[發明專利]三維可控磁流變拋光輪

無效

• 申請號: 201010185128.1
• 申請日: 2010-05-21
• 公開（公告）號: CN101837571A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: 郭隱彪;林曉輝;唐旎
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: B24D13/00
• 分類號: B24D13/00
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所 35200
• 代理人: 馬應森

技術領域

本發明涉及一種拋光工具，尤其是涉及一種超精密非球面加工工具的三維可控磁流變拋光輪。

背景技術

近年來，隨著科學技術的發展，對高性能的非球面零件的需求越來越迫切。在激光核聚變、航空、航天、宇宙探測、軍事偵察以及彩色顯像管制造業等諸多領域對非球面光學部件的要求與日俱增，遠遠超過了傳統光學制造業的生產能力。對于一個非球面光學零件的加工一般要經過粗磨成形，精磨和拋光等幾個階段，最終光學的表面品質由拋光決定，因此拋光是最重要的工序。

傳統的拋光技術在進行拋光的同時，在工件表面殘留破壞層，對于不規則曲面的拋光亦有很大的缺憾，而磁流變拋光是利用磁流變液的相變特性來進行拋光，屬于柔性拋光，不會在其工件表面殘留破壞層，而且加工效率比較高，尤其是在對不規則曲面進行拋光時更能體現其優越性。它能夠順利進行的兩個前提條件：一是提供適合于磁流變拋光的梯度磁場，二是配制出具有良好流變性的磁流變拋光液。

本申請人在公告號為CN1915591的發明專利中提供一種結構簡單的參數可調式磁流變拋光輪。設有驅動電機、齒輪組、拋光盤、軸承、磁芯、線圈、導座、絲桿組、微型電機組、支座、滾針軸承和支撐軸。電機設在支座上，齒輪組分別固定在驅動電機和支撐軸上，拋光盤與支撐軸聯結，磁芯由2塊盤狀磁體正對放置組成，2塊盤狀磁體之間留有空隙，每塊盤狀磁體由至少2塊尺寸相等的磁體組成，微型電機和絲桿的數目與磁體數目相等，磁芯下端內部分別穿有絲桿并固定在各導座上，導座與支座導軌相聯，線圈設于磁芯內；支座與支撐軸之間通過滾針軸承聯結，支撐軸外接機床部件。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可實現對各種不同的光學元件的超精密拋光的三維可控磁流變拋光輪。

本發明設有驅動電機、電機齒輪、環形齒輪、拋光盤、軸承、磁芯、線圈、套筒和支承軸。

驅動電機固定在支承軸上，驅動電機的引線通過設于支承軸上的導線通孔引出外接電源，電機齒輪固定在驅動電機上，環形齒輪與磁芯連接并套在支承軸上繞支承軸轉動，驅動電機帶動環形齒輪轉動，電機齒輪與環形齒輪嚙合使得磁芯轉動，各個磁芯在支承軸上沿軸線分布，各個磁芯之間通過套筒定位，拋光盤為頂部薄，兩側厚的立式中空殼體結構，拋光盤通過軸承與支承軸聯接，線圈置于磁芯內。

所述支承軸為中空式支承軸，所述環形齒輪與扇形磁芯可通過固定螺釘連接，所述磁芯可為扇形磁芯，每個磁芯上可設有4個小磁芯；所述磁芯的兩邊可通過彈性擋圈定位；所述線圈的導線通過設于支承軸上的導線通孔引出外接電源。

與現有的拋光輪相比，本發明具有以下突出優點：

1)三維磁力線。本拋光輪的磁芯氣隙可調整的范圍很大，由于可設有6個磁芯，可形成多達720種間隙組合。又由于扇形磁芯上也有氣隙，即在兩個方向上都存在磁力線，因此形成了空間立體的磁力線，可以滿足不同尺寸和形狀的光學元件拋光的需要。

2)可控性高，加工效率高。通過控制電流的大小和頻率等參數，可以精確控制磨頭的硬度和形狀，可針對光學元件的形狀實現點對點的加工，可大大提高加工效率。

3)拋光精度高。磁流變拋光是利用磁流變液的相變特性來進行拋光，屬于柔性拋光，不會在其工件表面殘留破壞層，可保證高質量的精度。

4)加工穩定性高。因采用直流電對線圈通電，故不會產生磁滯損耗和渦流損耗，可以保持恒定的磁場；同時拋光中只有拋光盤帶動磁流變體旋轉拋光，而內部結構保持固定，從而確保加工中比較高的穩定性。

5)操作簡單。易于與機床配合，容易操作。

由此可見，利用本發明對高精度非球面表面進行拋光，能夠有效加工出超光滑的表面。

附圖說明

圖1為本發明實施例的結構組成剖面示意圖。

圖2為本發明實施例的驅動電機分布圖。

圖3為本發明實施例的扇形磁芯和環形齒輪結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明作進一步的說明。