群集式磁流变抛光头的制作方法

本发明涉及一种抛光头，尤其涉及一种用于光学元件抛光的群集式磁流变抛光头，属于光学元件抛光技术领域。

背景技术：

由于近几年来快速发展的先进科学技术，尤其是对光学领域，对一些光学元件的表面粗糙度和一些材料的表面质量要求越来越高，因此研究一种高效率和高精度的光学元件加工方法具有重要的实际意义。磁流变抛光作为一种新型的光学元件加工方法，通过磁场使抛光头和工件表面之间的磁流变液体的流变性能发生变化，在工件表面与磁流变液接触区域产生较大的剪切应力，从而使工件表面材料被去除。常规的磁流变抛光主要采用工件与抛光头之间的点接触实现材料的抛光去除，因此效率受到了一定的限制，为了进一步提高光学玻璃磁流变抛光效率，需要设计一种群集式磁流变抛光头，用于大幅度增加抛光区域的接触面积，以提高抛光效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对常规磁流变抛光头去除面积小的技术缺陷，提供一种可以实现面接触抛光的群集式磁流变抛光头。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种群集式磁流变抛光头，包括线圈支架、线圈、磁流变液喷头、抛光头支架、磁流变液通道、磁流变液固液转换通道、磁流变液、光学元件，所述线圈支架沿抛光头支架周向均布，每个线圈支架中间的曲形横梁上缠绕线圈，线圈并与外界电源相连，形成所需的磁场，每两个线圈支架间设有一个磁流变液固转换通道，所述抛光头支架中间装有磁流变抛光头，磁流变抛光头上设有磁流变液喷头，磁流变液喷头与磁流变液通道连接，所述磁流变液通过磁流变液通道流入磁流变液喷头，由磁流变液喷头将磁流变液喷向磁流变液固液转换通道，在线圈通电形成所需的磁场作用下变为固体形成抛光平面，用于抛光光学元件。

所述抛光头支架上均布有八个线圈支架，每个线圈支架通过内六角螺钉与抛光头支架固定连接。

所述磁流变抛光头上设有八个磁流变液喷头，八个磁流变液喷头分别对应八个磁流变液固液转换通道，八个磁流变液固液转换通道分成两组，每组包括四个磁流变液固液转换通道，当一组的磁流变液固液转换通道旁线圈通电，形成所需的磁场时，通过该组的磁流变液固液转换通道的磁流变液变变为固体形成抛光平面，而通过另一组的磁流变液固液转换通道旁线圈断电，通过该组的磁流变液固液转换通道的磁流变液变仍为流体，流出磁流变液固液转换通道，在正反通电周期条件下，两组磁流变液固液转换通道交替形成抛光平面，实现不间断抛光。

本发明的有益效果是：

本发明可实现不间断面抛光，不但提高了工件平面的出除量，还有利于获得更好面形和表面粗糙度的工件。

附图说明

图1为本发明的群集式磁流变抛光头结构剖视图；

图2为本发明的群集式磁流变抛光头结构局部俯剖视图；

图3为本发明的群集式磁流变抛光头工作原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步阐述。

如图1至图3所示，本发明的群集式磁流变抛光头，包括线圈支架1、线圈2、磁流变液喷头3、抛光头支架4、磁流变液通道5、内六角螺钉6、磁流变液固液转换通道7、磁流变液8、光学元件9、工作台10。

如图1和图2所示，线圈支架1沿抛光头支架4周向均布，线圈2缠绕在线圈支架1中间的曲形横梁上，每两个线圈支架1间设有一个磁流变液固转换通道7，抛光头支架4通过内六角螺钉6与线圈支架1紧固，磁流变抛光头中间设有磁流变液喷头3，磁流变液喷头3与磁流变抛光头中心的磁流变液通道5连接。

磁流变抛光头共有八个磁流变液喷头3，八个磁流变液喷头3分别对应八个磁流变液固液转换通道7，八个磁流变液固液转换通道分别为第一通道、第二通道、第三通道、第四通道、第五通道、第六通道、第七通道、第八通道，每一个磁流变液喷头3与一个磁流变液固液转换通道7对应，磁流变液8经磁流变液固液转换通道7流入，通过磁流变抛光头流向磁流变液喷头3，再由磁流变液喷头3喷向磁流变液固液转换通道7，线圈2与外界电源连接，正向通电周期时，第一通道、第二通道、第五通道、第六通道旁线圈通电，形成所需的磁场，则此时通过第一通道、第二通道、第五通道、第六通道的磁流变液变8为固体形成抛光平面，而第三通道、第四通道、第七通道、第八通道旁线圈不通电，通过第三通道、第四通道、第七通道、第八通道的磁流变液8仍为流体，从而流出磁流变液固液转换通道7，反向通电周期时第一通道、第二通道、第五通道、第六通道旁线圈断电，磁流变液8由固体变为流体，从而流出磁流变液固液转换通道7，而第三通道、第四通道、第七通道、第八通道旁线圈通电，形成所需的磁场，磁流变液8由流体变为固体形成新的抛光平面，在正反通电周期条件下两组磁流变液固液转换通道交替形成抛光平面，实现不间断抛光。

如图3所示，为工作原理图，磁流变液8流入磁流变抛光头通过磁流变液喷头3喷向磁流变液固液转换通道7，线圈2通电形成所需的磁场，磁流变液8经过磁流变液固液转换通道7时在磁场的作用下变为固体形成抛光平面，用于抛光光学元件9，光学元件9固定在工作台10上，通电周期改变时，磁流变液8由固体变为流体流出磁流变液固液转换通道7。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种群集式磁流变抛光头，线圈支架沿抛光头支架周向均布，每个线圈支架中间的曲形横梁上缠绕线圈，线圈并与外界电源相连，形成所需的磁场，每两个线圈支架间设有一个磁流变液固转换通道，所述抛光头支架中间装有磁流变抛光头，磁流变抛光头上设有磁流变液喷头，磁流变液喷头与磁流变液通道连接，所述磁流变液通过磁流变液通道流入磁流变液喷头，由磁流变液喷头将磁流变液喷向磁流变液固液转换通道，在线圈通电形成所需的磁场作用下变为固体形成抛光平面，用于抛光光学元件。本发明结构简单，通过改变通电周期使两组磁流变液固液转换通道交替形成抛光平面，从而实现不间断抛光，增加抛光区域的接触面积，以提高抛光效率。

技术研发人员：姜晨;高睿;田松;张瑞;姚磊;胡吉雄
受保护的技术使用者：上海理工大学
技术研发日：2017.05.22
技术公布日：2017.07.28