[发明专利]光纤预制芯棒抛光装置

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抛光装置。

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，研究针对陶瓷管内孔抛光的高效、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：150mm、直径：20mm、内径为：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抛光装置，该装置利用集电环式设计将集电环与同步带轮结合，在同步带轮旋转时，利用石墨棒摩擦导电环，与集电环连接的旋转电磁铁形成闭合高速旋转磁场回路，实现磁场稳态供应和高速旋转磁场的产生。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：

光纤预制芯棒抛光装置，该装置包括支架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；

所述磁力旋转轮5表面上开设有方形圆槽24、25，方形圆槽24、25内分别嵌套与槽型匹配的导电滑环6，导电滑环6与方形圆槽24、25之间隔离胶连接，方形圆槽24、25下方分别设置有直槽并通过该直槽和内孔26引出+/-接线头，该+/-接线头与电磁铁15电连接；

所述的基于集电环原理的回转磁场供电装置包括石墨棒导柱3，石墨棒导柱3安装在石墨棒支架2上，石墨棒支架2固定在支座1上；石墨棒16、微型弹簧17以及导杆18均安装在石墨棒导柱3上；

所述的电控装置包括伺服电机调速器20，电压调节器21、电压传感器22；伺服电机调速器20与高速伺服电机11连接；石墨棒16与电压输出端相连接；显示灯串联在+/-接线头与电磁铁15电连接电路中；电压传感器22并联在电磁铁15两端，输出的电压信号反馈至控制器，控制器控制电压调节器22调节电压输入端电压。