一种基于异形永磁抛光头的半球谐振子磁流变抛光装置和方法专利检索-磨削抛光专利检索查询-专利查询网

IPRDB

API 数据接口

专利申请

使用指引 chat嘟嘟

会员体验

联系我们

交流群

现在联系顾问~

一种基于异形永磁抛光头的半球谐振子磁流变抛光装置和方法
申请号	CN202311834591.8	申请日	2023-12-28	公开(公告)号	CN117733726A	公开(公告)日	2024-03-22
申请人	哈尔滨工业大学;			发明人	陈明君; 郭景阳; 刘赫男; 程健; 吴春亚; 田金川;
摘要	本发明提供了一种基于异形永磁抛光头的半球谐振子磁流变抛光装置和方法，属于超精密抛光加工领域。为了解决现有半球谐振子磁流变抛光时采用小球头抛光，效率较低的问题。包括设置在X轴直线运动平台和Y轴直线运动平台上的工件主轴和磁流变液循环装置，还包括设置在Z轴直线运动平台上的C轴转台、U轴微位移平台和抛光主轴，抛光主轴上通过分别安装半球谐振子内球面异形永磁抛光头和半球谐振子外球面异形永磁抛光头对工件主轴上的半球谐振子进行抛光。本发明为半球谐振子快速批量加工提供基础；该异形永磁抛光头结构简单可靠，适用性强，可用于不同结构的磁流变抛光机床。
权利要求	1.一种基于异形永磁抛光头的半球谐振子磁流变抛光装置，其特征在于：包括机床床身和机床床身上的X轴直线运动平台(1)、Y轴直线运动平台(2)、Z轴直线运动平台(5)、C轴转台(13)、U轴微位移平台(4)、工件主轴(3)、抛光主轴(9)、三角连接架(12)和工作台(11)，所述Y轴直线运动平台(2)位于X轴直线运动平台(1)上且十字堆叠设置，所述Z轴直线运动平台(5)垂直于X轴直线运动平台(1)和Y轴直线运动平台(2)设置，用于形成空间直角坐标系；所述工作台(11)设置在Y轴直线运动平台(2)上，工作台(11)可随X轴直线运动平台(1)和Y轴直线运动平台(2)沿X轴或Y轴的方向移动，所述工作台(11)的上端面设有工件主轴(3)和磁流变液循环装置，所述工件主轴(3)用于固定半球谐振子；所述Z轴直线运动平台通过三角连接架(12)与C轴转台(13)连接，所述C轴转台(13)上设有U轴微位移平台(4)，所述U轴微位移平台(4)上设有抛光主轴(9)，所述抛光主轴(9)用于安装半球谐振子内球面异形永磁抛光头(8)或半球谐振子外球面异形永磁抛光头(10)；所述半球谐振子内球面异形永磁抛光头(8)和半球谐振子外球面异形永磁抛光头(10)均为中空的半椭球形结构，且均在半椭球形结构的底部设有固定杆；当抛光主轴(9)与半球谐振子内球面异形永磁抛光头(8)连接时，用于对半球谐振子的内球面进行抛光，所述磁流变液循环装置的喷头设置在半球谐振子内球面异形永磁抛光头(8)的外表面与半球谐振子的内表面之间，用于使磁流变液可以被抛光头带入半球谐振子内球面和永磁抛光头的外表面之间；当抛光主轴(9)与半球谐振子外球面异形永磁抛光头(10)连接时，用于对半球谐振子的外球面进行抛光，所述磁流变液循环装置的喷头设置在半球谐振子外球面异形永磁抛光头(10)的内表面与半球谐振子的外表面之间，用于使磁流变液可以被抛光头带入半球谐振子外球面和永磁抛光头的内表面之间。 2.根据权利要求1所述的一种基于异形永磁抛光头的半球谐振子磁流变抛光装置，其特征在于：工件主轴(3)的回转轴线方向与Y轴平行，所述C轴转台(13)的回转轴线与Z轴平行。 3.根据权利要求2所述的一种基于异形永磁抛光头的半球谐振子磁流变抛光装置，其特征在于：所述抛光主轴(9)轴线与U轴微位移平台(4)平移方向的夹角为40°。 4.根据权利要求2所述的一种基于异形永磁抛光头的半球谐振子磁流变抛光装置，其特征在于：所述半球谐振子内球面异形永磁抛光头(8)的外表面切面与半球谐振子内表面切面为同心圆弧，半球谐振子内球面异形永磁抛光头(8)的端部圆弧面切面与半球谐振子内圆角切面为同心圆弧，半球谐振子内球面异形永磁抛光头(8)的壁厚为半球谐振子端部圆弧面的直径；所述半球谐振子外球面异形永磁抛光头(10)的内表面切面与半球谐振子外表面切面为同心圆弧，半球谐振子外球面异形永磁抛光头(10)的端部圆弧面切面与半球谐振子外圆角切面为同心圆弧，半球谐振子外球面异形永磁抛光头(10)的壁厚为半球谐振子端部圆弧面的直径。 5.根据权利要求4所述的一种基于异形永磁抛光头的半球谐振子磁流变抛光装置，其特征在于：所述半球谐振子内球面异形永磁抛光头(8)和半球谐振子外球面异形永磁抛光头(10)均为钕铁硼材料，且磁场方向均为轴向充磁。 6.根据权利要求5所述的一种基于异形永磁抛光头的半球谐振子磁流变抛光装置，其特征在于：所述半球谐振子外球面异形永磁抛光头(10)为平底半椭球形结构，半球谐振子外球面异形永磁抛光头(10)的内径大于半球谐振子的外径；所述半球谐振子内球面异形永磁抛光头(8)的外径小于半球谐振子的内径。 7.根据权利要求6所述的一种基于异形永磁抛光头的半球谐振子磁流变抛光装置，其特征在于：所述半球谐振子内球面异形永磁抛光头(8)的外表面切面与半球谐振子内表面切面的间隙为80μm，半球谐振子内球面异形永磁抛光头(8)的端部圆弧面切面与半球谐振子内圆角切面的间隙为80μm；所述半球谐振子外球面异形永磁抛光头(10)的内表面切面与半球谐振子外表面切面的间隙为80μm，半球谐振子外球面异形永磁抛光头(10)的端部圆弧面切面与半球谐振子外圆角切面的间隙为80μm。 8.一种根据权利要求1‑7中任一权利要求所述的基于异形永磁抛光头的半球谐振子磁流变抛光装置的抛光方法，其特征在于，包括以下方法：先进行半球谐振子的内球面抛光，步骤一、定义半球谐振子支撑杆轴线方向为X轴，定义垂直于半球谐振子支撑杆轴线方向为Y轴，半球谐振子超精密磨削加工结束后，操控数控系统使砂轮沿机床Y轴和Z轴运动方向远离半球谐振子，并将装卡在抛光主轴(9)上的砂轮替换成半球谐振子内球面异形永磁抛光头(8)；步骤二、进行半球谐振子内球面抛光对刀，包括， S1、借助CCD相机和放大镜头，调整半球谐振子内球面异形永磁抛光头(8)的回转与C轴回转轴线重合，使半球谐振子内球面异形永磁抛光头(8)绕C轴旋转时抛光头的回转位置保持不变； S2、根据最后一次磨削加工时的砂轮运动轨迹，在绘图软件中绘制半球谐振子的二维图纸，调整工业CCD相机的位置和焦距，观察半球谐振子中心支撑杆的底部端面，通过移动机床Y轴和Z轴使半球谐振子内球面异形永磁抛光头(8)的圆弧端面缓慢靠近半球谐振子中心支撑杆的底部端面，通过工业CCD相机的图像判断两者相互接触，记录此时机床坐标为(x1，y1，z1)； S3、通过移动机床Y轴和Z轴使半球谐振子内球面异形永磁抛光头(8)的圆弧端面缓慢靠近半球谐振子中心支撑杆的圆柱面，通过工业CCD相机的图像判断两者相互接触，记录此时机床坐标为(x2，y2，z2)，其中x1＝x2； S4、在绘图软件中计算半球谐振子内圆角到中心支撑杆底部圆柱面之间的距离为y3，定义半球谐振子内球面半径为R1，抛光间隙为Δd，移动机床坐标到(x1,y1+y3－Δd,z2+Δd)，此时半球谐振子内球面异形永磁抛光头(8)与半球谐振子内球面的间距各位置相同； S5、手动旋转工件主轴(3)，若未产生碰撞声音，则确定为抛光位置，完成对刀；步骤三：安装磁流变液循环装置并将磁流变液倒入磁流变液循环装置内，启动抛光主轴(9)和工件主轴(3)，使得半球谐振子旋转，抛光10h后，关闭抛光主轴(9)，移动工作台(11)，使半球谐振子内球面异形永磁抛光头(8)向远离半球谐振子方向移动；再进行半球谐振子外球面的抛光，步骤四：半球谐振子内球面超精密抛光加工结束后，操控数控系统使砂轮沿机床Y轴和Z轴运动方向远离半球谐振子，并将装卡在抛光主轴(9)上的半球谐振子内球面异形永磁抛光头(8)替换成半球谐振子外球面异形永磁抛光头(10)；步骤五：进行半球谐振子外球面抛光对刀； S1、借助CCD相机和放大镜头，调整半球谐振子外球面异形永磁抛光头(10)的回转与C轴回转轴线重合，使半球谐振子外球面异形永磁抛光头(10)绕C轴旋转时抛光头的回转位置保持不变； S2、根据最后一次磨削加工时的砂轮运动轨迹，在绘图软件中绘制半球谐振子的二维图纸，调整工业CCD相机的位置和焦距，观察半球谐振子中心支撑杆的底部端面，通过移动机床Y轴和Z轴使半球谐振子外球面异形永磁抛光头(10)的圆弧端面缓慢靠近半球谐振子中心支撑杆的底部端面，通过工业CCD相机的图像判断两者相互接触，记录此时机床坐标为(x4,y4,z4)； S3、通过移动机床Y轴和Z轴使半球谐振子外球面异形永磁抛光头(10)的圆弧端面缓慢靠近半球谐振子中心支撑杆的底部圆柱面，通过工业CCD相机的图像判断两者相互接触，记录此时机床坐标为(x5,y5,z5)，其中x4＝x5； S4、在绘图软件中计算半球谐振子内圆角到中心支撑杆底部圆柱面之间的距离为y6，定义半球谐振子的外球面半径为R2，抛光间隙为Δd，为避免对刀干涉，首先移动机床坐标到(x5，y5，z5+R2)，其次移动机床坐标到(x5，y5+y6+Δd，z5+R2)，最后移动机床坐标到(x5，y5+y6+Δd，z5+Δd)， S5、手动旋转工件主轴(3)，若未产生碰撞声音，则确定为抛光位置，再次完成对刀；步骤六：再次启动抛光主轴(9)和工件主轴(3)，使半球谐振子旋转；抛光10h后，关闭抛光主轴(9)，移动工作台(11)，使半球谐振子外球面异形永磁抛光头(10)向远离半球谐振子方向移动，避免干涉；从工件主轴(3)上取下半球谐振子，完成半球谐振子内外球面抛光进程。 9.根据权利要求8所述的一种基于异形永磁抛光头的半球谐振子磁流变抛光装置的抛光方法，其特征在于：在步骤三中，所述磁流变液的配制方法包括，将3.5g 纤维素加入500g的100℃热水中，搅拌均匀；再加入412g的20℃常温水，搅拌均匀；加入168g 氧化铈抛光粉，搅拌均匀，最后加入2100g羟基铁粉，搅拌均匀。 10.根据权利要求9所述的一种基于异形永磁抛光头的半球谐振子磁流变抛光装置的抛光方法，其特征在于：在步骤三和步骤六中，半球谐振子内球面异形永磁抛光头(8)或半球谐振子外球面异形永磁抛光头(10)的转速均为7000r/min，半球谐振子的转子为500r/min。
说明书全文	一种基于异形永磁抛光头的半球谐振子磁流变抛光装置和方法技术领域 [0001] 本发明涉及超精密抛光加工技术领域，具体而言，涉及一种基于异形永磁抛光头的半球谐振子磁流变抛光装置和方法。背景技术 [0002] 半球谐振陀螺是目前精度最高的固态振动陀螺，被视为一项颠覆性技术，是未来最有可能与光学陀螺并驾齐驱甚至取而代之的陀螺。能够适应新一代惯性器件长航时发展需求，具有超高精度、高可靠性、长寿命等优点。半球谐振陀螺的核心部件是谐振子，是一种薄壁半球壳体，在施力电极的作用下因挠曲变形而形成驻波，驻波在外界旋转激励条件下的哥氏效应会引起振型的进动，通过拾取电极检测振型信息即可测得角速度。 [0003] 谐振子的加工工艺包括：毛坯成型与精磨、研抛与化学腐蚀、质量调平与Q值测试。半球谐振子要求质量是关于回转轴均匀分布的，因为一旦存在不均匀的质量分布就会引起谐振子的频率裂解，降低陀螺精度。而质量分布均匀就要求半球壳表面粗糙度较小，所以对加工的表面质量精度要求很高，因此需要磁流变抛光提高半球谐振子表面质量精度，降低表面粗糙度，目前的半球谐振子磁流变抛光采用小球头抛光头，效率较低。这是由于小球头抛光头受限于半球谐振子的异形结构，磁头的直径通常为3mm，导致磁头体积较小，使磁场强度较低。同时，在抛光过程中，小球头抛光头携带磁流变液与半球谐振子近似于点接触，导致加工面积较小，材料去除效率低。用小球头抛光头抛光半球谐振子内外球面均需要 12h。发明内容 [0004] 本发明要解决的技术问题是： [0005] 为了解决现有半球谐振子磁流变抛光时采用小球头抛光，效率较低的问题。 [0006] 本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案： [0007] 本发明提供了一种基于异形永磁抛光头的半球谐振子磁流变抛光装置，包括机床床身和机床床身上的X轴直线运动平台、Y轴直线运动平台、Z轴直线运动平台、C轴转台、U轴微位移平台、工件主轴、抛光主轴、三角连接架和工作台，所述Y轴直线运动平台位于X轴直线运动平台上且十字堆叠设置，所述Z轴直线运动平台垂直于X轴直线运动平台和Y轴直线运动平台设置，用于形成空间直角坐标系； [0008] 所述工作台设置在Y轴直线运动平台上，工作台可随X轴直线运动平台和Y轴直线运动平台沿X轴或Y轴的方向移动，所述工作台的上端面设有工件主轴和磁流变液循环装置，所述工件主轴用于固定半球谐振子； [0009] 所述Z轴直线运动平台通过三角连接架与C轴转台连接，所述C轴转台上设有U轴微位移平台，所述U轴微位移平台上设有抛光主轴，所述抛光主轴用于安装半球谐振子内球面异形永磁抛光头或半球谐振子外球面异形永磁抛光头； [0010] 所述半球谐振子内球面异形永磁抛光头和半球谐振子外球面异形永磁抛光头均为中空的半椭球形结构，且均在半椭球形结构的底部设有固定杆； [0011] 当抛光主轴与半球谐振子内球面异形永磁抛光头连接时，用于对半球谐振子的内球面进行抛光，所述磁流变液循环装置的喷头设置在半球谐振子内球面异形永磁抛光头的外表面与半球谐振子的内表面之间，用于使磁流变液可以被抛光头带入半球谐振子内球面和永磁抛光头的外表面之间； [0012] 当抛光主轴与半球谐振子外球面异形永磁抛光头连接时，用于对半球谐振子的外球面进行抛光，所述磁流变液循环装置的喷头设置在半球谐振子外球面异形永磁抛光头的内表面与半球谐振子的外表面之间，用于使磁流变液可以被抛光头带入半球谐振子外球面和永磁抛光头的内表面之间。 [0013] 进一步地，工件主轴的回转轴线方向与Y轴平行，所述C轴转台的回转轴线与Z轴平行。 [0014] 进一步地，所述抛光主轴轴线与U轴微位移平台平移方向的夹角为40°。 [0015] 进一步地，所述半球谐振子内球面异形永磁抛光头的外表面切面与半球谐振子内表面切面为同心圆弧，半球谐振子内球面异形永磁抛光头的端部圆弧面切面与半球谐振子内圆角切面为同心圆弧，半球谐振子内球面异形永磁抛光头的壁厚为半球谐振子端部圆弧面的直径；所述半球谐振子外球面异形永磁抛光头的内表面切面与半球谐振子外表面切面为同心圆弧，半球谐振子外球面异形永磁抛光头的端部圆弧面切面与半球谐振子外圆角切面为同心圆弧，半球谐振子外球面异形永磁抛光头的壁厚为半球谐振子端部圆弧面的直径。 [0016] 进一步地，所述半球谐振子内球面异形永磁抛光头和半球谐振子外球面异形永磁抛光头均为钕铁硼材料，且磁场方向均为轴向充磁。 [0017] 进一步地，所述半球谐振子外球面异形永磁抛光头为平底半椭球形结构，半球谐振子外球面异形永磁抛光头的内径大于半球谐振子的外径；所述半球谐振子内球面异形永磁抛光头的外径小于半球谐振子的内径。 [0018] 进一步地，所述半球谐振子内球面异形永磁抛光头的外表面切面与半球谐振子内表面切面的间隙为80μm，半球谐振子内球面异形永磁抛光头的端部圆弧面切面与半球谐振子内圆角切面的间隙为80μm；所述半球谐振子外球面异形永磁抛光头的内表面切面与半球谐振子外表面切面的间隙为80μm，半球谐振子外球面异形永磁抛光头的端部圆弧面切面与半球谐振子外圆角切面的间隙为80μm。 [0019] 一种基于异形永磁抛光头的半球谐振子磁流变抛光装置的抛光方法，包括以下方法： [0020] 先进行半球谐振子的内球面抛光， [0021] 步骤一、定义半球谐振子支撑杆轴线方向为X轴，定义垂直于半球谐振子支撑杆轴线方向为Y轴，半球谐振子超精密磨削加工结束后，操控数控系统使砂轮沿机床Y轴和Z轴运动方向远离半球谐振子，并将装卡在抛光主轴上的砂轮替换成半球谐振子内球面异形永磁抛光头； [0022] 步骤二、进行半球谐振子内球面抛光对刀，包括， [0023] S1、借助CCD相机和放大镜头，调整半球谐振子内球面异形永磁抛光头的回转与C轴回转轴线重合，使半球谐振子内球面异形永磁抛光头绕C轴旋转时抛光头的回转位置保持不变； [0024] S2、根据最后一次磨削加工时的砂轮运动轨迹，在绘图软件中绘制半球谐振子的二维图纸，调整工业CCD相机的位置和焦距，观察半球谐振子中心支撑杆的底部端面，通过移动机床Y轴和Z轴使半球谐振子内球面异形永磁抛光头的圆弧端面缓慢靠近半球谐振子中心支撑杆的底部端面，通过工业CCD相机的图像判断两者相互接触，记录此时机床坐标为(x1，y1，z1)； [0025] S3、通过移动机床Y轴和Z轴使半球谐振子内球面异形永磁抛光头的圆弧端面缓慢靠近半球谐振子中心支撑杆的圆柱面，通过工业CCD相机的图像判断两者相互接触，记录此时机床坐标为(x2，y2，z2)，其中x1＝x2； [0026] S4、在绘图软件中计算半球谐振子内圆角到中心支撑杆底部圆柱面之间的距离为y3，定义半球谐振子的内球面半径为R1，抛光间隙为Δd，移动机床坐标到(x1,y1+y3－Δd,z2+Δd)，此时半球谐振子内球面异形永磁抛光头与半球谐振子内球面的间距各位置相同； [0027] S5、手动旋转工件主轴，若未产生碰撞声音，则确定为抛光位置，完成对刀； [0028] 步骤三：安装磁流变液循环装置并将磁流变液倒入磁流变液循环装置内，启动抛光主轴和工件主轴，使得半球谐振子旋转，抛光10h后，关闭抛光主轴，移动工作台，使半球谐振子内球面异形永磁抛光头向远离半球谐振子方向移动； [0029] 再进行半球谐振子外球面的抛光， [0030] 步骤四：半球谐振子内球面超精密抛光加工结束后，操控数控系统使砂轮沿机床Y轴和Z轴运动方向远离半球谐振子，并将装卡在抛光主轴上的半球谐振子内球面异形永磁抛光头替换成半球谐振子外球面异形永磁抛光头； [0031] 步骤五：进行半球谐振子外球面抛光对刀； [0032] S1、借助CCD相机和放大镜头，调整半球谐振子外球面异形永磁抛光头的回转与C轴回转轴线重合，使半球谐振子外球面异形永磁抛光头绕C轴旋转时抛光头的回转位置保持不变； [0033] S2、根据最后一次磨削加工时的砂轮运动轨迹，在绘图软件中绘制半球谐振子的二维图纸，调整工业CCD相机的位置和焦距，观察半球谐振子中心支撑杆的底部端面，通过移动机床Y轴和Z轴使半球谐振子外球面异形永磁抛光头的圆弧端面缓慢靠近半球谐振子中心支撑杆的底部端面，通过工业CCD相机的图像判断两者相互接触，记录此时机床坐标为(x4,y4,z4)； [0034] S3、通过移动机床Y轴和Z轴使半球谐振子外球面异形永磁抛光头的圆弧端面缓慢靠近半球谐振子中心支撑杆的底部圆柱面，通过工业CCD相机的图像判断两者相互接触，记录此时机床坐标为(x5,y5,z5)，其中x4＝x5； [0035] S4、在绘图软件中计算半球谐振子内圆角到中心支撑杆底部圆柱面之间的距离为y6，定义半球谐振子的外球面半径为R2，抛光间隙为Δd，为避免对刀干涉，首先移动机床坐标到(x5，y5，z5+R2)，其次移动机床坐标到(x5，y5+y6+Δd，z5+R2)，最后移动机床坐标到(x5，y5+y6+Δd，z5+Δd)， [0036] S5、手动旋转工件主轴，若未产生碰撞声音，则确定为抛光位置，再次完成对刀； [0037] 步骤六：再次启动抛光主轴和工件主轴，使半球谐振子旋转；抛光10h后，关闭抛光主轴，移动工作台，使半球谐振子外球面异形永磁抛光头向远离半球谐振子方向移动，避免干涉；从工件主轴上取下半球谐振子，完成半球谐振子内外球面抛光进程。 [0038] 进一步地，在步骤三中，所述磁流变液的配制方法包括，将3.5g 纤维素加入500g的100℃热水中，搅拌均匀；再加入412g的20℃常温水，搅拌均匀；加入168g 氧化铈抛光粉，搅拌均匀，最后加入2100g羟基铁粉，搅拌均匀。 [0039] 进一步地，在步骤三和步骤六中，半球谐振子内球面异形永磁抛光头或半球谐振子外球面异形永磁抛光头的转速均为7000r/min，半球谐振子的转子为500r/min。 [0040] 相较于现有技术，本发明的有益效果是： [0041] 本发明一种基于异形永磁抛光头的半球谐振子磁流变抛光装置和方法，包括设置在X轴直线运动平台和Y轴直线运动平台上的工件主轴和磁流变液循环装置，还包括设置在Z轴直线运动平台上的C轴转台、U轴微位移平台和抛光主轴，抛光主轴上通过分别安装半球谐振子内球面异形永磁抛光头和半球谐振子外球面异形永磁抛光头对工件主轴上的半球谐振子进行抛光； [0042] 本发明一种基于异形永磁抛光头的半球谐振子磁流变抛光装置和方法，该磁流变抛光方法能够极大的提高抛光效率，通过增大磁体体积的方式增强磁场强度，将原有小球头抛光方式的点接触方式改为线接触方式，能够携带更多的磁流变液参与抛光，提高了抛光效率，为半球谐振子快速批量加工提供基础；该异形永磁抛光头结构简单可靠，适用性强，可用于不同结构的磁流变抛光机床。附图说明 [0043] 图1为本发明实施例中一种基于异形永磁抛光头的半球谐振子磁流变抛光装置的整体结构图； [0044] 图2为本发明实施例中半球谐振子内球面磁流变抛光机床的结构图； [0045] 图3为本发明实施例中半球谐振子内球面磁流变抛光的结构图； [0046] 图4为本发明实施例中半球谐振子内球面异形永磁抛光头的结构图； [0047] 图5为本发明实施例中半球谐振子内球面异形永磁抛光头对半球谐振子进行抛光时的结构图； [0048] 图6为本发明实施例中半球谐振子外球面磁流变抛光机床的结构图； [0049] 图7为本发明实施例中半球谐振子外球面磁流变抛光的结构图； [0050] 图8为本发明实施例中半球谐振子外球面异形永磁抛光头的结构图； [0051] 图9为本发明实施例中半球谐振子外球面异形永磁抛光头对半球谐振子进行抛光时的结构图； [0052] 图10为本发明实施例中异形永磁抛光头截面磁通量仿真图。 [0053] 附图标记说明： [0054] 1、X轴直线运动台；2、Y轴直线运动台；3、工件主轴；4、U轴微位移平台；5、Z轴直线运动台；6、磁流变液回收装置；7、磁流变液喷头；8、半球谐振子内球面异形永磁抛光头；9、抛光主轴；10、半球谐振子外球面异形永磁抛光头；11、工作台；12、三角连接架；13、C轴转台。具体实施方式 [0055] 在本发明的描述中，应当说明的是，各实施例中的术语名词例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示方位的词语，只是为了简化描述基于说明书附图的位置关系，并不代表所指的元件和装置等必须按照说明书中特定的方位和限定的操作及方法、构造进行操作，该类方位名词不构成对本发明的限制。 [0056] 在本发明的描述中，应当说明的是，在本发明的实施例中所提到的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，并不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。 [0057] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。 [0058] 具体实施方案一：结合图1至图9所示，本发明提供一种基于异形永磁抛光头的半球谐振子磁流变抛光装置，包括机床床身和机床床身上的X轴直线运动平台1、Y轴直线运动平台2、Z轴直线运动平台5、C轴转台13、U轴微位移平台4、工件主轴3、抛光主轴9、三角连接架12和工作台11，所述Y轴直线运动平台2位于X轴直线运动平台1上且十字堆叠设置，所述Z轴直线运动平台5垂直于X轴直线运动平台1和Y轴直线运动平台2设置，用于形成空间直角坐标系； [0059] 所述工作台11设置在Y轴直线运动平台2上，工作台11可随X轴直线运动平台1和Y轴直线运动平台2沿X轴或Y轴的方向移动，所述工作台11的上端面设有工件主轴3和磁流变液循环装置，所述工件主轴3用于固定半球谐振子，工件主轴3的回转轴线方向与Y轴平行； [0060] 所述Z轴直线运动平台5通过三角连接架12与C轴转台13连接，所述C轴转台13上设有U轴微位移平台4，所述U轴微位移平台4上设有抛光主轴9，所述抛光主轴9用于安装半球谐振子内球面异形永磁抛光头8或半球谐振子外球面异形永磁抛光头10，所述C轴转台13的回转轴线与Z轴平行，所述抛光主轴9轴线与U轴微位移平台4平移方向的夹角为40°；当夹角为40°时，安装误差对本发明的加工精度影响较小； [0061] 所述半球谐振子内球面异形永磁抛光头8和半球谐振子外球面异形永磁抛光头10均为中空的半椭球形结构，且均在半椭球形结构的底部设有固定杆，所述半球谐振子内球面异形永磁抛光头8的外表面切面与半球谐振子内表面切面为同心圆弧，半球谐振子内球面异形永磁抛光头8的端部圆弧面切面与半球谐振子内圆角切面为同心圆弧，半球谐振子内球面异形永磁抛光头8的壁厚为半球谐振子端部圆弧面的直径；所述半球谐振子外球面异形永磁抛光头10的内表面切面与半球谐振子外表面切面为同心圆弧，半球谐振子外球面异形永磁抛光头10的端部圆弧面切面与半球谐振子外圆角切面为同心圆弧，半球谐振子外球面异形永磁抛光头10的壁厚为半球谐振子端部圆弧面的直径； [0062] 当抛光主轴9与半球谐振子内球面异形永磁抛光头8连接时，用于对半球谐振子的内球面进行抛光，所述磁流变液循环装置的喷头设置在半球谐振子内球面异形永磁抛光头8的外表面与半球谐振子的内表面之间，用于使磁流变液可以被抛光头带入半球谐振子内球面和半球谐振子内球面异形永磁抛光头8的外表面之间； [0063] 当抛光主轴9与半球谐振子外球面异形永磁抛光头10连接时，用于对半球谐振子的外球面进行抛光，所述磁流变液循环装置的喷头设置在半球谐振子外球面异形永磁抛光头10的内表面与半球谐振子的外表面之间，用于使磁流变液可以被抛光头带入半球谐振子外球面和半球谐振子外球面异形永磁抛光头10的内表面之间。 [0064] 本发明所用的机床床身、X轴直线运动平台1、Y轴直线运动平台2、Z轴直线运动平台5、C轴转台13和U轴微位移平台4均为现有装置，此处不做赘述。其中，三维调整台可为西格玛公司的TSD‑405C。 [0065] 优选地，所述半球谐振子内球面异形永磁抛光头8和半球谐振子外球面异形永磁抛光头10均为钕铁硼材料，且磁场方向均为轴向充磁，截面磁通量仿真如图10所示。 [0066] 优选地，所述半球谐振子外球面异形永磁抛光头10为平底半椭球形结构，半球谐振子外球面异形永磁抛光头10的内径大于半球谐振子的外径；所述半球谐振子内球面异形永磁抛光头8的外径小于半球谐振子的内径，用于避免在进行抛光时触碰到半球谐振子。 [0067] 优选地，所述半球谐振子内球面异形永磁抛光头8的外表面切面与半球谐振子内表面切面的间隙为80μm，半球谐振子内球面异形永磁抛光头8的端部圆弧面切面与半球谐振子内圆角切面的间隙为80μm，当半球谐振子内球面异形永磁抛光头8与半球谐振子内球面在抛光位置相切时，两者之间的间隙沿半球谐振子内球面异形永磁抛光头8回转方向由大到小再到大，从而使磁流变液更容易进入抛光间隙；所述半球谐振子外球面异形永磁抛光头10的内表面切面与半球谐振子外表面切面的间隙为80μm，半球谐振子外球面异形永磁抛光头10的端部圆弧面切面与半球谐振子外圆角切面的间隙为80μm，当半球谐振子外球面异形永磁抛光头10与半球谐振子外球面在抛光位置相切时，两者之间的间隙沿半球谐振子外球面异形永磁抛光头10回转方向由大到小再到大，从而使磁流变液更容易进入抛光间隙。 [0068] 优选地，所述磁流变液循环装置包括供给蠕动泵、万向喷头、回收蠕动泵、存储搅拌器、恒温水浴锅和磁流变液回收装置6，所述存储搅拌器内用于存储磁流变抛光液，所述存储搅拌器与万向喷头通过供给硅胶软管连通，所述供给蠕动泵设置在供给硅胶软管上，所述供给硅胶软管浸没在恒温水浴锅内，所述万向喷头的流出口处位于磁流变液回收装置6的上方，所述磁流变液回收装置6的集液出口与存储搅拌器通过回收硅胶软管连通，所述回收蠕动泵设置在回收硅胶软管上，形成闭合的磁流变液循环回路。所述磁流变液回收装置6设置在半球谐振子的下方。所述万向喷头与磁流变液喷头7意义相同。 [0069] 具体实施方案二：本发明提供一种基于异形永磁抛光头的半球谐振子磁流变抛光方法，包括以下步骤： [0070] 先进行半球谐振子的内球面抛光， [0071] 步骤一、定义半球谐振子支撑杆轴线方向为X轴，定义垂直于半球谐振子支撑杆轴线方向为Y轴，半球谐振子超精密磨削加工结束后，操控数控系统使砂轮沿机床Y轴和Z轴运动方向远离半球谐振子一定距离，该距离应方便后续砂轮和抛光头的装卸，并将装卡在抛光主轴上的砂轮替换成半球谐振子内球面异形永磁抛光头8； [0072] 步骤二、进行半球谐振子内球面抛光对刀，包括， [0073] S1、借助CCD相机和放大镜头，调整半球谐振子内球面异形永磁抛光头8的回转与C轴回转轴线重合，使半球谐振子内球面异形永磁抛光头8绕C轴旋转时抛光头的回转位置保持不变； [0074] S2、根据最后一次磨削加工时的砂轮运动轨迹，在AUTO CAD绘图软件中绘制半球谐振子的二维图纸，调整工业CCD相机的位置和焦距，观察半球谐振子中心支撑杆的底部端面，通过移动机床Y轴和Z轴使半球谐振子内球面异形永磁抛光头8的圆弧端面缓慢靠近半球谐振子中心支撑杆的底部端面，通过工业CCD相机的图像判断两者相互接触，记录此时机床坐标为(x1,y1,z1)； [0075] S3、通过移动机床Y轴和Z轴使半球谐振子内球面异形永磁抛光头8的圆弧端面缓慢靠近半球谐振子中心支撑杆的圆柱面，通过工业CCD相机的图像判断两者相互接触，记录此时机床坐标为(x2,y2,z2)，其中x1＝x2； [0076] S4、在AUTO CAD绘图软件中计算半球谐振子内圆角到中心支撑杆底部圆柱面之间的距离为y3，定义半球谐振子内球面半径为R1，抛光间隙为Δd，移动机床坐标到(x1,y1+y3－Δd,z2+Δd)，此时半球谐振子内球面异形永磁抛光头8与半球谐振子内球面的间距各位置相同； [0077] S5、手动旋转工件主轴3，若未产生碰撞声音，则确定为抛光位置； [0078] 步骤三：在半球谐振子下方放置磁流液变回收装置6，按照磁流变流动方向，利用硅胶软管将搅拌器、供给蠕动泵、万向竹节管喷头依次连接，再将磁流变液回收装置6、回收蠕动泵、搅拌器依次相连，并将磁流变液回收装置6放置在万向竹节管喷头下方，形成闭合的磁流变液循环回路； [0079] 步骤四：配置磁流变液，将3.5g 纤维素加入500g 100℃热水中，搅拌均匀；再加入412g20℃常温水，搅拌均匀；加入168g氧化铈抛光粉，搅拌均匀，最后加入2100g羟基铁粉，搅拌均匀，将配置好的磁流变液倒入搅拌器内； [0080] 步骤五：在半球谐振子四周放置磁流变液挡板，预防加工过程中磁流变液的飞溅，打开供给蠕动泵和回收蠕动泵，调节竹节管喷头的位置，使磁流变液滴向抛光头，启动抛光主轴9，使抛光头以7000r/min旋转，启动工件主轴3，使半球谐振子以500r/min旋转； [0081] 步骤六：抛光10h后，关闭抛光主轴9，移动工作台11，使半球谐振子内球面异形永磁抛光头8向远离半球谐振子方向移动； [0082] 再进行半球谐振子外球面的抛光， [0083] 步骤七：半球谐振子内球面超精密抛光加工结束后，操控数控系统使砂轮沿机床Y轴和Z轴运动方向远离半球谐振子一定距离，该距离应方便后续半球谐振子外球面异形永磁抛光头10的装卸，并将装卡在抛光主轴上的半球谐振子内球面异形永磁抛光头8替换成半球谐振子外球面异形永磁抛光头10； [0084] 步骤八：进行半球谐振子外球面抛光对刀； [0085] S1、借助CCD相机和放大镜头，调整半球谐振子外球面异形永磁抛光头10的回转与C轴回转轴线重合，使半球谐振子外球面异形永磁抛光头10绕C轴旋转时抛光头的回转位置保持不变； [0086] S2、根据最后一次磨削加工时的砂轮运动轨迹，在AUTO CAD绘图软件中绘制半球谐振子的二维图纸，调整工业CCD相机的位置和焦距，观察半球谐振子中心支撑杆的底部端面，通过移动机床Y轴和Z轴使半球谐振子外球面异形永磁抛光头10的圆弧端面缓慢靠近半球谐振子中心支撑杆的底部端面，通过工业CCD相机的图像判断两者相互接触，记录此时机床坐标为(x4,y4,z4)； [0087] S3、通过移动机床Y轴和Z轴使半球谐振子外球面异形永磁抛光头10的圆弧端面缓慢靠近半球谐振子中心支撑杆的底部圆柱面，通过工业CCD相机的图像判断两者相互接触，记录此时机床坐标为(x5,y5,z5)，其中x4＝x5； [0088] S4、在AUTO CAD绘图软件中计算半球谐振子内圆角到中心支撑杆底部圆柱面之间的距离为y6，定义半球谐振子外球面半径为R2，抛光间隙为Δd，为避免对刀干涉，首先移动机床坐标到(x5,y5,z5+R2)，其次移动机床坐标到(x5,y5+y6+Δd，z5+R2)，最后移动机床坐标到(x5,y5+y6+Δd，z5+Δd)， [0089] S5、手动旋转工件主轴3，若未产生碰撞声音，则确定为抛光位置。 [0090] 步骤九：再次启动抛光主轴9，使抛光头以7000r/min旋转，启动工件主轴3，使半球谐振子以500r/min旋转。 [0091] 步骤六：抛光10h后，关闭抛光主轴9，移动工作台11，使半球谐振子外球面异形永磁抛光头10向远离半球谐振子方向移动，避免干涉； [0092] 步骤七：从工件主轴上取下半球谐振子，分别使用去离子水、稀盐酸、酒精将小型曲面零件表面残留的磁流变液清洗干净； [0093] 完成半球谐振子内外球面抛光进程。 [0094] 本实施方案的其他组合和连接关系与具体实施方案一相同。 [0095] 虽然本发明公开披露如上，但本发明公开的保护范围并非仅限于此。本发明领域技术人员在不脱离本发明公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。