[實(shí)用新型]一種回轉(zhuǎn)式光纖預(yù)制棒磁流變拋光機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721143497.8
• 申請(qǐng)日: 2017-09-07
• 公開（公告）號(hào): CN207255836U
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邢康林;沙杰;張?zhí)?/a>;朱月松;朱紅瑜;劉偉杰;李愛民
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B24B1/00
• 分類號(hào): B24B1/00
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務(wù)所(普通合伙)41117
• 代理人: 楊妙琴

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及磁流變拋光技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種回轉(zhuǎn)式光纖預(yù)制棒磁流變拋光機(jī)。

背景技術(shù)

光纖制造的核心是光纖預(yù)制棒制造技術(shù)。目前，常見的光纖加工方法主要有沉積法和機(jī)械法，所述沉積法包括化學(xué)汽相，管外汽相，等離子體汽相等。現(xiàn)階段的工藝為先制造預(yù)制棒芯棒,然后在芯棒外采用不同技術(shù)制造外包層。與沉積法相比，機(jī)械法前期投資少，適用于特種光纖的批量加工。機(jī)械法的主要實(shí)施流程為原始光纖玻璃制備，預(yù)制棒毛坯加工，預(yù)制棒內(nèi)外表面研磨拋光加工及預(yù)制棒拉絲等過程。

光纖預(yù)制棒的表面質(zhì)量與光纖質(zhì)量密切相關(guān)。為了獲得鏡面級(jí)的內(nèi)外表面，后續(xù)的拋光整形加工方法與技術(shù)成為必不可少的重要工藝；目前預(yù)制棒的內(nèi)孔及外圓的拋光主要由手工操作和機(jī)械拋光完成，不僅拋光效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且難于獲得穩(wěn)定的形面精度及拋光品質(zhì)。因此，研究針對(duì)非金屬材質(zhì)的內(nèi)孔及外圓拋光的高效、高表面質(zhì)量批量拋光方法及裝置，對(duì)于提高光纖預(yù)制棒乃至光纖的制造效率和質(zhì)量具有重要的意義。

常見的拋光方法主要有化學(xué)拋光、磁力拋光、火焰拋光及浮動(dòng)拋光等。受限于光纖預(yù)制棒的機(jī)械屬性（脆性大，表面易劃傷等）、形狀（內(nèi)外圓柱面）、尺寸（長度約：150mm、直徑約：20mm、內(nèi)徑約為：3-8mm）及設(shè)備投入等，使得拋光方法的選擇存在較大的局限性。

磁流變拋光技術(shù)主要利用磁流變液在磁場中的流變特性進(jìn)行拋光，即在強(qiáng)磁場下，磁流變液體的磁性成分可以通過流變作用，表現(xiàn)出類似固體的性質(zhì)而形成具有黏塑性的柔性磨輪特征，當(dāng)磁場消失時(shí)其又恢復(fù)其流動(dòng)特性。該技術(shù)的實(shí)現(xiàn)需要零件表面與磁流變拋光液之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在添加磁場之后，拋光液與零件表面間會(huì)形成剪切力，實(shí)現(xiàn)零件表面的高質(zhì)量拋光。在磁流變拋光過程中，拋光效率主要取決于接觸面間的剪切力的大小，具體為磁場強(qiáng)度，相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度等多種因素決定。

實(shí)踐證明：磁流變技術(shù)具有優(yōu)異的磨削拋光性能。專利ZL96198445.7公開了磁流變流體精密加工零件表面的方法，在磁場中，被磁化后的磁流變液通過柔性拋光輪進(jìn)入工件和柔性拋光輪的間隙，與工件部分表面接觸并拋除與之接觸的工件材料。專利ZL03124557.9公開了一種可噴射磁流變液并使其形成射流的外設(shè)磁場裝置，該裝置通過控制噴嘴周圍磁場的大小，方向及工件的位置來控制磁流變液的變性，實(shí)現(xiàn)工件的拋光。專利ZL200410044076.0公開了一種超聲波磁流變復(fù)合拋光裝置的回轉(zhuǎn)工具頭，其內(nèi)部通入磁流變液，在磁場的作用下，通過精密控制系統(tǒng)控制工具頭運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)而形成高精度的光學(xué)表面。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型提供了一種回轉(zhuǎn)式光纖預(yù)制棒磁流變拋光機(jī)，該拋光機(jī)利用高速回轉(zhuǎn)磁場采用不同的光纖預(yù)制棒加持方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)沉浸在磁流變液回路中的光纖預(yù)制棒的外圓以及內(nèi)孔的拋光加工。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種回轉(zhuǎn)式光纖預(yù)制棒磁流變拋光機(jī)，其特征在于，該拋光機(jī)包括光纖預(yù)制棒定位裝置，與所述光纖預(yù)制棒定位裝置相連接的磁流變液循環(huán)系統(tǒng)，以及用于拋光光纖預(yù)制棒的回轉(zhuǎn)式磁流變拋光頭裝置；

所述光纖預(yù)制棒定位裝置包括左右頂針，所述左右頂針之間利用石蠟粘結(jié)所述光纖預(yù)制棒的左右兩端，所述左右頂針分別通過調(diào)節(jié)螺釘與左右支撐座連接，所述左右頂針與所述調(diào)節(jié)螺釘之間分別設(shè)有微型彈簧，所述左右支撐座之間連接有石英玻璃管，所述石英玻璃管套設(shè)在所述光纖預(yù)制棒的外側(cè)；

所述磁流變液循環(huán)系統(tǒng)包括將磁流變液送入所述光纖預(yù)制棒定位裝置的一端的上水箱，以及將磁流變液從所述光纖預(yù)制棒定位裝置的另一端引出的下水箱，所述光纖預(yù)制棒定位裝置的另一端設(shè)有用于將磁流變液引入所述上水箱的回水管道，所述下水箱通過排水管道將所述磁流變液排出；所述上水箱和所述下水箱分別通過相應(yīng)的出水管道利用所述光纖預(yù)制棒定位裝置的左右支撐座與所述石英玻璃管相連接，所述上水箱、所述光纖預(yù)制棒定位裝置和所述下水箱的水平位置依次降低；

所述回轉(zhuǎn)式磁流變拋光頭裝置包括磁力旋轉(zhuǎn)輪、電磁鐵、石墨棒、張緊輪、中空主軸、軸承、軸承座和伺服電機(jī)，所述中空主軸通過軸承與軸承座固定連接，所述中空主軸與所述磁力旋轉(zhuǎn)輪相連，在所述磁力旋轉(zhuǎn)輪的外緣上設(shè)有導(dǎo)電滑環(huán)，所述磁力旋轉(zhuǎn)輪的中部設(shè)有電磁鐵，所述電磁鐵通過導(dǎo)線與所述導(dǎo)電滑環(huán)連接，所述石墨棒與電源相連接，所述石墨棒能夠與所述導(dǎo)電滑環(huán)接觸，形成閉合回路；所述伺服電機(jī)通過所述張緊輪驅(qū)動(dòng)所述磁力旋轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)，所述磁力旋轉(zhuǎn)輪帶動(dòng)所述電磁鐵旋轉(zhuǎn)形成高速旋轉(zhuǎn)的磁場，所述磁場作用于所述石英玻璃管中的磁流變液形成高速旋轉(zhuǎn)的柔性拋光膜。