一种磁流变抛光用可夹持多种形状尺寸工件的防渗漏夹具

1.本发明涉及抛光领域，尤其是涉及一种磁流变抛光用可夹持多种形状尺寸工件的防渗漏夹具。


背景技术：

2.磁流变抛光因其相较于传统抛光工艺具有成本低、操作简单、效率高、抛光质量好以及无污染等优势，近年来一直是超精密加工研究的热点。目前磁流变抛光主要加工小型元器件，但磁流变抛光装置对于小型元器件的夹持存在诸多问题。磁流变抛光装置不论是浸没式还是射流式都需要抛光液的循环系统，当抛光头位于待加工工件上方时，抛光液必定浸没或者流经夹具，若夹具结构存在缝隙则会使抛光液渗入夹具，抛光液中的成分会导致夹具工作异常。此外，小型元器件厚度以及形状各式各样，而且还要考虑到工作效率的问题，所以夹具部分应设计成适合多种形状/尺寸工件夹持的柔性工作单元。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种磁流变抛光夹具，用以解决抛光液渗入夹具、多种形状/尺寸工件夹持难的问题。
4.为了能有效地解决上述的技术问题，本发明是按如下方式来实现的：一种磁流变抛光用可夹持多种形状尺寸工件的防渗漏夹具是由螺栓、螺母、角码、电机、同步带、同步带轮、连接件、安装板、支撑板、剪切板、轴承、密封圈、齿轮、内齿圈、齿轮轴、线圈骨架、线圈、转轴、导向轴支座、普通平键、挡杆、挡环组成；所述夹具下半部分是由第一螺栓、第一安装板、第二螺栓、角码、第一螺母、第三螺栓、第一连接件、第四螺栓、第一导向轴支座、导电滑环安装板、导电滑环、线圈、线圈骨架、第二连接件、剪切板、第五螺栓、第二螺母、第二安装板、第二导向轴支座、第六螺栓、第三螺母、第三连接件、调心轴承、第二密封圈、第三密封圈、转轴、支撑板、电机、角接触轴承、第一同步带轮、电机安装板、同步带、第二同步带轮、第五深沟球轴承组成；所述第一安装板通过第二螺栓、第三螺栓、第一螺母、角码与支撑板联接；所述第二安装板通过第二螺栓、第三螺栓、第一螺母、第二螺母、角码与支撑板联接；所述第五深沟球轴承安装在第一安装板中，与转轴配合；所述第一连接件通过第一螺栓固定在第一安装板上；所述第一导向轴支座通过第四螺栓与第一连接件联接；所述角接触轴承安装在第一导向轴支座中，与第二连接件配合；所述导电滑环安装板通过螺栓固定在第一安装板上；所述导电滑环通过螺栓和螺母固定在导电滑环安装板上；所述线圈骨架过盈配合套在第二连接件上；所述线圈缠绕在线圈骨架上；所述第二连接件通过第五螺栓与第三连接件联接；所述第二导向轴支座通过第六螺栓和第三螺母固定在第二安装板上；所述调心轴承安装在第二导向轴支座中，与第三连接件配合；所述第二密封圈和第三密封圈套在转轴上；所述剪切板通过花键与转轴配合；所述电机安装板通过螺栓安装在第一安装板上；所述电机通过螺栓螺母安装在电机安装板上；所述第二同步带轮与转轴配合；所述第一同步带轮与电机的输出轴配合；所述同步带与
第一同步带轮和第二同步带轮配合；所述夹具上半部分是由第七螺栓、普通平键、第五连接件、挡杆、挡环、第一深沟球轴承、第一密封圈、第三深沟球轴承、第八螺栓、齿轮轴、内齿圈、齿轮、第四深沟球轴承、第二深沟球轴承、第四连接件、第九螺栓组成；所述第四连接件通过第九螺栓与第三连接件联接；所述第四连接件、第五连接件、内齿圈通过第七螺栓联接；所述第一深沟球轴承安装在第五连接件上；所述第二深沟球轴承安装在第四连接件上；所述转轴与第一深沟球轴承、第二深沟球轴承配合；所述第三深沟球轴承安装在第五连接件上；所述第四深沟球轴承安装在第四连接件上；所述齿轮轴与第三深沟球轴承、第四深沟球轴承配合；所述齿轮通过普通平键与转轴配合；所述第一密封圈安装在第五连接件上；所述挡杆安装在齿轮轴上；所述挡环通过第八螺栓与第五连接件联接。
5.所述剪切板为不导磁材料；所述第二连接件和第三连接件之间填充有磁流变液；所述转轴与工件可相对运动也可同步运动；所述挡杆与工件接触的表面为锯齿形状。
6.本发明所述的一种磁流变抛光用可夹持多种形状尺寸工件的防渗漏夹具的积极效果在于：该夹具仅需一个动力源即可实现转轴与工件相对运动与同步运动，转轴与工件相对运动可实现夹具对工件的夹紧而同步运动可实现工件的自转。该夹具可应用于磁流变抛光头位于加工工件上方的场合，实现对多种形状/尺寸工件进行夹持并可避免抛光液渗入夹具的功能。
附图说明
7.图 1 为本发明一种磁流变抛光用可夹持多种形状尺寸工件的防渗漏夹具总体结构图。
8.图 2 为本发明一种磁流变抛光用可夹持多种形状尺寸工件的防渗漏夹具剖面图。
9.图 3 为本发明一种磁流变抛光用可夹持多种形状尺寸工件的防渗漏夹具上半部分剖面图。
10.图 4 为本发明一种磁流变抛光用可夹持多种形状尺寸工件的防渗漏夹具下半部分剖面图。
11.图 5 为本发明一种磁流变抛光用可夹持多种形状尺寸工件的防渗漏夹具局部放大图。
12.图 6 为本发明一种磁流变抛光用可夹持多种形状尺寸工件的防渗漏夹具夹持工件示意图。
13.图中，1.第一螺栓、2.第一安装板、3.第二螺栓、4.角码、5.第一螺母、6.第三螺栓、7.第一连接件、8.第四螺栓、9.第一导向轴支座、10.导电滑环安装板、11.导电滑环、12.线圈、13.线圈骨架、14.第二连接件、15.剪切板、16.第五螺栓、17.第二螺母、18.第二安装板、19.第二导向轴支座、20.第六螺栓、21.第七螺栓、22.第三螺母、23.第三连接件、24.普通平键、25.第五连接件、26.挡杆、27.挡环、28.第一深沟球轴承、29.第一密封圈、30.第三深沟球轴承、31.第八螺栓、32.齿轮轴、33.内齿圈、34.齿轮、35.第四深沟球轴承、36.第二深沟
球轴承、37.第四连接件、38.第九螺栓、39.调心轴承、40.第二密封圈、41.第三密封圈、42.转轴、43.支撑板、44.电机、45.角接触轴承、46.第一同步带轮、47.电机安装板、48.同步带、49.第二同步带轮、50.第五深沟球轴承。
具体实施方式
14.下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明。
15.一种磁流变抛光用可夹持多种形状尺寸工件的防渗漏夹具是由第一螺栓1、第一安装板2、第二螺栓3、角码4、第一螺母5、第三螺栓6、第一连接件7、第四螺栓8、第一导向轴支座9、导电滑环安装板10、导电滑环11、线圈12、线圈骨架13、第二连接件14、剪切板15、第五螺栓16、第二螺母17、第二安装板18、第二导向轴支座19、第六螺栓20、第七螺栓21、第三螺母22、第三连接件23、普通平键24、第五连接件25、挡杆26、挡环27、第一深沟球轴承28、第一密封圈29、第三深沟球轴承30、第八螺栓31、齿轮轴32、内齿圈33、齿轮34、第四深沟球轴承35、第二深沟球轴承36、第四连接件37、第九螺栓38、调心轴承39、第二密封圈40、第三密封圈41、转轴42、支撑板43、电机44、角接触轴承45、第一同步带轮46、电机安装板47、同步带48、第二同步带轮49、第五深沟球轴承50组成；所述夹具的下半部分是由第一螺栓1、第一安装板2、第二螺栓3、角码4、第一螺母5、第三螺栓6、第一连接件7、第四螺栓8、第一导向轴支座9、导电滑环安装板10、导电滑环11、线圈12、线圈骨架13、第二连接件14、剪切板15、第五螺栓16、第二螺母17、第二安装板18、第二导向轴支座19、第六螺栓20、第三螺母22、第三连接件23、调心轴承39、第二密封圈40、第三密封圈41、转轴42、支撑板43、电机44、角接触轴承45、第一同步带轮46、电机安装板47、同步带48、第二同步带轮49、第五深沟球轴承50组成；所述第一安装板2通过第二螺栓3、第三螺栓6、第一螺母5、角码4与支撑板43联接；所述第二安装板18通过第二螺栓3、第三螺栓6、第一螺母5、第二螺母17、角码4与支撑板43联接；所述第五深沟球轴承50安装在第一安装板2中，与转轴42配合；所述第一连接件7通过第一螺栓1固定在第一安装板2上；所述第一导向轴支座9通过第四螺栓8与第一连接件7联接；所述角接触轴承45安装在第一导向轴支座9中，与第二连接件14配合；所述导电滑环安装板10通过螺栓固定在第一安装板2上；所述导电滑环11通过螺栓和螺母固定在导电滑环安装板10上；所述线圈骨架13过盈配合套在第二连接件14上；所述线圈12缠绕在线圈骨架13上；所述第二连接件14通过第五螺栓16与第三连接件23联接；所述第二导向轴支座19通过第六螺栓20和第三螺母22固定在第二安装板18上；所述调心轴承39安装在第二导向轴支座19中，与第三连接件23配合；所述第二密封圈40和第三密封圈41套在转轴42上；所述剪切板15通过花键与转轴42配合；所述电机安装板47通过螺栓安装在第一安装板2上；所述电机44通过螺栓螺母安装在电机安装板47上；
所述第二同步带轮49与转轴42配合；所述第一同步带轮46与电机44的输出轴配合；所述同步带48与第一同步带轮46和第二同步带轮49配合；所述夹具的上半部分是由第七螺栓21、普通平键24、第五连接件25、挡杆26、挡环27、第一深沟球轴承28、第一密封圈29、第三深沟球轴承30、第八螺栓31、齿轮轴32、内齿圈33、齿轮34、第四深沟球轴承35、第二深沟球轴承36、第四连接件37、第九螺栓38组成；所述第四连接件37通过第九螺栓38与第三连接件23联接；所述第四连接件37、第五连接件25、内齿圈33通过第七螺栓21联接；所述第一深沟球轴承28安装在第五连接件25上；所述第二深沟球轴承36安装在第四连接件37上；所述转轴42与第一深沟球轴承28、第二深沟球轴承36配合；所述第三深沟球轴承30安装在第五连接件25上；所述第四深沟球轴承35安装在第四连接件37上；所述齿轮轴32与第三深沟球轴承30、第四深沟球轴承35配合；所述齿轮34通过普通平键24与转轴42配合；所述第一密封圈29安装在第五连接件25上；所述挡杆26安装在齿轮轴32上；所述挡环27通过第八螺栓31与第五连接件25联接；所述剪切板15为不导磁材料；所述第二连接件14和第三连接件23之间填充有磁流变液；所述转轴42通过磁流变剪切传力效应实现夹具与工件的相对运动与同步运动；所述挡杆26的数量不少于2个，可选地，挡杆26的数量取4个。
16.本发明一种磁流变抛光用可夹持多种形状尺寸工件的防渗漏夹具的具体实施方式以及工作原理为：如图2、图3和图4所示，电机44 通过带传动将扭矩传递给转轴42，转轴42通过花键将扭矩传递给剪切板15，通过普通平键24将扭矩传递给齿轮34；当线圈12未通电时，填充在第二连接件14和第三连接件23之间的磁流变液因未发生流固转变，故剪切应力小，两连接件与剪切板15相对运动，转轴42驱动齿轮34转动，行星轮系中的齿轮34带动齿轮轴32转动，齿轮轴32一端与挡杆26联接使得挡杆26与齿轮轴32同步运动，转轴42与工件相对运动，完成对工件的夹紧；当线圈12通电时，线圈12产生的磁场使磁流变液发生流固转变，其剪切应力增大，浸没在磁流变液中的剪切板15将扭矩传递给两连接件并与之同步运动，而夹具上半部分与第三连接件23联接，于是转轴42与工件同步运动实现工件的自转。
17.由于夹具的4个挡杆26是同步运动，所以当工件侧面具有一定曲率或者形状较为规则时，该夹具夹持工件时具有自动对心的能力；如图6所示，挡杆26与工件接触的表面具有锯齿的形状结构，该结构可增大挡杆26与工件之间的摩擦系数使夹具更好地夹紧工件；如图5所示，第一密封圈29可防止抛光液渗入夹具内部，第二密封圈40和第三密封圈41可防止磁流变液流失。
18.本发明所提供的一种磁流变抛光用可夹持多种形状/尺寸工件的防渗漏夹具使用方法，应用于所述的一种磁流变抛光用可夹持多种形状/尺寸工件的防渗漏夹具，所述磁流
变抛光用可夹持多种形状/尺寸工件的防渗漏夹具使用方法包括：s101，接通电源，使电机44反转，电机44通过带传动驱动转轴42转动，由于此时线圈12未通电，所以剪切板15空转，行星轮系中的齿轮34通过齿轮轴32驱动挡杆26运动，实现挡杆26张开的动作，便于工件放入夹具；s102，将工件放入夹具后，控制电机44正转，线圈12仍未通电，剪切板15空转，齿轮34通过齿轮轴32驱动挡杆26运动，实现挡杆26夹紧的动作，实现工件的夹紧；s103，待工件夹紧后，断开电机44的电源并接通线圈12电源，填充在第二连接件14和第三连接件23之间的磁流变液在毫秒级内发生流固转变剪切应力增大；s104，保持线圈12通电的同时接通电机44电源，使电机44正转，电机44通过带传动驱动转轴42转动，浸没在磁流变液中的剪切板15将转轴42传递过来的扭矩传递给第二连接件14和第三连接件23并与之同步运动，而夹具上半部分与第三连接件23联接，夹具上半部分在夹紧工件的同时与工件同步运动，实现工件的自转，之后便可以进行抛光；s105，抛光完毕后，断开线圈12的电源后，控制电机44反转张开挡杆，之后便可移走工件并清理抛光液，剩余少量的抛光液可将挡环27可拆卸进行清理。