[发明专利]一种复合式回转对称去除函数的磁流变抛光工具

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁流变抛光工具，特别是一种复合式回转对称去除函数的磁流变抛光工具，属于精密光学加工技术领域。

背景技术

随着光电信息技术的发展，非球面光学元件已经开始广泛应用于现代各种光电产品、图像处理产品。如高品质数码相机的光学镜片、电子显微镜镜片、摄像机的取景器、变焦系统、医疗行业的眼底镜、内窥镜片等等。与光学平面镜、球面镜相比，非球面光学零件具有诸多优点，例如：非球面透镜能够消除光线传播过程中的球差，提高聚焦和校准的精度，在不增加独立像差个数的前提下，增加自变量个数，从而增加了像差校正的自由度，可校正高分辨率透镜的像差。非球面镜的应用，带来出色的锐度和更高的分辨率，采用非球面镜设计的光学系统，能够矫正像差、改善像质、扩大视场、增大作用距离、降低镜头内的光线反射，使得镜头的精度更佳、清晰度更好、色彩还原更准确、减少光能量损失，从而获得高质量的图像效果和高品质的光学特性，同时使镜头的小型化设计成了可能。近二十多年来，随着光学仪器设备的不断现代化与智能化，对非球面零件的需求不断增加，对其表面形状及表面精度也提出了更高的要求，这同时促进了抛光技术的不断发展以及抛光工具的不断革新与完善。

磁流变抛光技术是将电磁学、流体动力学、分析化学、计算机控制等多门学科相结合并应用于光学加工的一种新技术。磁流变抛光技术是指磁流变液在梯度磁场中发生磁流变效应而形成的具有粘塑性的柔性抛光模。在电机的驱动下，抛光模与工件表面接触区域产生很大的剪切力，从而使工件表面材料被去除。磁流变抛光技术具有抛光效率高，去除函数稳定，边缘效应小，不会造成工件亚表面破坏等优点。

目前，国内多个科研单位都对磁流变抛光技术展开了研究。根据磁场施加方式的不同，主要分为采用电磁铁供应磁场的电磁式抛光装置与采用汝铁硼供应磁场的稳磁式抛光装置两种。前者抛光头结构简单，采用磁极两端的漏磁产生鼓包状的磁场，有利于抛光液缎带的形成，抛光轮只能单轴自转，抛光液可以循环利用。后者采用汝铁硼磁铁镶嵌于抛光轮内腔中，抛光轮可以同时公转、自转，但抛光液无法回收，磨屑与加工余热不能及时被带走，抛光液工艺参数不可控，此装置不利于去除函数的长时间稳定性。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种复合式回转对称去除函数的磁流变抛光工具，该工具的抛光轮具有同时公转、自转的复合式运动功能，抛光液可以循环利用，获得稳定的回转对称型去除函数，且具有结构精巧、集成度高、去除率快、加工能力强、去除函数稳定等优点，适用于光学平面、球面、非球面等光学元件的加工。

本发明的技术解决方案：一种复合式回转对称去除函数的磁流变抛光工具包括：抛光轮自转装置、抛光轮公转装置、抛光液传输装置、抛光液回收装置及磁场发生装置五个部分组成，以下对它们详细叙述。

(1)抛光轮自转装置

抛光轮自转装置包括自转电机、伞齿轮、自转伞齿轮、自转轴芯、支架、轴承、自转平齿轮、传动平齿轮、传动伞齿轮、旋转伞齿轮、旋转轴、主动带轮、同步带、支架板、从动带轮和抛光轮，其中自转轴芯、自转伞齿轮和自转平齿轮的中心均为通孔；自转电机固定在支架上；伞齿轮与自转电机轴芯通过键连接为一体；自转轴芯穿过公转大齿轮、轴承中心通孔装卡于公转壳上；自转轴芯上下两端分别与自转伞齿轮，自转平齿轮通过键相连；旋转轴左右两端分别与主动带轮、旋转伞齿轮通过键相连；旋转轴通过传动伞齿轮实现转动；同步带套设于主动带轮与从动带轮上；抛光轮轴芯与从动带轮通过键相连；平盖通过螺钉与抛光轮拧为一体，平盖转轴固定于轴承上；在自转电机的驱动下，自转轴芯、自转平齿轮通过伞齿轮与自转伞齿轮的齿轮传动实现旋转，自转平齿轮传动平齿轮实现传动伞齿轮水平旋转，旋转轴、主动带轮通过传动伞齿轮与旋转伞齿轮间的伞齿轮传动实现垂直旋转，主动带轮传动同步带实现从动带轮旋转，从动带轮旋转同时带动抛光轮自转，从而实现抛光装置的自转功能。

(2)抛光轮公转装置

抛光轮公转装置包括公转电机、公转小齿轮、公转大齿轮、旋转壳和公转壳；公转电机固定在支架上；公转小齿轮与公转电机轴芯通过键连接为一体；公转大齿轮与公转壳通过螺栓固定为一体；公转壳与旋转壳通过螺栓固定为一体；抛光轮通过轴承定位于旋转壳上；在公转电机的驱动下，公转小齿轮传动公转大齿轮，公转大齿轮依次带动公转壳、旋转壳绕着自转轴芯进行同步旋转，从而达到抛光轮也绕着自转轴芯进行旋转的目的，实现抛光装置的公转功能。

(3)抛光液传输装置