[實用新型]一種磁流變拋光頭

有效

• 申請號: 201320002222.8
• 申請日: 2013-01-05
• 公開（公告）號: CN203019159U
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 尹韶輝;徐志強;程振勇;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

?本實用新型涉及一種磁流變拋光頭，特別是指加工直徑為10mm以下的小口徑零件的拋光頭。

背景技術

目前，光學非球面由于能夠有效消除像差，提高光學系統的成像質量，并能減少鏡片個數，因而得以在光學工程、通訊工程、航空航天、汽車工業及醫療行業等多個領域應用。近年來，對光學表面的質量和面型精度的要求也越來越高。

磁流變拋光技術是利用磁流變拋光液在磁場中的流變性進行拋光，?可達到超光滑的表面加工質量和微小的工件亞表面損傷，并具有較高的加工效率。?目前較成熟的磁流變拋光設備是美國QED公司生產的磁流變拋光機，其設備采用拋光輪形狀進行超精密拋光，基本方法是將電磁鐵置于拋光輪下面，當磁流變液隨拋光輪運動到電磁鐵上方時，由于磁場作用形成的緞帶凸起與被加工零件表面接觸實現材料的去除。由于受到拋光輪尺寸的限制，這種設備不適合加工較小尺寸的零件，特別是不適合加工小型的凹面零件。

中國專利CN101352826A公開了一種光學元件內凹面拋光方法及裝置，其方法是在待加工工件內凹面下固定一個和待加工內凹面形狀吻合的帶有槽路的芯模，工件繞自身回轉軸旋轉并與芯模保持一個微小間隙，通過外磁極工具頭及內磁極激勵線圈對加工區域施加磁場，磁流變拋光液沿槽路流經加工區域時在磁場作用下形成柔性拋光頭吸附于內凹面并產生拋光作用。該方法能實現小曲率半徑光學元件及其他回轉對稱高陡度非球面的內凹面拋光加工，但對不同的內凹面，要加工出對應的芯模，所以加工不同的光學非球面時較麻煩。

中國專利ZL200820228337.8公開了一種環帶旋轉式磁流變拋光頭，其特點是通過隨動旋轉組件和固定組件的組合來實現產生一種環帶旋轉式的磁流變拋光頭，實現磨頭旋轉同時實現面接觸式加工。但該裝置在加工小口徑內凹面零件及磁流變拋光液的循環更新方面存在不足。

中國專利CN101564824A公開了一種磁流變斜軸拋光方法及裝置，該裝置中旋轉的拋光工具頭與工件軸向方向成一定的角度，拋光工具頭外殼旋轉，而內部裝有勵磁裝置的固定軸不轉。磁流變拋光液在拋光工具頭和工件間隙處產生高剪切力，從而對材料進行去除。該方法采用斜軸拋光可以防止干涉，能對微小非球面光學零部件及其模具及常規尺寸的工件表面進行超精密拋光加工。但是當拋光工具頭尺寸較小時，拋光工具頭內部的勵磁裝置并不能有效實現磁流變拋光液的可持續更新，從而影響拋光效率和被加工表面質量。

發明內容

本實用新型的目的在于，針對現有技術的不足，提供一種磁流變拋光頭，可用于加工小口徑光學元件，且能保證磁流拋光液的循環更新。

本實用新型的技術方案為，一種磁流變拋光頭，包括調速電機、拋光頭外殼和拋光頭外殼內的固定軸，所述調速電機的輸出軸為空心軸，所述拋光頭外殼的尾端與調速電機輸出軸連接，所述固定軸尾端穿過調速電機輸出軸而與調速電機機體連接；所述固定軸前端安裝永磁體，而永磁體的兩極分別與A磁軛和B磁軛連接，所述A磁軛前端與B磁軛前端對接且兩個磁軛對接后形成的形狀與拋光頭外殼前端形狀一致，并在A磁軛與B磁軛的對接處留有間隙。

所述A磁軛與B磁軛對接處的間隙內安裝橡膠塊。

所述拋光頭外殼前端為球狀。

A磁軛和B磁軛、永磁體組成磁路，橡膠塊隔開磁軛和磁軛形成間隙，在間隙處產生漏磁磁場。將本實用新型所述的磁流變拋光頭以一定角度安裝在超精密數控機床的運動臺上，按一定的運動方式對工件表面進行拋光。工作時，拋光頭傾斜一定角度，使得拋光頭外殼前端在橡膠塊隔開的間隙處的法線與工件表面法線重合。磁流變拋光液由噴嘴噴到拋光頭外殼與工件的間隙處，磁流變拋光液在間隙處的磁場作用下形成賓漢體，調速電機帶動拋光頭外殼以速度ω₂旋轉，從而賓漢體隨拋光頭外殼旋轉，同時工件以速度ω₁旋轉，進而使得工件與賓漢體之間產生相對運動并產生剪切力實現材料去除的目的。當賓漢體隨拋光頭外殼運動到沒有漏磁磁場的區域時，磁流變拋光液恢復液態特性從而被甩掉，由此實現磁流變拋光液的可持續更新。

本實用新型結構簡單，由高磁導率的磁軛和永磁體組成的磁路在間隙處漏磁而產生梯度磁場，該磁場只存在于拋光頭部分區域而其余區域沒有，這樣的磁場分布能有效實現磁流變拋光液可持續更新；拋光頭外殼較小且前端為球狀，可用于加工小口徑光學元件；該裝置提高加工效率的同時，還可提高光學元件加工表面的質量。

附圖說明

圖1為本實用新型所述磁流變拋光頭的結構示意圖；

圖2是本實用新型所述磁流變拋光頭的工作示意圖；