據(jù)感應信號控制所述冷卻液或冷卻氣體注入口的冷卻液或冷卻氣體的注入量。

通過密閉罩上設置的冷卻液或冷卻氣體注入口，便于將冷卻液或冷卻氣體通入密封罩內(nèi)，對磁性組件中的被加工物起到冷卻降溫的作用，可以更大化的減小精密加工的誤差。其中，部分材料可以采用冷間加工的加工方式。

同時，為了便于控制冷卻液或冷卻氣體的注入量可以在密封罩內(nèi)設置溫度傳感器，并將溫度傳感器與控制系統(tǒng)電連接，這樣，控制系統(tǒng)可以根據(jù)溫度傳感器的監(jiān)測溫度及時自動調(diào)節(jié)冷卻液或冷卻氣體的注入速度和注入量。

上述密閉罩還可以避免惰性氣體和冷卻液或冷卻氣體的逸散，從而可以提高惰性氣體和冷卻液或冷卻氣體的作用效果。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明所提供的超高速超精密磁性研磨微米加工裝置，在對加工物的表面粗糙度、尺寸精密度有大幅的提高的同時，不會產(chǎn)生基礎加工方法中避免不了的殘余應力的存在，即在加工過程中不會產(chǎn)生塑性變形層，可以多方面的提高零件的使用壽命；而且，還可以減少加工時間，滿足于微細和非常小直徑的加工物以及部分不規(guī)則形狀的有精密需求的各種零件的高效率、超精密的磁性研磨微米加工，并且其具有結構簡單，操作方便的優(yōu)點。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是實施例中所述的超高速超精密磁性研磨微米加工裝置的結構示意圖；

圖2是實施例中所述的超高速超精密磁性研磨微米加工裝置的俯視圖；

圖3是實施例中所述的磁性組件和驅動組件的結構示意圖；

圖4是實施例中所述的磁極構件的結構示意圖；

圖5是實施例中所述的磁極構件的正視圖。

圖中標記為：

工作臺101，驅動組件102，驅動轉子103，磁性組件104，振動機構105，第一永久磁鐵106，第二永久磁體107，第一伸縮機構108，第二伸縮機構109，磁極構件110，第一連接臂111，第二連接臂112，第一永久磁鐵固定座113，第二永久磁鐵固定座114，支撐柱115，橫梁116，基礎面板117，窄端118。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將對本發(fā)明的技術方案進行詳細的描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所得到的所有其它實施方式，都屬于本發(fā)明所保護的范圍。

實施例

如圖1-圖5所示，本實施例提供了一種超高速超精密磁性研磨微米加工裝置，其包括：工作臺101以及設置于工作臺101上的磁性組件104以及驅動組件102。

其中，磁性組件104包括第一永久磁鐵106、第二永久磁鐵107以及兩個磁極構件110；磁極構件110的相對的兩端分別為寬端和窄端118；第一永久磁鐵106的n極與第二永久磁鐵107的s極相對設置，且兩個磁極構件110的寬端分別與第一永久磁鐵106的n極和第二永久磁鐵107的s極連接，兩個磁極構件110的窄端118相對并具有間隔；驅動組件102包括用于驅動被加工物轉動的驅動轉子103，驅動轉子103朝向間隔設置。

作為本實施例的一種優(yōu)選方案，上述磁性組件104還包括座架，第一永久磁鐵106的s極與第二永久磁鐵107的n極通過座架連接；座架采用磁性材料制成。

具體地，座架包括支撐柱115、橫梁116以及第一連接臂111和第二連接臂112；橫梁116設置于支撐柱115上；第一連接臂111的一端與第一永久磁鐵106的s極連接，第一連接臂111的另一端與橫梁116貼合并與橫梁116滑動配合；第二連接臂112的一端與第二永久磁鐵107的n極連接，第二連接臂112的兩一端與橫梁116貼合并與橫梁116滑動配合。

同時，工作臺101上設置有基礎面板117，基礎面板117上設置有第一永久磁鐵固定座113和第二永久磁鐵固定座114，且第一永久磁鐵固定座113和第二永久磁鐵固定座114相對設置，第一永久磁鐵106和第二永久磁鐵107分別設置于第一永久磁鐵固定座113和第二永久磁鐵固定座114上；基礎面板117采用非磁性材料制成，座架設置于所述基礎面板117上。

基礎面板117上設置有導軌以及第一伸縮機構108和第二伸縮機構109；第一永久磁鐵固定座113和第二永久磁鐵固定座114均設置于導軌上；第一伸縮機構108的伸縮桿與第一永久磁鐵固定座113連接，第二伸縮機構109的伸縮桿與第二永久磁鐵固定座114連接；第一伸縮機構108和第二伸縮機構109控制第一永久磁鐵固定座113和第二永久磁鐵固定座114沿導軌往復移動，并調(diào)節(jié)兩個磁極構件110間的所述間隔的距離。

作為上述優(yōu)選方案的進步優(yōu)化，工作臺101上還設置有振動機構105；基礎面板117滑動設置于工作臺101上，且振動機構105的執(zhí)行端與基礎面板117連接，振動機構105控制基礎面板117沿驅動轉子103的軸線方向朝向或背離驅動轉子103往復移動。

為了提供加工的安全性，基礎面板117上還設置有密閉罩，且密閉罩與基礎面板117可拆卸連接；密閉罩與基礎面板117形成密閉空間，磁性機構設置于密閉空間內(nèi)。

密閉罩設置有惰性氣體注入口以及冷卻液或冷卻氣體注入口；惰性氣體注入口和冷卻液或冷卻氣體注入口分別與密閉空間連通。

其中，密閉罩內(nèi)設置有溫度傳感器，且溫度傳感器電連接有控制系統(tǒng)；溫度傳感器用于檢測密閉空間內(nèi)的溫度，并產(chǎn)生感應信號；控制系統(tǒng)接收溫度傳感器的感應信號，并根據(jù)感應信號控制冷卻液或冷卻氣體注入口的冷卻液或冷卻氣體的注入速度和注入量。

本實施例中，第一伸縮機構108、第二伸縮機構109以及振動機構105可以選用電動伸縮桿、液壓伸縮桿或絲杠機構等。

本實施例中，為了避免手動操作，實現(xiàn)超高速超精密磁性研磨微米加工裝置的自動化控制，還可以將其各機構與組件均與控制系統(tǒng)連接，通過控制系統(tǒng)的控制程序控制各機構和組件的協(xié)同工作，從而實現(xiàn)自動化控制。

本實施例中，為了提高第一伸縮機構108和第二伸縮機構109的伸縮桿工作的穩(wěn)定性，可以在第一伸縮機構108和第二伸縮機構109的伸縮桿的端部設置推板，從而通過推板使得第一永久磁鐵固定座113和第二永久磁鐵固定座114的受力更加均勻，從而使得伸縮桿的工作更加穩(wěn)定。

本實施例中，為了提高基礎面板117移動的穩(wěn)定性，可以在工作臺101上設置導軌，將基礎面板117滑動設置在導軌上，從而通過導軌的限位導向作用可以提高基礎面板117移動的穩(wěn)定性。

基于上述結構的超高速超精密磁性研磨微米加工裝置，利用磁性研磨料來加工精密零件的表面，其不僅可以減少加工時間，而且還可以滿足微細及非常小直徑的加工物的高效率、超精密的磁性研磨微米加工；其還具有結構簡單，操作方便等優(yōu)點。

同時，基于上述結構的超高速超精密磁性研磨微米加工裝置，突破了80000rpm的超高轉速加工，其是一項世界級的突破，數(shù)秒中可以使材料的表面粗糙值ra從0.35μm左右減低到0.03μm左右，超高速度的加工不但可以大幅度的增加加工效率，還達到了大幅度減小加工時間的加工效率；并且基礎面板上的固定座還可以更好地避免80000rpm的超高速轉動的震動影響。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。