专利名称：一种磁流变抛光头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种磁流变加工设备中的核心部件。
背景技术：
光学零件的精磨抛光在精密仪器、光学仪器和光电一体化制造技术及自控、通讯、军工等领域是一个重要的课题，国内外许多单位对这一技术都在进行研发。其中专利号为200620079302. 3的中国实用新型专利公开了一种“光学零件精磨抛光机”。该抛光机包括一抛光头，它是在向抛光头中的电磁线圈通电后，其内磁极端面附近的磁流变抛光液被磁化，形成一环带状柔性精磨抛光磨具；它还包括一可旋转的工件主轴，该工件主轴装配在机座摆架上，欲加工的光学零件安装在该主轴的下端，而机座还包括控制摆架移动和摆动的控制机构。该抛光机的特点是被加工的光学零件表面与柔性精磨抛光磨具可自适应吻合，因 此可进行柔性和可塑性面研磨，在一定的范围内加工制造不同曲率半径的精密光学零件。但是，该抛光机存在的不足是在精磨抛光的过程中，由于内磁极的位置固定不动，即形成的环带状柔性精磨抛光磨具位置不动，使精磨抛光中的剪切力不足，从而加工效率较低。另夕卜，其抛光头的结构设计也不够合理和简捷，实有改进之必要。
发明内容本实用新型的目的是克服的上述现有技术中抛光头之缺陷，而提供一种设计合理、简捷，并且其磁极可相对于被加工光学零件的表面可相对运动，从而增加剪切力，提高加工效率的磁流变抛光头。为了实现上述的目的，可以采用以下的技术方案本方案的磁流变抛光头包括一工件转轴和驱动其转动的工件转轴驱动电机；该工件转轴的上端与工件转轴驱动电机相连接，其下端可安装欲加工的光学零件；一导磁材料制作的电磁芯，该电磁芯呈圆盆状，其盆底的中心设有一台阶形通孔，该台阶形通孔的上段大于下段；在盆底底面中部的圆周上均布着多个阴螺纹孔；一非导磁材料制作的法兰盘；该法兰盘中心的通孔直径等于上述电磁芯盆底台阶形通孔中的上段直径；在法兰盘中心的通孔外面的圆周上还设置有与电磁芯盆底上的阴螺纹孔一一对应的螺钉孔；在该圈螺钉孔的外面圆周上还设有多个均布的法兰盘安装螺钉孔；一电磁线圈，该电磁线圈装配在电磁芯内；—导磁材料制作的外磁极套，该外磁极套的外形分为三段，其下段为一直径等于电磁芯的外径的圆柱，中段为一直径略小于下段圆柱直径的扁圆柱，其上段为一大端在下的锥台，该锥台的底圆直径等于中段圆柱的直径，并与中段圆柱相接；该外磁极套的内孔也分为三段，其下段内孔直径等于电磁芯的圆盆内径，高度略低于其外形下段圆柱的高度，中段内孔直径略小于下段内孔直径，其顶面高度与外形下段圆柱的顶面高度相等；上段内孔为一大端在下的锥台，该锥台的底圆直径等于中段内孔的直径，并与中段内孔的顶面相接，锥台的顶圆直径与外形中的上段锥台之顶圆直径相等；在该外磁极套下部的侧壁上制有一阴螺纹孔；一导磁材料制作的内磁极柱，该内磁极柱分为三段，其上段为一上大下小的锥台，该锥台顶圆的直径略小于上述外磁极套外形中的上段锥台之顶圆直径，该锥台的顶部还设有一凹窝，其中段为一圆柱，该圆柱的顶面与上段的锥台底部相接，其下段为一直径小于中段圆柱的小圆柱轴头，该小圆柱轴头上制有阳螺纹；一导磁材料制作的磁极转轴，该磁极转轴从上至下分为5段，其中第2段的直径略小于上述电磁线圈的内径，第I段的直径略小于第2段的直径，并且在其芯部制有一阴螺纹孔，第3段的直径略大于第2段的直径且略小于电磁芯中的台阶形通孔下段的直径，第4段的直径与第2段相等，第5段的直径略小于第4段的直径；一非导磁材料制作的圆环，该圆环的外径与外磁极套的下段内孔直径相配合，其内孔直径与磁极转轴的第I段之直径相配合，其厚度等于磁极转轴的第I段之长度；一非导磁材料制作的传动零件，该传动零件的内径与上述磁极转轴的第5段直径相配合；一非导磁材料制作的储液槽，该储液槽呈圆筒状，其桶底设有一圆通孔，该圆通孔的直径与外磁极套外形之中段扁圆柱直径相配合并焊接在外磁极套上；在该储液槽中装有磁流变抛光液；上述的法兰盘用多个螺钉装配在电磁芯的底面上；一滚动轴承I，该滚动轴承I装在电磁芯盆底的台阶形通孔的上段中；上述的磁极转轴从法兰盘中心的通孔向上穿入，第I段和第2段穿过该滚动轴承I的内孔、电磁线圈的内孔，其第3段的上端面靠紧在滚动轴承I内圈的下端面；一滚动轴承II，该滚动轴承II装在法兰盘中心的通孔中，其上端靠紧在磁极转轴第4段的上端面；将圆环套装在磁极转轴的第I段外，把内磁极柱中的小圆柱头拧紧在转轴第I段芯部的阴螺纹孔中，再将外磁极套套装在圆环的外面，其底面与电磁芯的顶面贴合；用一紧定螺钉拧入外磁极套下部侧壁上的阴螺纹孔中并将外磁极套和圆环固定在一起；还有一密封圈，该密封圈的横截面形状与外磁极套、内磁极柱和圆环装配在一起时形成的空间形状相同，并且该密封圈装于该空间中；上述的传动零件固装在磁极转轴的第5段上；上述的工件转轴之下部侵入到储液槽中的磁流变抛光液中。进一步地，还可增设一个圆环片，该圆环片用导磁材料制作，其外径略小于电磁芯的盆壁内径，其内径等于或略大于滚动轴承I外圈的内径，它装在电磁线圈的底面和电磁芯的盆底上表面之间。更进一步地,上述的传动零件可以是一个皮带轮。工作时，分别启动工件转轴的驱动电机和驱动传动零件的驱动电机，使工件转轴和磁极转轴分别旋转，磁极转轴带动圆环、外磁极套、内磁极柱和密封圈一起转动；利用机座中控制摆架移动和摆动的控制机构调节工件转轴的中心线位置，使其与磁极转轴的中心线重合；再给电磁线圈通电，此时在外磁极套和内磁极柱上端面与被加工零件表面之间的空间中的磁流变抛光液被磁化，产生环带状的宾汉(Binham)可塑性固态物，即形成环带状的精磨抛光磨具，对工件的加工面进行自适应吻合的磨削和抛光。本实用新型的有益效果是本磁流变抛光头的结构设计合理、简捷，尤其是在加工中磁极与加工面之间形成相对运动，即增加了所形成的环带状柔性精磨抛光磨具的剪切力，提高了加工的效率。为了使本实用新型便于理解和更加清晰，下面通过附图和实施例对其作进一步说明。
图I是本实用新型的实施例之结构示意图。图2是图I中的外磁极套之剖面放大示意图。图3是图I中的内磁极柱之剖面放大示意图。 图4是图I中的密封圈之剖面放大示意图。图5是图I中的磁极转轴之剖面放大示意图。图6是图I中的电磁芯之剖面放大示意图。
具体实施方式
实施例，参看图I-图6。本实施例的磁流变抛光头包括一工件转轴I和驱动其转动的工件转轴驱动电机20 ;该工件转轴I的上端与工件转轴驱动电机20相连接，其下端可安装欲加工的光学零件2 ；一导磁材料制作的电磁芯11 (见图6)，该电磁芯11呈圆盆状，其盆底的中心设有一台阶形通孔，该台阶形通孔的上段112大于下段113 ;在盆底底面中部的圆周上均布着多个阴螺纹孔114;一非导磁材料制作的法兰盘13(见图I);该法兰盘13中心的通孔直径等于上述电磁芯11盆底台阶形通孔中的上段112的直径；在法兰盘13中心的通孔外面的圆周上还设置有与电磁芯11盆底上的阴螺纹孔114一一对应的螺钉孔；在该圈螺钉孔的外面圆周上还设有多个均布的法兰盘安装螺钉孔131 ；一电磁线圈10(见图I)，该电磁线圈10装配在电磁芯11内；一导磁材料制作的外磁极套7 (见图2)，该外磁极套7的外形分为三段，其下段为一直径等于电磁芯11的外径D的圆柱71，中段为一直径略小于下段圆柱71直径的扁圆柱75，其上段为一大端在下的锥台72，该锥台72的底圆直径等于中段圆柱75的直径，并与中段圆柱75相接；该外磁极套7的内孔也分为三段，其下段内孔77直径等于电磁芯11的圆盆内径d，高度略低于其外形下段圆柱71的高度，中段内孔78直径略小于下段内孔77的直径，其顶面高度与外形下段圆柱71的顶面高度相等；上段内孔为一大端在下的锥台73，该锥台73的底圆直径等于中段内孔78的直径，并与中段内孔78的顶面相接，锥台73的顶圆直径与外形中的上段锥台72之顶圆直径相等；在该外磁极套7下部的侧壁上制有一阴螺纹孔76 ；一导磁材料制作的内磁极柱19(见图3)，该内磁极柱19分为三段，其上段为一上大下小的锥台193，该锥台193顶圆的直径略小于上述外磁极套7外形中的上段锥台72之顶圆直径，该锥台193的顶部还设有一凹窝194，其中段为一圆柱191，该圆柱191的顶面与上段的锥台193底部相接，其下段为一直径小于中段圆柱191的小圆柱轴头192，该小圆柱轴头192上制有阳螺纹；—导磁材料制作的磁极转轴15 (见图5),该磁极转轴15从上至下分为5段,其中第2段153的直径略小于上述电磁线圈10的内径，第I段152的直径略小于第2段153的直径，并且在其芯部制有一阴螺纹孔151，第3段154的直径略大于第2段153的直径且略小于电磁芯中的台阶形通孔下段的直径，第4段155的直径与第2段153相等，第5段156的直径略小于第4段155的直径；一非导磁材料制作的圆环9 (见图I)，该圆环9的外径与外磁极套7的下段内孔77的直径相配合，其内孔直径与磁极转轴15的第I段152之直径相配合，其厚度等于磁极转轴的第I段152之长度；—非导磁材料制作的传动零件14,该传动零件14的内径与上述磁极转轴15的第5段156的直径相配合；一非导磁材料制作的储液槽4，该储液槽4呈圆筒状，其桶底设有一圆通孔，该圆·通孔的直径与外磁极套7外形之中段扁圆柱75直径相配合并焊接在外磁极套7上；在该储液槽4中装有磁流变抛光液5 ；上述的法兰盘13用多个螺钉17装配在电磁芯11的底面上；一滚动轴承118，该滚动轴承118装在电磁芯11盆底的台阶形通孔的上段112中；上述的磁极转轴15从法兰盘13中心的通孔向上穿入，第I段152和第2段153穿过该滚动轴承118的内孔、电磁线圈10的内孔，其第3段154的上端面靠紧在滚动轴承118内圈的下端面；一滚动轴承1116，该滚动轴承1116装在法兰盘13中心的通孔中，其上端靠紧在磁极转轴15第4段155的上端面；将圆环9套装在磁极转轴15的第I段151外，把内磁极柱19中的小圆柱头192拧紧在磁极转轴15第I段芯部的阴螺纹孔151中，再将外磁极套7套装在圆环9的外面，其底面与电磁芯11的顶面贴合；用一紧定螺钉8拧入外磁极套7下部侧壁上的阴螺纹孔76中并将外磁极套7和圆环9固定在一起；还有一密封圈6 (见图4),该密封圈6的横截面形状与外磁极套7、内磁极柱19和圆环9装配在一起时形成的空间形状相同，并且该密封圈装于该空间中；上述的传动零件14固装在磁极转轴15的第5段156上；该传动零件15如图所示可以是一个皮带轮，也可以是连接套、联轴节等。上述的工件转轴I之下部侵入到储液槽4中的磁流变抛光液5中。其次，还可以增设一个圆环片12，该圆环片12用导磁材料制作，其外径略小于电磁芯11的盆壁内径d，其内径等于或略大于滚动轴承118外圈的内径，它装在电磁线圈10的底面和电磁芯11的盆底上表面之间，将滚动轴承118轴向定位。图I中还用虚线示出了与其配套的“光学零件精磨抛光机”之机座23，磁极转轴驱动电机22和机座摆架21的位置。工件转轴驱动电机20装在机座摆架21上。加工中形成的环带状的精磨抛光磨具3如图I中所示。以上仅为本实用新型之较佳实施例，但其并不限制本实用新型的实施范围，即不偏离本实用新型的权利要求所作之等同变化与修饰，仍应属于本实用新型之保护范围。
权利要求1 一种磁流变抛光头，其特征是包括 一工件转轴和驱动其转动的工件转轴驱动电机；该工件转轴的上端与工件转轴驱动电机相连接，其下端可安装欲加工的光学零件； 一导磁材料制作的电磁芯，该电磁芯呈圆盆状，其盆底的中心设有一台阶形通孔，该台阶形通孔的上段大于下段；在盆底底面中部的圆周上均布着多个阴螺纹孔； 一非导磁材料制作的法兰盘；该法兰盘中心的通孔直径等于上述电磁芯盆底台阶形通孔中的上段直径；在法兰盘中心的通孔外面的圆周上还设置有与电磁芯盆底上的阴螺纹孔一一对应的螺钉孔；在该圈螺钉孔的外面圆周上还设有多个均布的法兰盘安装螺钉孔；一电磁线圈，该电磁线圈装配在电磁芯内； 一导磁材料制作的外磁极套，该外磁极套的外形分为三段，其下段为一直径等于电磁芯的外径的圆柱，中段为一直径略小于下段圆柱直径的扁圆柱，其上段为一大端在下的锥台，该锥台的底圆直径等于中段圆柱的直径，并与中段圆柱相接；该外磁极套的内孔也分为三段，其下段内孔直径等于电磁芯的圆盆内径，高度略低于其外形下段圆柱的高度，中段内孔直径略小于下段内孔直径，其顶面高度与外形下段圆柱的顶面高度相等；上段内孔为一大端在下的锥台，该锥台的底圆直径等于中段内孔的直径，并与中段内孔的顶面相接，锥台的顶圆直径与外形中的上段锥台之顶圆直径相等；在该外磁极套下部的侧壁上制有一阴螺纹孔； 一导磁材料制作的内磁极柱，该内磁极柱分为三段，其上段为一上大下小的锥台，该锥台顶圆的直径略小于上述外磁极套外形中的上段锥台之顶圆直径，该锥台的顶部还设有一凹窝，其中段为一圆柱，该圆柱的顶面与上段的锥台底部相接，其下段为一直径小于中段圆柱的小圆柱轴头，该小圆柱轴头上制有阳螺纹； 一导磁材料制作的磁极转轴，该磁极转轴从上至下分为5段，其中第2段的直径略小于上述电磁线圈的内径，第I段的直径略小于第2段的直径，并且在其芯部制有一阴螺纹孔，第3段的直径略大于第2段的直径且略小于电磁芯中的台阶形通孔下段的直径，第4段的直径与第2段相等，第5段的直径略小于第4段的直径； 一非导磁材料制作的圆环，该圆环的外径与外磁极套的下段内孔直径相配合，其内孔直径与磁极转轴的第I段之直径相配合，其厚度等于磁极转轴的第I段之长度； 一非导磁材料制作的传动零件，该传动零件的内径与上述磁极转轴的第5段直径相配合； 一非导磁材料制作的储液槽，该储液槽呈圆筒状，其桶底设有一圆通孔，该圆通孔的直径与外磁极套外形之中段扁圆柱直径相配合并焊接在外磁极套上；在该储液槽中装有磁流变抛光液； 上述的法兰盘用多个螺钉装配在电磁芯的底面上； 一滚动轴承I，该滚动轴承I装在电磁芯盆底的台阶形通孔的上段中；上述的磁极转轴从法兰盘中心的通孔向上穿入，第I段和第2段穿过该滚动轴承I的内孔、电磁线圈的内孔，其第3段的上端面靠紧在滚动轴承I内圈的下端面； 一滚动轴承II，该滚动轴承II装在法兰盘中心的通孔中，其上端靠紧在磁极转轴第4段的上端面； 将圆环套装在磁极转轴的第I段外，把内磁极柱中的小圆柱头拧紧在磁极转轴第I段芯部的阴螺纹孔中，再将外磁极套套装在圆环的外面，其底面与电磁芯的顶面贴合；用一紧定螺钉拧入外磁极套下部侧壁上的阴螺纹孔中并将外磁极套和圆环固定在一起； 还有一密封圈，该密封圈的横截面形状与外磁极套、内磁极柱和圆环装配在一起时形成的空间形状相同，并且该密封圈装于该空间中； 上述的传动零件固装在磁极转轴的第5段上； 上述的工件转轴之下部侵入到储液槽中的磁流变抛光液中。
2.根据权利要求I所述的磁流变抛光头，其特征是还有一个圆环片，该圆环片用导磁材料制作，其外径略小于电磁芯的盆壁内径，其内径等于或略大于滚动轴承I外圈的内径，它装在电磁线圈的底面和电磁芯的盆底上表面之间。
3.根据权利要求I或2所述的磁流变抛光头，其特征是所述的传动零件是一个皮带轮。
专利摘要本实用新型公开了一种磁流变抛光头，旨在解决现有技术中的环带状柔性精磨抛光磨具位置不动，使精磨抛光中的剪切力不足之缺陷。它包括工件转轴和工件转轴驱动电机，电磁芯，法兰盘，电磁线圈，外磁极套，内磁极柱，磁极转轴，圆环，传动零件，储液槽，密封圈等；磁极转轴带动外磁极套、内磁极柱、圆环、密封圈一起转动，而工件转轴带动工件相对于内外磁极转动，使它们间的空隙中的磁流变抛光液被磁化，形成环带状的精磨抛光模具，增加了切削力，可对工件的加工面进行高效率的自适应吻合的磨削和抛光。
文档编号B24B1/00GK202684649SQ201220290019
公开日2013年1月23日 申请日期2012年6月19日 优先权日2012年6月19日
发明者毛卫平 申请人:东莞市兰光光学科技有限公司