【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于精密与超精密加工，具体涉及环形零件外圈抛光用的抛光装置、方法及所采用的专用夹具。
技术介绍
1、环形零件的抛光加工一直是超精密加工领域的难题。传统环形零件抛光一般采用电解抛光，电解抛光的抛光前预处理工序较为复杂，且电解液的通用性差，不同材料的零件需要使用不同的电解液，电解液的选择和调整相对复杂。此外，电解液通常含有强酸或强碱，具有强腐蚀性、污染环境等缺陷。
2、力流变抛光利用工件与具有非牛顿流体特性的抛光液之间的相对运动，使力流变抛光液产生剪切增稠现象，形成贴合工件表面的柔性固着模具，对工件表面进行高效、高质量的抛光加工，是一种非常适合曲面抛光的技术。但是，对于环形零件，传统的薄壁圆筒夹具存在诸多缺陷：1)夹具有尺寸限制，只适用于特定尺寸的环形零件。2)夹具需要对环形零件施加一定的压力，以保持其稳定性，但实践表明这种压力极可能导致零件变形或留下痕迹，特别是对于较薄或较软的材料，这一问题显得尤为突出。装夹力过小会使工件打滑；装夹力过大会使工件产生变形薄壁环形零件由于壁面较薄，容易因受力发生变形，导致不良品的产生。此外，对于长径比较大的环形零件，如何实现稳定的夹持也是本领域面临的难题。这些都是阻碍将力流变抛光技术应用于环形零件抛光加工的不良因素。
技术实现思路
1、鉴于上述现有技术的不足，本专利技术提出了环形零件外圈抛光用的抛光装置及方法。本专利技术的抛光装置配备环形零件专用夹具，特定的构造使得环形零件能够被稳定装置，且不易变形，尤其适用大长径比的环形薄壁零件
2、对于抛光装置，本专利技术提供了如下技术方案：
3、环形零件外圈抛光用的抛光装置，包括力流变抛光机本体；所述力流变抛光机本体包括可以由电机驱动做旋转运动的抛光液槽，以及设于抛光液槽上方的抛光主轴；还包括环形零件专用夹具；所述环形零件专用夹具包括中轴，以及一组沿中轴周向平行设于中轴外围的夹持条；所述中轴的上端与抛光主轴的下端固定连接；所述中轴上套设有活动套管；所述夹持条通过与其对应设置的上撑杆连接，同时，所述夹持条通过与其对应设置的下撑杆与中轴连接，所述上撑杆与所述下撑杆均呈倾斜设置，且所述上撑杆位于所述下撑杆上方；所述上撑杆的上端与活动套管铰接，下端与夹持条铰接；所述下撑杆的上端与对应的夹持条铰接，下端与中轴的下部铰接；当所述活动套管向下移动时，夹持条在上撑杆和下撑杆的推力作用下向外移动；当所述活动套管向上移动时，夹持条在上撑杆和下撑杆的拉力作用下向内移动；所述活动套管上方对应设有可以沿中轴调整位置的套管限位件，用于在工作状态下，阻止活动套管向上移动，使夹持条对环形零件保持撑紧状态。
4、与现有技术相比，本专利技术的抛光装置在力流变抛光本体的抛光主轴上设置环形零件专用夹具，抛光时，利用成组设置的夹持条撑住环形零件的内圈，并由套管限位件阻止活动套管向上移动，使夹持条对环形零件保持撑紧状态，夹持性能可靠稳定，且因为受力分散，环形零件不易因受到过大的挤压力发生变形，配合力流变抛光工艺，可以实现环形零件外圈高效、高质量抛光。此外，本专利技术技术方案中，夹持条可以通过活动套管调节位置，使环形零件专用夹具适用不同内径的环形零件，通用性强。
5、作为优化，前述的环形零件外圈抛光用的抛光装置中，在所述中轴周向上，相邻两夹持条的间隔角度优选为20-40°。夹持条设置过密会导致调节范围过小，而夹持条设置过于稀疏，又会影响夹持性能且容易造成零件变形，研究表明，相邻两夹持条的间隔角度设置为20-40°较为合适。
6、作为优化，前述的环形零件外圈抛光用的抛光装置中，所述夹持条包括硬质基条，所述硬质基条的外侧弹性摩擦条。由此，硬质基条可以保证零件获得足够大的撑紧力，弹性摩擦条与零件内圈之间摩擦力大，装夹稳定，且因其具有弹性，不易对工件造成损伤。
7、作为优化，前述的环形零件外圈抛光用的抛光装置中，所述弹性摩擦条的外侧面呈弧面状。由此，可以更好的适配环形零件内圈。
8、作为优化，前述的环形零件外圈抛光用的抛光装置中，所述弹性摩擦条的外侧面上设有防滑纹理。通过设置防滑纹理，可以进一步增加摩擦力，进而进一步提高装夹稳定性。
9、作为优化，前述的环形零件外圈抛光用的抛光装置中，所述防滑纹理可以通过在弹性摩擦条表面成组设置竖槽形成。
10、作为优化，前述的环形零件外圈抛光用的抛光装置中，所述套管限位件与所述中轴通过具有自锁功能的螺旋副结构连接。采用螺纹自锁实现限位，易于实施且可靠性高。
11、作为优化，前述的环形零件外圈抛光用的抛光装置中，所述活动套管的上端加工与锥状的挤压槽，对应的，所述套管限位件下端设有与挤压槽适配的锥状挤压面。采用锥面配合，在相同夹持力的前提下，套管限位件可以获得更好的预紧力，使得夹具可靠性高，从另一个角度看，在相同预紧力的情况下，采用锥面配合，零件可以获得更大的夹持力。
12、对于方法，本专利技术提供如下技术方案：
13、环形零件外圈变抛光方法，该方法在前述本专利技术的力流变抛光装置上实现；抛光时：抛光液槽中具有力流变抛光液，抛光液槽由电机驱动作旋转；待抛光的环形零件由环形零件专用夹具夹持，浸入抛光液中，并由抛光主轴驱动作自转；环形零件外圈实现力流变抛光加工。
14、与现有技术相比，本专利技术方法实现了环形零件(尤其是薄壁形和大长径比的环形零件)的力流变抛光加工，抛光效率高，抛光质量好，环形零件不易被夹具损伤，且无污染，成本低。
15、作为优化，前述的环形零件外圈变抛光方法中，所述夹持条的两端与环形零件的两端齐平。由此，在长度方向上，各部位都能得到支撑，起到避免端部受力变形的作用。
16、对于夹具，本专利技术的技术方案如下：
17、环形零件专用夹具，包括中轴，以及一组沿中轴周向平行设于中轴外围的夹持条；所述中轴的上端与抛光主轴的下端固定连接；所述中轴上套设有活动套管；所述夹持条通过与其对应设置的上撑杆连接，同时，所述夹持条通过与其对应设置的下撑杆与中轴连接，所述上撑杆与所述下撑杆均呈倾斜设置，且所述上撑杆位于所述下撑杆上方；所述上撑杆的上端与活动套管铰接，下端与夹持条铰接；所述下撑杆的上端与对应的夹持条铰接，下端与中轴的下部铰接；当所述活动套管向下移动时，夹持条在上撑杆和下撑杆的推力作用下向外移动；当所述活动套管向上移动时，夹持条在上撑杆和下撑杆的拉力作用下向内移动；所述活动套管上方对应设有可以沿中轴调整位置的套管限位件，用于在工作状态下，阻止活动套管向上移动，使夹持条对环形零件保持撑紧状态。
18、与现有技术相比，本专利技术的环形零件专用夹具采用特定的构造，用于夹持环形零件，对环形零件外圈进行力流变抛光加工，夹持可靠性好，且零件不易因受力导致变形，尤其适用于夹持大长径比的薄壁环状零件。
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1.环形零件外圈抛光用的抛光装置，包括力流变抛光机本体；所述力流变抛光机本体包括可以由电机驱动做旋转运动的抛光液槽(1)，以及设于抛光液槽(1)上方的抛光主轴(2)；
2.根据权利要求1所述的环形零件外圈抛光用的抛光装置，其特征在于：在所述中轴(301)周向上，相邻两夹持条(305)的间隔角度为20-40°。
3.根据权利要求2所述的环形零件外圈抛光用的抛光装置，其特征在于：所述夹持条(305)包括硬质基条(3051)，所述硬质基条(3051)的外侧弹性摩擦条(3052)。
4.根据权利要求3所述的环形零件外圈抛光用的抛光装置，其特征在于：所述弹性摩擦条(3052)的外侧面呈弧面状。
5.根据权利要求3所述的环形零件外圈抛光用的抛光装置，其特征在于：所述弹性摩擦条(3052)的外侧面上设有防滑纹理。
6.根据权利要求5所述的环形零件外圈抛光用的抛光装置，其特征在于：所述防滑纹理通过在弹性摩擦条(3052)表面成组设置竖槽形成。
7.根据权利要求1至6任一权利要求所述的环形零件外圈抛光用的抛光装置，其特征在于：
8.根据权利要求7所述的环形零件外圈抛光用的抛光装置，其特征在于：所述活动套管(302)的上端加工与锥状的挤压槽(3021)，对应的，所述套管限位件(305)下端设有与挤压槽(3021)适配的锥状挤压面(3051)。
9.环形零件外圈变抛光方法，其特征在于：该方法在权利要求1的力流变抛光装置上实现；
10.环形零件专用夹具，其特征在于：所述环形零件专用夹具(3)包括中轴(301)，以及一组沿中轴(301)周向平行设于中轴(301)外围的夹持条(305)；所述中轴(301)的上端与抛光主轴(2)的下端固定连接；所述中轴(301)上套设有活动套管(302)；所述夹持条(305)通过与其对应设置的上撑杆(303)连接，同时，所述夹持条(305)通过与其对应设置的下撑杆(304)与中轴(301)连接，所述上撑杆(303)与所述下撑杆(304)均呈倾斜设置，且所述上撑杆(303)位于所述下撑杆(304)上方；所述上撑杆(303)的上端与活动套管(302)铰接，下端与夹持条(305)铰接；所述下撑杆(304)的上端与对应的夹持条(305)铰接，下端与中轴(301)的下部铰接；当所述活动套管(302)向下移动时，夹持条(305)在上撑杆(303)和下撑杆(304)的推力作用下向外移动；当所述活动套管(302)向上移动时，夹持条(305)在上撑杆(303)和下撑杆(304)的拉力作用下向内移动；所述活动套管(302)上方对应设有可以沿中轴(301)调整位置的套管限位件(305)，用于在工作状态下，阻止活动套管(302)向上移动，使夹持条(305)对环形零件保持撑紧状态。
...【技术特征摘要】
1.环形零件外圈抛光用的抛光装置，包括力流变抛光机本体；所述力流变抛光机本体包括可以由电机驱动做旋转运动的抛光液槽(1)，以及设于抛光液槽(1)上方的抛光主轴(2)；
2.根据权利要求1所述的环形零件外圈抛光用的抛光装置，其特征在于：在所述中轴(301)周向上，相邻两夹持条(305)的间隔角度为20-40°。
3.根据权利要求2所述的环形零件外圈抛光用的抛光装置，其特征在于：所述夹持条(305)包括硬质基条(3051)，所述硬质基条(3051)的外侧弹性摩擦条(3052)。
4.根据权利要求3所述的环形零件外圈抛光用的抛光装置，其特征在于：所述弹性摩擦条(3052)的外侧面呈弧面状。
5.根据权利要求3所述的环形零件外圈抛光用的抛光装置，其特征在于：所述弹性摩擦条(3052)的外侧面上设有防滑纹理。
6.根据权利要求5所述的环形零件外圈抛光用的抛光装置，其特征在于：所述防滑纹理通过在弹性摩擦条(3052)表面成组设置竖槽形成。
7.根据权利要求1至6任一权利要求所述的环形零件外圈抛光用的抛光装置，其特征在于：所述套管限位件(305)与所述中轴(301)通过具有自锁功能的螺旋副结构连接。
8.根据权利要求7所述的环形零件外圈抛光用的抛光装置，其特征在于：所述活动套管(302)的上端加工与锥状的挤压槽(3021)，对应的，所述套管限位件(305)...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈蒙蒙，杭伟，陈泓谕，吕冰海，吴凌伟，李雪莱，刘梦晴，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：
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