[實(shí)用新型]一種激光與磁流變液耦合拋光裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201920925878.4
• 申請(qǐng)日: 2019-06-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN210139250U
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張爭(zhēng)艷;耿康;楊浩飛;喬國(guó)朝;張慧慧;戴立達(dá);張建華
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B24B1/00
• 分類(lèi)號(hào): B24B1/00;B24B13/005;B24B47/20;B24B41/00;B24B57/00
• 代理公司: 天津翰林知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12210
• 代理人: 王瑞

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種激光與磁流變液耦合拋光裝置，該裝置包括激光發(fā)射器、激光導(dǎo)軌、電磁鐵、拋光輪、可旋轉(zhuǎn)支架、激光導(dǎo)軌滑塊、底座、工件進(jìn)給裝置和磁流變液循環(huán)裝置。本裝置將磁流變與激光耦合作用用于拋光，加工效率和加工精度高，加工質(zhì)量好，加工條件易控制。磁流變液在電磁鐵的磁場(chǎng)作用下變?yōu)轭?lèi)固體，相對(duì)于一個(gè)個(gè)柔性磨頭，在拋光輪帶動(dòng)下和工件產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，起到打磨拋光的作用。激光能夠通過(guò)熱傳導(dǎo)將熱量傳遞到工件的表面，降低工件表面的抗剪切力，軟化表面，提高拋光效率和質(zhì)量。工件進(jìn)給裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)形狀不規(guī)則的零件的各個(gè)位置的精密加工。磁流變液循環(huán)裝置實(shí)現(xiàn)磁流變液的循環(huán)利用。本裝置機(jī)械設(shè)計(jì)巧妙，制造成本低。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及超精密加工領(lǐng)域，具體是一種激光與磁流變液耦合拋光裝置。

背景技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)精密儀器以及測(cè)量精度的要求也越來(lái)越高，尤其是在光學(xué)領(lǐng)域。由于當(dāng)前追求光學(xué)系統(tǒng)擁有高分辨率、大視場(chǎng)等特點(diǎn)，故普遍采用非球面鏡設(shè)計(jì)，但受拋光工具尺寸等諸多因素的影響，小曲率半徑凹非球面和自由曲面元件的超精密加工技術(shù)是目前光學(xué)加工所面臨的巨大難題。

目前拋光技術(shù)大致分為直接接觸拋光、界面反應(yīng)拋光(準(zhǔn)接觸拋光)和非接觸拋光。直接接觸拋光是拋光盤(pán)和工件在拋光過(guò)程中直接接觸，依靠拋光磨料的機(jī)械磨削作用和拋光盤(pán)的摩擦作用去除材料，其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單、工藝條件易于保證，但效率低下、周期長(zhǎng)、成本高而且加工質(zhì)量無(wú)法保證。界面反應(yīng)拋光是利用固相反應(yīng)或水合反應(yīng)在工件表面生成反應(yīng)物，再通過(guò)拋光盤(pán)的摩擦力將其去除。非接觸拋光是指工件不與拋光盤(pán)接觸，在非接觸狀態(tài)下只讓磨料流經(jīng)被加工表面來(lái)進(jìn)行拋光的方法。非接觸拋光的去除量極小，可用于加工功能晶體材料元件和光學(xué)元件。這些拋光技術(shù)在成本、效率以及拋光精度上都存在或多或少的缺陷，因此需要一種比較綜合的拋光方法，而磁流變拋光已被證明是一種有效的超光滑低損傷的加工技術(shù)。

磁流變液在未加磁場(chǎng)時(shí)，就如普通流體一樣；加上一定強(qiáng)度磁場(chǎng)后，磁流變液會(huì)迅速變?yōu)榫哂姓乘苄缘腂ingham介質(zhì)，磁場(chǎng)消失后又可以變回為流動(dòng)的液體。磁流變拋光技術(shù)正是利用磁流變拋光液在梯度磁場(chǎng)中發(fā)生流變而形成的具有黏塑行為的柔性“小磨頭”與工件之間的快速相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使工件表面受到很大的剪切力，從而使工件表面材料被去除。

申請(qǐng)?zhí)枮?01310229989.9的文獻(xiàn)公開(kāi)了一種磁流變平面往復(fù)拋光裝置，工件固定在非導(dǎo)磁夾具上，夾具與工件軸之間設(shè)有軟磁板，裝有磁流變液的載液槽位于夾具下部，拋光時(shí)工件浸入磁流變液中。在軟磁板和電磁鐵作用下工作區(qū)域產(chǎn)生勻強(qiáng)磁場(chǎng)，工作時(shí)，位于載液槽下部的電磁鐵由往復(fù)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，如此磁流變液形成的“小磨頭”與工件拋光表面平行作直線往復(fù)移動(dòng)，配合工件轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到精密拋光的目的。這種拋光裝置優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，易于加工狹長(zhǎng)工作面；缺點(diǎn)是加工效率低，表面粗糙度不達(dá)標(biāo)，加工工件形狀受限制，無(wú)法對(duì)各點(diǎn)進(jìn)行拋光，磁流變液無(wú)法循環(huán)使用。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型擬解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種激光與磁流變液耦合拋光裝置。

本實(shí)用新型解決所述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是，提供一種激光與磁流變液耦合拋光裝置，其特征在于該裝置包括激光發(fā)射器、激光導(dǎo)軌、電磁鐵、拋光輪、可旋轉(zhuǎn)支架、激光導(dǎo)軌滑塊、底座、工件進(jìn)給裝置和磁流變液循環(huán)裝置；所述磁流變液循環(huán)裝置包括回收漏斗、回收磁流變液蠕動(dòng)泵、磁流變液攪拌箱、噴射磁流變液蠕動(dòng)泵、磁流變液噴嘴、中空支撐管、噴嘴轉(zhuǎn)盤(pán)和噴嘴定位盤(pán)；

所述激光導(dǎo)軌固定于底座上；可旋轉(zhuǎn)支架的頂部安裝有激光發(fā)射器，底部固定有激光導(dǎo)軌滑塊；激光導(dǎo)軌滑塊與激光導(dǎo)軌配合；所述拋光輪可轉(zhuǎn)動(dòng)安裝于底座上；所述電磁鐵固定于底座上，位于拋光輪正下方；所述回收漏斗通過(guò)中空支撐管固定于底座上；回收漏斗與中空支撐管連通；噴嘴定位盤(pán)固定于底座上；噴嘴轉(zhuǎn)盤(pán)可轉(zhuǎn)動(dòng)安裝于噴嘴定位盤(pán)中并通過(guò)噴嘴定位盤(pán)實(shí)現(xiàn)定位；磁流變液噴嘴固定于噴嘴轉(zhuǎn)盤(pán)上；回收漏斗通過(guò)中空支撐管和導(dǎo)管與磁流變液攪拌箱連通，導(dǎo)管上安裝有回收磁流變液蠕動(dòng)泵；磁流變液噴嘴通過(guò)導(dǎo)管與磁流變液攪拌箱連通，導(dǎo)管上安裝有噴射磁流變液蠕動(dòng)泵。