CN217493851U - 空间磁控和/或非磁控光整装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种空间磁控和/或非磁控光整装置，包括机体、布置在所述机体内部的加工空间以及沿所述加工空间周向布置的一个或多个磁场发生单元，所述加工空间用于容纳被加工件以及磨料，通过所述磨料与所述被加工件可控接触并相对运动实现所述被加工件内外表面的加工，其中，所述相对运动通过调整所述磁场发生单元的磁场和/或通过驱使所述机体运动实现。本实用新型通过在加工空间周向上设置磁场发生单元省去了被加工件加工时运动力传到连接夹持接口装置和驱动执行设备，且通过改变磁场发生单元的磁场实现了被加工件和磨料加工所需的运动轨迹和维度，结构简单，造价低，易操作。
Description
技术领域
本实用新型涉及机械精加工技术领域，具体地，涉及一种空间磁控和/或非磁控光整装置。
背景技术
在机械加工中，面对一些不平整的加工面、棱、角、洞等异形部位，往往需要进行拐角处或被加工件的内部细微处进行精加工，以满足实际产品的需求。
普通的车床刀具只能进行成型前的粗加工，但对于粗加工后的精细加工往往需要花去大量的时间进行精细研磨等操作，且现有的加工刀具加工后也不能达到加工面平滑的效果。现有技术中也存在精细加工的设计，如专利文献CN112191870A公开了一种团刃刀具以及加工设备，团刃刀具包括单元体，所述单元体的数量为一个或多个，在外力的驱使下，一个或多个所述单元体沿被加工件上的待加工部位有序或无需运动进而能够实现所述待加工部位的加工，加工设备包括支撑体，所述单元体安装在所述支撑体上，通过驱使被加工件动作或驱使单元体动作的方式实现所述被加工件的加工，但该设计在加工过程中需要对被加工件进行夹持以保证静止的姿态或运动的姿态进而保证加工效率和质量，但在实际加工过程中，面对一些体积较小的被加工件，夹持设备夹持接口设计要求高，快速稳定夹持非常困难，对夹持设备的要求非常苛刻，往往无法实现。另外夹持设备夹持被加工件后的运动轨迹和维度有限，对运动执行系统的运动能力，如轨迹复杂度、运动速度等要求较高，使得运动执行系统复杂，造价高，因而体积较小的被加工件的精加工变得困难。
实用新型内容
针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种空间磁控和/或非磁控光整装置。
根据本实用新型提供的一种空间磁控和/或非磁控光整装置，包括机体、布置在所述机体内部的加工空间以及沿所述加工空间周向布置的一个或多个磁场发生单元；
所述加工空间用于容纳被加工件以及磨料，所述磁场发生单元在通电时产生磁场，通过所述磁场和/或通过驱使所述机体运动能够驱使所述磨料与所述被加工件接触并相对运动进而能够实现所述被加工件的加工。
优选地，所述磁场发生单元采用电磁线圈或者采用电磁线圈和永磁体的组合。
优选地，所述被加工件为铁磁性材料或非铁磁性材料；
所述磨料为铁性材料或非磁性材料；或者
采用如下任一种或任多种组合材料：
磁性与非磁性材料；
永磁与磁性材料；
永磁与非磁性材料。
优选地，所述被加工件上配置有永磁体。
优选地，所述机体的内部具有缓冲保护层且所述加工空间的周向被所述缓冲保护层包裹。
优选地，多个磁场发生单元沿所述加工空间的周向均匀布置。
优选地，所述被加工件上具有孔穴，所述磨料粒径被配置为部分或全部能够自由进出所述孔穴。
优选地，所述磨料为颗粒状、多面体状和/或球状。
优选地，所述被加工件通过支撑连接体被安装在所述加工空间中。
优选地，所述支撑连接体为刚性结构、柔性结构或弹性结构，其中，所述支撑连接体被配置为一个或被配置为沿所述被加工件周向布置的多个。
与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：
1、本实用新型通过在加工空间周向上设置磁场发生单元省去了被加工件加工时的夹持设备并实现了被加工件和磨料的摩擦运动，且运动轨迹和维度能够达到加工的要求，结构简单，造价低，易操作。
2、本实用新型在加工过程中可在被加工件上增加永磁体，实现了被加工件可控的运动和方向的调整，设计巧妙。
3、本实用新型能够满足各种体积被加工件的精密加工，通用性好。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为通过调节相对布置的两组磁场发生单元的磁场强度实现往复摩擦运动的结构示意图；
图3为通过调节相对布置的四组磁场发生单元的磁场强度实现往复摩擦运动的结构示意图；
图4为通过调节相对布置的六组或六组以上的磁场发生单元的磁场强度实现往复摩擦运动的结构示意图；
图5为体积较大的被加工件通过支撑连接体安装在加工空间中时的结构示意图；
图6为通过驱使机体运动和磁场发生单元的磁场力驱使铁磁性材料的被加工件、磨料运动相结合的方式实现被加工件和磨料相对摩擦运动时的结构示意图。
图中示出：
机体1
加工空间2
磁场发生单元3
被加工件4
磨料5
缓冲保护层6
支撑连接体7
孔穴8
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
本实用新型提供了一种空间磁控和/或非磁控光整装置，如图1所示，包括机体 1、布置在机体1内部的加工空间2以及沿加工空间2周向布置的一个或多个磁场发生单元3，磁场发生单元3采用电磁线圈或者采用电磁线圈和永磁体的组合，加工空间2用于容纳被加工件4以及磨料5，通过磨料5与被加工件4接触并相对运动实现被加工件4的加工，磁场发生单元3在通电时产生磁场，其中，相对运动通过调整磁场发生单元3的磁场和/或通过驱使机体1运动实现。
磨料5优选为铁磁性材料，在被加工件4的加工过程中，给一个或多个磁场发生单元3中电磁线圈通电并通过改变加载电流的幅频等控制磁场的能量输出，能够使磨料5产生相对于被加工件4的运动，以实现对被加工件4外表面或被加工件4 具有的孔穴8摩擦、刮擦、研磨等效果，实现被加工件4的表面光整加工。
进一步地，多个磁场发生单元3优选沿加工空间2的周向均匀布置，可在加工过程中多个磁场发生单元3同时调控被加工件4和/或磨料5的运动，使得被加工件4和/或磨料5的运动按照设定的运动轨迹实现摩擦运动，实现工件的精密加工。
具体地，磨料5可以为规则结构体和/或不规则结构体，可以为颗粒状、多面体状和/或球状，其中，包括纳米颗粒、微纳米颗粒和/或永磁颗粒。规则结构体为固定的形状，可以根据其外形在工业上能够实现重复加工，例如球体、棱柱结构、棱台结构、棱锥结构以及圆柱结构，不规则结构体可以采用多面体结构，如宝石结构的颗粒，再如沙粒、金属粒，既可以是天然形成的结构，也可以是加工形成的结构，在实际应用中有多种物质可供选择，例如机加工中出现的铁销，再例如细沙，都可以在具体应用中被选择。
在实际应用中，被加工件4为铁磁性材料或非铁磁性材料，磨料5为磁性材料或非磁性材料，或者采用磁性与非磁性材料、永磁与磁性材料、永磁与非磁性材料中的任一种或任多种组合材料。磨料5可以为磁性与非磁性单质颗粒体或磁性与非磁性、永磁与非永磁体的组合材料的组合单元体及其集群。例如磨料5为磁性磨料，磁性磨料是由一种或多种磨料、散热、润滑辅料组成的磁性颗粒，在磁力研磨抛光中受到磁力的作用使其磨粒压向被加工件4表面，由于磁性磨料在磁场中受磁力控制，可以加工形状复杂多变的被加工件，如:孔、腔、沟槽、间隙过小的内部孔穴等。磁性磨料中内部磁性材料在磁力的作用下可以对工件表面产生挤压，使其表面磨料进行刻划、切削、滑擦，磁性磨料团体变能力可以使工件表面形成柔性的“磨料刷”，更加均匀的研磨抛光，达到被加工件4表面加工的效果。
当被加工件4、磨料5均为非铁磁性材料时，可通过驱使机体1有序或无序运动使加工空间2中的被加工件4和磨料5之间发生相对摩擦运动实现被加工件3的精密加工效果。
在被加工件4的加工过程中，可根据实际情况在被加工件4上配置有永磁体，例如，被加工件4为铁磁性材料，在被加工件4加工时外部增加一块永磁体可通过改变磁场发生单元3的磁场强度和方向控制被加工件4的运动方向或者其朝向，进而实现定向加工。再例如，被加工件4为非铁磁性材料，在被加工件4加工时外部增加一块永磁体可通过改变磁场发生单元3的磁场强度和方向控制被加工件4的运动实现精密加工。
需要说明的是，在加工前永磁体可通过粘接、磁力吸引或其他方式被固定在被加工件4上，在加工完毕后将永磁体在被加工件4上拆下，通过增加永磁体实现非磁性材料的被加工件4磁场驱动力或者起到引导被加工件4运动方向或朝向的作用，有利于被加工件4的定向加工和设定部位的精密加工。
具体地，机体1的内部具有缓冲保护层6且加工空间2的周向被缓冲保护层6 包裹，缓冲保护层6为柔性耐磨的材料，能够保护被加工件4不受损伤，保证产品质量。
如图1所示，被加工件4上具有孔穴8，磨料5粒径被配置为部分或全部能够自由进出孔穴8，即为了达到加工被加工件4上孔穴8内壁的效果，磨料5粒径部分或全部小于孔穴8的内径，使得在被加工件4和磨料5发生相对运动时，磨料5 能够进出孔穴8，达到对孔穴8内壁精密加工的效果。
本实用新型中空间磁控和/或非磁控光整操作如下：
首先，将被加工件4以及磨料5放入机体1内的加工空间2中；
其次，通过调整磁场发生单元3的磁场和/或通过驱使机体1运动实现磨料5与被加工件4接触并相对运动，进而由于相对运动使得被加工件4由于与磨料5的摩擦运动而被构造成目标加工表面，目标加工表面可以仅仅是被加工件4的外表面，也可以包括孔穴8中的内表面，具体根据不同的被加工件4灵活选择。
最后，在加工空间2中取出加工完成后的被加工件4。
需要说明的是，机体1上设置有连接外部与加工空间2的通道以便放入和取出被加工件4和磨料5。
本实用新型的工作原理如下：
情景1：
被加工件4、磨料5均为铁磁性材料，被加工件4为微小体积的工件，被加工件4可轻易被磁场发生单元3的磁场力驱动。
被加工件4、磨料5被放置在加工空间2中，通过调节相对布置的两组磁场发生单元3的电流大小及频率，可实现如图2所示的往复摩擦运动，实现被加工件4 的精密加工。
如图3所示，通过调节相对布置的四组磁场发生单元3的电流大小及频率，可实现被加工件4、磨料5往复摩擦运动，实现被加工件4的精密加工。
如图4所示，通过调节相对布置的六组或六组以上的磁场发生单元3的电流大小及频率，可实现被加工件4、磨料5多方向的往复摩擦运动，实现被加工件4的精密加工。
情景2：
磨料5为铁磁性材料，被加工件4为铁磁性材料单体积较大的工件，被加工件 4不容易被磁场发生单元3的磁场力驱动。
如图5所示，被加工件4通过支撑连接体7被安装在加工空间2中，支撑连接体7为刚性结构、柔性结构或弹性结构。安装在支撑连接体7上的被加工件4与缓冲保护层6之间存在间隙，使得磨料5在磁场发生单元3磁场力的驱使下能够通过间隙，此时，通过控制磁场发生单元3磁场力的大小和方向也能够实现被加工件4 的精密加工。
在实际应用中，支撑连接体7被配置为一个或被配置为沿被加工件4周向布置的多个，当支撑连接体7为刚性结构或弹性结构时，通过一个支撑连接体7即可实现被加工件4的定位或者在一定范围内的限位，当支撑连接体7为柔性结构时，通过多个支撑连接体7共同实现对被加工件4的定位或者在一定范围内的限位，实现光整加工的效果。
情景3：
被加工件4、磨料5均为非铁磁性材料，此时，磁场发生单元3的磁场力对于被加工件4、磨料5的运动不起作用，可通过驱使机体1有序无序运动实现。
在实际加工作业过程中，可通过驱使机体1有序无序运动和磁场发生单元3的磁场力驱使铁磁性材料的被加工件4、磨料5运动相结合的方式实现被加工件4和磨料5相对摩擦运动，实现被加工件4的精密加工作业，如图6所示，其中，fx振动、fy振动、fz振动分别表示驱使机体1沿x轴方向、y轴方向、z轴方向振动。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (10)
1.一种空间磁控和/或非磁控光整装置，其特征在于，包括机体(1)、布置在所述机体(1)内部的加工空间(2)以及沿所述加工空间(2)周向布置的一个或多个磁场发生单元(3)；
所述加工空间(2)用于容纳被加工件(4)以及磨料(5)，所述磁场发生单元(3)在通电时产生磁场，通过所述磁场和/或通过驱使所述机体(1)运动能够驱使所述磨料(5)与所述被加工件(4)接触并相对运动进而能够实现所述被加工件(4)的加工。
2.根据权利要求1所述的空间磁控和/或非磁控光整装置，其特征在于，所述磁场发生单元(3)采用电磁线圈或者采用电磁线圈和永磁体的组合。
3.根据权利要求1所述的空间磁控和/或非磁控光整装置，其特征在于，所述被加工件(4)为铁磁性材料或非铁磁性材料；
所述磨料(5)为磁性材料或非磁性材料；或者
采用如下任一种或任多种组合材料：
磁性与非磁性材料；
永磁与磁性材料；
永磁与非磁性材料。
4.根据权利要求3所述的空间磁控和/或非磁控光整装置，其特征在于，所述被加工件(4)上配置有永磁体。
5.根据权利要求3所述的空间磁控和/或非磁控光整装置，其特征在于，所述磨料(5)为颗粒状、多面体状和/或球状。
6.根据权利要求1所述的空间磁控和/或非磁控光整装置，其特征在于，所述机体(1)的内部具有缓冲保护层(6)且所述加工空间(2)的周向被所述缓冲保护层(6)包裹。
7.根据权利要求1所述的空间磁控和/或非磁控光整装置，其特征在于，多个磁场发生单元(3)沿所述加工空间(2)的周向均匀布置。
8.根据权利要求1所述的空间磁控和/或非磁控光整装置，其特征在于，所述被加工件上具有孔穴(8)，所述磨料(5)粒径被配置为部分或全部能够自由进出所述孔穴(8)。
9.根据权利要求1所述的空间磁控和/或非磁控光整装置，其特征在于，所述被加工件(4)通过支撑连接体(7)被安装在所述加工空间(2)中。
10.根据权利要求9所述的空间磁控和/或非磁控光整装置，其特征在于，所述支撑连接体(7)为刚性结构、柔性结构或弹性结构，其中，所述支撑连接体(7)被配置为一个或被配置为沿所述被加工件(4)周向布置的多个。
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| CN202220289471.9U CN217493851U (zh) | 2022-02-11 | 2022-02-11 | 空间磁控和/或非磁控光整装置 |
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2022
- 2022-02-11 CN CN202220289471.9U patent/CN217493851U/zh active Active
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