1.基于流变原理的半球谐振子展成抛光方法,其特征在于:该抛光方法使用半球谐振子展成抛光装置对半球谐振子进行抛光加工;所述半球谐振子展成抛光装置包括工件主轴(1)、工具主轴(2)、抛光工具(3)和偏转装置;所述工件主轴(1)用于装夹待抛光的半球谐振子(16),并驱动半球谐振子(16)转动;所述工具主轴(2)用于装夹抛光工具(3),并带动抛光工具(3)转动;所述抛光工具(3)包括连接杆(31),所述连接杆(31)上设有内支撑辐板(32)和外支撑辐板(33),所述内支撑辐板(32)和外支撑辐板(33)的端部均设有唇沿(34);所述工具主轴(2)设于偏转装置上;所述偏转装置用于带动工具主轴(2)偏转一定角度,从而使得抛光工具(3)的轴线与半球谐振子(16)的轴线之间呈一定的角度;
所述抛光方法包括如下步骤:
步骤一、将半球谐振子(16)安装于工件主轴(1)上,并与工件主轴(1)同轴;将抛光工具(3)安装于工具主轴(2)上,并与工具主轴(2)同轴;
步骤二、调整工件主轴(1)和工具主轴(2)的位置,使工件主轴(1)的轴线与工具主轴(2)的轴线重合,且抛光工具(3)的球心与半球谐振子(16)的球心重合,重合点位于偏转装置的旋转轴线上;
步骤三、启动偏转装置,带动工具主轴(2)偏转,使抛光工具(3)的轴线与半球谐振子(16)的轴线之间的夹角为β,形成抛光组件; R1为半球谐振子(16)的外球面半径,D为半球谐振子(16)的中心杆直径,r为半球谐振子(16)的根部过渡圆弧半径;
此时,半球谐振子(16)的外根部过渡圆弧与外唇沿之间的最小间隙为d1,内根部过渡圆弧与内唇沿之间的最小间隙为d2;
步骤四、构建抛光液站,让抛光组件浸入抛光液中,同时,启动工件主轴(1),带动半球谐振子(16)转动,启动工具主轴(2),带动抛光工具(3)转动;此时,抛光工具(3)和半球谐振子(16)做相对转动,抛光液在内支撑辐板(32)与半球谐振子(16)内球面之间的间隙、外支撑辐板(33)与半球谐振子(16)外球面之间的间隙形成两个展成抛光流场,从而对半球谐振子(16)的内球面、外球面、根部过渡圆弧进行抛光;
步骤五、达到设定抛光时间T时,清洗并取出半球谐振子(16),抛光完成。
2.根据权利要求1所述的基于流变原理的半球谐振子展成抛光方法,其特征在于:所述唇沿(34)为带齿结构。
3.根据权利要求2所述的基于流变原理的半球谐振子展成抛光方法,其特征在于:所述内支撑辐板(32)包括一组沿周向间隔分布的内弧形板(321);所述外支撑辐板(33)包括一组沿周向间隔分布的外弧形板(331)。
4.根据权利要求2所述的基于流变原理的半球谐振子展成抛光方法,其特征在于:所述内支撑辐板(32)和外支撑辐板(33)为锥形、柱形或半球形,且表面镂空。
5.根据权利要求3或4所述的基于流变原理的半球谐振子展成抛光方法,其特征在于:
所述偏转装置为转台(4);所述转台(4)上固定有短导轨(10),所述工具主轴(2)设于短导轨(10)上;所述步骤二中,通过对刀系统对工件主轴(1)和工具主轴(2)的位置进行调整;所述对刀系统包括CCD相机(5)、X方向滑块(6)和Y方向滑块(8);所述X方向滑块(6)滑动设于X方向导轨(7)上,所述Y方向滑块(8)滑动设于Y方向导轨(9)上;所述工件主轴(1)固定于X方向滑块(6)上,所述转台(4)固定于Y方向滑块(8)上;调整时,CCD相机(5)获取各零件的图像并传输到外部计算机上,滑动X方向滑块(6),直至工件主轴(1)的轴线与工具主轴(2)的轴线重合;然后滑动工具主轴(2),使抛光工具(3)的球心位于转台(4)的旋转轴线上,再滑动Y方向滑块(8),直至抛光工具(3)的球心与半球谐振子(16)的球心重合。
6.根据权利要求5所述的基于流变原理的半球谐振子展成抛光方法,其特征在于:所述CCD相机(5)上设有显微放大镜头。
7.根据权利要求5所述的基于流变原理的半球谐振子展成抛光方法,其特征在于:所述抛光工具(3)内唇沿和外唇沿的端部呈圆弧形,并分别与半球谐振子(16)的内根部过渡圆弧和外根部过渡圆弧相吻合;沿抛光工具(3)的轴线方向,内唇沿较外唇沿低Δh,R2为半球谐振子(16)的内球面半径。
8.根据权利要求7所述的基于流变原理的半球谐振子展成抛光方法,其特征在于:所述唇沿(34)采用金属、尼龙或复合材料制造;所述抛光液为具有剪切增稠效应的非牛顿流体抛光液,磨料选用金刚石、氧化铝、硅溶胶、氧化铈的一种或多种混合,质量分数为5%~
20%,从而实现力流变抛光。
9.根据权利要求7所述的基于流变原理的半球谐振子展成抛光方法,其特征在于:所述唇沿(34)采用永磁材料制造;所述抛光液为磁流变抛光液,由磁性颗粒、磨料、基液、稳定剂均匀混合形成的悬浮液,从而实现磁流变抛光。
10.根据权利要求3或4所述的基于流变原理的半球谐振子展成抛光方法,其特征在于:
所述连接杆(31)、内支撑辐板(32)和外支撑辐板(33)采用3D打印一体成型。