专利名称：一种非球面光学零件的研抛装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机械领域中零件的加工装置，尤其涉及一种非球面光学零件的研 抛装置。
背景技术：
非球面光学零件因具有良好的光学特性而受到研究者的广泛关注。近年来，非球 面光学零件研抛技术与装备的研究开发一般利用超精密多轴数控机床为平台，以多轴数控 插补运动伺服的方式进行加工，以实现非球面研抛过程的数控化、精量化，一定程度上提高 了研抛的加工效率。但是研抛过程中所需的研抛力均需通过工具系统的位移及其与工件的 接触变形来产生和控制，也就是说，现有研抛系统均存在力/位耦合问题，而在精密和超精 密加工过程中，力/位耦合问题对加工精度、零件的表面质量和加工效率的影响不容忽视， 且往往成为制约加工水平进一步提高的重要因素。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是一种可提高曲面精加工质量的非球面光学零件的 研抛装置。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为一种非球面光学零件的研抛装 置，包括工作台、输入轴、输出轴、转轴和固定在所述的工作台上的电机，所述的电机通过第 一传动机构与所述的输入轴连接，所述的输入轴与所述的输出轴之间设置有磁流变液力矩 伺服装置，所述的输出轴通过第二传动机构与所述的转轴连接，所述的转轴上固定设置有 研抛头。所述的磁流变液力矩伺服装置包括剪切盘、磁流变液、励磁线圈和壳体，所述的壳 体通过轴承同轴密封套设在所述的输入轴上，所述的剪切盘设置在所述的壳体内且固定连 接在所述的输入轴的端部，所述的励磁线圈固定设置在所述的壳体内且同轴套设在所述的 剪切盘外，所述的磁流变液填充在所述的剪切盘的周围，所述的输出轴固定连接在所述的 壳体上且与所述的输入轴同轴，所述的壳体可转动地设置在所述的工作台上。所述的磁流变液主要由非导磁性液体和均勻分散于其中的高磁导率、低磁滞性的 微小软磁性颗粒组成，在外加磁场的作用下，磁流变液可以在毫秒级的时间内转化为宾汉 流体，产生剪切屈服应力，且剪切屈服应力可由施加的磁场强弱来控制；当去掉外加磁场 时，磁流变液又恢复到牛顿流体状态。所述的励磁线圈与所述的磁流变液之间设置有隔磁环，以减少励磁线圈产生的磁 场漏磁，所述的隔磁环与所述的壳体之间设置有密封圈。所述的转轴上通过轴承套设有支架，所述的支架固定连接在所述的工作台上，以 保证研抛头在工作时运行稳定。所述的研抛头与所述的转轴相垂直。与现有技术相比，本发明的优点是由于输入轴与输出轴之间设置有磁流变液力矩
3伺服装置，通过控制该装置，便可实时地控制研抛过程中的研抛力，而研抛头的位移通过数 控机床中工作台的位移控制，从而实现了力/位硬件装置上的解耦，解决了研抛系统中的 力/位耦合问题，提高了研抛装置的加工精度和零件的表面加工质量。
图1为本发明的俯视图；图2为本发明的磁流变液力矩伺服装置的剖视图。
具体实施例方式以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。如图所示，一种非球面光学零件的研抛装置，包括工作台1、输入轴2、输出轴3、转 轴4和固定在工作台1上的电机11，电机11通过第一传动机构5与输入轴2连接，输出轴 3通过第二传动机构6与转轴4连接，输入轴2与输出轴3之间设置有磁流变液力矩伺服 装置7，磁流变液力矩伺服装置7包括剪切盘71、磁流变液72、励磁线圈73和壳体74，壳体 74通过轴承同轴密封套设在输入轴2上，剪切盘71设置在壳体74内且固定连接在输入轴 2的端部，励磁线圈73固定设置在壳体74内且同轴套设在剪切盘71外，磁流变液72填充 在剪切盘71的周围，励磁线圈73与磁流变液72之间设置有隔磁环75，隔磁环75与壳体 74之间设置有密封圈76，输出轴3固定连接在壳体74上且与输入轴2同轴，壳体74可转 动地设置在工作台1上，转轴4上垂直固定设置有研抛头8，转轴4上通过轴承套设有支架 9，支架9固定连接在工作台1上。磁流变液主要由非导磁性液体和均勻分散于其中的高磁导率、低磁滞性的微小软 磁性颗粒组成。在外加磁场的作用下，磁流变液可以在毫秒级的时间内转化为宾汉流体，产 生剪切屈服应力T b，当去掉外加磁场时，又恢复到牛顿流体状态，而剪切屈服应力可由施 加的磁场强弱来控制本装置中，磁流变液力矩伺服装置7的工作原理为当励磁线圈73通电后，产生磁 场，磁流变液72中的磁性颗粒瞬间被磁化，使磁流变液72成为固体，随着输入轴2转动带 动剪切盘71转动并剪切磁流变液72，使磁流变液72发生转动，而磁流变液72与壳体74之 间的摩擦力带动壳体74转动，使固定在壳体74上的输出轴3也随之一起转动，并产生输出 力矩；且通过改变施加在励磁线圈73上的励磁电流的大小，可改变穿过磁流变液72的磁场 强度，使得磁流变液72的剪切屈服应力发生变化，从而使得磁流变液力矩伺服装置7的输 出力矩发生变化，实现对研抛力的控制。上述实施例中，第一传动机构5和第二传动机构6为机械领域中常用的传动机构， 如皮带轮和皮带组合的传动机构、齿轮传动机构等；研抛头8为机械领域中常用的研磨工 具，如砂轮等。
权利要求
一种非球面光学零件的研抛装置，其特征在于包括工作台、输入轴、输出轴、转轴和固定在所述的工作台上的电机，所述的电机通过第一传动机构与所述的输入轴连接，所述的输入轴与所述的输出轴之间设置有磁流变液力矩伺服装置，所述的输出轴通过第二传动机构与所述的转轴连接，所述的转轴上固定设置有研抛头。
2.如权利要求1所述的一种非球面光学零件的研抛装置，其特征在于所述的磁流变 液力矩伺服装置包括剪切盘、磁流变液、励磁线圈和壳体，所述的壳体通过轴承同轴密封套 设在所述的输入轴上，所述的剪切盘设置在所述的壳体内且固定连接在所述的输入轴的端 部，所述的励磁线圈固定设置在所述的壳体内且同轴套设在所述的剪切盘外，所述的磁流 变液填充在所述的剪切盘的周围，所述的输出轴固定连接在所述的壳体上且与所述的输入 轴同轴，所述的壳体可转动地设置在所述的工作台上。
3.如权利要求2所述的一种非球面光学零件的研抛装置，其特征在于所述的励磁线圈 与所述的磁流变液之间设置有隔磁环，所述的隔磁环与所述的壳体之间设置有密封圈。
4.如权利要求1所述的一种非球面光学零件的研抛装置，其特征在于所述的转轴上通 过轴承套设有支架，所述的支架固定连接在所述的工作台上。
5.如权利要求1所述的一种非球面光学零件的研抛装置，其特征在于所述的研抛头与 所述的转轴相垂直。
全文摘要
本发明公开了一种非球面光学零件的研抛装置，特点是包括工作台、输入轴、输出轴、转轴和固定在工作台上的电机，电机通过第一传动机构与输入轴连接，输入轴与输出轴之间设置有磁流变液力矩伺服装置，输出轴通过第二传动机构与转轴连接，转轴上固定设置有研抛头；优点是由于输入轴与输出轴之间设置有磁流变液力矩伺服装置，通过控制该装置，便可实时地控制研抛过程中的研抛力，而研抛头的位移通过数控机床中工作台的位移控制，从而实现了力/位硬件装置上的解耦，解决了研抛系统中的力/位耦合问题，提高了研抛装置的加工精度和零件的表面加工质量。
文档编号B24B37/00GK101862990SQ20101019671
公开日2010年10月20日 申请日期2010年6月8日 优先权日2010年6月8日
发明者史永杰, 胡利永, 詹建明, 郑堤 申请人:宁波大学