專利名稱：一種環(huán)帶旋轉(zhuǎn)式磁流變拋光頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
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本實(shí)用新型屬光學(xué)零件精密加工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種磁流變加工設(shè)備中的 拋光頭，特別是指一種環(huán)帶旋轉(zhuǎn)式磁流變拋光頭。
技術(shù)背景
磁流變拋光技術(shù)是利用磁流變液在磁場(chǎng)中的流變性進(jìn)行拋光，在梯度磁場(chǎng) 中碎流變液形成一個(gè)具有粘塑性賓漢凸起，當(dāng)賓漢體與被加工光學(xué)零件表面接 觸并產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在工件表面產(chǎn)生剪切力，通過加入少量的拋光磨料實(shí)現(xiàn)
在公開的磁流變拋光技術(shù)中，有各種方式產(chǎn)生工件與賓漢體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)， 從而實(shí)現(xiàn)磁流變拋光，如
中國(guó)專利ZL96198445.7公開的是美國(guó)羅切斯基大學(xué)發(fā)明的磁流變拋光方 法，它是將磁流變液置于一個(gè)旋轉(zhuǎn)的輪子表面，帶動(dòng)磁流變液到磁場(chǎng)中，工件 和磁場(chǎng)有一定的間隙，磁流變液在通過這個(gè)間隙時(shí)被磁化，形成類似于一個(gè)接 觸面很小的點(diǎn)接觸式加工工具；在拋光過程中，磁流變加工工具位置是固定不 變，通過旋轉(zhuǎn)輪帶動(dòng)磁流變液的流動(dòng)而產(chǎn)生的剪切力實(shí)現(xiàn)拋光；
中國(guó)專利ZL03124557. 9也公開了另外一種利用磁流變拋光的方法，通過控 制工件空間的運(yùn)動(dòng)位置及噴嘴周圍磁場(chǎng)大小來控制磁流變液的流變性，實(shí)現(xiàn)光 學(xué)零件的確定量加工，這種方法是由磁流變液的噴射作用產(chǎn)生剪切力來實(shí)現(xiàn)拋 光；
中國(guó)專利CN12116723C還公開的一種電磁方式磁流變拋光頭，在實(shí)現(xiàn)磁流 變加工過程中，需要控制拋光頭的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)，并結(jié)合數(shù)控三坐標(biāo)磨床來實(shí)現(xiàn) 加工，其特點(diǎn)是拋光頭的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生剪切力，但在實(shí)現(xiàn)球面等光學(xué)零件的加工過程中為點(diǎn)接觸式加工。
上述三種磁流變拋光方法中，都是類似點(diǎn)接觸研磨拋光的方式，要求對(duì)零 件的位置或者磁流變拋光頭的位置進(jìn)行嚴(yán)格的控制調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)加工，這樣 要求零件位置調(diào)整的精度要求非常高，控制機(jī)構(gòu)復(fù)雜，容易引起加工誤差，并 且磁流變拋光的效率不是很高。
而在中國(guó)專利CN1872495A公開的磁流變?nèi)嵝跃伖庠O(shè)備和方法，其提供 了一種面接觸式的磁流變拋光頭，在通電后內(nèi)磁極端面附近的磁流變拋光液被 磁化，形成環(huán)帶狀柔性精磨拋光磨具，可以實(shí)現(xiàn)柔性、可塑性和通用性加工， 然而，該方法中磁流變拋光位置固定不動(dòng)，使在加工過程中形成的剪切力不夠， 影響了磁流變加工的效率，并且在實(shí)現(xiàn)整個(gè)光學(xué)零件加工面的均勻性加工時(shí)， 要求零件的運(yùn)動(dòng)方式較為復(fù)雜，使得整個(gè)磁流變拋光設(shè)備的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種環(huán)帶旋轉(zhuǎn)式磁流變拋光，以克服現(xiàn)有技術(shù) 存在的加工效率低和設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題。
'為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為 一種環(huán)帶旋轉(zhuǎn)式磁流 變拋光頭，包括旋轉(zhuǎn)軸和工作槽，其特殊之處在于還包括分別套設(shè)于旋轉(zhuǎn)軸 上部和下部的隨動(dòng)旋轉(zhuǎn)組件和固定組件，所述隨動(dòng)旋轉(zhuǎn)組件由外磁極、防水膠 圈、內(nèi)磁極、連接塊和工作槽構(gòu)成，其中內(nèi)磁極的下部固定聯(lián)接于旋轉(zhuǎn)軸的上 部，連接塊固定套架于旋轉(zhuǎn)軸上部的臺(tái)階處，外磁極固定于連接塊的外側(cè)，外 磁極的環(huán)形上端面傾斜朝向外側(cè)形成存液面，連接塊的上部、內(nèi)磁極和外磁極 之間設(shè)置有環(huán)狀的防水膠圈，工作槽的下部插設(shè)固定于外磁極的外側(cè)、存液面 的下部；所述固定組件由電磁線圈、磁芯、軸承、旋轉(zhuǎn)軸、軸承固定壓板和不 導(dǎo)磁板組成，所述磁芯是無蓋桶狀，底部中心有孔并通過軸承與旋轉(zhuǎn)軸聯(lián)接， 在磁芯內(nèi)側(cè)環(huán)設(shè)有與其固定聯(lián)接的電磁線圈，磁芯的底部外側(cè)固定設(shè)置有不導(dǎo) 磁板；所述外磁極、內(nèi)磁極、磁芯、旋轉(zhuǎn)軸和軸承固定壓板為軟磁材料，所述
防水膠圈、連接塊、工作槽、連接套筒和不導(dǎo)磁板為不導(dǎo)磁材料。上述內(nèi)磁極的下部嵌設(shè)于旋轉(zhuǎn)軸的上端。 上述外磁極和磁芯的外側(cè)設(shè)置有防水罩。 上述防水罩固定設(shè)置于工作槽的下部。
上述旋轉(zhuǎn)軸的下部設(shè)置有連接結(jié)構(gòu)。該連接結(jié)構(gòu)用于磁流變拋光頭與磁流 變拋光設(shè)備的連接。
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且提供的磁流變拋光頭能夠?qū)崿F(xiàn)自轉(zhuǎn)，通過旋轉(zhuǎn)
與j:件產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)磁流變拋光，并且在實(shí)現(xiàn)磨頭旋轉(zhuǎn)時(shí)，可以使 得工件與磨頭產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)面接觸式加工，從而實(shí)現(xiàn)高速的磁流變加 工，加工效率高，同時(shí)使得光學(xué)元件的加工質(zhì)量提高。


圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本實(shí)用新型工作示意圖3本實(shí)用新型工作中形成的賓漢體結(jié)構(gòu)示意圖。
其中1-外磁極、2-防水膠圈、3-內(nèi)磁極、4-連接塊、5-工作槽、6-緊定 螺釘、7-電磁線圈、8-磁芯、9-防水罩、10-軸承、11-連接套筒、12-旋轉(zhuǎn)軸、 13-軸承固定壓板、14-普通螺釘、15-不導(dǎo)磁板、16-拋光液、17-工件軸、18-存液面。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做詳細(xì)地描述。
參見圖1， 一種環(huán)帶旋轉(zhuǎn)式磁流變拋光頭，包括旋轉(zhuǎn)軸12，還包括分別套 設(shè)于旋轉(zhuǎn)軸12上部和下部的隨動(dòng)旋轉(zhuǎn)組件和固定組件。所述隨動(dòng)旋轉(zhuǎn)組件由外 磁極l、防水膠圈2、內(nèi)磁極3、連接塊4和工作槽5構(gòu)成，其中內(nèi)磁極3的下 部嵌設(shè)固定聯(lián)接于旋轉(zhuǎn)軸12的上部，連接塊4固定套架于旋轉(zhuǎn)軸12上部的臺(tái) 階處，外磁極1通過緊定螺釘6固定于連接塊4的外側(cè)，外磁極1的環(huán)形上端 面傾斜朝向外側(cè)形成存液面18，連接塊4的上部、內(nèi)磁極3和外磁極1之間設(shè) 置有環(huán)狀的防水膠圈2，工作槽5的下部插設(shè)固定于外磁極1的外側(cè)、存液面18的下部；所述固定組件由電磁線圈7、磁芯8、軸承IO、旋轉(zhuǎn)軸12、軸承固 定壓板13和不導(dǎo)磁板15組成，所述磁芯8是無蓋桶狀，底部中心有孔并通過 軸承10與旋轉(zhuǎn)軸12聯(lián)接，在磁芯8內(nèi)側(cè)環(huán)設(shè)有與其固定聯(lián)接的電磁線圈7,磁 芯8的底部外側(cè)通過普通螺釘14固定不導(dǎo)磁板15;其中外磁極1、內(nèi)磁極3、 磁芯8、旋轉(zhuǎn)軸12和軸承固定壓板13為軟磁材料，防水膠圈2、連接塊4、工 作槽5、連接套筒11和不導(dǎo)磁板15為不導(dǎo)磁材料。所說的外磁極1和磁芯8的 外側(cè)設(shè)置有防水罩9，該防水罩9固定設(shè)置于工作槽5的下部。在旋轉(zhuǎn)軸12的 下部還設(shè)置有連接結(jié)構(gòu)，所說的聯(lián)接結(jié)構(gòu)在本實(shí)施例中是連接套筒U。
參見圖2，工作時(shí)，首先在工作槽5中放入磁流變拋光液16，給電磁線圈7 供電后，就會(huì)在外磁極1和內(nèi)磁極3的最小間隙的位置產(chǎn)生磁場(chǎng)強(qiáng)度較大的梯 度磁場(chǎng)，從而形成環(huán)帶狀的賓漢體，然后通過電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸12轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)磁極 3和外磁極1旋轉(zhuǎn)軸12—起轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)環(huán)帶狀的賓漢體旋轉(zhuǎn)，同時(shí)工件軸 17由運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)進(jìn)行擺動(dòng)和自轉(zhuǎn)，進(jìn)而使得工件與環(huán)帶狀賓漢體之間形成相 對(duì)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生剪切力實(shí)現(xiàn)磁流變拋光。
參見圖3，本實(shí)用新型磁流變拋光頭供電后形成賓漢體圖，從圖3中可以看 出，該磁流變拋光頭在供電后，形成的賓漢體為環(huán)帶狀，在加工過程中能夠?qū)?現(xiàn)面接觸。
權(quán)利要求1、一種環(huán)帶旋轉(zhuǎn)式磁流變拋光頭，包括旋轉(zhuǎn)軸(12)和工作槽(5)，具特征在于還包括分別套設(shè)于旋轉(zhuǎn)軸(12)上部和下部的隨動(dòng)旋轉(zhuǎn)組件和固定組件，所述隨動(dòng)旋轉(zhuǎn)組件由外磁極(1)、防水膠圈(2)、內(nèi)磁極(3)、連接塊(4)和工作槽(5)構(gòu)成，其中內(nèi)磁極(3)的下部固定聯(lián)接于旋轉(zhuǎn)軸(12)的上部，連接塊(4)固定套架于旋轉(zhuǎn)軸(12)上部的臺(tái)階處，外磁極(1)固定于連接塊(4)的外側(cè)，外磁極(1)的環(huán)形上端面傾斜朝向外側(cè)形成存液面(18)，連接塊(4)的上部、內(nèi)磁極(3)和外磁極(1)之間設(shè)置有環(huán)狀的防水膠圈(2)，工作槽(5)的下部插設(shè)固定于外磁極(1)的外側(cè)、存液面(18)的下部；所述固定組件由電磁線圈(7)、磁芯(8)、軸承(10)、旋轉(zhuǎn)軸(12)、軸承固定壓板(13)和不導(dǎo)磁板(15)組成，所述磁芯(8)是無蓋桶狀，底部中心有孔并通過軸承(10)與旋轉(zhuǎn)軸(12)聯(lián)接，在磁芯(8)內(nèi)側(cè)環(huán)設(shè)有與其固定聯(lián)接的電磁線圈(7)，磁芯(8)的底部外側(cè)固定設(shè)置有不導(dǎo)磁板(15)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種環(huán)帶旋轉(zhuǎn)式磁流變拋光頭，其特征在于內(nèi) 磁極(3)的下部嵌設(shè)于旋轉(zhuǎn)軸(12)的上端。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種環(huán)帶旋轉(zhuǎn)式磁流變拋光頭，其特征在于外 磁極(1)和磁芯(8)的外側(cè)設(shè)置有防水罩(9)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種環(huán)帶旋轉(zhuǎn)式磁流變拋光頭，其特征在于防 水罩(9)固定設(shè)置于工作槽(5)的下部。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種環(huán)帶旋轉(zhuǎn)式磁流變拋光頭，其特征在于: 旋轉(zhuǎn)軸(12)的下部設(shè)置有連接結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種環(huán)帶旋轉(zhuǎn)式磁流變拋光頭。在現(xiàn)有的磁流變拋光技術(shù)中，工件與賓漢體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)不外乎點(diǎn)接觸研磨拋光和面接觸研磨拋光，然而目前的加工設(shè)備中，對(duì)零件位置調(diào)整的精度要求非常高，控制機(jī)構(gòu)復(fù)雜，容易引起加工誤差，并且效率不是很高。本實(shí)用新型提供的一種環(huán)帶旋轉(zhuǎn)式磁流變拋光頭包括旋轉(zhuǎn)軸和工作槽，還包括分別套設(shè)于旋轉(zhuǎn)軸上部和下部的隨動(dòng)旋轉(zhuǎn)組件和固定組件，通過隨動(dòng)旋轉(zhuǎn)組件和固定組件的組合來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生一種環(huán)帶旋轉(zhuǎn)式的磁流變拋光頭。不但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且提供的磁流變拋光頭能夠?qū)崿F(xiàn)自轉(zhuǎn)，并且在實(shí)現(xiàn)磨頭旋轉(zhuǎn)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)面接觸式加工，加工效率高，同時(shí)使得光學(xué)元件的加工質(zhì)量提高。
文檔編號(hào)B24B31/116GK201320720SQ20082022833
公開日2009年10月7日 申請(qǐng)日期2008年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月22日
發(fā)明者劉衛(wèi)國(guó), 謙 彌, 杭凌俠, 郭忠達(dá), 陽志強(qiáng), 陳智利 申請(qǐng)人:西安工業(yè)大學(xué)