[发明专利]用于光学元件的磁场辅助柔性旋转刷抛光方法及装置

摘要

本发明属于精密光学抛光加工技术领域，特别涉及一种用于光学元件的磁场辅助柔性旋转刷抛光方法及装置。本发明由一个可高速旋转的铁磁性主轴带动可以循环更新的磁流变液在磁场的作用下，以一定压力吸附在加工表面上，形成一个柔性旋转抛光磨头，在自身转动和工件转动的复合运动形式下，完成对整个内凹面的抛光加工。本发明装置适用于共形光学元件内凹面抛光；本发明方法具有柔性精加工特点，抛光去除特性稳定，可以采用计算机控制抛光去除分布，具备抛光面形控制能力，兼有高精度高表面质量的优点，适用于薄壁高陡度非球面和自由曲面元件抛光。

主权项

1.用于光学元件的磁场辅助柔性旋转刷抛光方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)工件(3)由工件夹具(11)固定于抛光转台(12)上；抛光主轴(1)的直径为3～8mm，相应产生的磁流变抛光刷(2)的工作面覆盖直径为5～15mm；抛光主轴(1)在加工过程中带动磁流变抛光刷(2)旋转，实现主抛光运动，通过调节转速来调节加工去除率，转速为60～3000转/分；(2)抛光主轴(1)和工件(3)加工表面之间的区域为磁场强化区，磁场由位于工件(3)加工表面另一侧的激励磁极(4)提供；在激励磁极(4)的磁场激励下，抛光主轴(1)被磁化，使得抛光主轴(1)和工件(3)加工表面之间的空间区域内产生梯度磁场，磁场强度范围为200～3000高斯；(3)磁流变液进入磁场强化区后产生流变作用，形成类固体状的磁流变抛光刷(2)并由抛光主轴(1)带动转动；磁流变抛光刷(2)内部成链状结构，由磁流变液中的铁粉颗粒在磁场中排列聚集成链而形成，磁流变液中的磨料颗粒受到链化铁粉颗粒的挤压并聚集到加工表面处，同时被磁流变刷的旋转带动在加工表面形成剪切抛光运动；(4)磁流变液在整个加工过程中保持循环更新，磁流变液从磁流变液注入口(17)进入抛光主轴(1)，在磁场强化区形成磁流变抛光刷(2)，同时由于加工过程中工件的运动，多余的磁流变液从抛光磨头中带出并回收至储液槽(7)中，储液槽(7)中的磁流变液再通过蠕动泵重新注入抛光主轴(1)，参与循环。