[发明专利]光纤预制芯棒磁流变抛光机

说明书

技术领域

本发明主要涉及光纤预制芯棒内孔及外圆柱面抛光加工领域，尤其是光纤预制芯棒磁流变抛光机。

背景技术

光纤制造的核心是光纤预制芯棒制造技术。目前，常见的光纤加工方法主要有沉积法（化学汽相，管外汽相，等离子体汽相等）和机械法。现阶段的工艺为先制造预制棒芯棒, 然后在芯棒外采用不同技术制造外包层。与沉积法相比，机械法前期投资少，适用于特种光纤的批量加工。机械法的主要实施流程为原始光纤玻璃制备，预制芯棒毛坯加工，预制芯棒内外表面研磨抛光加工及预制芯棒拉丝等过程。

光纤预制芯棒的表面质量与光纤质量密切相关。为了获得镜面级的内外表面，后续的抛光整形加工方法与技术成为必不可少的重要工艺；目前预制芯棒的内孔及外圆的抛光主要由手工操作和机械抛光完成，不仅抛光效率低，劳动强度大，而且难于获得稳定的形面精度及抛光品质。因此，研究针对非金属材质的内孔及外圆抛光的高效、高表面质量批量抛光方法及装置，对于提高光纤预制芯棒乃至光纤的制造效率和质量具有重要的意义。

常见的抛光方法主要有化学抛光、磁力抛光、火焰抛光及浮动抛光等。受限于光纤预制芯棒的机械属性（脆性大，表面易划伤等）、形状（内外圆柱面）、尺寸（长度约：150mm、直径约：20mm、内径约为：3-8mm）及设备投入等，使得抛光方法的选择存在较大的局限性。

磁流变抛光技术主要利用磁流变液在磁场中的流变特性进行抛光，即在强磁场下，磁流变液体的磁性成分可以通过流变作用，表现出类似固体的性质而形成具有黏塑性的柔性磨轮特征，当磁场消失时其又恢复其流动特性。该技术的实现需要零件表面与磁流变抛光液之间有相对运动，在添加磁场之后，抛光液与零件表面间会形成剪切力，实现零件表面的高质量抛光。在磁流变抛光过程中，抛光效率主要取决于接触面间的剪切力的大小，具体为磁场强度，相对运动速度等多种因素决定。

实践证明：磁流变技术具有优异的磨削抛光性能。专利ZL96198445.7公开了磁流变流体精密加工零件表面的方法，在磁场中，被磁化后的磁流变液通过柔性抛光轮进入工件和柔性抛光轮的间隙，与工件部分表面接触并抛除与之接触的工件材料。专利ZL03124557.9公开了一种可喷射磁流变液并使其形成射流的外设磁场装置，该装置通过控制喷嘴周围磁场的大小，方向及工件的位置来控制磁流变液的变性，实现工件的抛光。专利ZL200410044076.0公开了一种超声波磁流变复合抛光装置的回转工具头，其内部通入磁流变液，在磁场的作用下，通过精密控制系统控制工具头运动轨迹进而形成高精度的光学表面。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供光纤预制芯棒磁流变抛光机，该抛光机利用高速回转磁场（基于集电环，同步带轮，电磁铁及伺服电机实现），通过采用不同的光纤预制芯棒加持方式，实现对沉浸在磁流变液回路中的光纤预制芯棒的外圆以及内孔的抛光加工。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：

光纤预制芯棒磁流变抛光机，该抛光机包括机箱，抛光装置，伺服装置，抛光工件夹具、抛光液循环系统及电控装置；

机箱包括前覆盖版101，侧门拉锁102，锁紧螺母103，前折叠门104，透明塑料板105，合页106，前拉手107，水箱盖108，电控面板109，地脚螺钉110，机箱架111，后覆盖板112，左侧门113，顶覆盖板；

所述的前覆盖版101，后覆盖版112，顶覆盖板，右覆盖板，电控面板109通过螺钉固定在机箱架111上；

所述的前折叠门104的上部分通过合页106固定在机箱架111上，下部分通过锁紧螺母103与机箱架111联结，中间开孔部分通过紧固部件与透明塑料板105连接；

抛光装置包括支架1、高速伺服电机11、电机轮10、张紧轮8、同步带7、磁力旋转轮5、电磁铁15、基于集电环原理的回转磁场供电装置及电控装置；

所述的电机轮10安装在高速伺服电机11上，而高速伺服电机11固定安装在支架1上；

所述的电机轮10通过同步带7、张紧轮8与磁力旋转轮5连接；

电磁铁15通过电磁铁座4安装在磁力旋转轮5上，所述的磁力旋转轮5通过中空主轴13、轴承14及轴承支座12连接在支架1上，所述中空主轴13与磁力旋转轮5固定连接，安装在中空主轴13上的轴承14通过轴承调节螺母紧固；