具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1-6，一种h形磁性复合流体抛光头，包括：抛光头旋转轴3，所述抛光头旋转轴3上一端设置有电机连接段及与所述电机连接段相对一端上一体式连接有第一连接段与第二连接段；所述第一连接段上设置有径向充磁永磁铁固定套4，所述径向充磁永磁铁固定套4远离抛光头旋转轴3的一端上放置有径向充磁永磁铁5；所述第二连接段上设置有轴向充磁永磁铁固定套2，所述轴向充磁永磁铁固定套2远离抛光头旋转轴3的一端上放置有轴向充磁永磁铁1，其中抛光头旋转轴3与电机相连，当电机通电时，径向充磁永磁铁5做自转运动，轴向充磁永磁铁1绕着径向充磁永磁铁5做周向旋转运动，磁性复合流体抛光液受磁场作用随径向充磁永磁铁一起转动，增加压力和微剪切力，从而实现复杂曲面的抛光。

进一步的，所述径向充磁永磁铁固定套4一端上开设有第一连接槽，另一端上开设有第二连接槽，所述第一连接槽中连接有第一连接段，所述第二连接槽中放置有径向充磁永磁铁5。

进一步的，所述轴向充磁永磁铁固定套2一端上开设有第三连接槽，另一端上开设有第四连接槽，所述第三连接槽中连接有第二连接段，所述第四连接槽中放置有轴向充磁永磁铁1。

进一步的，所述径向充磁永磁铁5远离径向充磁永磁铁固定套4一端延伸出第二连接槽的端面。

进一步的，所述轴向充磁永磁铁1远离轴向充磁永磁铁固定套2一端的端面与第四连接槽的端面相平齐。

进一步的，所述径向充磁永磁铁固定套4与轴向充磁永磁铁固定套2相互平行且间隔设置，且径向充磁永磁铁固定套4、轴向充磁永磁铁固定套2及抛光头旋转轴3构成H型结构。

进一步的，建立任意形状磁介质分析模型，并将轴向充磁永磁铁1模型带入公式求解分析，通过分解耦合张量，利用叠加原理对轴向充磁永磁铁1和径向充磁永磁铁5的布置进行磁场叠加，并转化到平面进行二维计算。

进一步的，h形磁性复合流体抛光头，过设定轴向充磁永磁铁和径向充磁永磁铁的参数以及摆放参数来控制均匀磁场。首先建立任意形状磁介质分析模型，并对轴向充磁永磁铁模型代入公式求解分析。其次分解耦合张量，然后利用叠加原理对轴向充磁永磁铁1和径向充磁永磁铁5的布置进行磁场叠加。并转化到yz平面进行二维计算。最后以复杂曲面工件为具体加工对象，代入磁铁大小以及摆放参数，进行叠加得到y和z方向的磁场强度，通过下列公式得到磁场强度：

其中，所述R与R'为轴向充磁永磁铁1和径向充磁永磁铁5的底径，n₁、n₂、n₃、n₄和h分别为磁铁的摆放位置，依据上述公式，确定磁铁底径R、R'和摆放位置参数n₁、n₂、n₃、n₄和h。根据不同复杂曲面的工件，调整抛光头的参数，得到可控的磁场均匀强度分布，实现抛光。

抛光头在电机作用下做旋转运动，形成抛光时所需的环形磁场。磁性复合流体抛光液会在环形磁场作用下形成带有磁性簇的Bingham流体，Bingham流体中的磨粒在磁场作用下被吸附到加工表面，增加了压力和剪切力，可与曲面充分接触，然后随抛光头的转动与曲面发生相对运动，从而实现对曲面抛光。

进一步的，所述径向充磁永磁铁5远离径向充磁永磁铁固定套4一端连接有工件7，所述工件7卡接有夹具8，所述夹具8固定有工作台9，且抛光头旋转轴3的电机连接段通过三抓卡盘与电机主轴通固接。抛光时，将待抛光工件7通过夹具8固定于工座台9，工件7与h形磁性复合流体抛光头之间的距离可以通过调节工座台z方向的高度来实现，通过调节抛光头的尺寸以适应不同工件。抛光头旋转轴3以一定转速做旋转运动，会带动抛光头中径向充磁永磁铁5做自转运动，同时轴向充磁永磁铁1绕着径向充磁永磁铁5做周向旋转运动，产生环形磁场。磁性复合流体抛光液6会在环形磁场作用下会形成磁性簇，磁性簇中的磨粒随着磁性簇的流动与零件7抛光表面做相对运动，磨粒在磁场作用下会对工件产生压力和微剪切力，从而实现工件7表面的材料去除。

如图3为空间磁场计算示意图，将其看作磁化的硬质磁介质。因为本次所设计的抛光头只需要计算磁体外区域所产生的磁化强度，并且所使用的小磁铁是均匀磁化的。所以由分子电流公式可推得V的小磁铁在空间中产生磁感应强度为：

其中μ为真空磁导率，M为该磁铁磁化强度，|l-l'|＝[(x-x')²+(y-y')²+(z-z')²]^1/2，Q为耦合张量。

如图(4)为轴向充磁永磁铁置于坐标系中的示意图，因为磁铁为轴向均匀充磁，依据磁化电流理论，所以由公式(1)可推出：

其中：

因为这里的永磁铁为圆柱体结构，其在空间中的布置如图(4)所示，依据公式(3)可以计算出圆柱磁铁的九个分量。所以体积为V'的永磁铁在空间中产生的磁感应强度为：

B_x＝Q_xxM_x+Q_xyM_y+Q_xzM_z (4)

B_y＝Q_yxM_x+Q_yyM_y+Q_yzM_z (5)

B_z＝Q_zxM_x+Q_zyM_y+Q_zzM_z (6)

以上是对轴向充磁磁铁的磁场分析，下面应用叠加原理对如图(5)的布置进行分析。

如图(5)所示为本次设计的磁铁结构布置图，上方的圆柱磁铁体积为V，磁化矢量为M。下方的圆柱磁铁块体积为V',磁化矢量为M'。由(4)～(6)式利用叠加原理可得：

如图6为发明二维轴向充磁永磁铁和径向充磁永磁铁置于坐标系中的示意图，因为我们只关心Z轴附近的磁场，并且a＞＞R,所以可以将三维模型转换到二维进行计算。n₁＝0,n₂＝a，n₄＝n₃+a,所以可(4)～(6)化简为：

B_y＝Q_yyM_y+Q_yzM_z (10)

B_z＝Q_zyM_y+Q_zzM_z (11)

又因为▽·B＝0,则只用算出B_y，就可以算出B_z。

所以二维平面磁场的公式为：

所以在平面内任意一点磁场强度大小为

其中R为径向充磁磁铁的底面半径，h为两个磁铁之间的半间距，R'为轴向充磁磁铁的底面半径。a为磁铁的长，n₁、n₂、n₃、n₄分别为磁铁在二维坐标系中的坐标。通过改变参数R、R'、n₁、n₂、n₃、n₄和h即可以获得想要的磁场分布,增加磁场在空间中的强度，从而实现对复杂曲面的抛光。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的，对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。