本发明涉及磁场辅助抛光技术，具体涉及一种基于气隙励磁交变磁场的磁性剪切增稠抛光装置及方法。
背景技术：
1、磁场辅助抛光是一种利用磁场对抛光介质进行控制，从而实现对工件表面进行高精度、均匀抛光的技术。该技术以降低零件表面粗糙度，去除划痕以及微观裂纹，提高表面物理力学性能，改善零件表面应力分布状态为目标，是精密与超精密加工领域具有发展潜力的加工工艺。磁场发生装置作为磁场辅助抛光技术中的核心组件之一，通过产生和调节磁场强度及分布，对磁流变液或磁性磨料施加受控力，使其在工件表面形成均匀的剪切力和压力，实现高精度抛光。该装置不仅能处理复杂形状和高硬度材料，还能在非接触的情况下减少机械应力和热效应对工件的影响，确保抛光过程的精确和一致性。
2、常见的磁场发生装置中的磁场可由永磁体或者电磁铁激发。为了优化磁场发生装置的体积，同时也为了节省成本，现有技术中大多数磁场发生装置的设计选择了永磁体作为磁源。中国专利cn106826411b提出了一种凸轮驱动磁体式磁流变流体动压抛光装置及方法，该装置使用的磁体组由若干个永磁体同极或异极相邻排列组成。中国专利cn113714863b提出了一种基于磁场耦合的双向协同振动抛光装置及方法，该装置的永磁装置由4个可拆卸的球形磁极构成。在上述专利中均使用了永磁体作为磁场发生装置的磁源，但是永磁体只能提供恒定磁场，这限制了被加工材料性质和磁性抛光介质的自我更新能力，比如在加工较软材料时过大的磁场强度会导致工件表面被磨粒划伤等缺陷，而恒定的磁场强度使得磁性抛光介质持续处于固结状态从而使得被介质把持的磨料无法及时得到更新。
技术实现思路
1、针对磁性剪切增稠抛光中磁场强度弱和调节困难的问题，优化磁场发生装置，引入磁场调节技术，提出气隙励磁交变磁交变磁场的磁性剪切增稠抛光装置及方法，利用高性能磁性剪切增稠抛光介质，结合双磁极旋转产生的交变磁场，实现交变磁场中对工件表面的磁性剪切增稠抛光。
2、本发明的一种基于气隙励磁交变磁场的磁性剪切增稠抛光装置所提供的技术方案如下：所述装置包括六自由度工业机器人1、电主轴2、工件夹具3、磁场发生装置4、精密位移平台5，所述六自由度工业机器人1通过末端执行器夹持电主轴2，所述电主轴2通过末端的刀柄和筒夹结构固定工件夹具3，所述磁场发生装置4通过t形螺栓以螺纹连接的方式固定在精密位移平台5上，所述磁场发生装置4包括介质挡板6、条形磁轭7、永磁体8、永磁体支架9、底座10、伺服电机11、电机支座12、主动轮13、同步带14、从动轮15、立式轴承16，所述伺服电机11通过电机支座12固定于底座10上，并通过联轴器将主动轮13与伺服电机11的输出轴固定连接，所述主动轮13与从动轮15通过同步带14进行连接，所述从动轮15的输出轴固定连接内部装有永磁体8的永磁体支架9，所述永磁体支架9两端安装在固定于底座10上的立式轴承16上，所述条形磁轭7固定于永磁体支架9的上方，并以对称安装的方式形成一条励磁气隙，所述介质挡板6安装在条形磁轭7形成的励磁气隙上方。
3、本发明的有益效果是：1、本发明所述的一种基于气隙励磁交变磁场的磁性剪切增稠抛光装置及方法，利用两永磁体的旋转运动在气隙处交替形成闭合和发散磁路，实现在抛光区域交替形成条形高磁场区域和近零磁场区域。2、本发明所述的一种基于气隙励磁交变磁场的磁性剪切增稠抛光装置及方法，通过调控永磁体与条形磁轭之间磁通量的作用面积，实现对抛光区域磁场强度的精确控制，并促进抛光过程中磨粒的更新，改善抛光质量。
1.一种基于气隙励磁交变磁场的磁性剪切增稠抛光装置，其特征在于：所述装置包括六自由度工业机器人（1）、电主轴（2）、工件夹具（3）、磁场发生装置（4）、精密位移平台（5），所述六自由度工业机器人（1）通过末端执行器夹持电主轴（2），所述电主轴（2）通过末端的刀柄和筒夹结构固定工件夹具（3），所述磁场发生装置（4）通过t形螺栓以螺纹连接的方式固定在精密位移平台（5）上，所述磁场发生装置（4）包括介质挡板（6）、条形磁轭（7）、永磁体（8）、永磁体支架（9）、底座（10）、伺服电机（11）、电机支座（12）、主动轮（13）、同步带（14）、从动轮（15）、立式轴承（16），所述伺服电机（11）通过电机支座（12）固定于底座（10）上，并通过联轴器将主动轮（13）与伺服电机（11）的输出轴固定连接，所述主动轮（13）与从动轮（15）通过同步带（14）进行连接，所述从动轮（15）的输出轴固定连接内部装有永磁体（8）的永磁体支架（9），所述永磁体支架（9）两端安装在固定于底座（10）上的立式轴承（16）上，所述条形磁轭（7）固定于永磁体支架（9）的上方，并以对称安装的方式形成一条励磁气隙，所述介质挡板（6）安装在条形磁轭（7）形成的励磁气隙上方。
2.根据权利要求1所述的一种基于气隙励磁交变磁场的磁性剪切增稠抛光装置，其特征在于： 控制伺服电机（11）的输出脉冲，驱动主动轮（13）带动从动轮（15）旋转，从动轮（15）带动永磁体（8）以设定的角度进行旋转，进而调节永磁体（8）与条形磁轭（7）之间磁通量的作用面积，实现对抛光区域磁场强度的精确控制，并促进抛光过程中磨粒的更新，改善抛光质量。
3.根据权利要求2所述的一种基于气隙励磁交变磁场的磁性剪切增稠抛光装置，其特征在于：所述永磁体（8）的磁极排布为s极与n极相对时，励磁气隙处产生闭合磁路，在介质挡板（6）表面形成条形高磁场区域；所述永磁体（8）的磁极排布为n极与n极相对或s极与s极相对时，励磁气隙处产生发散磁路，在介质挡板（6）表面形成条形近零磁场区域；所述永磁体（8）持续旋转，励磁气隙处磁路交替形成闭合和发散磁路，在介质挡板（6）表面同样交替形成条形高磁场区与近零磁场区域。
4.根据权利要求1所述的一种基于气隙励磁交变磁场的磁性剪切增稠抛光装置进行抛光的方法，其特征在于：所述方法主要通过以下步骤实现：
