[发明专利]三维可控磁流变抛光轮

说明书

技术领域

本发明涉及一种抛光工具，尤其是涉及一种超精密非球面加工工具的三维可控磁流变抛光轮。

背景技术

近年来，随着科学技术的发展，对高性能的非球面零件的需求越来越迫切。在激光核聚变、航空、航天、宇宙探测、军事侦察以及彩色显像管制造业等诸多领域对非球面光学部件的要求与日俱增，远远超过了传统光学制造业的生产能力。对于一个非球面光学零件的加工一般要经过粗磨成形，精磨和抛光等几个阶段，最终光学的表面品质由抛光决定，因此抛光是最重要的工序。

传统的抛光技术在进行抛光的同时，在工件表面残留破坏层，对于不规则曲面的抛光亦有很大的缺憾，而磁流变抛光是利用磁流变液的相变特性来进行抛光，属于柔性抛光，不会在其工件表面残留破坏层，而且加工效率比较高，尤其是在对不规则曲面进行抛光时更能体现其优越性。它能够顺利进行的两个前提条件：一是提供适合于磁流变抛光的梯度磁场，二是配制出具有良好流变性的磁流变抛光液。

本申请人在公告号为CN1915591的发明专利中提供一种结构简单的参数可调式磁流变抛光轮。设有驱动电机、齿轮组、抛光盘、轴承、磁芯、线圈、导座、丝杆组、微型电机组、支座、滚针轴承和支撑轴。电机设在支座上，齿轮组分别固定在驱动电机和支撑轴上，抛光盘与支撑轴联结，磁芯由2块盘状磁体正对放置组成，2块盘状磁体之间留有空隙，每块盘状磁体由至少2块尺寸相等的磁体组成，微型电机和丝杆的数目与磁体数目相等，磁芯下端内部分别穿有丝杆并固定在各导座上，导座与支座导轨相联，线圈设于磁芯内；支座与支撑轴之间通过滚针轴承联结，支撑轴外接机床部件。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可实现对各种不同的光学元件的超精密抛光的三维可控磁流变抛光轮。

本发明设有驱动电机、电机齿轮、环形齿轮、抛光盘、轴承、磁芯、线圈、套筒和支承轴。

驱动电机固定在支承轴上，驱动电机的引线通过设于支承轴上的导线通孔引出外接电源，电机齿轮固定在驱动电机上，环形齿轮与磁芯连接并套在支承轴上绕支承轴转动，驱动电机带动环形齿轮转动，电机齿轮与环形齿轮啮合使得磁芯转动，各个磁芯在支承轴上沿轴线分布，各个磁芯之间通过套筒定位，抛光盘为顶部薄，两侧厚的立式中空壳体结构，抛光盘通过轴承与支承轴联接，线圈置于磁芯内。

所述支承轴为中空式支承轴，所述环形齿轮与扇形磁芯可通过固定螺钉连接，所述磁芯可为扇形磁芯，每个磁芯上可设有4个小磁芯；所述磁芯的两边可通过弹性挡圈定位；所述线圈的导线通过设于支承轴上的导线通孔引出外接电源。

与现有的抛光轮相比，本发明具有以下突出优点：

1)三维磁力线。本抛光轮的磁芯气隙可调整的范围很大，由于可设有6个磁芯，可形成多达720种间隙组合。又由于扇形磁芯上也有气隙，即在两个方向上都存在磁力线，因此形成了空间立体的磁力线，可以满足不同尺寸和形状的光学元件抛光的需要。

2)可控性高，加工效率高。通过控制电流的大小和频率等参数，可以精确控制磨头的硬度和形状，可针对光学元件的形状实现点对点的加工，可大大提高加工效率。

3)抛光精度高。磁流变抛光是利用磁流变液的相变特性来进行抛光，属于柔性抛光，不会在其工件表面残留破坏层，可保证高质量的精度。

4)加工稳定性高。因采用直流电对线圈通电，故不会产生磁滞损耗和涡流损耗，可以保持恒定的磁场；同时抛光中只有抛光盘带动磁流变体旋转抛光，而内部结构保持固定，从而确保加工中比较高的稳定性。

5)操作简单。易于与机床配合，容易操作。

由此可见，利用本发明对高精度非球面表面进行抛光，能够有效加工出超光滑的表面。

附图说明

图1为本发明实施例的结构组成剖面示意图。

图2为本发明实施例的驱动电机分布图。

图3为本发明实施例的扇形磁芯和环形齿轮结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步的说明。