[发明专利]一种电磁流耦合光学曲面精密抛光加工机床及加工方法

说明书

本发明公开了一种电磁流耦合光学曲面精密抛光加工机床及加工方法，解决复杂曲面光学元件在加工过程中加工质量和加工效率无法同时保证的问题包括机床床身、Y向精密转台、Y向导轨组件、机床立柱、工具头、角度分度机构、集液池、XZ向精密转台、XZ向静压导轨组件；所述机床立柱固定在机床床身上，Y向导轨组件固定在机床立柱上，Y向精密转台固定在Y向导轨组件上；工具头固定在角度分度机构上，由角度分度机构驱动工具头进行俯仰运动；角度分度机构固定在XZ向精密转台上，XZ向精密转台固定在XZ向静压导轨上，XZ向导轨组件固定在机床床身上；集液池固定在机床床身上且位于工具头和Y向精密转台的下方。

技术领域

本发明设计属于机械制造技术领域，具体涉及一种电磁流耦合光学曲面精密抛光加工机床及其加工方法。

背景技术

随着光学技术的发展与应用的日益广泛，对光学元件表面的加工面形精度及表面质量的要求越来越高，光学元件的材料也逐渐向着具有硬脆特性的难加工材料方向发展。针对光学元件的加工如超声波抛光、离子束抛光、气囊抛光等由于自身条件的限制，抛光效率不高，同时无法实现小曲率光学表面的加工。而近些年新兴起的电磁流变协同抛光技术，基于电流变抛光和磁流变抛光效应复合叠加的电磁流变协同抛光技术，具有响应快、屈服应力大等优势，能够保证磨料分布的均匀性和稳定性，有效降低表面粗糙度，获得表面加工质量良好、亚表面损伤小的元件，为复杂自由曲面光学元件的加工提供了新的解决途径。因此，本发明提出了一种新型抛光机床设计及加工方法，以解决复杂曲面光学元件在加工过程中加工质量和加工效率无法同时保证的问题。

发明内容

本发明为解决超声波抛光、离子束抛光、气囊抛光等加工方法对复杂光学曲面元件加工时的问题以及解决复杂曲面光学元件在加工过程中加工质量和加工效率无法同时保证的问题，提出了一种电磁流耦合光学曲面精密抛光加工机床及其加工方法。

本发明采用的技术方案如下，结合附图：

一种电磁流耦合光学曲面精密抛光加工机床，包括机床床身1、Y向精密转台2、Y向导轨组件3、机床立柱4、工具头5、角度分度机构6、集液池7、XZ 向精密转台8、XZ向静压导轨组件9；所述机床立柱4固定在机床床身1上，Y 向导轨组件3固定在机床立柱4上，Y向精密转台2固定在Y向导轨组件3上；工具头5固定在角度分度机构6上，由角度分度机构6驱动工具头5进行俯仰运动；角度分度机构6固定在XZ向精密转台8上，XZ向精密转台8固定在XZ 向静压导轨9上，XZ向导轨组件9固定在机床床身1上；集液池7固定在机床床身1上且位于工具头5和Y向精密转台2的下方。

进一步地，所述角度分度机构6中轴与工具头5上的安装孔过盈配合，角度分度机构6内部设有齿轮传动机构，齿轮传动机构与中轴固定，带动工具头5 整体进行俯仰运动。

进一步地，所述工具头5包括电磁场发生装置、动力输入部分以及制动部分；所述动力输入部分包括外壳组件、伺服电机509、从动件503、外联轴517、圆柱凸轮轴520以及旋钮527；伺服电机509固定于外壳组件的上方，外联轴 517、旋钮527、圆柱凸轮轴520以及从动件503均置于外壳组件内部；伺服电机509通过联轴器511与外联轴517连接，外联轴517通过轴承与外壳组件转动连接，外联轴517底部通过长销519与旋钮527连接，圆柱凸轮轴520上端通过花键与旋钮527内部连接，从动件503通过销504与圆柱凸轮轴520下端连接；所述制动部分包括刹车片507以及制动盘518，刹车片507套接在外联轴 517的下端并与外联轴517销连接；制动盘518空套在外联轴517上且位于刹车片507的上方，制动盘518通过连接长销穿过外联轴517上的长槽后与制动盘 518连接；所述电磁场发生装置安装在所述动力输入部分的底部。