磁性复合流体集群式抛光头的制作方法

本发明涉及一种抛光头机构，尤其是一种用于对抛光过程材料的去除率实现有效控制的磁性复合流体集群式抛光头机构。

背景技术：

随着航空航天、电子、通信、光学等领域的发展，多个领域对光学玻璃元件表面抛光精度要求日益提高。但传统光学玻璃元件的超精密制造仍然存在一些问题，超精密磨削和车削工艺能够达到很高的形状精度，但是表面质量和亚表面损伤难以满足技术要求。磁性复合流体抛光，作为一种新型纳米级超精密加工技术，具有抛光过程可控、加工后光学表面面形精度高、不产生亚表面损伤、抛光头尺寸可控可变、可实现非球面光学元件中频误差修正加工等优点，应用前景潜力巨大。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对传统抛光技术中抛光过程去除函数可控性差，加工形状难以控制的缺点，提供一种加工过程能够实现对去除函数控制的三轴空间布置的磁性复合流体集群式抛光头机构,通过调整三个磁体转轴的转速、调整磁铁转轴携带的磁铁磁性大小、改变磁铁自转的偏心距可以对抛光过程材料的去除率实施有效控制。此外，本抛光头机构具有结构紧凑，体积小和质量轻的优点。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种磁性复合流体集群式抛光头，包括连接支架、磁铁转轴、载液盘转轴、载液盘转轴底部端盖、带轮机构、V带、载液盘、驱动电机，所述连接支架内装有三个磁铁转轴，每个磁铁转轴设有可调磁铁以及可调磁铁自转的偏心距机构，并连接一个驱动电机，通过调节磁体转轴转速、调整磁铁转轴携带的磁铁磁性大小、改变磁铁自转的偏心距来控制抛光过程材料的去除率；所述连接支架下端通过载液盘转轴底部端盖连接用于携带磁性抛光液旋转的载液盘转轴，载液盘转轴通过V带连接带轮机构，带轮机构连接驱动电机。

所述连接支架内设有连接支架通孔，连接支架环形腔，连接支架圆柱腔，三个连接支架圆柱腔内通过三对上下配合使用的转轴底部端盖和螺栓安装三个磁铁转轴；连接支架环形腔内部装有载液盘转轴，载液盘转轴通过载液盘转轴底部端盖和螺栓与连接支架连接，所述连接支架环形腔上侧端面铣有浅槽，用于载液盘转轴中的轴承定位固定；所述连接支架通孔为沉头孔，用于驱动电机的安装。

所述磁铁转轴包括磁铁、磁铁盘、磁铁转轴主轴、角接触球轴承，所述磁铁盘通过方形沉头槽与磁铁转轴主轴配合连接，并用磁铁转轴用螺栓固定；所述磁铁盘上设置三个用于调节磁铁偏心离的不同位置的螺纹孔，磁铁盘通过磁铁转轴用螺栓与磁铁盘固定连接；所述磁铁转轴主轴通过一对角接触球轴承与连接支架的连接支架圆柱腔配合连接。

所述载液盘转轴包括深沟球轴承，载液盘转轴挡圈，带连接支架，带传动挡圈，载液盘转轴用螺栓，载液盘；所述连接支架通过载液盘转轴用螺栓固定连接带传动挡圈，带连接支架的轴肩两侧设有一对深沟球轴承，两个深沟球轴承之间设有载液盘转轴挡圈，用于两个深沟球轴承间辅助固定，下侧的深沟球轴承的内圈与带传动挡圈上边缘定位固定连接；所述带连接支架下端通过载液盘转轴用螺栓固定连接用于携带磁性抛光液的载液盘。

本发明的有益效果是：

1）抛光过程材料去除率可以进行有效控制：通过调节本发明的三个磁铁转轴的转速；磁铁转轴携带的磁铁磁性大小；磁铁转轴自转的偏心距大小实现对抛光过程材料去除率的控制。

2）结构紧凑，质量较轻：对于三个磁铁转轴的固定，连接支架采用一体式的上端盖和三个独立的下端盖，保证不干涉的情况下，结构最小质量最轻；载液盘转轴与连接支架的连接选用深沟球轴承，结构紧凑，质量较小；载液盘转轴采用带连接支架与带传动挡圈通过螺栓进行连接的分离装配式结构，使得该结构能深入连接支架，整体结构紧凑，机械结构强度较高，加工方便，加工成本低。

附图说明

图1为本发明的磁性复合流体集群式抛光头的结构立体示意图；

图2为图1的分解图；

图3为连接支架结构剖视图；

图4为磁铁转轴结构局部剖视图；

图5为本载液盘转轴结构半剖视图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明的技术方案作进一步阐述。

如图1至图5所示，本发明的磁性复合流体集群式抛光头，包括螺栓1、磁铁转轴端盖2、连接支架3、磁铁转轴4、载液盘转轴5、载液盘转轴底部端盖6、带轮机构7、V带8、连接支架通孔9、连接支架环形腔10、连接支架圆柱腔11、磁铁转轴用螺栓12、磁铁13、磁铁转盘14、磁铁转轴主轴15、角接触球轴承16、磁铁转轴内挡圈17、磁铁转轴外挡圈18、螺母垫圈19、锁紧圆螺母20、深沟球轴承21、载液盘转轴挡圈22、带连接支架23、带传动挡圈24、载液盘转轴用螺栓25、载液盘26。

如图1，2所示，连接支架3内装有三个磁铁转轴4，每个磁铁转轴4设有可调磁铁以及可调磁铁自转的偏心距机构，并连接一个驱动电机，通过调节磁体转轴转速、调整磁铁转轴携带的磁铁磁性大小、改变磁铁自转的偏心距来控制抛光过程材料的去除率；连接支架3下端通过载液盘转轴底部端盖6连接用于携带磁性抛光液旋转的载液盘转轴5，载液盘转轴5通过V带8连接带轮机构7，带轮机构7连接驱动电机。

如图2所示，通过上下成对的磁铁转轴端盖2将三个磁铁转轴4与连接支架3进行连接，并通过螺栓1进行固定。磁铁转轴端盖2压紧磁铁转轴4中轴承外圈的端面。通过载液盘转轴底部端盖6将载液盘转轴5与连接支架3进行连接，并通过螺栓1进行固定。带轮机构7处设有一对螺栓1，用于带轮机构7、驱动电机的轴（未在附图中单独显示）的连接和锁紧和两者在连接支架3上的安装。

实际工作过程中，带轮机构7由V带8连接连接支架3上的载液盘转轴5，驱动电机（未在附图单独显示）带动带轮机构7转动，通过V型带进行传动，使得载液盘转轴5按设定的转速旋转。

如图3所示，连接支架3设有连接支架通孔9，连接支架环形腔10，连接支架圆柱腔11。连接支架3的三个连接支架圆柱腔11内含三个磁铁转轴4，由三对上下配合使用的转轴底部端盖6和螺栓1对这些磁铁转轴进行固定。载液盘转轴5将深入连接支架环形腔10内部，由载液盘转轴底部端盖6将载液盘转轴5与连接支架3进行连接，由螺栓1进行固定。其中连接支架环形腔10上侧端面铣有浅槽，用于载液盘转轴5机构中的轴承进行位置固定。连接支架通孔9为沉头孔，用于驱动电机位置的固定。

如图4所示，磁铁转轴4包括磁铁转轴用螺栓12，磁铁13，磁铁盘14，磁铁转轴主轴15，角接触球轴承16，磁铁转轴内挡圈17，磁铁转轴外挡圈18，螺母垫圈19，锁紧圆螺母20。磁铁13通过磁铁转轴用螺栓12与磁铁盘14进行固定。磁铁盘14设置三个不同位置螺纹孔，用于调节磁铁13偏心离，使得磁铁13能实现不同偏心距的自转。磁铁盘14通过方形沉头槽与磁铁转轴主轴15进行连接，用磁铁转轴用螺栓12进行固定。磁铁转轴主轴15上设有一对角接触球轴承16。该对角接触球轴承16一侧由磁铁转轴主轴15的轴肩进行位置固定，另一侧由一对锁紧圆螺母20进行位置固定。锁紧圆螺母20与角接触球轴承16之间配备有螺母垫圈19。两个角接触球轴承16之间通过磁铁转轴内、外挡圈17、18进行位置固定。

如图5所示，载液盘转轴5设有深沟球轴承21，载液盘转轴挡圈22，带连接支架23，带传动挡圈24，载液盘转轴用螺栓25，载液盘26。载液盘转轴机构采用装配式，通过载液盘转轴用螺栓25将连接支架23与带传动挡圈24连接。带连接支架23的轴肩两侧设有一对深沟球轴承21，并通过轴肩进行位置固定。轴承之间设有载液盘转轴挡圈22用于轴承间辅助固定。下侧轴承内圈通过带传动挡圈24上边缘进行位置固定。带连接支架23下端设有用于携带磁性抛光液的载液盘26，通过载液盘转轴用螺栓25进行固定。