專(zhuān)利名稱(chēng)：毛細(xì)管內(nèi)壁的磁流變拋光裝置與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及毛細(xì)管內(nèi)壁的磁流變拋光裝置與方法，屬于精密器件拋光、磨削加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代科學(xué)高精端技術(shù)的發(fā)展，毛細(xì)管的應(yīng)用日趨廣泛，如在生物工程檢驗(yàn)分析中廣泛應(yīng)用的高效毛細(xì)管電泳分析技術(shù)、化學(xué)化工等領(lǐng)域常用的色譜分析等。不同應(yīng)用領(lǐng)域?qū)γ?xì)管的性能要求不同，但多數(shù)領(lǐng)域都希望毛細(xì)管內(nèi)壁具有高光滑度，這樣可以有效降低毛細(xì)管的更換率，減少經(jīng)濟(jì)成本，同時(shí)，使分析測(cè)試結(jié)果更加穩(wěn)定、精確。例如，在毛細(xì)管電泳分析中使用同種材料制成的石英毛細(xì)管進(jìn)行同種實(shí)驗(yàn)，內(nèi)壁具有高光滑度的毛細(xì)管能夠進(jìn)行電泳分析的次數(shù)是其他內(nèi)壁具有普通光滑度的毛細(xì)管的幾十倍。目前，改善毛細(xì)管內(nèi)壁粗糙度的主要方法有內(nèi)涂層法、化學(xué)拋光法、光學(xué)拋光法。 其中，內(nèi)涂層法所涉及的鍍膜工藝復(fù)雜，條件要求苛刻，不易操作，應(yīng)用范圍非常有限；化學(xué)拋光法相對(duì)比較容易，但經(jīng)拋光后的表面常形成不穩(wěn)定的易變質(zhì)層，從而影響應(yīng)用效果；光學(xué)拋光法中，傳統(tǒng)的光學(xué)拋光主要以定型的拋光模拋光內(nèi)徑大且較短的毛細(xì)管，對(duì)于大量使用的較長(zhǎng)且內(nèi)徑越來(lái)越小的毛細(xì)管，則無(wú)法發(fā)揮作用。因此，對(duì)細(xì)長(zhǎng)毛細(xì)管內(nèi)壁進(jìn)行高效處理，延長(zhǎng)毛細(xì)管的使用壽命，提高分析測(cè)試等應(yīng)用成效，降低經(jīng)濟(jì)成本，已成為毛細(xì)管研究領(lǐng)域的重要課題。近幾年內(nèi)，在光學(xué)拋光方面，開(kāi)始采用磁流變技術(shù)，該技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，可通過(guò)調(diào)整磁流變液配方，得到具有高度柔軟性的磁流變液；所得磁流變液在磁力作用下，能夠形成與拋光面相吻合的拋光模，進(jìn)而能夠有效避免拋光面受損；同時(shí)，可通過(guò)改變磁場(chǎng)的方向和強(qiáng)度，調(diào)控磁流變液的狀態(tài)及其進(jìn)行拋光的速度和強(qiáng)度；此外，磁流變液本身穩(wěn)定性高，能夠重復(fù)利用，利于節(jié)約成本，且拋光后的拋光面易于清洗，無(wú)磁流變液成分殘留。現(xiàn)有技術(shù)中，發(fā)明專(zhuān)利ZL 200810030898. 1公開(kāi)了一種用于大口徑非球面光學(xué)零件的磁流變拋光裝置，它包括機(jī)床、拋光裝置、磁流變拋光液循環(huán)系統(tǒng)以及與以上各組件相連的控制系統(tǒng)，機(jī)床具有四個(gè)或四個(gè)以上的自由度，拋光裝置固定于機(jī)床上并位于機(jī)床上待加工工件的正上方。該發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、易于操控、加工能力強(qiáng)，但僅限于大口徑非球面光學(xué)零件的磁流變拋光。發(fā)明專(zhuān)利ZL 200480016662. 2公開(kāi)了一種用于對(duì)微特征工件進(jìn)行機(jī)械和/或化學(xué)-機(jī)械拋光的拋光機(jī)以及方法，所述拋光機(jī)包括具有支撐表面的臺(tái)、支撐表面所承載的具有空腔的下墊、承載微特征工件的相關(guān)承載器組件、以及使空腔中磁流變液產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁場(chǎng)源。該發(fā)明利用所設(shè)置的空腔中的磁流變液對(duì)工件進(jìn)行拋光，所涉及的工件可以為具有微特征的電子器件、機(jī)械器件、存儲(chǔ)元件等多種器件，拋光效果好，但其基本限于對(duì)器件外表面的拋光處理。綜上，目前應(yīng)用磁流變拋光技術(shù)可以將器件的表面粗糙度加工到0. 5nm以下的超精度，但多數(shù)為大部件及微器件的外表面拋光，而類(lèi)似內(nèi)徑只有幾十微米的毛細(xì)管等微小
4器件的內(nèi)部拋光還有待研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種毛細(xì)管內(nèi)壁的磁流變拋光裝置與方法，充分提高毛細(xì)管內(nèi)壁的光滑度，從而延長(zhǎng)毛細(xì)管的使用壽命，提高分析測(cè)試等應(yīng)用成效，降低損耗，減少成本，并有助于實(shí)現(xiàn)對(duì)非磁性材料制成的類(lèi)似毛細(xì)管的其他微小器件內(nèi)部的高效處理。本發(fā)明提供的毛細(xì)管內(nèi)壁的磁流變拋光裝置，包括支撐體、磁場(chǎng)控制器、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中，在支撐體上設(shè)置磁流變液注入器和振動(dòng)裝置。本發(fā)明解決問(wèn)題的技術(shù)方案是所述磁流變液注入器豎直設(shè)置在支撐體上，所述磁場(chǎng)控制器與所述振動(dòng)裝置設(shè)置在磁流變液注入器兩端之間的支撐體上；所述磁場(chǎng)控制器、磁流變液注入器及振動(dòng)裝置均由所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制。所述磁流變液注入器包括基座、活塞、液缸、連接件，其中，活塞、液缸及連接件依次對(duì)稱(chēng)設(shè)置在基座的兩端，活塞與連接件分別位于液缸的兩端，活塞與液缸內(nèi)壁接觸，且活塞能夠在液缸內(nèi)靈活移動(dòng)，以便于保持磁流變液的靈活流動(dòng)；連接件固定在液缸的一端， 能夠便于放置及固定待拋光的毛細(xì)管；活塞、液缸及連接件的對(duì)稱(chēng)設(shè)置，能夠保障待拋光毛細(xì)管固定充分，并保證磁流變液注入器能夠在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制下進(jìn)行磁流變液的注入和抽取。所述磁場(chǎng)控制器包括電磁鐵及纏繞在電磁鐵上的線(xiàn)圈，其數(shù)量依據(jù)待拋光毛細(xì)管的長(zhǎng)度設(shè)置，能夠?yàn)槎鄠€(gè)并在支撐體上分段設(shè)置，同時(shí)，所述磁場(chǎng)控制器也能夠在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制下改變磁場(chǎng)強(qiáng)度、方向及位置。所述振動(dòng)裝置，包括振動(dòng)桿及與所述振動(dòng)桿相連的扣環(huán)，其數(shù)量依據(jù)待拋光毛細(xì)管的長(zhǎng)度及其內(nèi)徑的大小進(jìn)行設(shè)置，能夠?yàn)槎鄠€(gè)并在支撐體上分段設(shè)置；所述振動(dòng)裝置能夠在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制下改變振動(dòng)幅度和強(qiáng)度。進(jìn)一步地，所述磁流變液注入器的液缸外壁上沿徑向設(shè)置凹槽，所述支撐體的框架置于所述凹槽中，從而能夠使二者相連接固定，并能夠便于支撐體在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而能夠使所述磁場(chǎng)控制器及所述振動(dòng)裝置在所述支撐體的帶動(dòng)下做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；所述磁流變液注入器的液缸上設(shè)置透明窗口，能夠便于進(jìn)行液缸內(nèi)液體變化的觀察； 所述磁流變液注入器下端活塞的底部設(shè)重力垂體，能夠更有效地控制活塞位置，從而有利于調(diào)控液缸內(nèi)磁流變液的含量；所述磁流變液注入器的連接件為襯套，所述襯套能夠由軟質(zhì)材料構(gòu)成，進(jìn)而便于保護(hù)和固定毛細(xì)管，并利于密封液缸，避免液缸內(nèi)磁流變液滲漏。進(jìn)一步地，所述磁場(chǎng)控制器與所述支撐體之間能夠通過(guò)滑塊導(dǎo)軌相連接，便于磁場(chǎng)控制器在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制下沿毛細(xì)管軸向移動(dòng)。進(jìn)一步地，所述振動(dòng)裝置與所述支撐體之間能夠通過(guò)彈性部件相連接；所述振動(dòng)裝置的扣環(huán)帶有開(kāi)口，能夠便于將毛細(xì)管置于其中，且所述扣環(huán)的體積小于磁場(chǎng)控制器的開(kāi)口的空隙，以便于磁場(chǎng)控制器的旋轉(zhuǎn)及移動(dòng)。進(jìn)一步地，在支撐體上設(shè)置毛細(xì)管的固定結(jié)構(gòu)，以便于更有效地控制毛細(xì)管的自由度。應(yīng)用本發(fā)明毛細(xì)管內(nèi)壁的磁流變拋光裝置進(jìn)行拋光的方法是
一、選擇一定粒徑的磁性粒子配制磁流變液，所用磁性粒子能夠?yàn)殍F、鈷、鎳等磁性物質(zhì)，其較好的粒徑范圍為待拋光毛細(xì)管內(nèi)徑的1.5%至4% ；二、進(jìn)行人工安裝毛細(xì)管，首先將毛細(xì)管的一端置于磁流變液注入器一端的連接件內(nèi)，并穿過(guò)振動(dòng)裝置的扣環(huán)，然后將毛細(xì)管的另一端與磁流變液注入器另一端的連接件連接，此時(shí)，將毛細(xì)管的兩端固定，也將毛細(xì)管兩端之外的部分置于振動(dòng)裝置的扣環(huán)中加以進(jìn)一步固定和保護(hù)；三、啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中控制磁流變液注入器的部件，使磁流變液注入器下端的活塞位于最接近連接件端口處，使下端液缸內(nèi)空氣含量達(dá)到最少的狀態(tài)，然后，在磁流變液注入器的上端液缸內(nèi)裝入步驟一配制好的磁流變液，接著使上端活塞向下運(yùn)動(dòng)，將上端液缸內(nèi)的磁流變液擠壓注入毛細(xì)管內(nèi)；四、在向毛細(xì)管內(nèi)注入磁流變液的同時(shí)，啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中控制振動(dòng)裝置的部件，使環(huán)繞毛細(xì)管的扣環(huán)發(fā)生振動(dòng)，使磁流變液避免因其與毛細(xì)管內(nèi)壁間發(fā)生分子吸合等作用力導(dǎo)致流動(dòng)受阻，從而保證磁流變液流動(dòng)順暢，尤其是當(dāng)毛細(xì)管長(zhǎng)于0. Im時(shí)，要利用驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)充分調(diào)整振動(dòng)裝置的振幅和強(qiáng)度，保障毛細(xì)管內(nèi)磁流變液的流動(dòng)順暢；五、在毛細(xì)管內(nèi)完全充滿(mǎn)磁流變液后，啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中調(diào)節(jié)磁場(chǎng)控制器的部件，使電磁鐵產(chǎn)生磁場(chǎng)，進(jìn)而使毛細(xì)管內(nèi)的磁流變液在磁場(chǎng)中受力變粘而形成柱狀拋光模，所形成的柱狀拋光模會(huì)受到磁流變液中未受磁力作用的其他物質(zhì)的流動(dòng)所產(chǎn)生的沖力以及振動(dòng)裝置在毛細(xì)管外壁振動(dòng)的作用，從而不斷進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，繼而對(duì)所接觸的毛細(xì)管內(nèi)壁進(jìn)行拋光處理，通過(guò)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)調(diào)整磁場(chǎng)強(qiáng)度，能夠改變磁流變液的粘度以調(diào)整所形成的柱狀拋光模的長(zhǎng)度，同時(shí)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)調(diào)整不同磁場(chǎng)控制器的磁場(chǎng)強(qiáng)度和位置，使其圍繞毛細(xì)管進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、沿毛細(xì)管軸向進(jìn)行移動(dòng)，能夠有效控制毛細(xì)管內(nèi)壁的拋光程度；六、在毛細(xì)管達(dá)到拋光處理的要求后，移動(dòng)磁流變液注入器的下端活塞，使磁流變液進(jìn)入下端液缸內(nèi)，回收拋光用的磁流變液；七、更換上端液缸內(nèi)的液體，重復(fù)上述操作步驟，采用去離子水、無(wú)水乙醇等清洗拋光后的毛細(xì)管。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是1、本發(fā)明中，應(yīng)用磁流變液注入器，解決了向毛細(xì)管內(nèi)注入液體的技術(shù)難題；應(yīng)用振動(dòng)裝置以及對(duì)其工作狀態(tài)的有效調(diào)控，使液體在毛細(xì)管內(nèi)的順暢流動(dòng)得到保證，并使所形成的拋光模與毛細(xì)管內(nèi)壁的充分接觸得到保障；應(yīng)用多個(gè)磁場(chǎng)控制器并對(duì)其位置、角度和所產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)控，能夠有效控制毛細(xì)管內(nèi)壁的拋光度，且使拋光效果更易達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)的要求；2、本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新穎，操作方法簡(jiǎn)單，能夠使磁流變液在磁場(chǎng)作用下于毛細(xì)管內(nèi)形成柔性?huà)伖饽?，并?duì)毛細(xì)管內(nèi)壁進(jìn)行全方位的高效拋光處理，從而使其達(dá)到超精細(xì)的光滑度，進(jìn)而使分析測(cè)試等應(yīng)用的穩(wěn)定性以及相應(yīng)測(cè)試結(jié)果的精確度得到提高，并使毛細(xì)管的使用壽命得到延長(zhǎng)，利于減少損耗，降低成本；3、本發(fā)明適于對(duì)非磁性材料制成的類(lèi)似毛細(xì)管的其他微小器件的高效拋光處理， 尤其適用于對(duì)類(lèi)毛細(xì)管微小器件的內(nèi)部進(jìn)行拋光等精密處理。


圖1為本發(fā)明毛細(xì)管內(nèi)壁的磁流變拋光裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明毛細(xì)管內(nèi)壁的磁流變拋光裝置的磁流變液注入器結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明毛細(xì)管內(nèi)壁的磁流變拋光裝置的振動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明毛細(xì)管內(nèi)壁的磁流變拋光裝置的磁場(chǎng)控制器的俯視圖；圖5為本發(fā)明毛細(xì)管內(nèi)壁的磁流變拋光裝置的磁場(chǎng)控制器的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖中所示1-支撐體，2-驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，3-磁流變液注入器，31-基座，32-活塞， 321-上端活塞，322-下端活塞，33-液缸，331-上端液缸，332-下端液缸，34-軟襯套， 341-上端軟襯套，342-下端軟襯套，35-重力垂體，4-振動(dòng)裝置，41-振動(dòng)桿，42-扣環(huán)，5-磁場(chǎng)控制器，51-電磁鐵，52-線(xiàn)圈，6-毛細(xì)管。
具體實(shí)施例方式如圖1至圖5所示，本發(fā)明毛細(xì)管內(nèi)壁的磁流變拋光裝置，包括支撐體1、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 2、在支撐體1上豎直設(shè)置的磁流變液注入器3、在磁流變液注入器3兩端之間的支撐體1上分段設(shè)置的3個(gè)振動(dòng)裝置4和6個(gè)磁場(chǎng)控制器5 ；其中，磁流變液注入器3與支撐體1的連接是通過(guò)將支撐體1的框架置于沿上端液缸331和下端液缸332外壁徑向設(shè)置的凹槽中進(jìn)行，振動(dòng)裝置4通過(guò)彈簧與支撐體1相連接，磁場(chǎng)控制器5通過(guò)滑塊導(dǎo)軌(圖中未示)與支撐體1相連接。如圖1及圖2所示，所述磁流變液注入器3包括基座31、活塞32、液缸33、軟襯套 34、重力垂體35，其中，活塞32、液缸33及軟襯套34對(duì)稱(chēng)設(shè)置在基座31的兩端，活塞32與軟襯套34分別位于液缸33的兩端，活塞32與液缸33內(nèi)壁緊密接觸，且活塞32能夠在液缸33內(nèi)靈活移動(dòng)；重力垂體35懸掛在下端活塞322的底部；所述軟襯套34為連接件，由橡膠構(gòu)成；所述液缸33設(shè)有觀察液缸33內(nèi)液體變化的透明窗口(圖中未示)。如圖3所示，所述振動(dòng)裝置4，包括振動(dòng)桿41及與振動(dòng)桿41相連的帶有開(kāi)口的扣環(huán)42，其中，所述扣環(huán)42的體積小于磁場(chǎng)控制器5的開(kāi)口的空隙，不影響所述磁場(chǎng)控制器5 的旋轉(zhuǎn)及移動(dòng)。如圖4及圖5所示，所述磁場(chǎng)控制器5包括馬蹄形電磁鐵51及纏繞在電磁鐵51上的線(xiàn)圈52。上述實(shí)施例中所述磁流變液注入器3與所述支撐體1的連接是通過(guò)將支撐體1的框架置于沿上端液缸331和下端液缸332外壁徑向設(shè)置的凹槽中，能夠便于所述支撐體1在所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2的控制下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而能夠使所述磁場(chǎng)控制器5及所述振動(dòng)裝置4在所述支撐體1 的帶動(dòng)下做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；所述磁場(chǎng)控制器5與所述支撐體1之間通過(guò)滑塊導(dǎo)軌相連接，便于所述磁場(chǎng)控制器5在所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2的控制下沿毛細(xì)管軸向移動(dòng)；所述磁流變液注入器3的活塞32、液缸33及軟襯套34的對(duì)稱(chēng)設(shè)置，能夠保障待拋光毛細(xì)管固定充分，并保證磁流變液的注入和抽取方便靈活；所述重力垂體35能夠便于對(duì)所述下端活塞322的位置進(jìn)行更有效的控制，從而有利于調(diào)控所述下端液缸332內(nèi)磁流變液的含量；所述磁流變液注入器3的連接件設(shè)計(jì)為橡膠軟襯套34，能夠便于保護(hù)和固定毛細(xì)管，并利于密封液缸33，避免液缸33內(nèi)磁流變液滲漏；所述磁流變液注入器3能夠在所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2的控制下進(jìn)行磁流變液的注入和抽??；所述振動(dòng)裝置4能夠在所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2的控制下改變振動(dòng)幅度和強(qiáng)度；所述磁場(chǎng)控制器5能夠在所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2的控制下改變磁場(chǎng)強(qiáng)度、方向及位置。應(yīng)用如圖1所示的本發(fā)明毛細(xì)管內(nèi)壁的磁流變拋光裝置進(jìn)行拋光，以長(zhǎng)37cm內(nèi)徑為50 μ m的石英毛細(xì)管6為例，操作方法如下一、選擇粒徑為0. 7-1. 5 μ m的鐵粉配制磁流變液；二、進(jìn)行人工安裝毛細(xì)管6，將毛細(xì)管6的一端置于磁流變液注入器3的上端軟襯套341內(nèi)，并穿過(guò)振動(dòng)裝置4的扣環(huán)42，將毛細(xì)管6的另一端連接到磁流變液注入器3的下端軟襯套342內(nèi)，使毛細(xì)管6的兩端固定，并使毛細(xì)管6兩端之外的部分置于振動(dòng)裝置4的扣環(huán)42中；三、啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2中控制磁流變液注入器3的部件(圖中未示)，移開(kāi)重力垂體 35，并使磁流變液注入器3的下端活塞322位于最接近軟襯套34端口處，使下端液缸332 內(nèi)空氣含量為最少，然后，在磁流變液注入器3的上端液缸331內(nèi)裝入步驟一配制好的磁流變液，接著使上端活塞321向下運(yùn)動(dòng)，將上端液缸331內(nèi)的磁流變液擠壓注入毛細(xì)管6內(nèi)；四、在向毛細(xì)管6內(nèi)注入磁流變液的同時(shí)，啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2中控制振動(dòng)裝置4的部件(圖中未示)，采用超聲振動(dòng)，通過(guò)環(huán)繞毛細(xì)管6的扣環(huán)42發(fā)生振動(dòng)，使磁流變液避免因其與毛細(xì)管6內(nèi)壁間發(fā)生分子吸合等作用力而導(dǎo)致流動(dòng)受阻，從而保證磁流變液流動(dòng)順暢，尤其因毛細(xì)管6長(zhǎng)于0. lm，要利用驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2充分加大振動(dòng)裝置4的振幅和強(qiáng)度，保障毛細(xì)管6內(nèi)磁流變液的流動(dòng)順暢；五、在毛細(xì)管6內(nèi)完全充滿(mǎn)磁流變液后，啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2中調(diào)節(jié)磁場(chǎng)控制器5的部件(圖中未示)，使電磁鐵51產(chǎn)生磁場(chǎng)，同時(shí)，毛細(xì)管6內(nèi)的磁流變液在磁場(chǎng)中受力變粘而形成柱狀拋光模，所形成的柱狀拋光模受到磁流變液中未受磁力作用的其他物質(zhì)的流動(dòng)所產(chǎn)生的沖力以及振動(dòng)裝置4在毛細(xì)管6外壁振動(dòng)的作用，在毛細(xì)管6內(nèi)不斷進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，從而對(duì)所接觸的毛細(xì)管6的內(nèi)壁進(jìn)行拋光處理；通過(guò)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2調(diào)整磁場(chǎng)控制器5的磁場(chǎng)強(qiáng)度， 改變磁流變液的粘度，從而調(diào)整所形成的柱狀拋光模的長(zhǎng)度，同時(shí)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2調(diào)整不同磁場(chǎng)控制器5的磁場(chǎng)強(qiáng)度和位置，使其圍繞毛細(xì)管6進(jìn)行90°旋轉(zhuǎn)，以及沿毛細(xì)管6的軸線(xiàn)做平行移動(dòng)，進(jìn)而使毛細(xì)管6內(nèi)壁拋光均勻、精細(xì)；六、在毛細(xì)管6達(dá)到拋光處理的要求后，將重力垂體35懸掛到磁流變液注入器3 下端活塞322的底部，移動(dòng)下端活塞322，使磁流變液進(jìn)入下端液缸332內(nèi)，回收拋光用的磁流變液；七、更換磁流變液注入器3的上端液缸331內(nèi)的液體，應(yīng)用上述步驟一至六的操作，先采用去離子水清洗拋光后的毛細(xì)管6三次，再采用無(wú)水乙醇清洗兩次。上述實(shí)施例中，在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2的控制下，各磁場(chǎng)控制器及振動(dòng)裝置進(jìn)行間歇式有序工作，可依據(jù)拋光對(duì)象的不同，進(jìn)行相應(yīng)的強(qiáng)度、位置及角度的調(diào)整。本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員所做出的對(duì)上述實(shí)施方式任何顯而易見(jiàn)的改進(jìn)或變更，都不會(huì)超出本發(fā)明的構(gòu)思和所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
8
權(quán)利要求
1.毛細(xì)管內(nèi)壁的磁流變拋光裝置，包括支撐體、磁場(chǎng)控制器、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于 在所述支撐體上設(shè)置磁流變液注入器和振動(dòng)裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的毛細(xì)管內(nèi)壁的磁流變拋光裝置，其特征在于所述磁流變液注入器豎直設(shè)置在支撐體上，所述磁場(chǎng)控制器與所述振動(dòng)裝置設(shè)置在所述磁流變液注入器兩端之間的支撐體上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的毛細(xì)管內(nèi)壁的磁流變拋光裝置，其特征在于所述磁流變液注入器包括基座、活塞、液缸、連接件，其中，所述活塞、所述液缸及所述連接件依次對(duì)稱(chēng)設(shè)置在所述基座的兩端，所述活塞與所述連接件分別位于所述液缸的兩端，所述活塞與所述液缸內(nèi)壁接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的毛細(xì)管內(nèi)壁的磁流變拋光裝置，其特征在于所述磁場(chǎng)控制器包括電磁鐵及纏繞在電磁鐵上的線(xiàn)圈。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的毛細(xì)管內(nèi)壁的磁流變拋光裝置，其特征在于所述振動(dòng)裝置包括振動(dòng)桿及與所述振動(dòng)桿相連的扣環(huán)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的毛細(xì)管內(nèi)壁的磁流變拋光裝置，其特征在于所述磁流變液注入器的液缸外壁上沿徑向設(shè)置凹槽，所述支撐體的框架置于所述凹槽中；所述磁流變液注入器的液缸上設(shè)置透明窗口；所述磁流變液注入器下端活塞的底部設(shè)重力垂體； 所述磁流變液注入器的連接件為襯套。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的毛細(xì)管內(nèi)壁的磁流變拋光裝置，其特征在于所述磁場(chǎng)控制器與所述支撐體之間能夠通過(guò)滑塊導(dǎo)軌相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2或5所述的毛細(xì)管內(nèi)壁的磁流變拋光裝置，其特征在于所述振動(dòng)裝置與所述支撐體之間能夠通過(guò)彈性部件相連接；所述振動(dòng)裝置的扣環(huán)帶有開(kāi)口，且所述扣環(huán)的體積小于磁場(chǎng)控制器的開(kāi)口的空隙。
9.一種使用權(quán)利要求1所述的毛細(xì)管內(nèi)壁的磁流變拋光裝置進(jìn)行拋光的方法，其特征在于，拋光是按下述步驟完成的一、選擇一定粒徑的磁性粒子配制磁流變液；二、進(jìn)行人工安裝毛細(xì)管，首先將毛細(xì)管的一端置于磁流變液注入器一端的連接件內(nèi)， 并穿過(guò)振動(dòng)裝置的扣環(huán)，然后將毛細(xì)管的另一端與磁流變液注入器另一端的連接件連接， 將毛細(xì)管的兩端固定，將毛細(xì)管兩端之外的部分置于振動(dòng)裝置的扣環(huán)中；三、啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中控制磁流變液注入器的部件，使磁流變液注入器下端的活塞位于最接近連接件端口處，然后，在磁流變液注入器的上端液缸內(nèi)裝入步驟一配制好的磁流變液，接著使上端活塞向下運(yùn)動(dòng)，將上端液缸內(nèi)的磁流變液擠壓注入毛細(xì)管內(nèi)；四、在向毛細(xì)管內(nèi)注入磁流變液的同時(shí)，啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中控制振動(dòng)裝置的部件，使環(huán)繞毛細(xì)管的扣環(huán)發(fā)生振動(dòng)，利用驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)調(diào)整振動(dòng)裝置的振幅和強(qiáng)度，使毛細(xì)管內(nèi)磁流變液的流動(dòng)順暢；五、在毛細(xì)管內(nèi)完全充滿(mǎn)磁流變液后，啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中調(diào)節(jié)磁場(chǎng)控制器的部件，使電磁鐵產(chǎn)生磁場(chǎng)，進(jìn)而使毛細(xì)管內(nèi)的磁流變液形成柱狀拋光模，利用驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)調(diào)整磁場(chǎng)強(qiáng)度，進(jìn)而調(diào)整所形成的柱狀拋光模的長(zhǎng)度，同時(shí)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)調(diào)整不同磁場(chǎng)控制器的磁場(chǎng)強(qiáng)度和位置，使其圍繞毛細(xì)管進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、沿毛細(xì)管軸向進(jìn)行移動(dòng)，對(duì)毛細(xì)管內(nèi)壁進(jìn)行全方位拋光處理；六、在毛細(xì)管達(dá)到拋光處理的要求后，移動(dòng)磁流變液注入器的下端活塞，使磁流變液進(jìn)入下端液缸內(nèi)，回收拋光用的磁流變液；七、更換上端液缸內(nèi)的液體，重復(fù)上述操作步驟，采用去離子水、無(wú)水乙醇清洗拋光后的毛細(xì)管。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的使用毛細(xì)管內(nèi)壁的磁流變拋光裝置進(jìn)行拋光的方法，其特征在于步驟一所述的配制磁流變液所用磁性粒子的粒徑范圍為待拋光毛細(xì)管內(nèi)徑的 1. 5%至 4%。
全文摘要
本發(fā)明涉及毛細(xì)管內(nèi)壁的磁流變拋光裝置與方法，屬于精密器件拋光、磨削加工技術(shù)領(lǐng)域，包括支撐體、磁場(chǎng)控制器、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中，在支撐體上設(shè)置磁流變液注入器和振動(dòng)裝置。本發(fā)明解決了向毛細(xì)管內(nèi)注入液體的技術(shù)難題，并通過(guò)振動(dòng)裝置使液體在毛細(xì)管內(nèi)順暢流動(dòng)，同時(shí)，調(diào)控磁場(chǎng)控制器使磁流變液在磁場(chǎng)作用下于毛細(xì)管內(nèi)形成柔性?huà)伖饽?，?duì)毛細(xì)管內(nèi)壁進(jìn)行高效拋光處理，使其達(dá)到超精細(xì)的光滑度，從而使分析測(cè)試等應(yīng)用的穩(wěn)定性以及相應(yīng)測(cè)試結(jié)果的精確度得到提高，并使毛細(xì)管的使用壽命得到延長(zhǎng)，利于減少損耗，降低成本；適于非磁性材料制成的類(lèi)似毛細(xì)管的微小器件的高效拋光處理，尤其適用于類(lèi)似毛細(xì)管微小器件內(nèi)部拋光等精密處理。
文檔編號(hào)B24B1/00GK102211295SQ20111014376
公開(kāi)日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2011年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月20日
發(fā)明者梁來(lái)順, 浦國(guó)斌, 榮海博, 趙穎, 阮德林, 陳力 申請(qǐng)人:公安部第一研究所, 北京中盾安民分析技術(shù)有限公司