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专利号: 2020104664505
申请人: 浙江师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 磨削;抛光
更新日期:2024-11-28
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种磁性研磨装置,其特征在于,包括:电磁铁、底座、研磨件固定台、可编程电源、机床、永磁体研磨棒和磁性研磨控制系统;

所述电磁铁的一端安装于所述底座上;

所述研磨件固定台的磁体平台与所述电磁铁的另一端连接;所述研磨件固定台用于固定待研磨工件;

所述磁性研磨装置还包括:研磨介质;所述研磨介质覆盖所述待研磨工件;

所述磁体平台为平板磁极,所述平板磁极用于将所述电磁铁通电后形成的磁场聚集在所述平板磁极的上表面,并使磁场分布均匀;

所述可编程电源的输出端与所述电磁铁的线圈连接;所述可编程电源用于给所述电磁铁供电;

所述永磁体研磨棒安装于所述机床上,所述永磁体研磨棒位于所述待研磨工件的上方;

所述机床用于控制所述永磁体研磨棒对所述待研磨工件的表面进行磁性研磨;

所述磁性研磨控制系统分别与所述可编程电源和所述机床连接;所述磁性研磨控制系统用于通过所述机床获取所述永磁体研磨棒在所述待研磨工件的研磨点,利用所述待研磨工件的毛坯工件面形的去除量、所述研磨点和PWM控制方法控制所述可编程电源的输出电压,进而对所述待研磨工件进行磁性研磨;

所述磁性研磨控制系统用于通过所述机床获取所述永磁体研磨棒在所述待研磨工件的研磨点,利用所述待研磨工件的毛坯工件面形的去除量、所述研磨点和PWM控制方法控制所述可编程电源的输出电压,进而对所述待研磨工件进行磁性研磨,具体包括:以永磁体研磨棒的研磨头在待研磨工件的表面的投影点为原点O,建立笛卡尔坐标系;

笛卡尔坐标系的Z轴与永磁体研磨棒平行,笛卡尔坐标系的X轴和Y轴组成的XOY平面与待研磨工件表面平行;比较毛坯工件面形和成品工件面形,利用笛卡尔坐标系确定待研磨工件表面各坐标点的去除量;

根据公式 利用坐标点的去除量计算该坐标点的研磨压力;其中,P表示所述研磨压力;表示去除量;K表示常系数;v表示研磨头的线速度;t表示研磨时间;

根据公式P=K1H利用坐标点的研磨压力计算该坐标点的磁场强度;其中,P表示所述研磨压力;K1表示常数;H表示所述磁场强度;

根据公式 计算所述待研磨工件表面各点的电磁铁电压;其中,E表示所述电磁铁电压;H表示所述磁场强度;Le表示所述电磁铁的有效磁路长度;R表示所述电磁铁的线圈阻抗;N表示所述电磁铁的线圈匝数;

启动所述机床,获取当前所述永磁体研磨棒在毛坯工件面形的研磨点和研磨点的电磁铁电压,利用研磨点的电磁铁电压和PWM控制方法控制可编程电源在研磨点的输出电压,使电磁铁通电形成磁场,所述永磁体研磨棒的研磨头吸附所述研磨介质形成磁性研磨头对待研磨工件的表面进行研磨。

2.根据权利要求1所述的磁性研磨装置,其特征在于,所述研磨件固定台具体包括:磁体平台、挡板和螺钉;

所述磁体平台的磁性与所述永磁体研磨棒的研磨头的磁性相反;

所述挡板固定于所述磁体平台上,使所述研磨件固定台形成容器;

所述螺钉贯穿所述挡板,所述螺钉用于固定所述待研磨工件。

3.根据权利要求1所述的磁性研磨装置,其特征在于,所述磁性研磨控制系统具体包括:

获取模块,用于获取待研磨工件的毛坯工件面形和所述待研磨工件的成品工件面形;

去除量确定模块,用于利用所述毛坯工件面形和所述成品工件面形确定待研磨工件表面各点的去除量;

研磨压力计算模块,用于利用所述去除量计算所述待研磨工件表面各点的研磨压力;

磁场强度计算模块,用于利用所述研磨压力计算所述待研磨工件表面各点的磁场强度;

电磁铁电压计算模块,用于利用所述磁场强度和电磁铁的线圈匝数计算所述待研磨工件表面各点的电磁铁电压;

磁性研磨模块,用于利用永磁体研磨棒在所述待研磨工件的研磨点对应的电磁铁电压和PWM控制方法控制可编程电源的输出电压,进而对所述待研磨工件进行磁性研磨。

4.一种磁性研磨控制方法,其特征在于,应用于如权利要求1‑3任意一项所述的磁性研磨装置,所述磁性研磨控制方法包括:获取待研磨工件的毛坯工件面形和所述待研磨工件的成品工件面形;

利用所述毛坯工件面形和所述成品工件面形确定待研磨工件表面各点的去除量;

所述利用所述毛坯工件面形和所述成品工件面形确定待研磨工件表面各点的去除量,具体包括:

以所述永磁体研磨棒的研磨头在所述待研磨工件的表面的投影点为原点O,建立笛卡尔坐标系;所述笛卡尔坐标系的Z轴与所述永磁体研磨棒平行,所述笛卡尔坐标系的X轴和Y轴组成的XOY平面与所述待研磨工件表面平行;

比较所述毛坯工件面形和所述成品工件面形,利用所述笛卡尔坐标系确定待研磨工件表面各坐标点的去除量;

利用所述去除量计算所述待研磨工件表面各点的研磨压力;

所述利用所述去除量计算所述待研磨工件表面各点的研磨压力,具体包括:根据公式 计算所述待研磨工件表面各点的研磨压力;

其中,P表示所述研磨压力;表示去除量;K表示常系数;v表示研磨头的线速度;t表示研磨时间;

利用所述研磨压力计算所述待研磨工件表面各点的磁场强度;

所述利用所述研磨压力计算所述待研磨工件表面各点的磁场强度,具体包括:根据公式P=K1H计算所述待研磨工件表面各点的磁场强度;

其中,P表示所述研磨压力;K1表示常数;H表示所述磁场强度;

利用所述磁场强度和电磁铁的线圈匝数计算所述待研磨工件表面各点的电磁铁电压;

所述利用所述磁场强度和电磁铁的线圈匝数计算所述待研磨工件表面各点的电磁铁电压,具体包括:

根据公式 计算所述待研磨工件表面各点的电磁铁电压;

其中,E表示所述电磁铁电压;H表示所述磁场强度;Le表示所述电磁铁的有效磁路长度;R表示所述电磁铁的线圈阻抗;N表示所述电磁铁的线圈匝数;

利用永磁体研磨棒在所述待研磨工件的研磨点对应的电磁铁电压和PWM控制方法控制可编程电源的输出电压,进而对所述待研磨工件进行磁性研磨;

利用平板磁极将所述电磁铁通电后形成的磁场聚集在所述平板磁极的上表面,并使磁场分布均匀。

5.根据权利要求4所述的磁性研磨控制方法,其特征在于,在所述利用所述去除量计算所述待研磨工件表面各点的研磨压力之前,还包括:调整研磨间隙和研磨速度。