[發明專利]一種雙面磁流變拋光裝置及方法

無效

• 申請號: 201310001871.0
• 申請日: 2013-01-05
• 公開（公告）號: CN102990481A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 尹韶輝;徐志強;游永豐;胡天
• 申請（專利權）人: 長沙納美特超精密制造技術有限公司
• 主分類號: B24B1/00
• 分類號: B24B1/00
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強

技術領域

本發明涉及一種雙面磁流變拋光裝置及方法。

背景技術

隨著光學、信息、航空航天、計量檢測、生物醫學等多個領域的飛速發展，高性能、高精度、高集成的光電系統不斷涌現。以光學玻璃，結晶硅等硬脆材料為代表的光學元件對加工工藝提出更加嚴格的要求，傳統的超精密鏡面磨削與金剛石超精密車削加工后會在表面與亞表面留下損傷，因此，加工對于要求表面超光滑、亞表面不能損傷的光學元件的加工，新的光整加工技術的出現是必須的。

磁流變拋光技術是一項適應高精度、表面與亞表面沒有損傷的光整加工技術，是利用磁流變液在不均勻磁場中的流變效應實現光整加工的一種工藝方法，是當前學術界，產業界研究的一個熱點。

在公開的各種磁流變拋光技術中，有各種方式產生賓漢體與工件的相對運動來拋光工件，實現加工，但不能同時加工內外兩個表面，一般只有一個拋光頭，這種加工方式相對于多個拋光頭來說，效率低。如美國Rochester大學所研究的磁流變拋光裝置是將磁流變液通過泵體運到旋轉的拋光輪表面，拋光輪將磁流變液帶入磁場，形成賓漢體，賓漢體與工件形成相對運動，實現對工件的拋光。此方法無法實現對工件內表面的加工。

中國專利200810030898.1中提出了一種用于大口徑非球面光學零件的磁流變變拋光裝置，將大口徑光學零件置于機床上，拋光頭置于工件的正上方，磁流變循環系統跟拋光頭相連，控制系統控制整個體統的工作。系統復雜，不適用于內外表面需要同時加工的零件。

一種磁射流拋光裝置是磁流變液通過磁場內部高速射出，由于磁流變效應，磁流變液射出噴口時被約束，具有一定的粘度，通過調整磁場強度及噴射的方向來達到拋光工件的目的，其缺點就是控制難，精度低，不能同時加工內外表面。

發明內容

本發明的目的在于，針對現有技術的不足，提供一種雙面磁流變拋光裝置及方法，可同時加工工件的內外表面，且結構簡單，易于操作。

本發明的技術方案為，一種雙面磁流變拋光裝置，包括底座和儲存磁流變液的儲液罐，所述底座上安裝由電機驅動其轉動的拋光主軸，并設有拋光套筒套裝在拋光主軸上且該拋光套筒通過連接件與拋光主軸連接，所述拋光套筒包括同軸且底板相連的的內拋光套筒和外拋光套筒，工件安裝在內拋光套筒和外拋光套筒之間，且工件頂部通過固定件固定在拋光主軸上方的端蓋；拋光套筒上安裝多個電磁鐵組，每個電磁鐵組由對應安裝在內拋光套筒和外拋光套筒上并由控制器為其提供電流的內套筒電磁鐵和外套筒電磁鐵組成，且每個電磁鐵組中內套筒電磁鐵和外套筒電磁鐵靠近工件的端部磁極相反；儲液罐的出液口設有連接管路分別通入內拋光套筒與工件之間的間隙和外拋光套筒與工件之間的間隙。

拋光套筒底部設有回收管路連接到儲液罐的進液口。所述的磁流變液可以通過連接管道，從儲液罐里面輸出，利用噴嘴噴入磁流變液，在拋光套筒下面通過回收管路將回收的磁流變液輸送到儲液罐里面，實現整個裝置磁流變液的輸入與輸出的循環，進而實現磁流變液的循環更新。

所述電磁鐵可以根據實際需要改變其形狀、個數、位置，以適應不同形狀，不同位置，不同大小的雙面圓環零件的高效率、超精密拋光要求。可將所述內套筒電磁鐵和外套筒電磁鐵靠近工件的端面為水平；也可將內套筒電磁鐵和外套筒電磁鐵靠近工件的端面為對應的向內凹陷和向外凸出。

一種利用上述雙面磁流變拋光裝置的雙面磁流變拋光方法，該方法包括如下步驟，將工件安裝在內拋光套筒與外拋光套筒之間，啟動拋光主軸的電機，內拋光套筒4和外拋光套筒隨拋光主軸轉動，然后打開儲液罐的出液口，通過連接管路向內拋光套筒與工件之間的間隙和外拋光套筒與工件之間的間隙內注入磁流變液，啟動控制器并由控制器向內套筒電磁鐵和外套筒電磁鐵提供間歇性電流，每個電磁鐵組相當于一組拋光頭，分別加工工件內外表面。

所述控制器向電磁鐵提供間歇性電流，所以電磁鐵也是間歇性的提供磁性，電磁鐵有磁性與無磁性的過程就是磁性拋光緞帶與磁流變液相互轉化的過程，拋光套筒上的電磁鐵的運動帶動整個磁流變液的運動，實現磁流變液的循環使用。

由以上可知，本發明作為一種雙面磁流變拋光裝置及方法，可同時加工工件的的內外表面，結構簡單，成本低，且易于操作，并能實現磁流變液的循環使用。

附圖說明

圖1為本發明所述拋光裝置的一種實施例的結構示意圖；

圖2為圖1中F-F面的截面圖；

圖3為第一種電磁鐵組的形狀示意圖；

圖4為第二種電磁鐵組的形狀示意圖；

圖5為第三種電磁鐵組的形狀示意圖；

圖中：