[发明专利]一种双面磁流变抛光装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种双面磁流变抛光装置及方法。

背景技术

随着光学、信息、航空航天、计量检测、生物医学等多个领域的飞速发展，高性能、高精度、高集成的光电系统不断涌现。以光学玻璃，结晶硅等硬脆材料为代表的光学元件对加工工艺提出更加严格的要求，传统的超精密镜面磨削与金刚石超精密车削加工后会在表面与亚表面留下损伤，因此，加工对于要求表面超光滑、亚表面不能损伤的光学元件的加工，新的光整加工技术的出现是必须的。

磁流变抛光技术是一项适应高精度、表面与亚表面没有损伤的光整加工技术，是利用磁流变液在不均匀磁场中的流变效应实现光整加工的一种工艺方法，是当前学术界，产业界研究的一个热点。

在公开的各种磁流变抛光技术中，有各种方式产生宾汉体与工件的相对运动来抛光工件，实现加工，但不能同时加工内外两个表面，一般只有一个抛光头，这种加工方式相对于多个抛光头来说，效率低。如美国Rochester大学所研究的磁流变抛光装置是将磁流变液通过泵体运到旋转的抛光轮表面，抛光轮将磁流变液带入磁场，形成宾汉体，宾汉体与工件形成相对运动，实现对工件的抛光。此方法无法实现对工件内表面的加工。

中国专利200810030898.1中提出了一种用于大口径非球面光学零件的磁流变变抛光装置，将大口径光学零件置于机床上，抛光头置于工件的正上方，磁流变循环系统跟抛光头相连，控制系统控制整个体统的工作。系统复杂，不适用于内外表面需要同时加工的零件。

一种磁射流抛光装置是磁流变液通过磁场内部高速射出，由于磁流变效应，磁流变液射出喷口时被约束，具有一定的粘度，通过调整磁场强度及喷射的方向来达到抛光工件的目的，其缺点就是控制难，精度低，不能同时加工内外表面。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种双面磁流变抛光装置及方法，可同时加工工件的内外表面，且结构简单，易于操作。

本发明的技术方案为，一种双面磁流变抛光装置，包括底座和储存磁流变液的储液罐，所述底座上安装由电机驱动其转动的抛光主轴，并设有抛光套筒套装在抛光主轴上且该抛光套筒通过连接件与抛光主轴连接，所述抛光套筒包括同轴且底板相连的的内抛光套筒和外抛光套筒，工件安装在内抛光套筒和外抛光套筒之间，且工件顶部通过固定件固定在抛光主轴上方的端盖；抛光套筒上安装多个电磁铁组，每个电磁铁组由对应安装在内抛光套筒和外抛光套筒上并由控制器为其提供电流的内套筒电磁铁和外套筒电磁铁组成，且每个电磁铁组中内套筒电磁铁和外套筒电磁铁靠近工件的端部磁极相反；储液罐的出液口设有连接管路分别通入内抛光套筒与工件之间的间隙和外抛光套筒与工件之间的间隙。

抛光套筒底部设有回收管路连接到储液罐的进液口。所述的磁流变液可以通过连接管道，从储液罐里面输出，利用喷嘴喷入磁流变液，在抛光套筒下面通过回收管路将回收的磁流变液输送到储液罐里面，实现整个装置磁流变液的输入与输出的循环，进而实现磁流变液的循环更新。

所述电磁铁可以根据实际需要改变其形状、个数、位置，以适应不同形状，不同位置，不同大小的双面圆环零件的高效率、超精密抛光要求。可将所述内套筒电磁铁和外套筒电磁铁靠近工件的端面为水平；也可将内套筒电磁铁和外套筒电磁铁靠近工件的端面为对应的向内凹陷和向外凸出。

一种利用上述双面磁流变抛光装置的双面磁流变抛光方法，该方法包括如下步骤，将工件安装在内抛光套筒与外抛光套筒之间，启动抛光主轴的电机，内抛光套筒4和外抛光套筒随抛光主轴转动，然后打开储液罐的出液口，通过连接管路向内抛光套筒与工件之间的间隙和外抛光套筒与工件之间的间隙内注入磁流变液，启动控制器并由控制器向内套筒电磁铁和外套筒电磁铁提供间歇性电流，每个电磁铁组相当于一组抛光头，分别加工工件内外表面。

所述控制器向电磁铁提供间歇性电流，所以电磁铁也是间歇性的提供磁性，电磁铁有磁性与无磁性的过程就是磁性抛光缎带与磁流变液相互转化的过程，抛光套筒上的电磁铁的运动带动整个磁流变液的运动，实现磁流变液的循环使用。

由以上可知，本发明作为一种双面磁流变抛光装置及方法，可同时加工工件的的内外表面，结构简单，成本低，且易于操作，并能实现磁流变液的循环使用。

附图说明

图1为本发明所述抛光装置的一种实施例的结构示意图；

图2为图1中F-F面的截面图；

图3为第一种电磁铁组的形状示意图；

图4为第二种电磁铁组的形状示意图；

图5为第三种电磁铁组的形状示意图；

图中：