一种磁流变胶微织构柔性砂轮及磨削装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种磁流变胶微织构柔性砂轮及磨削装置，属于磁流变胶磨削加工及砂轮制造技术领域，磁流变胶微织构砂轮包括内部充满有磁流变胶的磁流变胶橡胶环和橡胶基微织构砂轮，本实用新型专利技术提供的砂轮及磨削装置，能有效以解决现有镍基高温合金磨削加工过程中容易出现的磨削力大、磨削温度过高而影响工件质量的问题。

A kind of flexible wheel with micro texture of magnetorheological adhesive and its grinding device

【技术实现步骤摘要】
一种磁流变胶微织构柔性砂轮及磨削装置
本技术属于磁场辅助磨削加工及砂轮制造
，具体涉及一种磁流变胶微织构柔性砂轮及其制备方法和磨削装置。
技术介绍
镍基高温合金具有比传统高温合金更优异的高温强度和蠕变抗力，近年来广泛用于制造航空发动机和燃气轮机的四大热端部件，即燃烧室、涡轮盘、涡轮叶片和导向叶片。叶片作为发动机的核心部件，占整个航空发动机工作量的一半左右，长期处在高温、高压、高转速及高负荷环境，成为工况最为恶劣的航空零件，对航空发动机的服役性能有着至关重要的影响。高温合金叶片的形状与尺寸精度、表面完整性对叶片的抗高温性、抗疲劳强度、抗腐蚀性等服役性能都有相当大的影响，是满足现代航空发动机高推力比、高安全可靠性的重要保障之一。由于镍基高温合金具有强度高、高温塑性好、导热率低等材料特性，以及具有复杂内冷却通道的薄壁结构，而传统磨削加工过程中砂轮与工件为刚性接触，故过大的磨削力容易导致空心薄型叶片产生微裂纹，过高的磨削温度容易在叶片表面产生热烧伤，严重影响叶片工件的加工质量。因此，如何提供一种适用于空心薄型叶片磨削加工的柔性砂轮，既可避免磨削力过大的问题，又能降低磨削温度，是目前航空发动机叶片制造厂家急需解决的问题。
技术实现思路
本技术提供一种磁流变效应明显、可控性好、性能稳定的磁流变胶、磨削力可控的磁流变胶微织构柔性砂轮及其制备方法和磨削装置，解决现有空心薄型叶片磨削加工过程中容易出现的磨削力大、磨削温度过高而影响工件质量的问题。本技术的第一目的是提供一种磁流变胶，所述磁流变胶按质量份包括如下组分：复合颗粒25份-45份、载液20份-40份、SEBS弹性体颗粒30份-50份。本技术提供的磁流变胶进一步设置为，所述磁流变胶按质量份包括如下组分：所述复合颗粒40份；所述载液为25份；所述SEBS弹性体颗粒为35份。所述复合颗粒以改性海泡石为内核，以磁性颗粒为外壳制备而成；所述改性海泡石与所述磁性颗粒质量份比为10份-20份：15份-25份。所述海泡石的改性先通过盐酸对海泡石进行酸化改性，之后加入氢氧化钠中和盐酸。普通海泡石经过酸处理后会对其内部结构进破坏，造成内部空腔加大，磁流变胶中的磁性颗粒和海泡石纤维能够更加充分的互相渗透并形成复合结构，能够进一步增强其抗絮凝沉积能力。同时由于本技术的磁流变胶粘度较大，进一步增强了整体的稳定性。本技术提供的磁流变胶进一步设置为，所述磁流变胶按质量份包括如下组分：所述磁性颗粒为15份；所述载液为25份；所述改性海泡石为25份；所述SEBS弹性体颗粒为35份。本技术提供的磁流变胶进一步设置为，所述磁性颗粒为MnZn铁氧体，羟基铁粉、Fe3O4、Fe3N、Fe、Co、Ni中的一种或多种。本技术提供的磁流变胶进一步设置为，所述载液为矿物油或合成油或水；所述载液还包括硅胶或聚醚基。本技术的第二目的是提供一种磁流变胶微织构柔性砂轮，其包括：至少一个磁场发生器，用于提供磁流变效应所用的磁场；至少一个橡胶基微织构砂轮，所述橡胶基微织构砂轮内设有至少一个容纳空间；至少一个磁流变胶橡胶环，设置于所述容纳空间内，所述磁流变胶橡胶环内充满有如上所述的磁流变胶。本技术提供的磁流变胶微织构柔性砂轮进一步设置为，所述磁场发生器包括线圈绕组和圆柱形基体。本技术提供的磁流变胶微织构柔性砂轮进一步设置为，所述磁流变胶橡胶环还包括紧固圈、隔热板、三角胶芯、内垫层、帘布层、缓冲层及橡胶外层。本技术提供的磁流变胶微织构柔性砂轮进一步设置为，所述橡胶基微织构砂轮按质量份包括如下组分：天然橡胶乳占60份-70份，环氧树脂10份-20份，氮化硼占15份-25份，凝固剂和防老化剂占5份-10份。本技术的第三目的是提供一种磁流变胶微织构柔性砂轮的制备方法，所述方法包括以下步骤：步骤一、绕线电磁铁制备;步骤二、磁流变胶制备；首先将SEBS弹性体颗粒逐步加入到载液中，并不停搅拌，待其均匀分散悬浮于载液中后，再将1-4μm粒径的纤维状改性海泡石逐步加入到载液中，再按同样方法加入1μm粒径的MnZn铁氧体，MnZn铁氧体被均匀吸附于海泡石表面，并悬浮于载液中。步骤三、磁流变胶橡胶环制备；将磁流变胶注入内垫层并进行密封处理，然后设置于隔热板外侧，接着将紧固圈及三角胶芯安装于帘布层，然后将帘布层设置于电磁铁外侧的凹槽内，最后贴合帘布层安装缓冲层和橡胶外层。步骤四、橡胶基微织构砂轮热压成型及安装；将上述配比的天然橡胶乳、环氧树脂、氮化硼、凝固剂和防老化剂搅拌均匀，然后倒入模具中进行热压成型，热压温度为60-80℃，接着将获得的条状橡胶基微织构砂轮固定于和橡胶外层外径相等的定型圆环上，送进温度为250-350℃的温箱硫化10-14小时，最后将获得的硫化橡胶基微织构砂轮粘贴于橡胶外层，获得磁流变胶微织构柔性砂轮。本技术的第四目的是提供一种磁流变胶磨削装置，其使用如上所述的磁流变胶和如上所述的磁流变胶微织构柔性砂轮进行磨削加工，所述磁流变胶微织构柔性砂轮通过砂轮轴与高精度数控磨床主轴相连。本技术提供的磁流变胶磨削装置进一步设置为，所述砂轮轴为中空轴，所述中空轴通过旋转接头与冷却循环系统相连，所述中空轴内设冷媒流道，所述流道与所述磁流变胶橡胶环连通。所述砂轮轴为中空轴，两端中空，但不连通，所述中空轴两端分别连接进口旋转接头和进液管、出口旋转接头和出液管，进液管和出液管分别与冷却循环系统的回收仓相连，所述中空轴内设冷媒流道，所述冷媒流道一路与所述磁流变胶微织构柔性砂轮内部埋设的第一冷却管相连通，用于给砂轮散热，另一路与设置于所述隔热板内第二冷却管相连，用于给线圈绕组散热。本技术提供的磁流变胶磨削装置进一步设置为，所述砂轮通过设置于冷媒流道内并与轴连成一体的密封套管，将冷媒流道的外侧隔开形成流动磁流变液体或者磁流变胶的外腔，同时将外腔通过外接管贯穿所述砂轮与内部的磁流变胶橡胶环内部空间连通，用于更换磁流变胶或磁流变液体。外接管上还设有调节螺母，通过调节螺母的位置调整，可以局部改进橡胶基砂轮的径向形状和外径进行调整，同时对砂轮的轴向进行支撑和夹持。中空轴两端分别设有双介质入口旋转接头和双介质出口旋转接头、带磁流变液管和冷媒管的双介质进液管、带磁流变液管和冷媒管的双介质出液管。有益效果本技术提供了一种磁流变效应明显、可控性好、性能稳定的磁流变胶、磨削力可控的磁流变胶微织构柔性砂轮及其制备方法和磨削装置，具有以下优点：（1）传统磨削过程中，砂轮与工件之间是刚性接触，本技术通过粘弹性的磁流变胶来改善砂轮与工件之间的接触条件，实现砂轮与工件的弹性接触，并能起到缓冲作用，可有效减小较大磨削力对工件的损害。（2）本技术采用绕线电磁铁，通过改变线圈电流大小来调节磁场强度，影响内垫层内磁流变胶的粘弹性力学参数，从而可以实现磨削力的调控。（3）本技术采用热压成型方法来制备橡胶基微织构砂轮，可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.磁流变胶微织构柔性砂轮，其特征在于，其包括：/n至少一个磁场发生器（2），用于提供磁流变效应所用的磁场；/n至少一个橡胶基微织构砂轮（4），所述橡胶基微织构砂轮（4）内设有至少一个容纳空间；/n至少一个磁流变胶橡胶环（3），设置于所述容纳空间内，所述磁流变胶橡胶环（3）内充满有磁流变胶（36）。/n

【技术特征摘要】
1.磁流变胶微织构柔性砂轮，其特征在于，其包括：
至少一个磁场发生器（2），用于提供磁流变效应所用的磁场；
至少一个橡胶基微织构砂轮（4），所述橡胶基微织构砂轮（4）内设有至少一个容纳空间；
至少一个磁流变胶橡胶环（3），设置于所述容纳空间内，所述磁流变胶橡胶环（3）内充满有磁流变胶（36）。


2.根据权利要求1所述的磁流变胶微织构柔性砂轮，其特征在于，所述磁场发生器（2）包括绕组（22）和圆柱形基体（21）...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱科军，朱小龙，张高峰，周友行，郭怀仲，徐志强，张魁，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：新型
国别省市：湖南;43