專利名稱：一種磁路通斷可控的高效磁流變研拋裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)制造超精密加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種通過(guò)控制磁路通斷以實(shí)現(xiàn)磁流變液循環(huán)更新的高效磁流變研拋裝置。
背景技術(shù)：
隨著光電通訊、光學(xué)、汽車、生物工程及航空航天產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，超精密的光學(xué)元件的需求量急劇增長(zhǎng)。這類光學(xué)元件和模具材料基本上屬于超硬脆材料，并且要求這些元件具有亞微米級(jí)的形狀精度、納米級(jí)的表面粗糙度和極小的亞表面損傷。磁流變加工能夠獲得高精度的表面，因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)控制磁場(chǎng)大小來(lái)調(diào)節(jié)磁流變液在固相下的屈服應(yīng)力的大小，這樣有利于產(chǎn)生微切削作用，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)材料進(jìn)行納米級(jí)和微米級(jí)的去除，獲得較高的表面粗糙度。同時(shí)，由于拋光裝置端部是柔性的拋光模，不會(huì)對(duì)加工表面產(chǎn)生表面和亞表面的損傷，采用此種加工方式就可以獲得較高的加工表面質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、拋光效率高的磁路通斷可控的高效磁流變研拋裝置。本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種磁路通斷可控的高效磁流變研拋裝置，用于研磨拋光工件，包括調(diào)速電機(jī)、磁流變液、拋光套筒和勵(lì)磁裝置，所述調(diào)速電機(jī)上設(shè)有固定軸和空心軸，所述固定軸與空心軸同軸設(shè)置，并且所述空心軸設(shè)于所述固定軸外部，所述勵(lì)磁裝置套接于所述固定軸下端，所述勵(lì)磁裝置下方設(shè)有隔磁塊，所述勵(lì)磁裝置和隔磁塊外部設(shè)有同軸設(shè)置的兩個(gè)固定塊，所述拋光套筒設(shè)于所述空心軸和固定塊外部，所述拋光套筒上部與所述空心軸外表面相連接，下部與所述固定塊外表面相連接，所述兩個(gè)固定塊之間嵌有相互對(duì)稱的兩個(gè)擋磁塊，所述磁流變液設(shè)于所述工件與所述拋光套筒下端面之間。所述拋光套筒上部的內(nèi)表面通過(guò)螺紋與所述空心軸的外表面相連接。所述固定塊的外表面和內(nèi)表面分別通過(guò)膠水層與所述拋光套筒下部的內(nèi)表面和隔磁塊的外表面相連接。所述固定軸下部通過(guò)螺紋與所述勵(lì)磁裝置相連接。所述拋光套筒的下端面為平面或者圓錐面時(shí)，所述固定塊和隔磁塊的側(cè)面為圓錐面，所述拋光套筒的下端面為球面時(shí)，所述固定塊和隔磁塊側(cè)面為球面。所述勵(lì)磁裝置可以采取永磁場(chǎng)或者電磁場(chǎng)。所述隔磁塊采用不銹鋼材料制成。所述固定塊采用純鐵制成。所述擋磁塊采用黃銅制成。所述固定軸采用鋁合金制成。本發(fā)明所帶來(lái)的有益效果是:
1.磁路通斷可控。磁流變液可循環(huán)更新，所述拋光套筒與所述工件相反方向旋轉(zhuǎn)，勵(lì)磁裝置不旋轉(zhuǎn)，使拋光套筒和勵(lì)磁裝置兩者的相對(duì)位置發(fā)生變化，形成磁路聯(lián)通與隔斷的循環(huán)切換，以實(shí)現(xiàn)磁流變液的循環(huán)更新。2.面接觸加工方式。與以往傳統(tǒng)的加工方式不同，所述的研拋裝置底端與工件形成面接觸式的拋光方式，使拋光效率得到提高。3.加工范圍廣。將所述拋光套筒的下端面設(shè)置為平面、圓錐面、球面或者非球面等形狀，就可以對(duì)這些不同形狀的零件進(jìn)行超精密的磁流變拋光加工。4.適應(yīng)性強(qiáng)。能夠安裝在普通精密機(jī)床上，易于操作。
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

圖1為本發(fā)明所述磁路通斷可控的高效磁流變研拋裝置第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明所述磁路通斷可控的高效磁流變研拋裝置的循環(huán) 圖3為本發(fā)明所述磁路通斷可控的高效磁流變研拋裝置第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意 圖4為本發(fā)明所述磁路通斷可控的高效磁流變研拋裝置第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中部件名稱對(duì)應(yīng)的標(biāo)號(hào)如下:
1、調(diào)速電機(jī)；2、固定軸；3、膠水層；4、磁流變液；5、工件；6、噴嘴；7、固定塊；8、隔磁塊；9、勵(lì)磁裝置；10、拋光套筒；11、空心軸；12、擋磁塊。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳述:
實(shí)施例一:
作為本發(fā)明所述磁路通斷可控的高效磁流變研拋裝置的實(shí)施例，如圖1和圖2所示，用于研磨拋光工件5，包括調(diào)速電機(jī)1、磁流變液4、拋光套筒10和勵(lì)磁裝置9，所述調(diào)速電機(jī)I上設(shè)有固定軸2和空心軸11，所述固定軸2與空心軸11同軸設(shè)置，并且所述空心軸11設(shè)于所述固定軸2外部，所述勵(lì)磁裝置9套接于所述固定軸2下端，所述勵(lì)磁裝置9下方設(shè)有隔磁塊8，所述勵(lì)磁裝置9和隔磁塊8外部設(shè)有同軸設(shè)置的兩個(gè)固定塊7，所述拋光套筒10設(shè)于所述空心軸11和固定塊7外部，所述拋光套筒10上部與所述空心軸11外表面相連接，下部與所述固定塊7外表面相連接，所述兩個(gè)固定塊7之間嵌有相互對(duì)稱的兩個(gè)擋磁塊12，所述磁流變液4設(shè)于所述工件5與所述拋光套筒10下端面之間。本實(shí)施例中，所述拋光套筒10上部的內(nèi)表面通過(guò)螺紋與所述空心軸11的外表面相連接。進(jìn)而保證加工時(shí)所述拋光套筒10的跳動(dòng)率最小。本實(shí)施例中，所述固定塊7的外表面和內(nèi)表面分別通過(guò)膠水層3與所述拋光套筒10下部的內(nèi)表面和隔磁塊8的外表面相連接。本實(shí)施例中，所述固定軸2下部通過(guò)螺紋與所述勵(lì)磁裝置9相連接。保證在所述調(diào)速電機(jī)I轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，固定軸2不動(dòng)的情況下，所述勵(lì)磁裝置9也不動(dòng)。本實(shí)施例中，所述拋光套筒10的下端面為平面時(shí)，所述固定塊7和隔磁塊8的側(cè)面為圓錐面。本實(shí)施例中，所述勵(lì)磁裝置9采取永磁場(chǎng)或者電磁場(chǎng)。
本實(shí)施例中，所述隔磁塊8采用不銹鋼材料制成。所述隔磁塊8不銹鋼制成，起到隔磁的作用。本實(shí)施例中，所述固定塊7采用純鐵制成。所述固定塊7采用純鐵制成，起到引導(dǎo)磁場(chǎng)的作用。本實(shí)施例中，所述擋磁塊12采用黃銅制成。所述擋磁塊12采用黃銅制成，起到阻斷磁場(chǎng)聯(lián)通的作用。本實(shí)施例中，所述固定軸2采用鋁合金制成。所述固定軸2采用鋁合金制成，起到消除磁場(chǎng)對(duì)調(diào)速電機(jī)I的影響。將工件5裝夾在普通的精密加工機(jī)床上面，同時(shí)將研拋裝置安裝在精密機(jī)床上，調(diào)整好研拋裝置與工件5之間的間隙，將噴嘴6對(duì)準(zhǔn)間隙處；所述調(diào)速電機(jī)I用于調(diào)節(jié)拋光的速度，當(dāng)調(diào)速電機(jī)I轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，固定軸2不轉(zhuǎn)，空心軸11轉(zhuǎn)動(dòng)；所述勵(lì)磁裝置9和固定塊7以及隔磁塊8共同組成一個(gè)動(dòng)態(tài)的磁軛，勵(lì)磁裝置9與固定塊7和隔磁塊8之間采用類似滑動(dòng)軸承的連接方式，降低三者之間相互運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦，由于采用磁軛形式，一方面能夠有效的把勵(lì)磁裝置9產(chǎn)生的磁場(chǎng)通過(guò)固定塊7引到所需的拋光區(qū)域；另一方面能夠使磁力線形成拋光區(qū)域所需要的形狀，左右兩個(gè)固定塊7之間通過(guò)隔磁塊8起隔磁作用，這樣兩塊固定塊7之間就形成了一定的漏磁，通過(guò)漏磁作用形成梯度磁場(chǎng)，通過(guò)控制梯度磁場(chǎng)的大小和形狀來(lái)控制磁流變緞帶的大小和形狀；磁流變液4通過(guò)一個(gè)噴嘴6噴出，使其附著在拋光套筒10與工件5之間，另一端通過(guò)另一個(gè)噴嘴6回收循環(huán)更新后的磁流變液4，控制兩個(gè)噴嘴6的流速，當(dāng)轉(zhuǎn)到圖2 (b)的位置的時(shí)候，由于擋磁塊12不具備導(dǎo)磁性，所以無(wú)法形成磁軛，磁流變液4無(wú)法形成拋光緞帶，在這個(gè)位置的時(shí)候不具備拋光作用，此時(shí)磁流變液4變成可以流動(dòng)的液體，當(dāng)處于圖2 (a)或者圖2 (c)時(shí)，磁流變液4重新的積聚，形成了新的緞帶，則磁流變液4得到了循環(huán)更新。實(shí)施例二:
作為本發(fā)明所述可自動(dòng)變更磁流變液的磁流變研拋裝置的實(shí)施例，如圖3所示，所述勵(lì)磁裝置9也可以采取電磁場(chǎng)；所述拋光套筒10的下端面為圓錐面時(shí)，所述固定塊7和隔磁塊8的側(cè)面為圓錐面。本實(shí)施例中，其余結(jié)構(gòu)和有益效果均與實(shí)施例一一致，這里不再一一贅述。實(shí)施例三:
作為本發(fā)明所述可自動(dòng)變更磁流變液的磁流變研拋裝置的實(shí)施例，如圖4所示，所述拋光套筒10的下端面為球面時(shí)，所述固定塊7和隔磁塊8側(cè)面為球面。本實(shí)施例中，其余結(jié)構(gòu)和有益效果均與實(shí)施例一一致，這里不再一一贅述。
權(quán)利要求
1.一種磁路通斷可控的高效磁流變研拋裝置，用于研磨拋光工件，其特征在于包括調(diào)速電機(jī)、磁流變液、拋光套筒和勵(lì)磁裝置，所述調(diào)速電機(jī)上設(shè)有固定軸和空心軸，所述固定軸與空心軸同軸設(shè)置，并且所述空心軸設(shè)于所述固定軸外部，所述勵(lì)磁裝置套接于所述固定軸下端，所述勵(lì)磁裝置下方設(shè)有隔磁塊，所述勵(lì)磁裝置和隔磁塊外部設(shè)有同軸設(shè)置的兩個(gè)固定塊，所述拋光套筒設(shè)于所述空心軸和固定塊外部，所述拋光套筒上部與所述空心軸外表面相連接，下部與所述固定塊外表面相連接，所述兩個(gè)固定塊之間嵌有相互對(duì)稱的兩個(gè)擋磁塊，所述磁流變液設(shè)于所述工件與所述拋光套筒下端面之間。
2.如權(quán)利要求1所述的磁路通斷可控的高效磁流變研拋裝置，其特征在于所述拋光套筒上部的內(nèi)表面通過(guò)螺紋與所述空心軸的外表面相連接。
3.如權(quán)利要求2所述的一種磁路通斷可控的高效磁流變研拋裝置，其特征在于所述固定塊的外表面和內(nèi)表面分別通過(guò)膠水層與所述拋光套筒下部的內(nèi)表面和隔磁塊的外表面相連接。
4.如權(quán)利要求3所述的磁路通斷可控的高效磁流變研拋裝置，其特征在于所述固定軸下部通過(guò)螺紋與所述勵(lì)磁裝置相連接。
5.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的磁路通斷可控的高效磁流變研拋裝置，其特征在于所述拋光套筒的下端面為平面或者圓錐面時(shí)，所述固定塊和隔磁塊的側(cè)面為圓錐面，所述拋光套筒的下端面為球面時(shí)，所述固定塊和隔磁塊側(cè)面為球面。
6.如權(quán)利要求5所述的磁路通斷可控的高效磁流變研拋裝置，其特征在于所述勵(lì)磁裝置可以采取永磁場(chǎng)或者電磁場(chǎng)。
7.如權(quán)利要求6所述的磁路通斷可控的高效磁流變研拋裝置，其特征在于所述隔磁塊采用不銹鋼材料制成。
8.如權(quán)利要求7所述的磁路通斷可控的高效磁流變研拋裝置，其特征在于所述固定塊采用純鐵制成。
9.如權(quán)利要求8所述的磁路通斷可控的高效磁流變研拋裝置，其特征在于所述擋磁塊采用黃銅制成。
10.如權(quán)利要求9所述的磁路通斷可控的高效磁流變研拋裝置，其特征在于所述固定軸采用鋁合金制成。
全文摘要
一種磁路通斷可控的高效磁流變研拋裝置，涉及光學(xué)制造超精密加工技術(shù)領(lǐng)域，基于磁流變拋光技術(shù)，提供了一種簡(jiǎn)單且實(shí)用，加工效率高，通過(guò)控制磁路通斷以實(shí)現(xiàn)磁流變液循環(huán)更新的高效磁流變研拋裝置。該磁路通斷可控的高效磁流變研拋裝置包括調(diào)速電機(jī)、磁流變液、拋光套筒和勵(lì)磁裝置，調(diào)速電機(jī)上包含固定軸和空心軸，空心軸同軸設(shè)于固定軸外部，勵(lì)磁裝置和隔磁塊外部同軸設(shè)置有兩個(gè)固定塊，拋光套筒設(shè)于空心軸和固定塊外部，拋光套筒上部與空心軸外表面相連接，下部與固定塊外表面相連接，兩個(gè)固定塊之間嵌有相互對(duì)稱的兩個(gè)擋磁塊。本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、拋光效率高、通過(guò)控制磁路通斷以實(shí)現(xiàn)磁流變液循環(huán)更新的高效磁流變研拋裝置。
文檔編號(hào)B24B1/00GK103111917SQ20131003104
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月28日
發(fā)明者尹韶輝 申請(qǐng)人:嘉興納美精密機(jī)械有限公司