[实用新型]一种激光与磁流变液耦合抛光装置

说明书

本实用新型公开了一种激光与磁流变液耦合抛光装置，该装置包括激光发射器、激光导轨、电磁铁、抛光轮、可旋转支架、激光导轨滑块、底座、工件进给装置和磁流变液循环装置。本装置将磁流变与激光耦合作用用于抛光，加工效率和加工精度高，加工质量好，加工条件易控制。磁流变液在电磁铁的磁场作用下变为类固体，相对于一个个柔性磨头，在抛光轮带动下和工件产生相对运动，起到打磨抛光的作用。激光能够通过热传导将热量传递到工件的表面，降低工件表面的抗剪切力，软化表面，提高抛光效率和质量。工件进给装置实现对形状不规则的零件的各个位置的精密加工。磁流变液循环装置实现磁流变液的循环利用。本装置机械设计巧妙，制造成本低。

技术领域

本实用新型涉及超精密加工领域，具体是一种激光与磁流变液耦合抛光装置。

背景技术

随着科学技术的发展，人们对精密仪器以及测量精度的要求也越来越高，尤其是在光学领域。由于当前追求光学系统拥有高分辨率、大视场等特点，故普遍采用非球面镜设计，但受抛光工具尺寸等诸多因素的影响，小曲率半径凹非球面和自由曲面元件的超精密加工技术是目前光学加工所面临的巨大难题。

目前抛光技术大致分为直接接触抛光、界面反应抛光(准接触抛光)和非接触抛光。直接接触抛光是抛光盘和工件在抛光过程中直接接触，依靠抛光磨料的机械磨削作用和抛光盘的摩擦作用去除材料，其优点是设备简单、工艺条件易于保证，但效率低下、周期长、成本高而且加工质量无法保证。界面反应抛光是利用固相反应或水合反应在工件表面生成反应物，再通过抛光盘的摩擦力将其去除。非接触抛光是指工件不与抛光盘接触，在非接触状态下只让磨料流经被加工表面来进行抛光的方法。非接触抛光的去除量极小，可用于加工功能晶体材料元件和光学元件。这些抛光技术在成本、效率以及抛光精度上都存在或多或少的缺陷，因此需要一种比较综合的抛光方法，而磁流变抛光已被证明是一种有效的超光滑低损伤的加工技术。

磁流变液在未加磁场时，就如普通流体一样；加上一定强度磁场后，磁流变液会迅速变为具有粘塑性的Bingham介质，磁场消失后又可以变回为流动的液体。磁流变抛光技术正是利用磁流变抛光液在梯度磁场中发生流变而形成的具有黏塑行为的柔性“小磨头”与工件之间的快速相对运动，使工件表面受到很大的剪切力，从而使工件表面材料被去除。

申请号为201310229989.9的文献公开了一种磁流变平面往复抛光装置，工件固定在非导磁夹具上，夹具与工件轴之间设有软磁板，装有磁流变液的载液槽位于夹具下部，抛光时工件浸入磁流变液中。在软磁板和电磁铁作用下工作区域产生匀强磁场，工作时，位于载液槽下部的电磁铁由往复传动机构驱动，如此磁流变液形成的“小磨头”与工件抛光表面平行作直线往复移动，配合工件转动，达到精密抛光的目的。这种抛光装置优点是结构简单，操作方便，易于加工狭长工作面；缺点是加工效率低，表面粗糙度不达标，加工工件形状受限制，无法对各点进行抛光，磁流变液无法循环使用。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型拟解决的技术问题是，提供一种激光与磁流变液耦合抛光装置。

本实用新型解决所述技术问题的技术方案是，提供一种激光与磁流变液耦合抛光装置，其特征在于该装置包括激光发射器、激光导轨、电磁铁、抛光轮、可旋转支架、激光导轨滑块、底座、工件进给装置和磁流变液循环装置；所述磁流变液循环装置包括回收漏斗、回收磁流变液蠕动泵、磁流变液搅拌箱、喷射磁流变液蠕动泵、磁流变液喷嘴、中空支撑管、喷嘴转盘和喷嘴定位盘；

所述激光导轨固定于底座上；可旋转支架的顶部安装有激光发射器，底部固定有激光导轨滑块；激光导轨滑块与激光导轨配合；所述抛光轮可转动安装于底座上；所述电磁铁固定于底座上，位于抛光轮正下方；所述回收漏斗通过中空支撑管固定于底座上；回收漏斗与中空支撑管连通；喷嘴定位盘固定于底座上；喷嘴转盘可转动安装于喷嘴定位盘中并通过喷嘴定位盘实现定位；磁流变液喷嘴固定于喷嘴转盘上；回收漏斗通过中空支撑管和导管与磁流变液搅拌箱连通，导管上安装有回收磁流变液蠕动泵；磁流变液喷嘴通过导管与磁流变液搅拌箱连通，导管上安装有喷射磁流变液蠕动泵。