[发明专利]用于光学非球面加工的磁悬液抛光装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学非球面抛光装置，尤其涉及一种磁悬液抛光装置。

背景技术

目前的非球面抛光加工技术，主要有传统机械抛光、化学机械抛光、磁流变抛光等。上述抛光技术中，抛光装置均需要一套完整的抛光液循环、过滤处理系统，才能实现正常的抛光加工。从设备制造角度看，它极大提高了加工装置的制造成本，且后期设备的使用及维护也需要较高的人力与物力成本。因此，为了降低加工设备成本，简化加工维护难度，需要设计一种无需抛光液循环、过滤的磁悬液抛光加工设备，用于实现光学非球面元件的抛光加工。

发明内容

本发明的目的在于为了降低抛光成本，而提供一种用于光学非球面加工的磁悬液抛光装置，该装置无需抛光液循环、过滤，实现低成本的光学非球面抛光加工。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种用于光学非球面加工的磁悬液抛光装置，包括Z轴运动导轨模块，磁悬液抛光头机构，工作台，底座，X轴运动导轨模块，Y轴运动导轨模块，主轴支架，立柱，底座后部上面固定连接立柱，其特点是：立柱上面固定连接Z轴运动导轨模块，Z轴运动导轨模块通过主轴支架固定连接磁悬液抛光头机构，底座前部上面依次连接X轴运动导轨模块和Y轴运动导轨模块，Y轴运动导轨模块上面固定连接工作台。 

磁悬液抛光头机构包括主轴架、磁铁固定盘、永久磁铁、有机玻璃隔盘、磁悬液抛光体、主轴、滚动轴承、联轴器、主轴电机，主轴电机固定在主轴架上方，通过联轴器与主轴上端固定连接，主轴通过滚动轴承连接在主轴架中，主轴下端固定连接磁铁固定盘，磁铁固定盘下端面上通过磁性吸附永久磁铁，主轴架底部粘接有机玻璃隔盘，有机玻璃隔盘下端面上聚集有受永久磁铁磁力吸附而形成的磁悬液抛光体。

磁悬液成分包含水、铁粉及氧化铝磨粒，水、铁粉和氧化铝磨粒含量比例为2:7:1。永久磁铁与磁铁固定盘之间用强力热干胶加固连接。

本发明的有益效果是：本发明结构简单、成本低，由磁悬液抛光头机构和三轴运动机构两部分组成，相对与传统光学非球面抛光技术，无需抛光液循环、过滤系统；维护方便，仅需要在加工一段时间后，磁悬液中水分蒸发后补充相应的水即可；操作方便，加工时，通过三轴运动机构完将抛光头旋转主轴对准非球面工件主轴，并使的磁悬液与工件抛光表面接触即可。

附图说明

图1是本发明的磁悬液抛光头机构的结构示意图；

图2是本发明的结构主视图；

图3是图2的右视图。

具体实施方式

现结合附图，对本发明的结构和原理进一步描述。

如图1至图3所示，本发明的用于光学非球面加工的磁悬液抛光装置，包括Z轴运动导轨模块11，磁悬液抛光头机构12，工作台14，底座15，X轴运动导轨模块16，Y轴运动导轨模块17，主轴支架18，立柱19等。 

底座15后部上面固定连接立柱19，立柱19上面固定连接Z轴运动导轨模块11， Z轴运动导轨模块11通过主轴支架18固定连接磁悬液抛光头机构12，底座15前部上面依次连接X轴运动导轨模块16和Y轴运动导轨模块17，Y轴运动导轨模块17上面固定连接工作台14。液抛光头机构12中的主轴架2固定在主轴支架18上，由固定在立柱19上的Z轴运动导轨模块11带动抛光头进行Z轴垂直方向运动进给，光学非球面工件13通过强力热干胶粘在工作台14上，工作台14固定在X轴运动导轨模块16上，X轴运动导轨模块16固定在Y轴运动导轨模块17上，Y轴运动导轨模块17固定在底座15上，通过X轴运动导轨模块16和Y轴运动导轨模块17的运动控制，实现工作台X、Y两个方向的运动进给。该装置工作时，通过X、Y方向运动实现抛光头与非球面工件的定位（对刀），通过Z轴方向运动实现抛光头的加工进给。  

如图1所示，磁悬液抛光头机构12包括电机罩1、主轴架2、磁铁固定盘3、永久磁铁4、有机玻璃隔盘5、磁悬液抛光体6、主轴7、滚动轴承8、联轴器9、主轴电机10。

主轴电机固定10在主轴架2上方，通过联轴器9与主轴7上端连接，滚动轴承8的外圈固定在主轴架2中，滚动轴承8的内圈固定主轴7，以支承主轴7在主轴架2中实现旋转运动，主轴7下端通过螺钉锁紧方式连接磁铁固定盘3，永久磁铁4通过磁性吸附在磁铁固定盘3上，并由强力热干胶加固，主轴架2底部固定有有机玻璃隔盘5，受到永久磁铁4的磁力吸附，磁悬液被吸附并聚集在有机玻璃隔盘5下表面形成磁悬液抛光体6。磁悬液抛光头机构12工作时，主轴电机10旋转带动固定在磁铁固定盘3上的永久磁铁4围绕主轴7中心旋转，磁悬液受到不停旋转的磁力场，在有机玻璃隔盘5下表面形成一个具有一定形状的磁悬液抛光体6，实现磁悬液抛光加工。其中磁悬液的成分包括水、铁粉及氧化铝磨粒，水、铁粉及氧化铝磨粒含量比例为2:7:1。通过改变永久磁铁4相对主轴7的距离，调节磁悬液抛光体6形状及相对位置，实现光学非球面工件13表面不同位置的抛光去除率变化控制，从而实现简单、可控的光学非球面抛光加工。