专利名称：自由曲面零件柔性抛光装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种抛光装置，具体涉及一种用于对具有自由曲面零件 的抛光装置，包括光学零件中的抛物镜、双曲镜等。
背景技术：
自由曲面零件是重要的光学零件，随着科技的发展，其应用范围逐步扩 大。其包含一般的抛物镜，双曲镜，非旋转对称的渐进镜，散光镜等。自由 曲面光学零件可以获得球面光学零件无可比拟的良好成像质量，在光学系统 中能够获得良好的光学效果、改善成像质量、提高系统的综合能力，甚至能 在一块元件上集成多个元件的功能，可广泛应用于各种现代光电子产品、图 像处理产品及军事、天文和医疗等行业。
虽然自由曲面光学零件拥有诸多好处，但对零件的抛光装置要求很高， 要达到柔性抛光就更难了。目前，用来抛光的操作部与驱动操作部作业的机 械臂通常以刚性连接方式固接，待加工零件置于操作部下方的夹具内，通过 计算机对机械臂的控制，实现操作部对零件表面的抛光，而由于操作部与机 械臂间为刚性连接，使得操作部在作用于零件表面时，会产生一定的冲击力， 尤其是在随作业曲面位移的过程中，这将导致表面抛光精度下降，影响整个 镜面的表面光洁度及面型。
磁流变抛光(MRF)技术是利用磁流变抛光液在磁场中的流变性进行 抛光，在髙强度梯度磁场中，磁流变抛光液变硬，成为具有粘塑性的宾汉介 质，并形成凸起，该凸起对工件表面与之接触的区域产生很大的剪切力，从 而去除工件表面材料。凸起的形状、硬度完全由磁场控制，而且由于磁流变 液的流动，凸起不断被更新，可准确控制材料的去除，且达到柔性抛光的效 果。然而，该加工方式， 一方面，需要提供适合于磁流变抛光的梯度磁场， 配制出具有良好流变性的磁流变抛光液，因而对加工机床要求较髙，且加工 成本昂贵；另一方面，对加工零件的尺寸及形状有一定的限制，且不易加工 自由曲面等不对称光学零件。
因而，目前仍未找到一种抛光精度高，而成本又低的自由曲面零件抛光 装置，是有关自由零件加工技术迫切需要解决的一个问题。
发明内容
本实用新型目的是提供一种可提高加工精度，且降低加工成本的自由曲 面零件柔性抛光装置。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是 一种自由曲面零件柔 性抛光装置，包括用于抛光的操作部及驱动操作部的机械臂，所述操作部经 一连接装置与机械臂连接，所述连接装置包括一与所述机械臂连接的定位 套、 一对磁性介质及一压块，所述定位套内设有滑动腔，所述磁性介质与压 块设于该滑动腔内，且其外缘壁与腔壁滑动连接，两所述磁性介质以同极性 端相对布置，两者间形成加压空间，所述压块位于近所述操作部端，其一端 面抵于磁性介质端面上，另一端经开设于定位套上的开口与所述操作部连 接。
上述技术方案中，所述磁性介质设置于定位套滑动腔内，并以同极性端 相对布置，即为两磁性介质以N对N布置，或S对S布置，利用同极相斥 的性质，在两磁性介质之间形成所述加压空间，并将压块抵于磁性介质与定 位套间，该定位套起限定磁性介质在斥力作用下的运动范围；当操作部作用 于零件表面或随抛光路径发生位移时，操作部受到零件表面对其产生的压力 (阻力)，操作部经压块传递于其一磁性介质上，使其抵消对另一磁性介质 的斥力，而压缩加压空间，实现压块沿定位套滑动腔壁的滑动，从而使操作 部及时减小对零件表面的冲击力，当该施加于磁性介质上的压力减小时，极 间的斥力又将磁性介质推开，压块复位；以此形成机械臂与操作部之间的非 接触式连接，具有所述加压空间大小的缓冲空间，对于一个既定面型，其可 以自动改变力的大小(即磁性介质间距离的变化使得磁力变化)，使操作部 对零件表面形成柔性抛光。
上述技术方案中，所述磁性介质为永磁体。
上述技术方案中，所述定位套滑动腔呈筒状，所述磁性介质为与该滑动 腔配合的环形磁铁，所述压块的外缘呈台阶状，分别与滑动腔及所述定位套 开口配合。由于定位套内壁呈圆形，因此压块除可以沿内壁作压缩加压空间
的运动外，还可以定位套的轴线为轴心而转动，便于与压块固定连接的操作 部对位或作业。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有的优点是
1、 由于本实用新型的连接装置包括了一对极性相对布置的磁性介质， 利用磁铁同极相斥的原理，形成加压空间，使操作部在抛光时可经压块压缩 加压空间，得到缓冲空间，进行操作部与机械臂非接触式的加压控制抛光(柔 性抛光)，对于一个既定面型，可以自动调整力的大小，以保证自由曲面零 件表面的光洁度和面型；
2、 本实用新型完全采用机械配件构成，避免使用气动变形元件，从而 使得该装置易于控制，且造价低廉，降低成本。
图1是本实用新型实施例一的局部剖示结构示意图。
其中1、机械臂；2、操作部；3、定位套；4、磁性介质；5、加压空 间；6、压块。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述
实施例一参见图l所示， 一种自由曲面零件柔性抛光装置，包括用于 抛光的操作部2及驱动操作部的机械臂1，所述操作部2经一连接装置与机 械臂1连接，所述连接装置包括一与所述机械臂l连接的定位套3、 一对磁 性介质4及一压块6，所述定位套3内设有筒状滑动腔，所述磁性介质4与 压块6设于该滑动腔内，且其外缘壁与腔壁滑动连接，两所述磁性介质4以 同极性端相对布置，两者间形成加压空间5，所述压块6位于近所述操作部 2端，其上端面抵于磁性介质4端面上，下端经开设于定位套3上的开口与 所述操作部连接。
本实施例中，所述操作部2为由顶尖连接的抛光盘(未画出)，所述顶 尖的上端部经压块上螺孔构成螺纹连接，顶尖与压块间无相对运动；所述磁 性介质4为与滑动腔配合的环形永磁体，上下布置，N极相对，利用磁体同 极相斥的磁力，形成加压空间5;所述压块6的外缘呈台阶状，如图1所示，
其上半部与滑动腔配合，下半部与所述定位套3开口配合，以台阶的方式限 制磁体在滑动腔内沿定位套的轴向上、下滑动，而压块还可以定位套轴线为 轴心而转动，便于与压块6固定连接的顶尖对位等。
权利要求1.一种自由曲面零件柔性抛光装置，包括用于抛光的操作部(2)及驱动操作部的机械臂(1)，所述操作部(2)经一连接装置与机械臂(1)连接，其特征在于所述连接装置包括一与所述机械臂(1)连接的定位套(3)、一对磁性介质(4)及一压块(6)，所述定位套(3)内设有滑动腔，所述磁性介质(4)与压块(6)设于该滑动腔内，且其外缘壁与腔壁滑动连接，两所述磁性介质(4)以同极性端相对布置，两者间形成加压空间(5)，所述压块(6)位于近所述操作部(2)端，其一端面抵于磁性介质(4)端面上，另一端经开设于定位套(3)上的开口与所述操作部(2)连接。
2. 根据权利要求1所述的自由曲面零件柔性抛光装置，其特征在于 所述磁性介质(4)为永磁体。
3. 根据权利要求1所述的自由曲面零件柔性抛光装置，其特征在于 所述定位套(3)滑动腔呈筒状，所述磁性介质(4)为与该滑动腔配合的环形磁 铁，所述压块(6)的外缘呈台阶状，分别与滑动腔及所述定位套(3)开口配合。
专利摘要本实用新型公开了一种自由曲面零件柔性抛光装置，包括用于抛光的操作部及驱动操作部的机械臂，所述操作部经一连接装置与机械臂连接，其特征在于所述连接装置包括一与所述机械臂连接的定位套、一对磁性介质及一压块，所述定位套内设有滑动腔，所述磁性介质与压块设于该滑动腔内，且其外缘壁与腔壁滑动连接，两所述磁性介质以同极性端相对布置，两者间形成加压空间，所述压块位于近所述操作部端，其一端面抵于磁性介质端面上，另一端经开设于定位套上的开口与所述操作部连接。
文档编号B24B13/00GK201189626SQ20082011683
公开日2009年2月4日 申请日期2008年5月7日 优先权日2008年5月7日
发明者任建锋 申请人:苏州大学