專利名稱：一種磁流變拋光頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種磁流變加工設(shè)備中的核心部件。
背景技術(shù)：
光學(xué)零件的精磨拋光在精密儀器、光學(xué)儀器和光電一體化制造技術(shù)及自控、通訊、軍工等領(lǐng)域是一個重要的課題，國內(nèi)外許多單位對這一技術(shù)都在進行研發(fā)。其中專利號為200620079302. 3的中國實用新型專利公開了一種“光學(xué)零件精磨拋光機”。該拋光機包括一拋光頭，它是在向拋光頭中的電磁線圈通電后，其內(nèi)磁極端面附近的磁流變拋光液被磁化，形成一環(huán)帶狀柔性精磨拋光磨具；它還包括一可旋轉(zhuǎn)的工件主軸，該工件主軸裝配在機座擺架上，欲加工的光學(xué)零件安裝在該主軸的下端，而機座還包括控制擺架移動和擺動的控制機構(gòu)。該拋光機的特點是被加工的光學(xué)零件表面與柔性精磨拋光磨具可自適應(yīng)吻合，因 此可進行柔性和可塑性面研磨，在一定的范圍內(nèi)加工制造不同曲率半徑的精密光學(xué)零件。但是，該拋光機存在的不足是在精磨拋光的過程中，由于內(nèi)磁極的位置固定不動，即形成的環(huán)帶狀柔性精磨拋光磨具位置不動，使精磨拋光中的剪切力不足，從而加工效率較低。另夕卜，其拋光頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計也不夠合理和簡捷，實有改進之必要。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是克服的上述現(xiàn)有技術(shù)中拋光頭之缺陷，而提供一種設(shè)計合理、簡捷，并且其磁極可相對于被加工光學(xué)零件的表面可相對運動，從而增加剪切力，提高加工效率的磁流變拋光頭。為了實現(xiàn)上述的目的，可以采用以下的技術(shù)方案本方案的磁流變拋光頭包括一工件轉(zhuǎn)軸和驅(qū)動其轉(zhuǎn)動的工件轉(zhuǎn)軸驅(qū)動電機；該工件轉(zhuǎn)軸的上端與工件轉(zhuǎn)軸驅(qū)動電機相連接，其下端可安裝欲加工的光學(xué)零件；一導(dǎo)磁材料制作的電磁芯，該電磁芯呈圓盆狀，其盆底的中心設(shè)有一臺階形通孔，該臺階形通孔的上段大于下段；在盆底底面中部的圓周上均布著多個陰螺紋孔；一非導(dǎo)磁材料制作的法蘭盤；該法蘭盤中心的通孔直徑等于上述電磁芯盆底臺階形通孔中的上段直徑；在法蘭盤中心的通孔外面的圓周上還設(shè)置有與電磁芯盆底上的陰螺紋孔一一對應(yīng)的螺釘孔；在該圈螺釘孔的外面圓周上還設(shè)有多個均布的法蘭盤安裝螺釘孔；一電磁線圈，該電磁線圈裝配在電磁芯內(nèi)；—導(dǎo)磁材料制作的外磁極套，該外磁極套的外形分為三段，其下段為一直徑等于電磁芯的外徑的圓柱，中段為一直徑略小于下段圓柱直徑的扁圓柱，其上段為一大端在下的錐臺，該錐臺的底圓直徑等于中段圓柱的直徑，并與中段圓柱相接；該外磁極套的內(nèi)孔也分為三段，其下段內(nèi)孔直徑等于電磁芯的圓盆內(nèi)徑，高度略低于其外形下段圓柱的高度，中段內(nèi)孔直徑略小于下段內(nèi)孔直徑，其頂面高度與外形下段圓柱的頂面高度相等；上段內(nèi)孔為一大端在下的錐臺，該錐臺的底圓直徑等于中段內(nèi)孔的直徑，并與中段內(nèi)孔的頂面相接，錐臺的頂圓直徑與外形中的上段錐臺之頂圓直徑相等；在該外磁極套下部的側(cè)壁上制有一陰螺紋孔；一導(dǎo)磁材料制作的內(nèi)磁極柱，該內(nèi)磁極柱分為三段，其上段為一上大下小的錐臺，該錐臺頂圓的直徑略小于上述外磁極套外形中的上段錐臺之頂圓直徑，該錐臺的頂部還設(shè)有一凹窩，其中段為一圓柱，該圓柱的頂面與上段的錐臺底部相接，其下段為一直徑小于中段圓柱的小圓柱軸頭，該小圓柱軸頭上制有陽螺紋；一導(dǎo)磁材料制作的磁極轉(zhuǎn)軸，該磁極轉(zhuǎn)軸從上至下分為5段，其中第2段的直徑略小于上述電磁線圈的內(nèi)徑，第I段的直徑略小于第2段的直徑，并且在其芯部制有一陰螺紋孔，第3段的直徑略大于第2段的直徑且略小于電磁芯中的臺階形通孔下段的直徑，第4段的直徑與第2段相等，第5段的直徑略小于第4段的直徑；一非導(dǎo)磁材料制作的圓環(huán)，該圓環(huán)的外徑與外磁極套的下段內(nèi)孔直徑相配合，其內(nèi)孔直徑與磁極轉(zhuǎn)軸的第I段之直徑相配合，其厚度等于磁極轉(zhuǎn)軸的第I段之長度；一非導(dǎo)磁材料制作的傳動零件，該傳動零件的內(nèi)徑與上述磁極轉(zhuǎn)軸的第5段直徑相配合；一非導(dǎo)磁材料制作的儲液槽，該儲液槽呈圓筒狀，其桶底設(shè)有一圓通孔，該圓通孔的直徑與外磁極套外形之中段扁圓柱直徑相配合并焊接在外磁極套上；在該儲液槽中裝有磁流變拋光液；上述的法蘭盤用多個螺釘裝配在電磁芯的底面上；一滾動軸承I，該滾動軸承I裝在電磁芯盆底的臺階形通孔的上段中；上述的磁極轉(zhuǎn)軸從法蘭盤中心的通孔向上穿入，第I段和第2段穿過該滾動軸承I的內(nèi)孔、電磁線圈的內(nèi)孔，其第3段的上端面靠緊在滾動軸承I內(nèi)圈的下端面；一滾動軸承II，該滾動軸承II裝在法蘭盤中心的通孔中，其上端靠緊在磁極轉(zhuǎn)軸第4段的上端面；將圓環(huán)套裝在磁極轉(zhuǎn)軸的第I段外，把內(nèi)磁極柱中的小圓柱頭擰緊在轉(zhuǎn)軸第I段芯部的陰螺紋孔中，再將外磁極套套裝在圓環(huán)的外面，其底面與電磁芯的頂面貼合；用一緊定螺釘擰入外磁極套下部側(cè)壁上的陰螺紋孔中并將外磁極套和圓環(huán)固定在一起；還有一密封圈，該密封圈的橫截面形狀與外磁極套、內(nèi)磁極柱和圓環(huán)裝配在一起時形成的空間形狀相同，并且該密封圈裝于該空間中；上述的傳動零件固裝在磁極轉(zhuǎn)軸的第5段上；上述的工件轉(zhuǎn)軸之下部侵入到儲液槽中的磁流變拋光液中。進一步地，還可增設(shè)一個圓環(huán)片，該圓環(huán)片用導(dǎo)磁材料制作，其外徑略小于電磁芯的盆壁內(nèi)徑，其內(nèi)徑等于或略大于滾動軸承I外圈的內(nèi)徑，它裝在電磁線圈的底面和電磁芯的盆底上表面之間。更進一步地,上述的傳動零件可以是一個皮帶輪。工作時，分別啟動工件轉(zhuǎn)軸的驅(qū)動電機和驅(qū)動傳動零件的驅(qū)動電機，使工件轉(zhuǎn)軸和磁極轉(zhuǎn)軸分別旋轉(zhuǎn)，磁極轉(zhuǎn)軸帶動圓環(huán)、外磁極套、內(nèi)磁極柱和密封圈一起轉(zhuǎn)動；利用機座中控制擺架移動和擺動的控制機構(gòu)調(diào)節(jié)工件轉(zhuǎn)軸的中心線位置，使其與磁極轉(zhuǎn)軸的中心線重合；再給電磁線圈通電，此時在外磁極套和內(nèi)磁極柱上端面與被加工零件表面之間的空間中的磁流變拋光液被磁化，產(chǎn)生環(huán)帶狀的賓漢(Binham)可塑性固態(tài)物，即形成環(huán)帶狀的精磨拋光磨具，對工件的加工面進行自適應(yīng)吻合的磨削和拋光。本實用新型的有益效果是本磁流變拋光頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、簡捷，尤其是在加工中磁極與加工面之間形成相對運動，即增加了所形成的環(huán)帶狀柔性精磨拋光磨具的剪切力，提高了加工的效率。為了使本實用新型便于理解和更加清晰，下面通過附圖和實施例對其作進一步說明。

圖I是本實用新型的實施例之結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖I中的外磁極套之剖面放大示意圖。圖3是圖I中的內(nèi)磁極柱之剖面放大示意圖。 圖4是圖I中的密封圈之剖面放大示意圖。圖5是圖I中的磁極轉(zhuǎn)軸之剖面放大示意圖。圖6是圖I中的電磁芯之剖面放大示意圖。
具體實施方式
實施例，參看圖I-圖6。本實施例的磁流變拋光頭包括一工件轉(zhuǎn)軸I和驅(qū)動其轉(zhuǎn)動的工件轉(zhuǎn)軸驅(qū)動電機20 ;該工件轉(zhuǎn)軸I的上端與工件轉(zhuǎn)軸驅(qū)動電機20相連接，其下端可安裝欲加工的光學(xué)零件2 ；一導(dǎo)磁材料制作的電磁芯11 (見圖6)，該電磁芯11呈圓盆狀，其盆底的中心設(shè)有一臺階形通孔，該臺階形通孔的上段112大于下段113 ;在盆底底面中部的圓周上均布著多個陰螺紋孔114;一非導(dǎo)磁材料制作的法蘭盤13(見圖I);該法蘭盤13中心的通孔直徑等于上述電磁芯11盆底臺階形通孔中的上段112的直徑；在法蘭盤13中心的通孔外面的圓周上還設(shè)置有與電磁芯11盆底上的陰螺紋孔114一一對應(yīng)的螺釘孔；在該圈螺釘孔的外面圓周上還設(shè)有多個均布的法蘭盤安裝螺釘孔131 ；一電磁線圈10(見圖I)，該電磁線圈10裝配在電磁芯11內(nèi)；一導(dǎo)磁材料制作的外磁極套7 (見圖2)，該外磁極套7的外形分為三段，其下段為一直徑等于電磁芯11的外徑D的圓柱71，中段為一直徑略小于下段圓柱71直徑的扁圓柱75，其上段為一大端在下的錐臺72，該錐臺72的底圓直徑等于中段圓柱75的直徑，并與中段圓柱75相接；該外磁極套7的內(nèi)孔也分為三段，其下段內(nèi)孔77直徑等于電磁芯11的圓盆內(nèi)徑d，高度略低于其外形下段圓柱71的高度，中段內(nèi)孔78直徑略小于下段內(nèi)孔77的直徑，其頂面高度與外形下段圓柱71的頂面高度相等；上段內(nèi)孔為一大端在下的錐臺73，該錐臺73的底圓直徑等于中段內(nèi)孔78的直徑，并與中段內(nèi)孔78的頂面相接，錐臺73的頂圓直徑與外形中的上段錐臺72之頂圓直徑相等；在該外磁極套7下部的側(cè)壁上制有一陰螺紋孔76 ；一導(dǎo)磁材料制作的內(nèi)磁極柱19(見圖3)，該內(nèi)磁極柱19分為三段，其上段為一上大下小的錐臺193，該錐臺193頂圓的直徑略小于上述外磁極套7外形中的上段錐臺72之頂圓直徑，該錐臺193的頂部還設(shè)有一凹窩194，其中段為一圓柱191，該圓柱191的頂面與上段的錐臺193底部相接，其下段為一直徑小于中段圓柱191的小圓柱軸頭192，該小圓柱軸頭192上制有陽螺紋；—導(dǎo)磁材料制作的磁極轉(zhuǎn)軸15 (見圖5),該磁極轉(zhuǎn)軸15從上至下分為5段,其中第2段153的直徑略小于上述電磁線圈10的內(nèi)徑，第I段152的直徑略小于第2段153的直徑，并且在其芯部制有一陰螺紋孔151，第3段154的直徑略大于第2段153的直徑且略小于電磁芯中的臺階形通孔下段的直徑，第4段155的直徑與第2段153相等，第5段156的直徑略小于第4段155的直徑；一非導(dǎo)磁材料制作的圓環(huán)9 (見圖I)，該圓環(huán)9的外徑與外磁極套7的下段內(nèi)孔77的直徑相配合，其內(nèi)孔直徑與磁極轉(zhuǎn)軸15的第I段152之直徑相配合，其厚度等于磁極轉(zhuǎn)軸的第I段152之長度；—非導(dǎo)磁材料制作的傳動零件14,該傳動零件14的內(nèi)徑與上述磁極轉(zhuǎn)軸15的第5段156的直徑相配合；一非導(dǎo)磁材料制作的儲液槽4，該儲液槽4呈圓筒狀，其桶底設(shè)有一圓通孔，該圓·通孔的直徑與外磁極套7外形之中段扁圓柱75直徑相配合并焊接在外磁極套7上；在該儲液槽4中裝有磁流變拋光液5 ；上述的法蘭盤13用多個螺釘17裝配在電磁芯11的底面上；一滾動軸承118，該滾動軸承118裝在電磁芯11盆底的臺階形通孔的上段112中；上述的磁極轉(zhuǎn)軸15從法蘭盤13中心的通孔向上穿入，第I段152和第2段153穿過該滾動軸承118的內(nèi)孔、電磁線圈10的內(nèi)孔，其第3段154的上端面靠緊在滾動軸承118內(nèi)圈的下端面；一滾動軸承1116，該滾動軸承1116裝在法蘭盤13中心的通孔中，其上端靠緊在磁極轉(zhuǎn)軸15第4段155的上端面；將圓環(huán)9套裝在磁極轉(zhuǎn)軸15的第I段151外，把內(nèi)磁極柱19中的小圓柱頭192擰緊在磁極轉(zhuǎn)軸15第I段芯部的陰螺紋孔151中，再將外磁極套7套裝在圓環(huán)9的外面，其底面與電磁芯11的頂面貼合；用一緊定螺釘8擰入外磁極套7下部側(cè)壁上的陰螺紋孔76中并將外磁極套7和圓環(huán)9固定在一起；還有一密封圈6 (見圖4),該密封圈6的橫截面形狀與外磁極套7、內(nèi)磁極柱19和圓環(huán)9裝配在一起時形成的空間形狀相同，并且該密封圈裝于該空間中；上述的傳動零件14固裝在磁極轉(zhuǎn)軸15的第5段156上；該傳動零件15如圖所示可以是一個皮帶輪，也可以是連接套、聯(lián)軸節(jié)等。上述的工件轉(zhuǎn)軸I之下部侵入到儲液槽4中的磁流變拋光液5中。其次，還可以增設(shè)一個圓環(huán)片12，該圓環(huán)片12用導(dǎo)磁材料制作，其外徑略小于電磁芯11的盆壁內(nèi)徑d，其內(nèi)徑等于或略大于滾動軸承118外圈的內(nèi)徑，它裝在電磁線圈10的底面和電磁芯11的盆底上表面之間，將滾動軸承118軸向定位。圖I中還用虛線示出了與其配套的“光學(xué)零件精磨拋光機”之機座23，磁極轉(zhuǎn)軸驅(qū)動電機22和機座擺架21的位置。工件轉(zhuǎn)軸驅(qū)動電機20裝在機座擺架21上。加工中形成的環(huán)帶狀的精磨拋光磨具3如圖I中所示。以上僅為本實用新型之較佳實施例，但其并不限制本實用新型的實施范圍，即不偏離本實用新型的權(quán)利要求所作之等同變化與修飾，仍應(yīng)屬于本實用新型之保護范圍。
權(quán)利要求1 一種磁流變拋光頭，其特征是包括 一工件轉(zhuǎn)軸和驅(qū)動其轉(zhuǎn)動的工件轉(zhuǎn)軸驅(qū)動電機；該工件轉(zhuǎn)軸的上端與工件轉(zhuǎn)軸驅(qū)動電機相連接，其下端可安裝欲加工的光學(xué)零件； 一導(dǎo)磁材料制作的電磁芯，該電磁芯呈圓盆狀，其盆底的中心設(shè)有一臺階形通孔，該臺階形通孔的上段大于下段；在盆底底面中部的圓周上均布著多個陰螺紋孔； 一非導(dǎo)磁材料制作的法蘭盤；該法蘭盤中心的通孔直徑等于上述電磁芯盆底臺階形通孔中的上段直徑；在法蘭盤中心的通孔外面的圓周上還設(shè)置有與電磁芯盆底上的陰螺紋孔一一對應(yīng)的螺釘孔；在該圈螺釘孔的外面圓周上還設(shè)有多個均布的法蘭盤安裝螺釘孔；一電磁線圈，該電磁線圈裝配在電磁芯內(nèi)； 一導(dǎo)磁材料制作的外磁極套，該外磁極套的外形分為三段，其下段為一直徑等于電磁芯的外徑的圓柱，中段為一直徑略小于下段圓柱直徑的扁圓柱，其上段為一大端在下的錐臺，該錐臺的底圓直徑等于中段圓柱的直徑，并與中段圓柱相接；該外磁極套的內(nèi)孔也分為三段，其下段內(nèi)孔直徑等于電磁芯的圓盆內(nèi)徑，高度略低于其外形下段圓柱的高度，中段內(nèi)孔直徑略小于下段內(nèi)孔直徑，其頂面高度與外形下段圓柱的頂面高度相等；上段內(nèi)孔為一大端在下的錐臺，該錐臺的底圓直徑等于中段內(nèi)孔的直徑，并與中段內(nèi)孔的頂面相接，錐臺的頂圓直徑與外形中的上段錐臺之頂圓直徑相等；在該外磁極套下部的側(cè)壁上制有一陰螺紋孔； 一導(dǎo)磁材料制作的內(nèi)磁極柱，該內(nèi)磁極柱分為三段，其上段為一上大下小的錐臺，該錐臺頂圓的直徑略小于上述外磁極套外形中的上段錐臺之頂圓直徑，該錐臺的頂部還設(shè)有一凹窩，其中段為一圓柱，該圓柱的頂面與上段的錐臺底部相接，其下段為一直徑小于中段圓柱的小圓柱軸頭，該小圓柱軸頭上制有陽螺紋； 一導(dǎo)磁材料制作的磁極轉(zhuǎn)軸，該磁極轉(zhuǎn)軸從上至下分為5段，其中第2段的直徑略小于上述電磁線圈的內(nèi)徑，第I段的直徑略小于第2段的直徑，并且在其芯部制有一陰螺紋孔，第3段的直徑略大于第2段的直徑且略小于電磁芯中的臺階形通孔下段的直徑，第4段的直徑與第2段相等，第5段的直徑略小于第4段的直徑； 一非導(dǎo)磁材料制作的圓環(huán)，該圓環(huán)的外徑與外磁極套的下段內(nèi)孔直徑相配合，其內(nèi)孔直徑與磁極轉(zhuǎn)軸的第I段之直徑相配合，其厚度等于磁極轉(zhuǎn)軸的第I段之長度； 一非導(dǎo)磁材料制作的傳動零件，該傳動零件的內(nèi)徑與上述磁極轉(zhuǎn)軸的第5段直徑相配合； 一非導(dǎo)磁材料制作的儲液槽，該儲液槽呈圓筒狀，其桶底設(shè)有一圓通孔，該圓通孔的直徑與外磁極套外形之中段扁圓柱直徑相配合并焊接在外磁極套上；在該儲液槽中裝有磁流變拋光液； 上述的法蘭盤用多個螺釘裝配在電磁芯的底面上； 一滾動軸承I，該滾動軸承I裝在電磁芯盆底的臺階形通孔的上段中；上述的磁極轉(zhuǎn)軸從法蘭盤中心的通孔向上穿入，第I段和第2段穿過該滾動軸承I的內(nèi)孔、電磁線圈的內(nèi)孔，其第3段的上端面靠緊在滾動軸承I內(nèi)圈的下端面； 一滾動軸承II，該滾動軸承II裝在法蘭盤中心的通孔中，其上端靠緊在磁極轉(zhuǎn)軸第4段的上端面； 將圓環(huán)套裝在磁極轉(zhuǎn)軸的第I段外，把內(nèi)磁極柱中的小圓柱頭擰緊在磁極轉(zhuǎn)軸第I段芯部的陰螺紋孔中，再將外磁極套套裝在圓環(huán)的外面，其底面與電磁芯的頂面貼合；用一緊定螺釘擰入外磁極套下部側(cè)壁上的陰螺紋孔中并將外磁極套和圓環(huán)固定在一起； 還有一密封圈，該密封圈的橫截面形狀與外磁極套、內(nèi)磁極柱和圓環(huán)裝配在一起時形成的空間形狀相同，并且該密封圈裝于該空間中； 上述的傳動零件固裝在磁極轉(zhuǎn)軸的第5段上； 上述的工件轉(zhuǎn)軸之下部侵入到儲液槽中的磁流變拋光液中。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁流變拋光頭，其特征是還有一個圓環(huán)片，該圓環(huán)片用導(dǎo)磁材料制作，其外徑略小于電磁芯的盆壁內(nèi)徑，其內(nèi)徑等于或略大于滾動軸承I外圈的內(nèi)徑，它裝在電磁線圈的底面和電磁芯的盆底上表面之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的磁流變拋光頭，其特征是所述的傳動零件是一個皮帶輪。
專利摘要本實用新型公開了一種磁流變拋光頭，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中的環(huán)帶狀柔性精磨拋光磨具位置不動，使精磨拋光中的剪切力不足之缺陷。它包括工件轉(zhuǎn)軸和工件轉(zhuǎn)軸驅(qū)動電機，電磁芯，法蘭盤，電磁線圈，外磁極套，內(nèi)磁極柱，磁極轉(zhuǎn)軸，圓環(huán)，傳動零件，儲液槽，密封圈等；磁極轉(zhuǎn)軸帶動外磁極套、內(nèi)磁極柱、圓環(huán)、密封圈一起轉(zhuǎn)動，而工件轉(zhuǎn)軸帶動工件相對于內(nèi)外磁極轉(zhuǎn)動，使它們間的空隙中的磁流變拋光液被磁化，形成環(huán)帶狀的精磨拋光模具，增加了切削力，可對工件的加工面進行高效率的自適應(yīng)吻合的磨削和拋光。
文檔編號B24B1/00GK202684649SQ201220290019
公開日2013年1月23日 申請日期2012年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月19日
發(fā)明者毛衛(wèi)平 申請人:東莞市蘭光光學(xué)科技有限公司