CN1872495A - 磁流变柔性精磨抛光设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种磁流变柔性精磨抛光方法和设备。采用环带状的柔性精磨抛光磨具，工件被夹持在移动、自转和摆动三维运动的工件主轴装置上，其表面与柔性精磨抛光磨具自适应吻合的加工方法；磁流变柔性精磨抛光设备主要由机座、工件主轴装置和精研磨具构成，精研磨具又由非磁性工作槽、磁芯、电磁线圈、上下调节装置、供液管道、液体循环装置、回收管道、磁流变抛光液组成，磁流变抛光液在其中形成回路。通电工作时，在内磁极端面附近的磁流变抛光液被磁场磁化，产生环带状的Bingham可塑性固态状物体，形成环带状的柔性精磨抛光磨具。解决了粗糙度小于几个纳米的光学面的超光滑加工的问题，同时实现了柔性、可塑性、通用性加工，效率高，成本低。

Description

磁流变柔性精磨抛光设备和方法

技术领域

本发明涉及光学零件精密制造技术领域，本发明公开了一种磁流变柔性精磨抛光的设备及方法。主要用于光学零件制造，还可用于其它需要光滑表面的零件的制造。

背景技术

目前，公知的光学精磨抛光制造技术，是利用和工件面型吻合的磨具或抛光盘进行精磨抛光制造光学零件。资料和实践表明，它们有简便、易于实现和加工效率高的特点，是目前光学精磨抛光技术中普遍采用的制造方法，广泛应用于工业生产。这类方法中的精磨抛光用具是用包括金刚石丸片、树脂，聚氨脂，柏油，毛毡等材料粘接在与被加工零件面形相近的金属模具上制造而成，它们有一个相同的特征，有相对较硬和固定不变的面型。在实际的加工中，对不同面形的光学零件，需要制作不同面形的专门的精磨抛光磨具；而且，加工的过程中需要做一个的初始研磨，修正面形以后，才能用于生产保证制造合格的光学零件；同时，在加工的过程中需要不断检测和校正精磨抛光磨具的面形，才能保证加工的继续。这是一个需要不断重复的过程，稍有不慎就会制造出废品。加工新的面形的光学零件，需要制造另一个专门的精磨抛光磨具。在整个加工过程中，需要根据零件面形的变化，不断修正抛光模具，以满足被加工对象精度的需求。因而在上述传统方法中人为经验因素也是一个非常重要的条件。

另外，一个重要的问题是传统方法制造出的光学零件，它的表面是一个粗糙度在十几纳米左右量级的光学面，在常规的光学技术领域里应用是足可以满足要求；但在激光技术和其它有超光滑表面要求的技术领域里，这种十几纳米左右量级的光学面是不能够满足使用要求，目前的工业生产实际中客观需要粗糙度小于几个纳米的光学面，即达到超光滑的光学面水平。

在公开的资料里，磁流变抛光技术有着较快的发展，实践证明，它有很好的精磨抛光的性能，可以制造出超光滑光学面的光学零件。美国罗切斯特大学发明的磁流变抛光方法和设备已取得商业销售，在国际上具有领先的技术水平，中国专利ZL96198445.7是美国罗切斯特大学发明方法的详细叙述，它是一种用磁流变流体精加工工件表面的方法，在此方法中，将磁流变液置于一个转动的轮子表面，带动磁流变液到一个磁场中，工件和磁场有一定的间隙，磁流变液在通过这个间隙时被磁化，并形成瞬时精加工工具，用于与工件表面的部分接触并去除工件表面这部分的材料。它类似于一个接触面很小的点接触式研磨抛光，来实现需要的面形和光滑表面；它需要结合超精密的机械系统和数控技术来实现。国内有许多单位也在进行磁流变抛光的研究，中国专利ZL03124557.9公开了另外一种利用磁流变抛光的方法，它是在可喷射磁流变液使其形成射流之喷嘴外设磁场，通过控制工件空间的运动位置及喷嘴周围磁场的方向和大小来控制磁流变液的流变性，实现光学零件的确定量研磨抛光加工，这种抛光方法同样需要复杂的精密机械系统和控制。中国专利200410044076.0公开了一种超声波磁流变复合抛光方法及装置的回转工具头，在其内部通入混有磨料的磁流变液，并施加一定的磁场，使磁流变液在工具头上形成有一定去除能力，这种方法由数控工作台控制抛光头的位置，加工工件由工件数控工作台带动，形成要求的加工轨迹和高精度的光学表面。

上述的磁流变抛光方法中，共同的特点都是类似一个点接触式的研磨方法，需要超高精度的精密机械系统和数字控制来制造光学零件，针对不同的产品需要调整应用中的控制系统。它属于计算机控制光学表面成型技术，该技术推动了超光滑的光学零件制造技术的发展。与传统方法相比较，在加工精度和表面质量上有了大的提高，但是在加工效率和加工成本方面远远不及传统方法的水平。

发明内容

本发明的目的是克服上述设备和技术存在的不足，提供一种进行精磨抛光加工的新方法和设备。该方法和设备兼具上述技术优势，且使得被加工表面与柔性精磨抛光磨具自适应吻合，进行柔性和可塑性面研磨，还可以在一定的范围加工制造不同曲率半径面形的光学零件，具有通用性，加工效率高，易于操作和控制；同时还具有结构简单，成本低，实现超光滑的表面加工，无需更换磨具就可对不同曲率或不同型面的工件进行加工等特点。

下面对本发明的技术方案进行详细说明：

本发明的实现在于磁流变柔性精磨抛光设备，主要由机座、工件主轴装置和精研磨具构成，工件主轴装置和精研磨具分别与机座固连，被加工工件被夹持在工件主轴装置的主轴上，其特征在于：精研磨具为环带状的柔性精磨抛光磨具，工件放在环带状的柔性精磨抛光磨具上；精研磨具主要由非磁性工作槽、磁芯、电磁线圈、上下调节装置、供液管道、液体循环装置、回收管道、磁流变抛光液组成，其中磁芯和电磁线圈构成电磁铁，磁芯内磁极的端面是环带状，整个电磁铁与上下调节装置固定在一起，上下调节装置可以调节环带状的柔性精磨抛光磨具的上下位置，也可以调节环带状的柔性精磨抛光磨具在水平方向的位置。非磁性工作槽的底部开有磁极孔，磁芯的内磁极穿过该孔，高出底部平面与磁极孔粘接在一起并密封；电磁铁的内磁极上也开有孔，为液体流动通道，穿过上下调节装置的过孔与供液管道连接，供液管道另一端接到液体循环装置，液体循环装置还与液体回收管道连接，回收管道的另一端连接在非磁性工作槽2底部的液体孔上，形成液体循环回路，电磁线圈通电工作时，内磁极端面到外磁极端面形成梯度磁场，在磁芯的内磁极端面和附近空间的磁流变抛光液被磁场磁化，产生环带状的Bingham可塑性固态状物体，形成环带状的柔性精磨抛光磨具。

精研磨具的设计改变了现有抛光技术的方法，不需要采用与被加工对象相对应的系列固定面形抛光工具，也不采用点接触方式进行加工，无需超精密数控机床控制工件或磨头的移动精度。环带状的磁流变柔性精磨抛光磨具与运动工件紧密接触，可塑性固态状物体的表面随着工件表面形状变化，实现了可塑性，因此有较大面积的面接触，具有较高的去除效率。在工件运动时，磁流变柔性精磨抛光磨具在工件表面产生剪切力，实现对工件表面材料的去除。可适应不同曲率半径面形的加工且达到了超精加工的目的。

本发明的实现还在于磁流变柔性精磨抛光设备，工件主轴装置是移动、自转和摆动的三维运动主轴装置，主要是由摆动机构、上下滑动机构和变速旋转机构组成，机座向上通过连接轴连接有摆架，连接轴中心线即抛光加工控制的虚拟轴；主轴套、摆架、支撑架组成摆动机构，支撑架和摆架固连在一起，上下滑动机构为气缸控制花键主轴机构，通过气缸安装在摆架上，变速旋转机构为皮带传动变速机构；变速旋转机构也固定连接在支撑架上，套在上下滑动机构上的主轴套，同时也固连在支撑架上；机座上还安装有摆动控制装置。

如此设计，解决了被加工件移动、自转和摆动的三维运动，实现了工件空间运动可以自转运动和摆动运动的同时进行，保证了工件上各点与环带状的磁流变柔性精磨抛光磨具充分接触，自转的速度和摆动角度和摆动周期是可控的，无需更换磨具就可对不同曲率或不同形面的工件进行抛光加工，以满足不同的工艺要求。增加了设备的通用性，改变了一个产品对应一套磨具的现状，采用环带状的磁流变柔性精磨抛光磨具与被加工件移动、自转和摆动的三维运动的有机结合，有效地实现了同一设备对不同曲率半径面形的光学零件的加工，不仅易于控制，而且简单易行。

本发明的实现还在于该磁流变柔性精磨抛光设备的液体循环装置中设置有液体储存箱、液体循环泵、冷却系统、搅拌系统；液体循环泵使磁流变抛光液从液体储存箱中经过输液通道和磁芯的内磁极中间的液体流动通道进入非磁性工作槽中，对非磁性工作槽的磁流变抛光液进行补给，保证非磁性工作槽的磁流变抛光液足够满足工艺要求。磁流变抛光液循环流动的过程中还对磁极和工件进行冷却。

本发明的实现还在于磁流变柔性精磨抛光设备，所说的磁芯3内磁极环带状的端面主要是设为圆环带状，根据被加工件的表面形状，还可以设为其它规则环带状，如：椭圆环带状、方环带状、三角环带状，以及不规则环带状。

本发明的设备具有结构简单，设备制造成本相比较低。而且，提高了加工制造的效率，降低设备制造成本和加工制造光学零件的成本。

本发明的实现还在于磁流变柔性精磨抛光方法，其特征在于：使用权利要求1～4所述的设备，具体的抛光方法步骤如下：

一、将被加工工件固定在工件主轴上；根据工件的曲率半径，调节工件表面与摆动运动虚拟轴间的距离；

二、调节电磁铁向上运动，使电磁铁磁芯的内磁极端面与工件被加工表面保持一定的距离并固定；

三、在液体循环回路中加入磁流变抛光液，启动液体循环泵，磁流变抛光液通过电磁铁的内磁极中的液体流动通道，流到非磁性槽内；

四、启动工件主轴装置，使工件主轴带动工件旋转，摆动机构开始摆动；

五、给电磁铁通电，磁极端面附近的磁流变抛光液，被磁场磁化，产生环带状Bingham可塑性固体，形成环带状的柔性精磨抛光磨具与工件的被抛光面吻合，对工件进行精磨抛光加工；

六、工作过的磁流变抛光液经过与非磁性槽底部连接的回收通道流出，流到密封的回收箱内，经过过滤、冷却、搅拌进行循环使用；

七、改变被加工工件时，重新调节工件表面与摆动运动虚拟轴间的距离，重复上述步骤进行加工。

固定在一起的非磁性工作槽、磁芯、电磁线圈，与磁场上下调节装置连接在一起，可以上下运动和水平方向来回运动，上下运动可精密调节位置，保证了非磁性工作槽中形成环带状的柔性精磨抛光磨具可以在需要的工艺位置，配合工件表面与摆动运动的虚拟轴的距离调节，实现对不同的工件的加工制造的工艺要求。水平方向来回运动是用于平面光学面的加工。

本发明的实现依据这样的原理：一个半径r的圆环，相对于一个点运动时，圆环上所有点的轨迹包络面是一个球面，其球面曲率半径是圆环任意一点到固定点的距离。当圆环半径r不变时，改变圆环任意一点到固定点的距离，轨迹包络球面曲率的半径就会随之变化，形成不同半径的球面。

基于这样的数学几何原理，本发明运用经典简练的机械和控制设计了加工所需的精研磨具、工件主轴装置、机座以及它们之间的配合、结合安装，设置了新的加工方法，提供了一种被加工表面与柔性精磨抛光磨具自适应吻合，进行柔性和可塑性面研磨，还可以在一定的范围加工制造不同曲率半径面形的光学零件，具有通用性，加工效率高，易于操作和控制；同时还具有结构简单，成本低，实现超光滑的表面加工，无需更换磨具就可对不同曲率或不同型面的工件进行抛光加工的磁流变柔性精磨抛光方法和设备。解决了生产实际中急需的粗糙度小于几个纳米的光学面的超光滑加工的问题，同时实现了柔性、可塑性、通用性加工，效率高，成本低。

附图说明：

图1是本发明精研磨具的原理示意图；

图2是本发明的环带状柔性精磨抛光磨具示意图；

图3是本发明的工件主轴装置原理示意图；

图4是本发明的磁流变柔性精磨抛光实施例中加工凸球面光学面的示意图；

图5是本发明的磁流变柔性精磨抛光实施例中加工凹球面光学面的示意图；

图6是本发明的磁流变柔性精磨抛光实施例中加工平面光学面的示意图；

图7是本发明的磁流变柔性精磨抛光实施例中方形磁极示意图；

图8是本发明的磁流变柔性精磨抛光实施例中椭圆形磁极示意图。

具体实施方式：

下面结合附图进行详细说明：

实施例1：如图1所示，本发明的磁流变柔性精磨抛光设备，主要由机座、工件主轴装置和精研磨具构成，工件主轴装置和精研磨具分别与机座固连，被加工工件1被夹持在工件主轴装置的主轴10上，其特征在于：精研磨具为环带状的柔性精磨抛光磨具，工件放在环带状的柔性精磨抛光磨具上；精研磨具主要由非磁性工作槽2、磁芯3、电磁线圈4、上下调节装置5、供液管道6、液体循环装置7、回收管道8、磁流变抛光液9组成，其中磁芯3和电磁线圈4构成电磁铁，磁芯3内磁极的端面是环带状，整个电磁铁与上下调节装置5固定在一起，非磁性工作槽2的底部开有磁极孔，磁芯3的内磁极穿过该孔，高出底部平面与磁极孔粘接在一起并密封；电磁铁的内磁极上也开有孔，为液体流动通道，穿过上下调节装置5的过孔与供液管道6连接，供液管道6另一端接到液体循环装置7，液体循环装置7还与液体回收管道8连接，回收管道8的另一端连接在非磁性工作槽2底部的液体孔上，形成液体循环回路，电磁线圈4通电工作时，内磁极端面到外磁极端面形成梯度磁场，在磁芯3的内磁极端面和附近空间的磁流变抛光液9被磁场磁化，产生环带状的Bingham可塑性固态状物体26，形成环带状的柔性精磨抛光磨具，参见图2。

磁流变抛光液9通过供液管道6流到内磁极液体流动通道中，在内磁极液体流动通道中流过，还对磁极进行冷却，磁流变抛光液9从磁芯3内磁极端面流出，流入非磁性工作槽2内，非磁性工作槽2内的内磁极完全浸入磁流变抛光液9中，磁流变抛光液9通过非磁性工作槽2底部的孔流入液体回收管道8，再流入液体循环装置7，磁芯3内磁极的端面是环带状，电磁线圈4装在磁芯3的内磁极周围的空间中，电磁线圈4通电工作时，内磁极端面到外磁极端面形成梯度磁场，在磁芯3的内磁极端面和附近空间的磁流变抛光液9被磁场磁化，产生环带状的Bingham可塑性固态状物体，形成环带状的柔性精磨抛光磨具。工件放在带状的柔性精磨抛光磨具上，并相对运动，环带状的柔性精磨抛光磨具就可以在工件表面产生剪切力，实现对工件表面材料的去除。经测试用本发明加工的光学零件的粗糙度可以达到几个纳米的超光滑光学面。

环带状的柔性精磨抛光磨具优选电磁铁来实现，还可以是其它磁性物质，用永久磁铁，还可以用电磁铁和永久磁铁共同来实现。

实施例2：磁流变柔性精磨抛光设备的总体构成同实施例1，其中的工件主轴装置是移动、自转和摆动的三维运动主轴装置，主要是由摆动机构、上下滑动机构和变速旋转机构组成，机座23向上通过连接轴连接有摆架18，连接轴中心线即抛光加工控制的虚拟轴；主轴套12、摆架18、支撑架22组成摆动机构，支撑架22和摆架18固连在一起，上下滑动机构为气缸控制花键主轴机构，通过气缸16安装在摆架18上，变速旋转机构为皮带传输变速机构；变速旋转机构通过支撑架22固定连接，套在上下滑动机构上的主轴套12同时也固连在支撑架22上。机座23上还安装有摆动控制装置。

实施例3：磁流变柔性精磨抛光设备的总体构成同实施例2，工件主轴装置的具体实施是上下滑动机构安装在摆动机构上，变速旋转机构固定在摆动机构，并摆动机构一起运动。主轴套12、摆架18、支撑架22组成摆动机构，主轴套12固定在支撑架22上，并一起固定在摆架18上。主轴10、转轴14、转轴套15、气缸16、气缸轴17组成上下滑动机构，主轴10上端和转轴14连接，转轴套15与气缸16上气缸轴17连接，气缸16工作时带动气缸轴17、转轴套15、转轴14和主轴10上下运动。气缸16安装在摆架18上，通过丝杠25可以精密调节气缸16位置，也就是控制工件1被加工表面与摆架18虚拟轴的位置，实现对不同工件的加工工艺要求。主轴10和转轴14旋转时，转轴14在转轴套15中可自由旋转，转轴套15、气缸轴17和气缸16不会跟随旋转。主轴10是一个花键轴其旋转是由变速旋转机构带动，花键套11、被动皮带轮13、电机19、主动皮带轮20、皮带21组成变速旋转机构，电机19固定在支撑架22上，被动皮带轮13与花键套11通过轴承由主轴套12支撑，电机19带动主动皮带轮20旋转，通过皮带21传动，被动皮带轮13与花键套11固定在一起带动主轴10旋转，主轴10可以在花键套11中滑动，主轴10上下滑动时，花键套11保持旋转不会上下滑动，被动皮带轮13与主动皮带轮20可以实现三级变速，电机17通过变频器实现无级变速，保证了主轴10的转速为每分钟0～2600转可调，满足加工工艺要求，摆架18的摆动是安装在设备机座23上的控制装置来实现，摆动角度和摆动周期是可调的。以满足不同的工艺要求。

工件主轴和运动控制机构实现了工件空间的运动，它是自转运动和摆动运动同时进行的，保证了工件上各点与环带状的磁流变柔性精磨抛光磨具充分接触，自转的速度和摆动角度和摆动周期是可控的，以满足不同的工艺要求，

实施例4：磁流变柔性精磨抛光设备的总体构成同实施例3，其中的液体循环装置7中设置有液体储存箱、液体循环泵、冷却系统、搅拌系统；液体循环泵使磁流变抛光液9从液体储存箱中经过输液通道6和磁芯3的内磁极中间的液体流动通道进入非磁性工作槽2中，对非磁性工作槽2的磁流变抛光液9进行补给。

实施例5：磁流变柔性精磨抛光设备的总体构成同实施例3，参见图2，精研磨具中磁芯3内磁极环带状的端面是设为圆环带状，实现了与工件有较大面积的面接触，具有较高的去除效率。

实施例6：磁流变柔性精磨抛光设备的总体构成同实施例3，根据被加工件的大小，精研磨具中磁芯3内磁极环带状的端面设为椭圆环带状，以改变工件表面的不同区域的去除，可以将精研磨具中磁芯3内磁极环带状的端面设为其它规则环带状，见图8。

实施例7：实施方式同实施例6，不同之处是根据被加工件的表面形状，精研磨具中磁芯3内磁极环带状的端面设为方环带状，见图7。

实施例8：实施方式同实施例6，不同之处是根据被加工件的表面形状，精研磨具中磁芯3内磁极环带状的端面设为三角环带状。

实施例9：实施方式同实施例6，不同之处是根据被加工件的表面形状，精研磨具中磁芯3内磁极环带状的端面设为不规则环带状。

本发明的设备具有结构简单，不需要超高精度要求的系统和控制，设备制造成本相比较低。而且，提高了加工制造的效率，降低设备制造成本和加工制造光学零件的成本。实现了柔性、可塑性和通用性加工。

实施例10：磁流变柔性精磨抛光方法，使用本发明所述的设备，具体的抛光方法步骤如下：

一、将被加工工件固定在工件主轴上；根据工件的曲率半径，调节工件表面与摆动运动虚拟轴间的距离，保证两者相等并固定；

二、调节电磁铁向上运动，使电磁铁磁芯的内磁极端面与工件被加工表面的保持一定距离并固定；

三、在液体循环回路中加入磁流变抛光液9，启动液体循环泵，磁流变抛光液9通过电磁铁的内磁极中的液体流动通道，流到非磁性槽2内；

四、启动工件主轴装置，使工件主轴10带动工件1旋转，启动摆动机构开始摆动，摆动幅度和摆动速度预先调好；

五、给电磁铁通电，磁极端面附近的磁流变抛光液9，被磁场磁化，产生环带状Bingham可塑性固体26，形成环带状的柔性精磨抛光磨具与工件1的被抛光面吻合，对工件1进行精磨抛光加工；

六、工作过的磁流变抛光液9经过与非磁性槽2底部连接的回收通道流出，流到密封的回收箱内，经过过滤、冷却、搅拌进行循环使用；

七、改变被加工工件时，重新调节工件表面与摆动运动虚拟轴间的距离，和被加工工件的曲率半径相等，重复上述步骤进行加工。

本发明的方法实现了不需要制作专门的精磨抛光磨具，而在一定的范围加工制造不同曲率半径面形的光学零件。

实施例11：实施方式同实施例10，参见图4，它是本发明的磁流变柔性精磨抛光实施中加工凸球面光学面的示意图，工件在摆架的虚拟轴的下方，实现了凸球面光学面的加工制造。

实施例12：实施方式同实施例10，不同之处是可以加工凹透镜表面，工件在摆架的虚拟轴的上方，实现了凹球面光学面的加工制造，见图5。

实施例13：磁流变柔性精磨抛光方法，使用权利要求1～4所述的设备，可以加工平面表面的超精加工，见图6，摆架固定不动，保持工件的自转运动轴与磁极的环带状端面垂直，控制电磁铁在水平方向来回运动，使环带状的柔性精磨抛光磨具，在水平方向运动，实现了曲率半径为无穷大的光学面的加工，即平面光学面的加工制造。

实施例14：实施方式同实施例10和实施例13，加工了口径Φ60mm的透镜，一面曲率半径为100mm的球面，同实施例10的方法加工完成，然后，另一面曲率半径为无穷大的平面，同实施例13的方法加工完成，实现了无需更换磨具就可对不同曲率或不同型面的工件进行精磨抛光加工，在一定的范围加工制造不同曲率半径面形的光学零件，而且不需要超高精度的精密机械系统和数字控制来制造光学零件，具有通用性，加工效率高，易于操作和控制；

实施例15：实施方式同实施例14，加工了口径Φ60mm的透镜，一面曲率半径为100mm的球面，另一面曲率半径为无穷大的平面，加工前的面形参数，球面面形的Pt值为3.6653μm，Ra值为0.3656μm，平面面形的Pt值为3.9532μm，Ra值为0.3415μm，加工后的面形参数，球面面形的Pt值为0.0835μm，Ra值为0.0012μm，平面面形的Pt值为0.0692μm，Ra值为0.0019μm，每面平均加工时间约六十分钟，测量设备为Taylor Hobson公司的Form Talysurf Series 2接触式表面轮廓测量仪，实现了粗糙度小于几个纳米的光学面的超光滑加工。

本发明磁流变柔性精磨抛光方法和设备解决了生产实际中急切需要的高效，低成本，易操作的柔性超精加工问题。

Claims (5)

1.一种磁流变柔性精磨抛光设备，主要由机座、工件主轴装置和精研磨具构成，工件主轴装置和精研磨具分别与机座固连，被加工工件被夹持在工件主轴装置的主轴上，其特征在于：精研磨具为环带状的柔性精磨抛光磨具；精研磨具主要由非磁性工作槽(2)、磁芯(3)、电磁线圈(4)、上下调节装置(5)、供液管道(6)、液体循环装置(7)、回收管道(8)、磁流变抛光液(9)组成，其中磁芯(3)和电磁线圈(4)构成电磁铁，磁芯(3)内磁极的端面是环带状，整个电磁铁与上下调节装置(5)固定在一起，非磁性工作槽(2)的底部开有磁极孔，磁芯(3)的内磁极穿过该孔，高出底部平面与磁极孔粘接在一起并密封；电磁铁的内磁极上也开有孔，为液体流动通道，穿过上下调节装置(5)的过孔与供液管道(6)连接，供液管道(6)另一端接到液体循环装置(7)，液体循环装置(7)还与液体回收管道(8)连接，回收管道(8)的另一端连接在非磁性工作槽(2)底部的液体孔上，形成液体循环回路，电磁线圈(4)通电工作时，内磁极端面到外磁极端面形成梯度磁场，在磁芯(3)的内磁极端面和附近空间的磁流变抛光液(9)被磁场磁化，产生环带状的Bingham可塑性固态状物体(26)，形成环带状的柔性精磨抛光磨具。

2.根据权利要求1所述的磁流变柔性精磨抛光设备，其特征在于：所说的工件主轴装置是移动、自转和摆动的三维运动主轴装置，主要是由摆动机构、上下滑动机构和变速旋转机构组成，机座(23)向上通过连接轴连接有摆架(18)，连接轴中心线即抛光加工控制的虚拟轴(24)；主轴套(12)、摆架(18)、支撑架(22)组成摆动机构，支撑架(22)和摆架(18)固连在一起，上下滑动机构为气缸控制花键主轴机构，通过气缸(16)安装在摆架(18)上，变速旋转机构为皮带传动变速机构；变速旋转机构也固定连接在支撑架(22)上，套在上下滑动机构上的主轴套(12)，同时也固连在支撑架(22)上；机座(23)上还安装有摆动控制装置。

3.根据权利要求1或2所述的磁流变柔性精磨抛光设备，其特征在于：所述的液体循环装置(7)中设置有液体储存箱、液体循环泵、冷却系统、搅拌系统；液体循环泵使磁流变抛光液(9)从液体储存箱中经过输液通道(6)和磁芯(3)的内磁极中间的液体流动通道进入非磁性工作槽(2)中，对非磁性工作槽(2)的磁流变抛光液(9)进行补给。

4.根据权利要求3所述的磁流变柔性精磨抛光设备，其特征在于：所说的磁芯3内磁极环带状的端面主要是设为圆环带状，根据被加工件的表面形状，还可以设为其它规则环带状，如：椭圆环带状、方环带状、三角环带状，以及不规则环带状。

5.一种磁流变柔性精磨抛光方法，其特征在于：使用权利要求1～4所述的设备，具体的抛光方法步骤如下：

一、将被加工工件固定在工件主轴(10)上；根据工件的曲率半径，调节工件表面与摆动运动虚拟轴间的距离，保证两者相等并固定；

二、调节电磁铁向上运动，使电磁铁磁芯的内磁极端面与工件被加工表面的有一定距离并固定；

三、在液体循环回路中加入磁流变抛光液(9)，启动液体循环泵，磁流变抛光液9通过电磁铁的内磁极中的液体流动通道，流到非磁性槽(2)内；

四、启动工件主轴装置，使工件主轴(10)带动工件1旋转，启动摆动机构开始摆动，摆动幅度和摆动速度预先调好；

五、给电磁铁通电，磁极端面附近的磁流变抛光液(9)，被磁场磁化，产生环带状Bingham可塑性固体(26)，形成环带状的柔性精磨抛光磨具与工件(1)的被抛光面吻合，对工件(1)进行精磨抛光加工；

六、工作过的磁流变抛光液(9)经过与非磁性槽2底部连接的回收通道流出，流到密封的回收箱内，经过过滤、冷却、搅拌进行循环使用；

七、改变被加工工件时，重新调节工件表面与摆动运动虚拟轴间的距离，和被加工工件的曲率半径相等，重复上述步骤进行加工。

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